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几个月前，我们完成了对一所房子的深度能源改造，我们希望它将是净零能源——换句话说，我们希望它产生的能源与它每年消耗的能源一样多。如果我们成功了，这将是我们的第一个净零项目。
设计一个净零就绪的住宅有两个关键策略:将房屋运行所需的能量降至最低;你可以最大限度地利用房子现场产生的能量，通常是通过光伏系统(PV)。简而言之，你创造了一个平衡消耗和生产的能源预算。
在新家实施这些策略是相对简单的。事实上，高性能建筑行业的领导者多年来一直在建造零准备住房，有些甚至以市场速度这样做。(要了解更多关于马萨诸塞州一家名为“转型公司”的公司的信息，该公司正在建造市场价和可负担的净零能源住宅，点击在这里．)
现有房屋是一个更大的挑战
现房就不一样了。相反，在净零基础上改造房屋是一项相当大胆的事业。我们工作的大多数家庭都极力反对这种野心。有几个障碍，包括我们相对恶劣的气候;我们的住宅结构比较古老，比较复杂;频繁的房屋翻新却不注重效率;小地块的盛行，尤其是在城市环境中。
但对于这个项目，我们有两个优势:一个相对舒适的建筑，和高度积极的房主(更不用说我们的顶级规划团队，由David Foley领导的荷兰和福利建筑公司）.
住宅相对简单的形式使我们能够隔热建筑外壳，并大大减少漏风。这将热量损失降低到足够低的程度，使我们能够显著地缩小机械系统的尺寸，用三个微型热泵替换现有的燃气锅炉，用于加热和冷却。(热回收通风保证新鲜空气的稳定供应。)
同样重要的是住宅的无遮阳朝南的屋顶，它支持11.7千瓦的光伏系统，预计每年生产15,000千瓦时，或房屋模型消费的120%。(背景:根据能源情报署的数据在美国，马萨诸塞州的家庭平均每年消耗大约3.2万千瓦时的电量，是这家的2.5倍)。
让它发挥作用是房主的责任
现在就看那些积极性很高的房主们是否能真正做到零能耗了——也就是说，在他们的能源预算之内生活。我们目前正在收集每月的使用量和生产数据，以确定我们离这个目标还有多远。我们还在更细粒度的层面上进行监控，增加了我们能够达到这一目标的可能性。
在…的帮助下SiteSage eMonitor系统，我们正在收集每个电路的使用数据。密切监测这一情况有几个目的，其中最重要的是它能告诉我们设备是否工作正常。当使用模式看起来不典型时，我们有时可以使用monitor来帮助我们实时排除故障。
我们还可以使用逐路监测来帮助房主养成零能耗的“习惯”——给他们在能源预算范围内生活所需的反馈。我们可以让他们知道，当他们面临超出预算和透支“能源账户”的风险时。
虽然在许多方面，生活在净零能源住宅比生活在一个标准的家庭更容易(一方面，一个精心设计的净零能源住宅从热的角度来看要舒适得多)，净零能源生活确实需要一些调整。许多关于操作和维护的传统智慧，尤其是关于机械设备的，并不能很好地应用于低能耗家庭。
例如，当迷你热泵保持在一个相当恒定的温度时，运行效率最高。monitor的数据可以帮助我们确定房主是养成了“设置和遗忘”迷你公寓的净零习惯，还是回到了使用挫折的习惯。
我们是否能实现零能源的目标还有待观察。如果我们这样做了，毫无疑问，房主方面的深思熟虑的行动，在我们的监督支持下，将在我们实现这一目标中发挥关键作用——至少与幸运地在第一个地方拥有这样一个可容纳的房子一样关键。
保罗·埃尔德伦坎普(Paul Eldrenkamp)是马萨诸塞州牛顿市设计/建造公司Byggmeister的所有人。瑞秋·怀特是公司的绩效经理。本博客是关于该项目系列文章的第三篇，最初发表于Byggmeister网站．第一和第二篇文章是为未来100年准备一个历史性的家,规划净零能源．
14日的评论
强迫人们呆在
强迫人们在能源预算中停留可能对积极的改装者和有生态意识的消费者有效，但对一般人不适用。请注意，即使是对适度的法规、建筑规范和饮用水安全的抵制，也是对许多选民言论自由的一种侮辱(除非他们自己遭受了痛苦，否则他们会指责政府)。
所以，如果它设计为净零，人们浏览它，你可以简单地向他们收取额外的费用，“免费能源”是xkW，浏览是零售价格，无论如何，它可能在未来上升。高油价引起了很多抱怨，但确实减少了消费。
32000千瓦时每年?不要这么快!
