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客人的博客

沃尔夫岛被动:性能报告

“安大略最密封的建筑”获得了能效数据

紧身、舒适、节能。通过吹风机门测试,沃尔夫岛被动式住宅(由交叉叠层木材构件建造)的漏风量不到被动式住宅基准的三分之一。低漏风率意味着更高的能源效率和更健康的建筑。
图片来源:David Murakami Wood
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紧身、舒适、节能。通过吹风机门测试,沃尔夫岛被动式住宅(由交叉叠层木材构件建造)的漏风量不到被动式住宅基准的三分之一。低漏风率意味着更高的能源效率和更健康的建筑。
图片来源:David Murakami Wood
这个表格比较了沃尔夫岛被动住宅组件的r值与根据2017年安大略省建筑法规建造的假设房屋的r值。(第一个数字是度量r值,后面括号中是公制r值。) 该柱状图比较了沃尔夫岛被动式住宅不同建筑构件的热损失与按照最新安大略省建筑规范建造的房屋的热损失。 与符合规范的住宅相比,沃尔夫岛被动式住宅的供暖和制冷的年能耗。 沃尔夫岛被动装置的年能耗与符合建筑规范的房屋相比。 与符合规范的房子相比,沃尔夫岛估计每年的电费。 一楼和二楼的平均室内温度(摄氏度)。注意:12月的平均温度有很大不同,因为我们下半月大部分时间都不在,把HRV调到最低,把恒温器调到大约13ºC(55ºF)。 模型显示,预计7月和8月将需要机械冷却,但如果我们利用盛行的风,打开窗户,空调可能是不必要的。

编者按:David和Kayo Murakami Wood正在圣劳伦斯河上的千岛中最大的沃尔夫岛上建造他们希望成为安大略省第一个获得认证的被动屋。他们在博客上记录他们的工作,沃尔夫岛被动屋.有关本系列早期文章的列表,请参阅下面的侧栏。

我们已经收到了安东尼·马赫关于我们住所的最终报告的副本,这是一项比较研究的一部分,该研究也着眼于安大略省彼得伯勒的另一个被动住宅项目。我们不打算评论彼得伯勒项目,因为我们对它知之甚少,它与我们的项目非常不同。但是,在安东尼的允许下,我将强调报告中与这栋房子有关的部分。

安东尼,一个认证的被动房屋设计师,比较我们的房子,新的,最高的加拿大代码标准。记住这一点,因为一般的加拿大(或美国)房子不会按照后一种标准建造,至于沃尔夫岛上的普通老房子,好吧,这么说吧,你可能可以在这里的许多房子的墙上打出一个洞,包括我们的老房子!

我认为Anthony对墙壁和天花板的r值估计有些保守(见下图#2)。在我看来,整个组件(包括交叉叠层木材,它本身的r值在4到5之间,以及壁板)将更接近R-50。但是对于测试效率,保守的估计要比夸大的说法好得多。这导致了一些热损失的估计,总结如下图#3。

我也对这些估算中通过墙壁损失的热量感到惊讶,但除了我对r值的感觉之外,我没有任何理由去质疑这一点——它似乎比我预期的要多。但重要的是,我们的能源消耗大大减少了(见下图4)。

插头负载可能比估计的要少

当谈到插头负载时,我认为在保守的一面有更多的错误(见下图#5)。安东尼基本上估计了我们的电器和灯具的能耗,与符合2017年标准的标准住宅相同。但我们现在使用的都是LED照明,尽管在冬天测量时我们并没有一直使用LED照明,因为电工们刚刚使用了一系列传统灯泡。另外,与普通家庭相比,我们拥有更少、更小、更高效的电器。

我们将通过今年的账单来验证这一点!安东尼目前估计,我们每年的电费几乎是2017年标准住宅电费的一半(见下图6)。当然,账单的一个问题是你只能减少到这个程度。我们的电费账单中大部分不是千瓦时的费用,而是固定费用和送货费用,我们无法控制这些费用,除非并且直到我们完全脱离电网,这就导致了:温室气体排放。

关于排放问题(见下图7),我认为一旦我们安装了太阳能热板和光伏板(可能是今年夏天,尽管时间取决于成本),以及其他一些风力发电设备,这将进一步减少我们从电网的电力消耗,减少我们每月的成本,从而减少我们的温室气体排放。我们的最终目标是零能源账单和净零温室气体排放。

冬夏演出

你可以看到更多关于冬季温度和湿度的细节在初步结果中我们之前发布过。虽然(正如安东尼指出的)我们发现这个房子在冬天非常舒适(见图8),但我认为这个房子下次会暖和一点。因为直到11月下旬它都是无人居住的,在那之后的一段时间里也没有供暖,房子从来没有真正建立起持续的温暖,之后通过绝缘在很大程度上保存。我们走着瞧!

