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绿色基础知识

改造项目:深度能源改造

绝缘、空气密封和暖通空调提供了削减能源账单的机会

减少50%到90%是可以实现的

对住宅进行超级绝缘可以从根本上改善老房子的能源性能。这些所谓的深度能源改造通过解决所有(或几乎所有)能源负载——空间调节、热水、照明、电器和插头负载——有时甚至交通负载,实现家庭能源利用率高达90%。如此规模的能源削减需要一个密集和广泛的系统方法:能源、室内空气质量、耐久性和热舒适之间的内在关系必须在整个设计和施工中得到尊重。被动式太阳能设计和可再生能源系统在这些项目中很常见。

这种广泛和侵入性的绿色改造需要仔细的规划
深度能源改造可以显著降低家庭能源消耗,但前提是不忽视任何问题。一般来说,空间供暖和制冷、热水、照明、电器和电力负荷都应作为改造的一部分。

当前的能源使用是改善的关键
你可以通过多种方式了解你的房子如何处理能源。研究至少一年,最好是更长时间的水电费账单是一个好的开始。鼓风机门测试、红外成像和管道爆破器测试提供了有关当前能耗的有价值的信息。一种能量反馈装置,如能量探测器,可以测量用电量,是很有用的。对现有条件的评估还应包括观察建筑围护结构是如何变湿和变干的,以及能源改进可能如何影响这些水分的流向。

能源的改善可以影响水分性能
一项深层次的能源改造可能包括改变整个建筑的围护结构以及供暖和制冷设备。湿度也必须小心管理;这可能意味着在地下室增加外围排水管。厨房和浴室的排风机,或全屋通风系统,这些功能的缺乏也发挥着关键作用。离房子太近的植物和根部可能必须修剪,以促进室外干燥,并打开房子获得更多的阳光。在某些情况下,场地和结构都应该检查,着眼于增加屋顶或地面安装的太阳能装置,太阳能热水收集器,或风力涡轮机。随着加热和冷却负荷的急剧减少,有可能缩小甚至取消一些加热和冷却设备。

不要扔掉旧东西
在工程过程中可能更换的建筑材料怎么办?橱柜、装饰和地板可以用在其他地方——比如地下室或车间。木材、石膏干墙和其他加工过的材料可以在经过一些规划后成为土壤改良剂或车道或人行道的地基。

明智的项目规划可以减少重塑创伤
项目的阶段可以使它更容易度过。大部分的生活空间可能会涉及到,所以如果你打算在房子翻新期间继续住在这里,弄清楚你需要使用什么以及你能忍受什么是很重要的。当项目从房子外面开始着手时,破坏会显著减少。从外部接近项目也更容易保持绝缘和空气屏障的连续性。深度能源改造案例研究:

更多关于深度能源改造的内容

深度能源改造的目标与新温室的目标相似,但与所有的改造一样,不同之处在于你必须围绕现有的结构工作。下面是你应该考虑的集中区域的房子系统列表

建筑信封

使楼板和基础墙绝缘。

提供空气密封和湿度管理。

用无甲醛绝缘材料对现有的墙壁、地板和天花板或屋顶进行超级绝缘。

安装耐用的屋顶。

用节能型号的门窗替换,并根据房屋暴露在阳光下的情况指定玻璃。

暖通空调

提供适当的控制。

在可能的情况下指定高效率的机械设备和热泵

考虑替代传统空调。

确保燃烧用具的通风正确。

管道

重新配置管道以有效分配热水。

保温热水管道。

选择高效的热水器。

照明

尽可能增加自然采光。

安装节能照明。

电器

提供一种简单的方法关闭设备,以消除虚幻的电气负载。

用节能的型号更换旧电器。

能源

考虑安装光伏组件,太阳能热水收集器,或风力涡轮机。

实现零能耗的七个步骤

把老房子改造成超级高效的房子,有一条明确的成功之路。建筑科学公司的贝特西·佩蒂特建议,从你能得到最大响声的地方开始,从列表的下面开始。在你完成了第5项之后,房子就会变得足够高效,可以缩小你在第1步中替换的机械设备。如果你计划至少进行第5步,在购买新锅炉或暖通空调机组之前要记住这一点。

