被动屋(或接近零能耗建筑)与净零能耗建筑之间的争论已经成为一场持续不断的讨论,每隔几个月就会出现一次。在马丁·霍拉迪发表他的零净屋vs被动屋博客。最近,这个话题进入了几次对话,而我关于“接近零能耗建筑”(nzeb)或“nzeb +可再生能源建筑”的观点总是引发热烈的讨论。我被要求整理一篇文章,整理我的想法,为什么实现被动屋应该优先于零能耗建筑,或者至少在添加可再生能源之前。
值得一提的是,我认为这是一个苹果和布朗尼的问题(亲爱的读者,我让你们来决定哪个是哪个)。一方面,极度舒适和减少消耗(被动屋);另一方面是能源生产(这可能需要或不需要重大的节能措施)。被动屋+可再生能源是一个活跃的(和生动的)话题2012年5月德国汉诺威被动屋会议对我来说,更有趣的一个方面是人们在这一范围内的归属——特别是当少数英国人和美国人vs .其余的人在消费和生产分离上的时候。
正如多次声明的那样,显著的能源削减应该是优先考虑的(因此,被动式haus)。从经济的角度来看,我理解光伏(PV)阵列对于家庭或企业是有意义的(尽管是有大量补贴的)。然而,在低效率的海洋中,少数零能耗建筑在实际减少二氧化碳方面几乎没有什么作用。
相反,让我们更聪明,更有远见地改造(enerPHit !),建立一个高效舰队(被动屋建筑,Minergie建筑,生活建筑挑战建筑-当被动屋!),然后,然后!——一旦达到了这个目标,就让能源公司去做他们的事情吧(反正他们已经做得比任何人都好了),去开发更大规模的可再生能源项目,去关闭燃煤电厂,去绿化该死的电网。
这将以较小的(集体)成本产生更大的影响。它也在很多欧盟国家的雷达上——在英国,解决需求可以砍掉多达22个发电站瑞士人正积极计划在这里开展业务减少一半的消耗量(!)在未来30年。
并非巧合的是,这些目标与那些雄心勃勃的人的目标是一致的使用可再生能源的被动住宅地区(PassREg)计划。对于那些不知道PassREg的人来说,PassREg是另一个被动屋研究所领导卓越的项目。该计划将使美国进一步落后于欧洲。这真的是自切片面包以来最酷的东西,让我想搬回欧洲,这样我也可以做这些。
Passivhaus研究所表示,PassREg将“……对领先地区采用的成功模式进行批判性审视,确定相关利益相关者,评估驱动因素,并收集可能适用于其他城市和经济环境的适当解决方案。”反过来,将审查在有意向的区域引进和实施PassREg概念的机会和现有障碍。通过PassREg,通过对区域模型的检查以及通过对每个区域的建筑的案例研究而产生的知识财富,被称为灯塔项目,将帮助有抱负的地区塑造自己的成功模式,帮助领跑者优化已有的优势……”
这并不是说我讨厌零能耗建筑。我们很乐意有机会在蛮力合作公司打开更多的被动式建筑或零能耗建筑。但如果我们要追求零能耗建筑,首先与被动式节能屋相结合,在舒适度和经济性方面是最有意义的。
因此,我首先投票给被动屋……
城市建筑和多户住宅很难达到零能耗
即使达到被动屋的效率水平,城市建筑和多户住宅的屋顶面积也比独立住宅小,因此很难实现零能耗的目标。
这还是在唐纳德·特朗普(Donald Trump)用一座黄铜闪闪发光的塔阻止你使用太阳能之前。此外,城市屋顶通常用作甲板或暖通空调停车位,这可能会干扰屋顶光伏阵列的合并。+ 1“
并不是所有的房子都能“使用太阳能”
并不是所有的建筑物都是“太阳能准备好的”,强制/鼓励使房屋太阳能准备好的做法可能会产生一些美学上不愉快的后果。
我们真的希望所有人都有朝南的棚顶吗?谁想生活在那样的世界里?没有这个人!如果我的山墙外墙想面向东西呢?