说明平均质量。根据相关的EIA报告，2009年大众家庭平均使用了1.1亿英热单位，这一数据的使用让我感到不真实
考虑到马萨诸塞州绝大多数家庭使用化石燃料取暖，而且燃料燃烧在许多情况下占家庭总能源使用量的大部分，因此将1.1亿英热单位转换为等效电力是无效的。
对Curt Kinder的回应
Curt,
据我所知，在这个博客中讨论的房子是一个全电动的房子。作者写道，“我们能够显著缩小机械系统，用三个微型热泵来加热和冷却现有的燃气锅炉。”
显然，这栋房子每年的能源预算为12500到15000千瓦时。由于这个能源预算涵盖了所有的东西——电器、照明、插头负载、空间供暖和家庭热水——所以将这个预算与马萨诸塞州房屋的平均能源使用(包括空间供暖燃料)进行比较是完全合适的。
这房子是全电的
是的，描述中的房子是全电动的。
这是一个过时的几个月:我们现在知道，第一年的房子是净能源约8000千瓦时。因此，今年房主开始放松一下，邀请邻居们把自家内建酒窖的延长线接到他的外部插座上。
千瓦时和小卡
因为实现净零的价值很大程度上是经济上的，所以我认为不要混淆这些指标是很重要的。根据相关的EIA信息图，MA的总能耗为1100温氏或32,000千瓦时。当我们换算成美元时，我们得到32000千瓦时= 0.1638千瓦的年成本5241.60美元，但如果我们使用1100 Therms (110MBTU) = 1.28 Th的年成本1408美元。这肯定会影响我们的投资回报率。马萨诸塞州的普通家庭。支付2500美元/年或208.33美元/月的所有住宅能源。
如果房子能以50,000美元的价格进行ZNE改造，那么一笔利率为4.5%的20年期贷款每月将支付316.32美元(假设没有维护或更换)。
不是经济学
汤米,
如果说零翻修的经济效益有什么价值，那多半是那些没有真正做过翻修的人。并不是说没有其他的原因来承担这样一个项目。
对Tommy Young的回应
汤米,
考虑到30%的联邦税收抵免和马萨诸塞州可用的SRECs，巨大的回报来自屋顶PV，这是一个高收益的投资，任何人都不应该忽视。
在绝缘升级、空气密封和效率提高方面的投资?从长远来看，这些都不是很好的投资。
完全同意——不是在经济上
非常真实,保罗。我一直在做一些事情，并把它们归为“支持我们的地方经济”;前往当地的小啤酒厂，让经销商给我换油……我相信有很多理由去追求ZNE，我也很欣赏那些这样做的人。
我现在在加州，我们被授权去追求它——按说所有的新建筑必须在779个工作日内完成ZNE，时不时地会有官员提出对现有建筑进行强制ZNE改造的想法。加州的平均水电费总额是140美元——如果我们能减少50%的使用量，房主每月70美元能融资多少?
火线和零
我知道我们以前都讨论过这个问题，但我想补充一下我的观点。从头开始(可以说)建造一个节能的家当然比改造更容易操作。然而，应该注意的是，肠和改装不应该与DER混淆。如果你仅仅因为你想做一份DER而做一份DER，那它就没有办法为自己买单。另一方面，如果你正在翻新一栋老房子(就像我们正在翻新一栋1901年维多利亚时期的房子)，更新水管、旋钮和管道布线，以及1950年代的火灾损坏等等，那么让房子变得超级高效的额外费用真的可以忽略不计。更好的门窗、额外的隔热材料等等的额外费用实际上不到1万美元。这笔巨大的开支是所有用于建造新房子的东西，不包括能效升级。在一个通常建造新(标准)房屋的地区，大约225美元/平方英尺，我们装修一个经典的砖砌建筑(除了外壳，所有东西都是新的)，花费不到100美元/平方英尺，所以最终比新建筑便宜，但有所有的效率升级。而且我们还没有添加光伏板!