1.升级机械系统

在老房子里,旧炉子或锅炉往往是最耗能的。许多建于1920年以前的房屋仍然使用着被改造成天然气或石油的燃煤锅炉。这些设备是重型设备,但消耗大量能源。一个新的熔炉或锅炉可以立即节省能源费用。我们在所有这些房子里都用中央系统取代了窗户空调,只要管道系统放在有条件的空间里,就可以立即节约能源。如果你能负担得起,太阳能热水器是一个很好的选择,但至少,通过连接水箱和锅炉来提高热水生产的效率。

2.把地下室和爬行空间搬到房子里面

温暖、干燥的地下室和爬行空间可以扩展生活和存储空间。潮湿的地下室是老房子夏季高湿度和不舒服的根源。它们也可能是霉菌生长的来源,散布在房子周围。喷雾泡沫是一种快速、有效的方法,将这些区域带入条件空间,同时密封基础和楼板框架之间的泄漏。

3.超级隔热和密封屋顶

如果空气从房子的底部漏进来,它就会从顶部漏出去,这就会使房子在冬天又冷又通风。隔热效果差的屋顶在夏天也会使房子很热。空气密封是良好绝缘的副产品,所以它真的是一个一步的过程。在屋顶下使用喷雾泡沫还可以消除屋顶通风的需要,这在复杂的屋顶是棘手的。

4.取代窗户

房子的底部和顶部都密封绝缘了,下一个机会是墙壁。旧窗户就像墙上的大洞。旧窗户在功能不佳的情况下,经常把空气和水漏进房子里。它们可能无法正常开启和关闭,还可能被防风窗和纱窗遮挡,减少了能进入的光线。正确安装,能源之星(或更好的)窗户密封在墙上的洞,防止水和极端天气。

5.隔离墙

用纤维素填充墙壁空腔是一种廉价、简单、有效的方法来温暖老房子。可以肯定的是,将纤维素吹入现有的墙体空洞是一门艺术,但有许多承包商已经这么做了很多年。事实上,现在有一些便宜的方法可以用红外摄像机来检查,以确保所有的空隙都被填满了,而不会影响到外墙现有的灰泥或护套。因为老房子的壁板或瓦可能也已经磨损了,我们在重新安装壁板之前,利用这个机会在房子的外面安装泡沫护套

6.购买能源之星(或更好)

固定装置、电器和照明一旦你减少了你的空间调节和水加热负荷,照明、电器和插头负荷将是你的下一个大的能源项目。一款新的“能源之星”冰箱将比标准型号的冰箱节省15%的能源。用针脚型紧凑型荧光灯具取代旧的灯具,可以确保您的电费账单保持在较低的水平(高达30%)。

7.增加可再生能源

一旦你的能源消耗已经显著减少,它是合理的生产自己的系统,如光伏,风力发电,或水力发电,如果你碰巧附近有一条小溪。不过,除非你大幅削减能源使用量,否则投资可再生能源是不值得的。环保仍然是镇上最便宜的游戏。

*注意第5项:回到第1步,减少机械的尺寸。一个立方体六面都有隔热材料的密闭房屋和良好的窗户提供了可预测的性能,因此机械承包商不必猜测外壳的质量。缩小的机械设备可以支付步骤2-5的费用。

案例研究

任何三十年前建造的房子,比如科罗拉多州博尔德的这座上世纪70年代的农场,都需要改进。一个新的增加和广泛的,从汤到坚果的所有住宅系统升级提高了居民的舒适度和健康,同时完全减少了能源的使用。
图片来源:Eric Doub, Ecofutures, Inc./REGREEN