许多现有的住房没有屋顶面积、朝向或太阳能通道,使零能源建筑成为可能,然而升级到能源或接近能源水平可能并不完全困难。通过屋顶光伏发电将现有的房屋库存推至零能耗水平非常困难,只有少数项目尝试过。
此外,像树木(和电线杆,架空电线)这样的障碍会严重影响光伏阵列的输出(即使在冬天没有电的情况下马克·罗森鲍姆最近证实了这一点).然而,在一个温暖、舒适的被动屋里,树是令人愉快的东西,可以在夏天提供阴凉,防止过热。+ 1“
被动式建筑需要更小的光伏阵列
达到被动屋的效率水平是确保你的光伏阵列不会溢出建筑物边界的最可靠的方法之一。
对于住宅和商业建筑来说也是如此。正如我们几年前注意到的,布利特中心的光伏阵列本可以避免侵入公共领域,如果建筑满足被动屋。北美被动式住宅成为零能耗建筑所需的光伏数量非常少,特别是与太阳能匮乏的中欧相比。
在看一些建设包含光伏的美国项目在几乎所有情况下,被动屋产生的PV都比所利用的PV要少得多(!)许多净零项目的光伏阵列比最坏情况下的被动屋所需要的要大得多,而且明显比积极高效的被动屋要大得多。
而不是让PV出血整个屋顶和相邻的车库,你可以想象,只要增加你的车库的PV。+ 1“
如果他们的目标是PH + PV,改造项目可能会更便宜
当你有一个可以被认为是太阳能准备好的现有项目时——例如,一个有宽大的朝南屋顶或一个足够大的平屋顶的项目——实现被动式节能屋和增加可再生能源实际上可能比仅仅增加大量的PV更便宜。
在美国,那些能够实现零能耗的现有项目似乎是依靠大量的税收抵免和激励措施(就像美国政府的项目一样)Grocoff净零项目: 49000美元自掏腰包,43000美元奖励/积分!)在对这些数字的简要分析中,enerphit类型的减少实际上可以避免使用地源热泵(21,000美元),而“被动式节能屋+光伏”系统则可以减少33%到59%。甚至是三倍的绝缘/密封成本,增加了小裂缝和100美元/平方。如果格罗科夫夫妇通过了passivhaus认证的木质窗户,他们就可以花更少的钱来实现ZEB——顺便说一下,这样就可以让那些慷慨的税收抵免和激励措施分散到更多的项目中,并产生更大的经济和环境影响。+ 1“
使用PH + PV的方法,新建筑可以更便宜
我们已经在西北部的一些建筑上看到了这一点它们的目标是或正致力于成为零能耗建筑。两家知名度较高的公司(Bullitt和zHomes)其实可以通过率先实现被动式haus节省相当多的钱(通过PV/机械成本)。
我们多年来一直在强调这一点,正如被动式haus社区的其他人一样——但我认为我们最终达到了这样一个点,即通过实现被动式haus而降低的PV成本超过了实现被动式haus的成本。费城的Onion Flats rowhouse(129美元/平方英尺!)采用了PH + PV的方法,是一个极好的例子(见上图#1)。
对于塞勒姆被动屋,所需的光伏阵列的尺寸将仅为2.8 kWp (PHPP) - 3.8 kWp(实际)-以抵消所消耗的能源。在德国,PV安装价格相当低于美国。在美国,重点仍然是“被动式节能房,然后是可再生能源”。在缺乏太阳能的奥地利、瑞士和德国,他们已经这样做了十年。
他们甚至通过加入被动haus(被动haus +可再生能源)超过了净零能耗:被动haus +可再生能源= Plusenergiehaus(也就是生产多于消费)——这也是汉诺威会议的一大焦点。
由于熟悉度、更智能的设计、更智能的被动式haus集成,以及使用价格实惠的本地制造产品(非常好!),在美国实现被动式haus的成本将会下降——这将会更加真实。+ 1“
PV不漂亮
是的,和语义一样,美学也很重要。下面这所平庸的房子上的令人讨厌的阵列甚至不是一个极端的例子。
当然,有一些与建筑相结合的光伏项目,以及一些零能耗项目,包括吸引人的光伏安装(下一篇!)-其中一半是Passivhäuser。但让我们诚实地说:大多数光伏装置在美学上是令人厌恶的。
PV阵列往往相当粗糙,不适用于某些屋顶类型(双坡板!——如果屋顶的角度不是它应该达到的最佳性能,在倾斜的阵列上上下排列面板只会让安装看起来更糟。
太阳能热水装置更是如此,除了在某些应用中,太阳能热水装置已经不再具有经济意义(正如马丁·霍拉迪所说,太阳能已经死了!).
我只是不明白安装在车顶的光伏阵列有什么吸引力,因为它们通常安装得很糟糕,甚至连大众甲壳虫(VW Beetle)上美学上荒谬的扰流板看起来都要好上好几光年。+ 52被动式住宅
被动屋在体现能量的论点上胜出
正如我们在博客上所写的(被动式haus研究所和其他机构也已经表明),建造被动式haus所需要的额外隐含能量是象征性的,最多几年(如果使用天然材料,可能会更短)就能收回。
然而,一旦考虑到结构、逆变器和位置/定向/系统效率,对光伏系统的隐含能量回报的研究就需要近十年(或更长时间)。+ 1“
被动屋在所需的稀土矿物数量上获胜
你可以在没有稀土矿物的情况下建造被动屋,但光伏电池板呢?