对马丁
“Curt,
据我所知，在这个博客中讨论的房子是一个全电动的房子。作者写道，“我们能够显著缩小机械系统，用三个微型热泵来加热和冷却现有的燃气锅炉。”
显然，这栋房子每年的能源预算为12500到15000千瓦时。由于这个能源预算涵盖了一切——电器、照明、插头负载、空间供暖和家庭热水——所以将该预算与马萨诸塞州房屋的平均能源使用(包括空间供暖燃料)进行比较是完全合适的。”
我从来没有怀疑过这个主题的房子是全电的，我同意将它的能源消耗与马萨诸塞州的其他房子进行比较是有效和有用的。
我坚持反对马萨诸塞州家庭平均每年消耗32000千瓦时的说法。这根本不是真的。
美国能源情报署2009年的报告显示，大众家庭平均使用了1.1亿英热单位。这换算成大约32,000千瓦时，但使用该换算作为马萨诸塞州家庭/家庭平均消费32,000千瓦时的声明的基础，将需要:
1)平均质量。家是全电动
2)也就是说，全电家庭的所有热量都来自电阻
以上两种说法显然都是错误的——绝大多数大众家庭燃烧化石燃料或木材燃料取暖。虽然少数全电动的可能只依赖电阻热，但同样的操作成本将是极其昂贵的。现代的全电家庭必须在COP介于2到4之间的地方使用热泵来供暖，以避免在冬天让业主破产。这就是这篇文章和其他几个主张在北方气候区使用微型热泵的文章的主旨。
也许我是错的，有数据支持这样的断言:平均每年有32000千瓦时通过大众家庭的公用电表，但我非常非常怀疑这一点。
对Curt Kinder的回应
Curt,
你显然误解了kWh是一个只用于电力的单位。它不是。我们可以用kWh或BTU来测量能量;这两个单位之间的转换很容易，而且任何一个单位都可以用于电能或热能。
同样，我们可以用kW或BTU/h来测量功率;该机组可用于电力或火力发电。
举个例子:在美国，我们用BTU/h来衡量锅炉的功率，但在英国，他们通常用kW来衡量锅炉的功率。当英国水管工说到30 kW的锅炉时，并不是说它是电锅炉。通常是燃气锅炉。(例如，这里是英国网页的链接讨论以千瓦为单位的燃气锅炉的尺寸。)
如果这些概念对你来说是新的，你应该尝试一下这些转换因素:
1瓦= 3.4129 Btu/h
1 Btu/h = 0.2931瓦
1千瓦= 3,412.9 Btu/h
1千瓦时= 3,412.9 Btu
所以说马萨诸塞州家庭平均每年使用32000千瓦时的能源并不意味着所有的能源都是电能。一些是电能，一些是热能。但是，为了将它们全部加起来，我们需要使用一致的单位。如果你更喜欢使用BTU而不是kWh，那么可以准确地说，马萨诸塞州家庭平均每年使用109,212,800 BTU——一些以热能的形式，一些以电能的形式。
Paul Eldrenkamp和Rachel White在这篇文章中讨论的房子比马萨诸塞州的普通房子消耗的能源要少得多，正如作者准确地报告的那样。
对马丁
马丁,
我没有这样的误解，我当然不需要上功率单位转换系数的课。我在你上面的帖子中做了MMBtu到kWh的转换。我希望你发布这些数据的目的是为了通知别人，而不是侮辱我。
我坚持认为，一般读者会把这里给出的千瓦时解释为电力，虽然说大众家庭每年使用32000千瓦时在技术上可能是准确的，但它有相当大的机会传递错误的信息。
我知道其他国家使用不同的单位(讽刺的是，我们使用英国单位的热量输出，而他们使用千瓦)。
除非我们美国人开始以千瓦时为单位买卖天然气、丙烷、柴油和取暖油，并以千瓦时为单位谎报这些燃料的能耗。
有人需要用千瓦时校准的油泵吗?以每千瓦时6美分的价格出售的汽油相当于每加仑2美元多一点。
根据你的推理，我可以准确地说，我的22 MPG汽车使用1.60 kWh /英里。或者它的倒数- 0.624英里每千瓦时…准确但在实际交流有用信息时没用。
对Curt Kinder的回应
Curt,
我当然不是故意要侮辱你。我显然误解了你的评论。我为我的误解道歉。
也就是说，在计算一所房子每年的能源消耗总量时，将能源单位从BTU转换为kWh再转换回来是很常见的。我们在GBA一直这样做，能源信息管理局也是如此。计算一所房子的总能耗是很常见的——包括用电、家庭热水和空间供暖——除非你把所有形式的能源转换成一个共同的单位(千瓦小时或英热单位)，否则没有办法计算出这样的总能耗。
如果您更喜欢BTU而不是kWH，转换很简单(正如您清楚地知道的)。如果你愿意，可以称之为每年109,212,800英热单位。这是一回事。
我相信你也知道，有两种方式来报告一个家庭每年的能源使用:现场能源或源能源。本文中讨论的总量是站点能量总量。
单位的能量
马丁,
谢谢——我知道用一个数字来传达和比较一个家庭每年的能源使用情况是很有用的。我发现很难将能源单位与能源分离开来——如果有btu，就会燃烧一些东西来获得它们;只要提到瓦特/千瓦时，就必须(至少在我看来)用到电表。
场地能源和来源能源是完全不同的两件事，高度依赖于当地电力公司的发电组合，而发电组合又会随着时间和季节的变化而变化。
所有的“等价性”计算在未来几十年都将是可怕的细节……有两件事映入我的脑海:
1)纯电动汽车以“每加仑当量行驶里程”来衡量——典型的数字是100+，即使没有一滴汽油被燃烧，更不用说加仑了。
2)白炽灯中描述的“瓦特当量”LED灯。60瓦、75瓦和100瓦的白炽灯基本上已经从货架上消失了，先是被节能灯取代，然后是led灯……在某种程度上，消费者将不记得旧灯泡和新灯泡的比较。消费者最终会学会用流明来代替瓦特吗?在这一过程中，他们会发现，真正的价值是每瓦特流明数吗?额外的考虑因素，如色温和显色指数，会使整个灯泡问题过于复杂，普通消费者无法理解吗?
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