绝缘从零到净零

这座建于上世纪70年代的农场位于博尔德,占地1000平方英尺。在决定进行改建时,所有者既想增加空间,又想大幅提高能源利用率。和附近的其他房子一样,这栋房子只有单窗格的窗户,墙壁上没有绝缘材料,冬天通风,夏天就像个“烤箱”。这家人在五年前做了一些改进,更换了窗户,增加了隔热材料,安装了地板辐射供暖系统,但他们没有足够的经验来实现他们想要的效果。这一次,由于想要进行更全面的改进,这家人聘请了一位在高性能建筑方面有经验的承包商。Eric Doub的团队对现有的空间进行了节能改造,并将其改造为地面空间的家庭办公室和地下室的游乐区。增加了700平方英尺(约合366平方米)的面积,业主们得到了一个新的用餐区,扩大了厨房和大房间,并改善了太阳能接入和照明。

设计方法

项目经理了解最佳的建筑实践

整个住宅的超级绝缘和空气密封提高了舒适性和被动生存能力,允许住宅在0°F、多云天气下保持温暖。一个在建筑科学最佳实践方面知识丰富的项目经理总是在现场,以确保完成正确的细节,这是成功的能源改造的关键。增加的面积改善了采光和空间的宜居性。全电力的设计使房主能够封顶他们的天然气管道,这对他们来说特别重要,因为天然气的钻探和分配导致了当地环境的恶化。他们尽可能做到绿色的努力从结构延伸到能源供应和饰面。

系统

多个面板提供热量、热水和电力。科罗拉多州的这座零能耗房屋在屋顶上使用面板提供家庭热水和空间供暖,使用平板辐射管。光伏板提供6.15千瓦的电力。
图片来源:Eric Doub, Ecofutures, Inc./REGREEN

关键系统

网站

*90%的建筑废物经由现场再用、回收及循环再造而转移

*再生塑料装饰

建筑信封

现有:

*墙壁改进为热破碎R-28:纤维素吹入现有框架和墙壁包裹新的外部绝缘2'x4 '框架墙

*屋顶改进到R-70通过8″就地喷洒开孔½' -磅泡沫(SPF)

*以下等级提高到R-17:在2'x4 '框架墙内增加1 / 2 "刚性泡沫和棉棒

*预先安装1½英寸石膏混凝土地板,在现有楼板上安装辐射管

*在石膏和地下室板之间添加一体化蒸汽屏障、气泡膜和¼”柔性闭孔泡沫

添加:

*R-27墙:2'x6 '框架,面对1½”弹性通道在内部,创建7″墙腔充满了Icynene喷雾泡沫

*R-42 SIP屋顶与3.5″SPF下降天花板为R-50总

*U-0.15整体窗口评级

* fsc认证和工程木材

*6″核心ICF爬行空间与下降托梁打破热边界;12″托梁之间的SPF值

暖通空调

*可操作的窗户和电动通风天窗

和冷却

*能量回收通风机,用于冬季和炎热的夏季持续通风

管道

*双重厕所

*直接从太阳能水箱热水分配器,以减少烹饪的能源需求

照明

*自然采光增强了四个太阳能管,两个天窗,和30%多的玻璃

*紧凑型荧光灯

电器

*现有的能源之星洗衣机和烘干机,加上晾衣绳

*新的冰箱和电烤箱,以减少使用天然气

*独立开关,消除虚幻电子负载

内部完成

*低和零挥发性有机化合物油漆和污渍

*水性地板装修

*粘土石膏

*含低voc粘合剂的油毡瓷砖

*无甲醛橱柜

*混凝土和高粱台面

*波纹状板底层地板

*天然羊毛地毯

能源

*空管式太阳能热水系统提供90%-100%的生活热水及采用板内辐射管的空间供暖;系统有9千瓦调制式按需电锅炉阴冷骤备份

*并网太阳能光伏(6.15千瓦安装于新廊及现有天台)

* EPA-approved燃木壁炉

教训

在原有房屋的扩建和改造中使用了各种各样的绝缘材料。类型包括吹入的纤维素,硬质泡沫和棉球。
图片来源:Eric Doub, Ecofutures, Inc./REGREEN

项目愿望清单可能与现实世界不同*

在这种全面的改造中,很容易忽略一些系统交互的方式;甚至制造商也可能忽视先进能源系统的细节。例如,该团队了解到,如果在阳光明媚的日子停电,用于太阳能热水的真空管可能会过热并破裂。为了防止这种情况发生,他们安装了一个太阳能电池板来提供备用电源,这样水泵就可以继续让水通过管道循环。尽管他们有深绿色的目标,房主也不得不做出一些权衡。认证木材的成本溢价导致他们放弃完全使用fsc认证的木材,而倾向于投资更多的可再生能源系统。