并非如此。如果山顶移除是对环境的破坏,如果焦油砂是对环境的亵渎——我们真的应该因为iphone和android是überkůl而对稀土矿放行吗?+ 1“
被动屋是一种弹性房屋
弹性建筑最近得到了很多(应得的)关注,这要归功于亚历克斯·威尔逊的最新冒险。在很多方面,这是。经过认证的被动式建筑在耐久性方面应该没有什么问题(这是其极端密封性的部分原因)。
电网连接的PV不能在停电的夜晚为你保暖。去年夏天,罗杰·林(Roger Lin)的阿灵顿被动屋(Arlington Passivhaus)因闷热不堪而断电了近两天。房子表现如何?非常好他说:“室外温度是92华氏度,而地下室的温度是舒适的73华氏度。一楼是温暖但并不令人讨厌的华氏81度。二楼有79华氏度,隔热真的很有效。首先,所有墙壁和屋顶的绝缘材料都有效地将室内环境与室外元素隔离开来,减缓了极端室外温度变化的影响,即在停电40小时后,一楼只升温6度(75°F -81°F),二楼只升温2度(77°F-79°F)。”
正如格雷格·邓肯(Greg Duncan)最近在推特上所说,“‘极端风暴’的冬天是新的常态。被动式建筑保证了通风、防寒的舒适性;对停电的恢复能力和对大风的缓解。”
无论是保温、保温,还是减少外部噪音,被动屋几乎在任何情况下都优于零能耗建筑。另一种思考方式是:不喜欢住在嘈杂的街道旁边或者靠近机场?也许你可以用你的太阳能板作为音障!+ 1“
零能耗建筑不受质量控制的约束
最后,我认为这是最重要的原因之一,被动屋(至少在欧洲)因其“质量控制”标准而备受推崇(尽管PHIUS的荒唐宣言与之相反)。
最近,一座造价高昂的零能耗建筑没有建好,在监控过程中,很明显存在性能问题。这座生活建筑,泰森生活学习中心,需要一个信封审计-不到六个月后建成!
为Passivhaus拍摄不仅能让他们免去审计的麻烦,还能省下一大笔钱。与最终安装/满足LBC所需的PV相比,该中心作为“最坏情况下的被动屋”将减少三分之二(!)。
这场灾难导致了我们对“生活建筑挑战”项目的评论我们实际上支持并希望看到它被大量采用——只是与被动屋一起。+ 1“
所以修正你该死的u值吧!
专注于你空气密封。建造一个令人惊叹的被动屋。
因为这样——没有任何可怕的、超大的、预算超支的光伏发电——你的房子真的可以成为一个非常非常非常好的房子!
Mike Eliason是一名设计师蛮力协作在西雅图,华盛顿。
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20的评论
嗯……好吃就有点借题发挥!
我同意你的观点,在有些情况下PV比效率更没有意义。是的,有些建筑的光伏可能不足以照明/加热/冷却和冷却,有时人们需要使用PH值水平的能源来达到零能耗。但在大多数情况下,通过采用绝缘水平和其他更容易实现的措施,人们可以在更快的回收期内达到零能耗。
很多超级隔热策略都说它们比X更有效果,但最后一步,最后一厘米的隔热效果如何呢?这一点在PH文献中从来没有提到过,因为如果一个人想要在合理的时间内获得能量或金钱的回报,最后一厘米通常是不可承受的。
在什么情况下,把能量投入泡沫绝缘就没有意义了?当你十年后得到回报的时候?50 ?100年?对于投资泡沫(或其他绝缘材料),你也可以提出同样的问题。你可能会说,回收期并不重要,因为你不会把这些地方拆掉,如果你确定未来5年或10年不会出现不利的意外情况,这可能是对的,但我看到了太多....问题....用新的建筑技术来相信这一点。
“用屋顶光伏把现有的住房存量推到零能耗的水平非常困难,只有少数项目尝试过。”这和把PH值和糟糕的房子相比是一样的。10年建成的房子,其墙壁的隔热水平在5年之内就能得到回报,而且你不能明智地使用光伏来调节和供电,即使忽略漏风,也不能浪费浪费,但要给房子提供具有成本效益的密闭性和绝缘水平(15年的回报?这是R24聚异氰脲酸盐在7000度的天气下的耗电量),通过光伏发电的零能耗是相当合理的,假设电网储存和空气源热泵。
我的担忧最终归结为,想要找到最有效的方法来最大程度地改善可持续性,并担心材料和资金的使用不最优化会使这些资源无法得到更好的利用。我也担心这在技术上是正确的,但欺骗性的信息将帮助消费者做出错误的决定,造成对激进和有效效率的整个概念的反弹。
同意和不同意
迈克,
我同意你的观点,让普通房主自己发电没什么意义,我在2011年1月的博客中就这个话题列出了所有原因(零能耗与被动式住宅).你在博客中列出的很多原因和我两年前列出的是一样的——所以我们基本上同意这一点。
然而,我认为你并没有提供任何证据表明,旨在达到被动屋标准与找到“超级绝缘最佳点”有任何关系。要做到这一点,使用BeOpt比PHPP更有意义。