安东尼的报告不仅涵盖了冬季实际发生的情况,还使用了PHPP(被动住宅规划包)模型来估计今年余下时间将发生的情况。特别值得注意的是,该模型预测7月和8月将有必要进行机械冷却(见下图#9)。

就我们所知,HRV当然不能有效地作为一个冷却系统。但我还不相信机械冷却的必要性。虽然房子的方向和窗户的大小和位置的基本原理是秋冬春季供暖,但房子的设计也利用了盛行的风和有效的堆栈和交叉通风。只需打开窗户(并关闭HRV),我们认为就能产生显著的降温效果。

事实上,这就是现在(6月下旬)的工作方式,尽管我们只是打开倾斜设置的窗户,以减少昆虫进入的机会,直到我们生产出纱窗(很快)。所以我想我们可以不用任何机械冷却。马尔科姆·艾萨克斯(Malcolm Isaacs)在建造大楼之前所做的PHPP计算也得出了同样的结论——他的解决方案是安装一个大风扇,我们可以在夏天把它暂时放在阁楼的一个窗户上,偶尔用它来替换几乎全屋的空气。我们可能只能走到这里了。

在报告中还有很多,但总的来说,安东尼认为我们的项目是一个成功的项目,自从他参观了之后,我们知道他喜欢这个地方!我们非常感谢Anthony进行了这项研究,因为如果没有它,我们不可能对房子有如此详细的了解。

David目前正在撰写最后一个专栏,该专栏将总结他在这个项目上的经验。GBA将发布,一旦它成为可用。

15个评论

  1. 斯科特•威尔逊||# 1

    用电量
    似乎在大多数按照“被动式房屋标准”设计和建造的新房子中,主要的困难是估计和评估家庭的电力使用量。虽然大多数电器和暖通空调设备的电力需求可以很容易地测量(要么由制造商测量,要么简单地使用一种“耗能表”),但照明面积仍然是一个主要的困惑来源。

    哪些设备?哪些灯泡,多少个,开了多长时间?这一切都被归到“照明”这个大标题下。

    有没有可能把你的每一个照明装置(用你选择的LED灯泡)连接到电网上,然后用“耗能表”精确测量它的用电量?一旦你知道了每个灯具的耗电量,你就能计算出每盏灯亮着时你消耗了多少电力。

    这样,你就可以看到你每个装置的能源成本,而不是根据总使用量(比如每月的能源账单)来评估你的家庭能源使用情况。你甚至可能会发现某些固定装置和灯泡比其他的耗电量大得多。

  2. 专家成员
    马尔科姆·泰勒||#2

    斯科特
    当然,只要看一个装置用了多少瓦,你就能知道它用了多少电。灯泡上有标记

  3. 专家成员
    Dana多赛特||# 3

    难道你不需要知道占空比吗?@马尔科姆·泰勒
    千瓦小时-千瓦x小时。

    除非该装置具有100%的占空比,否则就无法知道该装置使用了多少电(但它确实建立了一个上限)。

  4. Josh Wimpey||# 4

    漏气率低意味着……更健康的建筑??
    我想更好地理解这种说法,因为我只认为这是在室外空气质量较差的情况下成立的。

    至于电费,节省的费用似乎相对较少。每年要节省800元,要多少年才能支付实施节能措施的费用?即使考虑到一些增加舒适度的价值&考虑到碳核算似乎这可能是一个很长的路要走。

    我住在华盛顿特区外的VA一个非常漏水的农场,大约2500平方英尺,1953年建的板房,大部分墙壁都没有绝缘,板房也没有,唯一的升级是阁楼上大约20 R20的喷雾泡沫,主要的机械系统是在20世纪80年代和90年代这栋房子还是出租物业时安装的廉价低效单元。然而,在过去的6年里,我们的电费和煤气费加起来平均每年达到1638美元。

  5. Stephen Sheehy||# 5

    室内空气质素
    乔什:不气密的房子通过阁楼、墙壁、地板间接接触到外部空气,沿途经常会带着脏东西。机械通风将过滤过的新鲜空气直接从外部引入,而不用老鼠便便。
    能源效率是否具有经济意义取决于地理位置以及其他因素。在弗吉尼亚给房子供暖比加拿大大部分地区便宜得多。

  6. 专家成员
    马尔科姆·泰勒||# 6

    丹娜
    是的,不过我不是这么理解斯科特的意思的

    “一旦你知道每个灯具用了多少电,你就能知道每盏灯亮着时你用了多少电。”

  7. Wade17||# 7

    阁楼r值和空气质量
    我很好奇你天花板上的皇家r值是多少。2015年的IRC将R-49列为6气候区天花板的最小隔热值,而这似乎是你会掉下去的地方。建筑规格表显示OBC 2017包为R-27.65。是打错了还是我漏了什么?

    我不同意有机械通风装置的气密房子比有漏水的房子产生更健康的室内空气的观点。我见过很多用机械通风系统建造的房子,有很多霉菌问题。

  8. Wade17||# 8

    阁楼r值和空气质量
    我很好奇你天花板上的皇家r值是多少。2015年的IRC将R-49列为6气候区天花板的最小隔热值,而这似乎是你会掉下去的地方。建筑规格表显示OBC 2017包为R-27.65。是打错了还是我漏了什么?