团队及财务状况

团队和流程

由于有高度投入的业主,该团队能够远远超越典型的能源改造,并探索综合效率的新方法。在项目开始时,承包商和能源设计师与业主一起计算电力负荷,并使用计算机建模来理解热量和能量流动。设计过程中的这一关键步骤为项目开发的所有阶段提供了信息。在施工期间,业主、设计师、工程师和承包商继续密切合作,以确保项目成功。例如,当业主询问对建筑外部进行热改造以减少干扰时,承包商通过现代建筑科学资源验证,这种方法可以很好地创建连续的空气和热障。

地点:科罗拉多博尔德

业主:约翰和维姬·格雷厄姆

师:安迪·约翰逊,DA J设计

总承包商:Eric Doub, Ecofutures Building Inc.

区域的影响:改造现有1000平方英尺;增加了700 ft2

财务状况

为了建造他们的“梦想之家”,房主们选择了高质量的饰面,尽可能地推动能源措施,并充分利用科罗拉多州对可再生能源系统的新激励措施。据房主说,建筑成本与其他高端改建房屋相当,最近有报道称,当地电价明年可能会上涨11%,因此预计的投资回报会越来越好。

图库建设细节

装修细节

一个来自马萨诸塞州的案例研究

在阿灵顿,质量。亚历克斯·谢梅茨监督了一场deep-energy改造项目在他有80年历史的复式公寓。

绿点

LEED的房屋对于深度能量肠道康复,能量改造策略可以影响EA1-9(能量和大气)中的27点。

NGBS-Remodel参考ANSI标准,根据改建或增建项目所涉及的条件楼面面积和原房屋建造的年份,遵循适当的路径。NGBS

10评论

  1. 杰夫•威尔逊||# 1

    俄亥俄州的深度能源改造……
    我一直在为我在俄亥俄州的家做一个DER…我们拍摄了整个过程的视频你可以在http://www.thegreenedhouseeffect.com.我们在最后阶段,在地下室做一个室内幕墙,用喷雾泡沫隔热,并添加太阳能空气加热器。我们从一个漏水的,有70年历史的房子变成了一个超级紧密,绝缘良好的房子。即使去年冬天天气更冷,我们的取暖费还是减少了2/3,现在用4千瓦的太阳能电池板发电几乎为零。

  2. 李什鲁斯伯里||#2

    窗膜作为玻璃改造
    虽然许多老窗户漏气和漏水,确实需要更换,但有许多家庭的紧凑型窗户有透明的单窗格,透明的IG,甚至着色或低e涂层的IG,可以节省大量的空调负荷美元与良好的SHGC窗膜。这些电影中的许多现在都是由NFRC评分的(在这个论坛中被推荐为权威),最近,辐射率低至0.07的电影已经进入市场。shgc低至0.50(薄膜单独在透明的单层玻璃上),VLT高至0.70——大约与汽车挡风玻璃相同,从外面或里面几乎看不出来。

  3. napulitane||# 3

    你提到了“室内空气质量”和“湿度管理”,但对如何处理却没有给出任何建议。超绝缘和收紧包络限制了新鲜空气的引入,这需要补偿。按照被动屋的原则,最好的方法是用热交换装置取代传统的“循环”式热机/空调机,以调节新鲜空气或循环利用陈旧、潮湿、容易发霉的空气。这就是如何在超绝缘结构中创造良好的室内空气质量。

    1. 专家成员
      马尔科姆·泰勒||# 4

      napulitane,

      你可能会发现这个链接很有用:
      //m.etiketa4.com/article/revisiting-ventilation

      1. napulitane||# 6

        Malcolm,谢谢你的链接!