在美国的大多数气候条件下,以被动屋为目标会导致在技术或绝缘方面的不经济的投资,这是不划算的。那么,为什么还要为通风系统或比PV更贵的次级板泡沫买单呢?特别是如果你刚好有一个朝南的屋顶。(或者,就这一点而言,即使你没有——因为你不需要拥有一个光伏系统,就会意识到一些被动电池驱动的投资是非常昂贵的。)
顺便说一下,你提出了以下问题:“如果我的山墙外墙想要面向东西?”我的回答是:如果你的山墙朝东或朝西,你的房子就是正确的方向——因为你有一个屋顶斜坡朝北,一个屋顶斜坡朝南。
对…还有一些吹毛求疵……
至于稀土矿物,据我所知,它们只用于薄膜光伏系统。根据这份报告,薄膜光伏在2011年只有14%的市场份额http://www.ise.fraunhofer.de/de/downloads/pdf-files/aktuelles/photovoltaics-report.pdf
你有关于PV的十年+内含能量参考吗?在我的(有限的)研究中,我从未见过这样的情况。
至于在内陆地区由能源公司拥有的大型光伏发电系统,还是由建筑业主拥有或社区拥有的小型光伏发电系统,我几乎每次都倾向于选择越小越好。我当然没有数据来很好地讨论分布式发电和集中式发电,尽管我很确定落基山研究所有。
PV的内含能
我同意John Semmelhack的观点——PV系统的内含能量回报不可能在“近十年”之内实现。
以下是我写的关于这个话题一篇发表在环境建设新闻:
“在其预期寿命内,一个光伏系统将产生大约15倍的能源用于制造模块,机架,接线和其他设备组成的系统。尽管反复的研究表明,光伏系统有良好的能源回酬期,一些批评者继续重复毫无根据的指控,制造一个光伏模块需要更多的能源比它将生产。
最近的一篇文章家权力贾斯汀·桑切斯的杂志揭开了古老的神话。桑切斯引用了CrystalClear公司2006年进行的一项研究,该研究计算了屋顶光伏并网系统的预计能源回收期(EPBT)。根据Sanchez的说法,该研究研究了系统(BOS)组件(机架、逆变器、电线等)的EPBT平衡,并假设系统效率为75%。桑切斯写道:“研究表明,标准单晶模块光伏系统的EPBT有效期为两年。”使用多晶模块(用铸造方法生产)的系统EPBT更短,为1.7年;用带状方法生产的模块的EPBT为1.5年。该研究使用了南欧的平均太阳数据,估计每年为1700千瓦时/平方米[160千瓦时/平方英尺];美国的平均太阳能产量更高(每年1800千瓦时/平方米[170千瓦时/平方英尺]),这意味着美国安装的EPBT更短。”
另外,我想发布一个
另外,我想把尼克·格兰特在我的博客上留下的评论贴出来,给那些没有看到这篇文章的人。
“很棒的帖子,很遗憾很多人都没看懂。我发现汉诺威的讨论非常令人沮丧,因为我们对零碳的批评被忽视了,而不是被质疑。
更诱人的问题是,例如机会成本,以及与激进的效率不同的事实是,光伏对减少峰值电力需求没有任何帮助(除了空调或没有窗户的建筑中的灯)。
然而,正如你所说的,重点是,我们需要停止通过把能源消耗和生产作为建筑规模的等量来捏造账目。这对窗户和太阳能热能来说是有意义的,因为我们必须计算有用分数,从而得到一个合理的设计。我们考虑了额外的太阳能收益vs额外的损失,成本,过热等,并在此基础上得到了大多数明智的设计决策。把PV等同于绝缘就像你们说的布朗尼和苹果。
如果像你建议的那样,我们把能源(和峰值功率)核算分开借方和贷方,那么很多悖论就会消失。生物质也是如此。安装柴炉会增加排放,种树则会减少排放(简单地说)。
想象一下,你的企业会计是基于这样一种想法:费用不需要记录,因为它们会被未来的收入抵消。这是事实,但对管理企业并不十分有用。
荷马·辛普森会计学派。”
达斯汀@1,我就是不明白
达斯汀@1,
我只是不明白,将现有库存与低能耗建筑(无论是新的还是翻新的)进行比较怎么会转移注意力。
虽然在某些应用中实现被动屋之前,有可能在经济上达到净零——这也是我认为这不是一个苹果和苹果的比较的地方。首先,补贴/信贷/税收减免问题严重倾向于生产而非消费。其次,Passivhaus /Minergie/EnerPit是非常高效和舒适的标准。零能耗建筑没有舒适标准。第三,如果没有疯狂慷慨的信贷和补贴,我不相信消费和生产能很好地结合在一起——对于某些类型来说,做一些疯狂的事情,比如从街景中占据15%以上的可见天空,以容纳一个愚蠢的大型光伏阵列。
此外,有关文献不支持“最后一厘米的隔热层”在短时间内没有收回能量的说法是不正确的。我看过的所有关于PH值的能量回报的文献都是相对较快的——在某些情况下是即时的。在英国和中欧,他们开始建造被动屋建筑,成本与“代码建造”项目相同或更低。是的,独立住宅项目的要求是最高的,在方方面面,而我们美国人仍在努力控制这一点。正如我多次说过的,我们在美国的学习曲线一直很缓慢。我最近收到了一个多户项目的信封规格,以满足缅因州7500硬盘的PH值:R-35墙,R-80桁架屋顶,R-30层。对我们西雅图的人来说,这只是超出标准的一步。
此外,我们能否从泡沫的争论中退一步?我不知道PH社区有谁在提倡大量大量的泡沫(另一方面,供应商……)。正如我们和475的专家们注意到的那样——你可以(我们相信,也应该)构建无泡沫的Passivhaeuser。
马丁•@2
没错,我并不是在提倡“超绝缘甜点”——尽管我相信在一个聪明的设计下,BeOpt和PHPP可能接近相同的r值(我正在对我们的一个项目进行计算)。被动式节能屋是一种在不影响舒适度和空气质量的前提下减少能源使用的方法。这不仅仅是关于能源的使用,这也是我认为被动屋成功的另一个领域。净零能耗房屋仍然会有通风和空气分配不良,这就是为什么我说零能耗建筑不是一个质量控制标准。
约翰@3 /(电子邮件保护)
据我所知,薄膜的市场份额增长最快,并有望在未来几十年大幅增长。我看的文件来自欧盟,北美和中国。Lit review(2008年之前)显示,低端约1.5 - 4年(有相对较高的日照),但根据位置、方向、是否考虑到排放和所有过程,会上升到13-26年。由于我博客的大多数读者来自中欧,那里的日晒量远低于1700千瓦时/平方米(美国东部大部分地区、加拿大大部分地区和太平洋西北地区也是如此),所以这些回报数字不会像公布的那么低。
瑞士的一项分析显示,如果考虑到排放,回报大幅跃升(从3-5年增加到25年以上)(第15页)。这让我们想到lca在全面环境影响方面的边界和不良采样/数据问题。
http://www.esu-services.ch/download/jungbluth-2005-LCA-PV-PIP.pdf
最近的另一项分析着眼于EPBT在香港的屋顶安装光伏阵列,发现7-20年的回报取决于方向…
http://www.ucdenver.edu/academics/colleges/Engineering/research/CenterSustainableUrbanInfrastructure/LowCarbonCities/Documents/Lin%20Lu/Environmental%20Payback%20Time.pdf
所以似乎两者都有,是的,回报可以在短短几年内,但考虑到其他因素仍然可以增加到超过十年。我需要考虑如何重写这一段。
最后,我从未说过制造一个PV所消耗的能量比回收的能量多。然而,就具体的能源回报而言——我还在研究几个月前我提出的关于这个的研究——从长远来看,被动屋胜过PV。
伟大的评论,家伙。让他们来了!
交给你了,迈克..
“零能耗建筑没有舒适标准。”
是的,一个愚蠢的人可以建造一个巨大的光伏阵列来加热我在加州租的几乎没有隔热的房子,这是一个通风的,不愉快的,但“净零”的房子。另一方面,正如马丁在其他地方指出的那样,如果你在节能或生产技术方面寻找最划算的购买方式,你最终会得到一个非常绝缘的房子,你可以用一个小型pv阵列使其达到净零……创造一个非常舒适的房子,但不一定是PH值。
“第三,如果没有疯狂慷慨的信贷和补贴,我不相信消费和生产能很好地结合在一起——对于某些类型来说,做一些疯狂的事情,比如从街道上占用15%以上的可见天空,以容纳一个愚蠢的大型光伏阵列。”
我同意,补贴会扭曲市场反应,我更希望没有补贴,从而使合理的零净住宅设计进一步向绝缘和最小化所需的PV迈进。对光伏发电进行补贴可以说不是最好的做法,但可能比水力压裂天然气和开采煤炭的外部成本更高。我更倾向于将所有的成本包含在每一种能源中,这样就不会有明确或隐藏的补贴.....然后以一种合理的方式进一步提高绝缘水平。不过,这是一个完全不同的问题……
“此外,有关文献不支持‘最后一厘米的隔热层没有在短时间内收回能量’的说法是不正确的。我看过的所有关于PH值的能量回报的文献都是相对较快的——在某些情况下是即时的。"
我确实看到过建造的房屋比标准房屋耗能少得多,建造成本也低得多,但这并不意味着没有更有效的下层绝缘和其他系统。我只是不认为将楼板下面的绝缘水平从R50降低到R40会导致运行成本的显著增加,从而接近于使资本成本有效。如果你能引用一篇具体的文章来推翻我的主张,我会很高兴。
达斯汀,
也许我会解决
达斯汀,
也许我将在下一篇文章中讨论这个问题。然而,你是对的,最后一英寸的绝缘材料的回报不是瞬间的(尽管,对一个更大的商业建筑的改造——它很可能是)。
对于我们正在咨询的一个小型被动式住宅项目,满足PH值所需的额外一英寸的副板刚性绝缘材料使空间供暖需求减少了80千瓦时/年。在西雅图,每千瓦时0.09美元,这意味着每年节省7.20美元。考虑到平板面积为489sf(约16块4'x8'x1 "板,价格为12美元/bd = 192美元),安装成本的差异几乎可以忽略不计,因为我们讨论的是1" v. 2"板。就简单的回报而言,差不多是27年。然而,有一些“额外的”。第一,我们将在未来6年里提高31%的电价,这将改变数字——4%的能源增长/年NPV = 60美元。第二,通过跨过被动式住宅的门槛,规范住宅比建筑商的普通住宅获得了溢价。第三,我们没有设计这个项目(只做PH值咨询),可以在设计的时候把次级泡沫板放在项目上,从而减少了初始支出。第四,如果我们使用无泡沫的溶液,额外一英寸的绝缘材料(BIBS,纤维素)的额外成本实际上可以忽略不计。