    2. GBA编辑器
      马丁Holladay||# 5

      Napulitane,
      马尔科姆·泰勒提供了一篇有用文章的链接。(谢谢,马尔科姆。)GBA有更多。

      更多类似的关于通风的深入文章,请访问GBA的“类别”页面。这里有一个链接:GBA类别页面链接到关于通风的文章

      你也可以读读这篇文章:《关于室内空气质量》

  4. Dave933||# 7

    自2014年退休以来,我一直在修复房产。谁能给我指一篇文章,说明如何对一个砖砌的农场住宅进行深度改造?1980年风格的3000平方英尺牧场,80%的外部是砖。
    最初的计划是拆除所有砖墙上的干墙和绝缘材料,然后喷涂3.5英寸的封闭单元,在铆钉内部添加1英寸泡沫板,在重新安装新的1/2英寸干墙之前,用胶带和密封一切。
    *所有的阁楼渗透泡沫
    *新的安德森开窗和所有新的超大门。
    *完全重新布线密封浅罐灯-泡沫/密封/8.5w LED
    * R60天花板。
    *2”闭式地下室墙和顶板。
    *双载波多级调制NG炉和多级空调
    *门窗都在车库里,所以不能换。
    * Age-in-Place设计
    我一个人做了2年项目的大部分工作。希望是70岁生日。
    真想看看建筑科学专业的人会怎么说。

    1. GBA编辑器
      马丁Holladay||# 8

      戴夫,
      你的计划肯定会降低家庭的能源费用。但没有人能在互联网上提出很多有用的建议。我们不太了解你们现有的窗户,你们现有的绝缘材料,或者你们现有的漏风率。我们也不知道你们的气候区。

      当然,做空气密封工作通常是一个好主意。如果你专注于空气密封——听起来好像这就是你的计划——那么你需要想出一个计划来安装整个房子的通风系统。

      如果你的房子气候寒冷,一些专家可能会建议你使用三层玻璃窗,但这听起来似乎太晚了。

      有些GBA读者不喜欢喷雾泡沫,他们可能会建议你制定一个使用较少喷雾泡沫的计划。

      一些GBA的读者可能会指出,这项工作的成本可能不能基于未来的能源节约来证明——但你可能已经知道这一点。

  5. Dave933||# 9

    Martin,谢谢你的回复。
    我故意没有提供关于我的具体改造的细节,因为我不想写一本书。我真的在寻找文章的建议,以帮助我更好地理解绝缘木结构与80%的砖立面。
    谢谢你提到空气质量。我的暖通人员正在处理负载和某种版本的ERV,以提供新鲜空气。我还计划在冬天的几个月里安装一个全屋除湿机。在夏季,多速炉和空调机组应注意内部水分。
    另一件事,我可以使用一些帮助理解是水分运动与3.5英寸的封闭细胞和额外的1英寸泡沫热制动在干墙下。事实上,外部应该没有水分或很少的热运动。这是不是会给我的砖门面带来问题?管理湿度是我在这次装修中最关心的事情。
    你提到的回报。钱不是这个项目的问题。我在这个网站上读到一篇很好的文章,说经济回报并不总是驱动因素。这个家可能会是我们永远的家,我们已经预算了20万的材料和另外2万的杂工,我自己无法完成。
    我想要保温外墙,因为我将扩大每扇门,窗户是用石板墙冲洗完成的,大多数内墙已经为ADA移动。所以我们已经预料到大部分的墙会被拆毁。改造计划包括更换所有墙壁上90%的干墙。如果不是因为天花板上已经有了18英寸的绝缘材料,我可能也会更换天花板。

  6. 迈克尔·林德||# 10

    Dave933

    我和你一样,3400平方英尺的牧场。和你的基本计划一样,75岁了,永远在家里老去。我在德克萨斯州休斯顿,但我猜你在更北的地方。

    我最大的问题是我的墙。我正在添加一个2x3的内墙,共6”和填补它
    用密集的纤维素包装,只要是,就能处理大量的水分
    允许干燥或密集包装岩棉。

    真正的问题是我的外墙是石膏板,不是WRB, 1英寸的缝隙没有通风,砖已经粉刷。

    我是否会遇到石膏护套潮湿的麻烦,只有2英寸的岩棉绝缘,70年后从来没有霉菌问题,但那是在我的超级空气密封项目之前

    迈克

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