在你提到的第一种情况下,这些建筑将符合nzeb的资格。欧盟的建筑能源性能指令将要求到2020年新建筑为接近零能耗的建筑,基本上是被动式建筑/Minergie或同等的能源使用加上可再生能源(废话!)在这里看到的:http://www.eceee.org/buildings/Steering-2-zerobldgs.pdf
我不认为非PH值的nzeb是坏的,但我再次回到舒适/性能/质量保证(有时是成本)问题上,PH值的优势在哪里——我在把发电厂放在建筑物上挣扎。但如果你要走那条路,就要正确地做。如果泰森学习中心的LBC采用了PH的方法,那么这些问题都不会出现,该组织也会省下一大笔钱。
然而,这不仅仅是一个项目。几乎所有实现净零能耗的欧盟项目都是被动式节能房或同等的能源使用(而且需要由于日晒量的显著减少)。我也一直在查看建设美国计划的净零项目,发现了与泰森LBC类似的问题。我正在计划(另一篇未来的文章…)比较BA/BC零能耗房屋与phpp计算的能耗(8.44 kBTU/ft2/年)和塞勒姆被动式房屋的实际能耗(11.8 kBTU/ft2/年)。我不知道BA/BC项目是否采用了BeOpt设计,但我注意到一些有趣的趋势:地源热泵和超大光伏系统比比皆是。
这里有一些例子…
沃基夏示范之家(沃基夏,WI)
3408年科幻(组织~ 3135科幻小说)。地源热泵,太阳能DHW, ERV和14.4kWp的屋顶安装和跟踪PV。
在Salem的PHs测量的11.8 kBTU/ft2/年的消耗,Waukesha演示只需要9.1 kWp的阵列。在$6.00/瓦- PH代表节省31,800美元光伏成本,补贴前。
在Salem PHs phpp计算的8.44 kBTU/ft2/年的消耗下,Waukesha演示只需要6.5 kWp的阵列。在$6.00/瓦- PH代表节省$47,400光伏成本,补贴前。
在这两种情况下,PH不需要地源热泵,这意味着额外的成本节省。更多的绝缘材料、稍好一点的空气密封性和更好的窗户(即使是昂贵的PH窗)的成本也达不到这个水平。
鹅卵石住宅(萨吉诺,MI)
3504年科幻(组织~ 3224科幻小说)。地源热泵,ERV和屋顶安装PV的12kWp。
在Salem的PHs测量的11.8 kBTU/ft2/年的消耗,Saginaw ZEB只需要9.9 kWp的阵列。在$6.00/瓦- PH代表节省$12,600光伏成本,补贴前。
在Salem PHs phpp计算的8.44 kBTU/ft2/年的消耗下,Waukesha演示只需要7.1 kWp的阵列。在$6.00/瓦- PH代表节省$29,400光伏成本,补贴前。
在这两种情况下,PH不需要地源热泵,这意味着额外的成本节省。这是另一个例子,PH可以节省(总)美元,并最终得到一个更舒适,耐用(和无泡沫)的解决方案。
Grocoff ZEB改造(在帖子中提到,安娜堡)
2200年科幻(组织~ 2024科幻小说)。地源热泵,ERV和屋顶安装光伏8.1kWp。
在Salem的PHs测量的11.8 kBTU/ft2/年的消耗,Grocoff ZEB只需要4.55 kWp的阵列。在$7.00/瓦(实际支付)- PH代表节省$24,850光伏成本,补贴前。
在Salem PHs phpp计算的8.44 kBTU/ft2/年的消耗下,Grocoff ZEB只需要3.3 kWp的阵列。在$7.00/瓦- PH值代表节省$33,600光伏成本,补贴前。
在这两种情况下,PH不需要地源热泵($21,000),这意味着额外的成本节省。更多的绝缘、稍好一点的空气密封和昂贵的PH值窗的成本无法达到这些数字的总和。
位置,位置,位置……
CZ1-3和CZ4的绝大多数房屋,对隔热材料的要求比北方要低得多,因为有白蚁,地板/地下室的隔热材料是禁忌,而且我们得到的日照时间比你们多得多。在一个精心设计和建造的房子上,我们可以用1kw/sf实现净零,而在现在的PV价格下,走被动屋是没有意义的。
薄膜工业正在消亡
在丹佛,我们敏锐地意识到薄膜PV已经完全失去了它的成本优势,仍然在与效率劣势作斗争。
一家工厂已经关闭,通用电气也取消了在该地区再建一家工厂的计划。
http://www.rechargenews.com/energy/solar/article324854.ece
因此,PV vs. PH的争论在不断变化中激烈进行。未来是什么?PV越来越便宜,而空气密封和优质窗户的成本却一直在下降。
阿曼德,
我不同意!
阿曼德,
我不同意!简单地为建筑添加光伏并不能使其可持续发展,也不是衡量效率的标准。此外,在以煤炭为动力的南部,一个与电网相连接的零能耗房屋比我在西北部的水力发电的略有效率的房屋排放的二氧化碳更多。
在全球范围内,低成本的被动式住宅项目一直是PHI(以及PHIUS的温暖/湿热气候)的热门话题。亚洲备受关注,尤其是在中国试图解决其成倍增长的需求和供应问题时。在汉诺威展示的一个项目是奥地利驻雅加达大使馆(图片:http://www.pos-architecture.com/en/architektur/webdiary/webdiary-embassy-jakarta/),通过被动屋的实现,将能耗降低到标准建筑的15%,减少85%的二氧化碳排放,产生超低的运营成本和全寿命周期的机械更换成本。
在炎热气候下的智能设计(名义上的绝缘、防晒、控制玻璃)也同样适用于该地区的被动屋。而且成本比在波士顿要低得多。我认为这在大型建筑中更有意义,那里的机械系统可以显著减少,几乎可以为PH值升级付费。
圣达菲的两个MoS最近的项目表明,PH不仅非常舒适,而且在130- 150美元/平方英尺的成本是有效的。
没那么快……
当我看到2-4千瓦/平方英尺的系统安装在南方的新和旧的改造房屋中,我确实把这归因于教育和建筑质量的缺乏,以及这里的光伏行业出色的销售工作。但你不应该认为我们新西兰的房子是漏水和通风的。我们通常在她家30-50,1ACH50,典型暖通空调系统的30%左右,我们的PV允许减少发电厂能源的生产(天然气,水电,风能和煤炭),从而减少二氧化碳和GW。在德克萨斯州,人们可以选择在我们放松管制的电网上生产的清洁能源。我还设计了两套在新西兰的住宅,因为它们的成本低于ph值。我想我们只能求同存异了,对吧?
浅谈净零能耗住宅的质量
迈克,
总的来说,我同意阿曼多的观点。你对净零能耗房屋的否定是肤浅的,而且(我认为)表明了你对目前在建项目的肤浅理解。
你写道,“简单地为建筑添加光伏并不能使其可持续发展。”但是,GBA网站上介绍的净零能耗房屋的设计师们并不是简单地在漏水的牧场房屋上安装光伏。给这些设计师一点信任吧!
那些指出被动屋标准会导致昂贵的解决方案的分析人士不能像你想的那样轻易被驳回。你写道,“美国现有的项目能够实现零能源状态,似乎是依靠大量的税收抵免和激励措施。”但事实上,我所见过的每一个对过度被动屋规范的批评都是用PV的市场成本作为比较,而不是补贴的PV成本。
薄单晶硅……
薄的多晶硅和单晶硅技术(来自极低浪费的铸造和离子注入劈裂技术)将在未来一两年打入市场,使价格下限再降一个台阶,从嵌入能源方面拿走更大的份额。凭借更高的平均效率,薄硅有望挑战最便宜的CIGS技术PV,价格为$/W-pk。
薄硅光伏还具有柔性和重量轻的特点,降低了面板的刚度要求。
效率的冲击从150-170微米的最佳电池下降到15-25微米,但这并不是一个巨大的冲击。(从理论上最高的30-32%下降到20%左右。)尽管PV电池中硅的物理含量减少了90%,但由于采用了低损耗的铸造或离子注入劈裂工艺,不需要对污染的硅木屑进行再处理,因此使用的硅也减少了98%。
看到的:
http://www.greentechmedia.com/articles/read/SiGen-Using-Ion-Implant-to-Thin-Silicon-Wafers
http://www.greentechmedia.com/articles/read/twin-creeks-secretive-solar-equipment-firm-unstealths
在大多数光伏技术中,外来材料的原始体积是极小的,但在大多数CIGS光伏中所包含的能量与标准硅相比已经非常小了。对于新的薄硅产品,可能需要更仔细的体现能量计算来区分它们。
任何在2年前确定的PV的隐含成本现在都迅速过时了。随着薄光伏(任何技术)的更高灵活性,能够避免面板和货架系统的美学问题的前景似乎也在成熟。
一些协议,但是……
我同意新西兰的一些家庭存在错误。净零房屋有很多路径,而PH值必须符合PH标准,这使得一些净零房屋更有可能真的很差。我希望我们人类能适时地提出一些真正好的标准。与此同时,让我们实验和学习!
你已经指出了几个新西兰房屋的例子,它们可以通过取消地源热泵和增加绝缘而变得更好和更便宜。我认为这是一个优化新西兰住宅的论点,而不是PH高于新西兰。
马丁(我认为)曾在其他地方指出,地源热泵通常是浪费金钱,而空气源热泵要便宜得多,而且如果考虑到泵送能源,通常效率更高。
在许多温和气候下,新西兰的家庭和PH值非常非常相似。在极端气候条件下,新西兰和PH值会出现差异:如果一个人试图在费尔班克斯(Fairbanks)建造新西兰的住宅,那么他最终会用几米厚的纤维素墙,试图挤出每一点热量损失,即使这并不经济,比如每1000美元的资本成本节省10 BTUs/年(这些数字是凭空捏造的,因为我没有PH值软件)。
我想我的结论是
优化设计:智能可以替代资本和碳。
PH和新西兰可能是不错的起点,但我们不要太笃信宗教。
让我们意识到,我们提出的第一稿设计可能会以意想不到的方式咬我们的屁股。
迈克,谢谢你带来的乐趣!
为树而生的森林
评论中的大多数讨论都将重点放在建筑层面,而忽略了更大的背景。就全球变暖而言,如果我们要“防止我们无法适应的事情发生”,我们必须在2040年前将化石燃料的二氧化碳排放减少到零(从现在到2040年减少一半)(参见凯文·安德森的卡伯特研究所)演讲要了解事态的紧迫性)。煤炭、石油和天然气在美国的占比超过80%的能源供应。因此,必须做的事情,必须做的事情,是一项艰巨的任务。
在开始使用光伏发电满足能源需求之前,建筑必须尽可能地减少能源需求。这样做有很多原因。
首先,这里有大量建筑质量低劣、效率极低的房屋,即使朝向和选址不是问题,也不可能改造成“净零”住宅。考虑到郊区发展的布局,许多传统住宅都是光伏的不良机会。
其次,冬季用电高峰是任何气候下建筑层面的一个问题,尤其是寒冷气候。我们将在很大程度上使用电力为我们的家庭供暖,当外面最冷的时候,太阳也不会照耀。在寒冷的气候下,光伏无法满足冬夜时段的高峰需求。另一方面,被动式节能屋可以做到PV所不能做到的,那就是减少建筑物对电力的需求。如果所有的新房子都按照最高效的标准建造,那么冬夜高峰需求的幅度将比我们只建造“足够好”的房子然后添加光伏的情况要低得多。我们必须考虑电网如何在未来满足电力需求后碳的未来。分布式和多样化的可再生能源供应更容易满足低振幅的峰值需求。因此,我们的建筑环境必须尽可能地减少需求。
第三,在全球变暖的情况下,满足夏季电力高峰需求将是困难的。夜间最低温度不能低于使被动冷却(开窗)有效的温度。此外,许多现有的燃煤发电站,更重要的是核电站,都依赖地表水来冷却。温暖的水源和减少的河流流量将会扰乱电力燃煤和核电站的发电。因此,总的来说,减少夏季高峰需求的幅度是很重要的。我们不能依靠PV来度过高峰期,尤其是在炎热的夜晚。
第四,由于各种各样的原因,人们应该预料到电费会比目前高得多。我们不可能免费替代80%的能源供应。也就是说,你不用为你不使用的能源付费。
被动式住宅减少需求。许多为被动屋而建的建筑物累积起来减少了大量的电力需求。这种需求的破坏将使可用的光伏、风能和水力发电(它们的供应有限制)更容易让我们度过高峰。
考虑到全球变暖的影响脱颖而出的预测除了支持最节能的建筑标准,要求所有的新建筑都必须达到这个标准,我没有其他选择。在我看来,被动屋就是这个标准。
我没看错吧?
哇。有人说得有道理吗?谢谢你安德鲁。哦,顺便说一下,这些建筑也将是舒适和耐用的。对于一个潜在的灾难性问题,这是多么棒的解决方案啊。
现在,我们能放下抱怨,开工了吗?
反对意见的不公平代表
被动屋的批评者并不反对高效建筑(他们把建造高效建筑当成了职业!)他们质疑由PH认证工作推动的一些决定。
光伏行业的人总是说,第一步是减少需求。
此外,关于在老房子里改造太阳能的困难....让一座历史建筑达到0.6 ACH的难度有多大?
我认为PassivHauser很酷,我很高兴人们正在建造它们,但我还没有准备好宣布它们为绿色建筑的通用标准。
配平绿色方程——这很复杂
这是一个很好的帖子和讨论,涉及到一些非常基本的“生态变量”——现场与场外的可再生技术,新建筑与改造,围场效率(绝缘)和通过补贴的一点公共政策。这是一个巨大的混合价值尝试和平衡,难怪典型的房主或设计专业人士在做出最佳选择时遇到困难。在研究了几个住宅绿色评级系统后,我可以声明,这些文件中也没有对这些相对价值达成共识。
我个人的兴趣是改造领域,在我看来,这是气候变化中最重要的问题。无论多么环保,每座新建筑都有前期的碳负荷,当所有的因素都投入使用后,可能需要几十年才能达到碳中和。国家历史保护信托基金会最近发表了一项关于这些价值的研究——量化建筑再利用的价值。(www.preservationnation.org/information-center/sustainable-communities/sustainability/green-lab/lca/The_Greenest_Building_lowres.pdf)
这一讨论提出了一个主要观点,即现有的大量建筑不太适合现场太阳能接入。这些很可能是地热的很好的候选者,地热也是一种可再生能源。对于这些建筑,问题归结为什么程度的围护结构升级是有意义的。最近的研究很快得出了10万美元以上的被动式房屋外壳改造。与价值4万美元的地热系统、更常规的节能改造(防风窗)和公用事业规模的绿色电力(每千瓦额外收费仅为2美分)相比,你得到的东西要容易实现得多。使用场外的可再生电力需要当地公用事业公司的合作,但这使消费者有动力支持风力发电场或其他公用事业规模的技术。绿色设计的世界似乎过于痴迷于现场可再生太阳能技术的概念和高初始成本。如果目标是集体减少建筑环境的碳足迹,就需要在现有技术之间取得更好的平衡。如果我们不能满足市场的需求,我们就会建立一个需要激励的体系,这也需要很高的政治资本。伏尔泰曾警告我们“让完美成为美好的敌人”,我有时认为他说得很对。
回报和投资回报率
回报shmayback。这192美元的投资意味着,只要房子还在,每年的投资回报率为4%(假设能源价格不变)。
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