    我不同意有机械通风装置的气密房子比有漏水的房子产生更健康的室内空气的观点。我见过很多用机械通风系统建造的房子,有很多霉菌问题。

  9. Josh Wimpey||# 9

    斯蒂芬,我怀疑HRV或ERV不太容易受老鼠感染
    或其他潜在污染源。

    关于取暖的成本,我的观点并不是要说明在弗吉尼亚州,给一个家庭取暖可能会便宜多少,我的观点是,成本降低的范围是受限于能源的总成本,即使你从一个非常差的绝缘,非常漏,没有效率的机械启动的基础。即使我把电费和煤气费全部消掉,这样做的净现值似乎也永远不会是正的。例如,即使在非常慷慨的假设下,当能源成本上升的速度与我的贴现率一样快时,在30年的时间框架内,每年1638美元将变成不到5万美元的NPV。而且,要把房子改造一下,把我们的能源账单全消掉,肯定要花5万多美元。

    以这里展示的沃尔夫岛住宅为例,在有利的假设下,他们每年可以节省约800美元,30年的净现值约为22,500美元。一个HRV,一些漂亮的窗户,和一点绝缘,甚至一个小的光伏阵列本身将很快超过价值流的好处。

  10. 兰斯•彼得斯||# 10

    电阻热,R60+以下板
    除非我遗漏了什么,难道一个小的迷你分裂或两个不可以在很大程度上减少能源消耗在这个建设?如果需要的话,它还可以提供一种有效的夏季降温方式。这是基于你的图表指定的电阻热。

    楼板下的R64,墙壁和天花板的R43。我认为PPHP比我聪明得多,但在安大略,现在是1月阁楼不应该比平板有更多的绝缘材料吗?我计划在渥太华建房,我们这里的地面温度应该在6摄氏度/43华氏度左右,尽管我们计划建一个地下室。你的板子加热了吗?也许这就是为什么要抬高隔热层?

  11. 安东尼·马赫||# 11

    回复:韦德17
    R-27.65有效(名义R31)的屋顶隔热规范适用于大教堂(拱形)天花板。WI住宅在建筑围护结构的屋顶下有一个加热的储物阁楼。的确,目前的建筑规范对带阁楼空间的平顶天花板的要求是标称的R50或R60,这取决于哪种规范选择了带电加热的绝缘包。

  12. 大卫·村上木||# 12

    能源,节约成本,供暖和制冷…
    大家好!

    感谢您的评论和讨论!

    Josh Wimpey——我们建房子不是为了省钱(特别是不是以我们所做的方式)。我们建造它是为了环保。有几个人参与其中的动机略有不同(我们,建筑师,被动房屋顾问,建筑商等),但我们的动机基本都是考虑到我们住宅的可持续性。你当然可以用更简单的方法节省电费,你可以在净现值或其他成本效益计算的基础上“权衡”边际成本节省与其他任何因素。我们自己的经济计算非常简单:用我们所拥有的钱获得最好的环境结果。

    正如我所指出的,如果你想保持安大略和大多数其他地方目前的电网连接方式,你只能节省这么多,因为你总是要支付送货的基本费用和其他固定费用。你能收回这些成本的唯一方法是生产比你使用的电力还要多的电力,然后再卖回给电力公司,或者完全脱离电网。在安大略,我们现在已经有了电价计量(就像美国的许多州一样),所以一旦我们安装了光伏和/或风力发电(明年),我们就可以做到这一点,不用为电力支付任何费用,或者脱离电网。顺便说一句,他们声称我们没有资格享受上网电价,因为我们当地的变电站和电缆没有容量。

    关于气密性和空气质量——

    恕我直言,韦德,你的观点似乎建立在过时的建筑方法上。在早期(20世纪70年代起)高度气密的房屋中确实存在霉菌和潮湿的问题,但这主要是因为没有充分考虑到蒸汽渗透性,而且没有使用像hrv / erv这样的系统。我们确保我们的外壳是透气的,但不透气。正如这篇关于GBA的文章说得很清楚,气密性不是气密性://m.etiketa4.com/green-basics/air-barriers-0与我们住的老房子相比,这是我们住在这里的经验得出的结果。冬天,在我们的老房子里(不是密闭性的,合理隔热的,用柴炉加热的),水会凝结在窗户上,霉菌会在框架上生长,到处都是孢子——结果我们几乎经常有呼吸相关的抱怨。在被动式房子里,没有内部凝结,任何地方都没有霉菌,我们都很健康。

    在小劈裂,堆和冷却等。

    兰斯,如果我们再盯着看,我们可以考虑小分裂。然而,同时拥有ERV和迷你分裂似乎没有多大意义(如果我错了,请有人纠正我-我们已经准备好了应用各种各样的建议)。我们已经有了管道,关于通过管道散热的争论并不适用,因为无论热量从哪里流出,它都有助于室内的环境热量,我们在冬天很舒服。正如我们已经注意到的,到明年,我们产生的电力将超过运行HRV上的微型Thermolec装置所需的电力。

    就冷却而言,我们目前每天测量三次温度,包括室外和室内(楼上和楼下),并将持续到8月。我们意识到今年夏天不是很热,然而,即使温度达到30摄氏度或更高(在上周),我们的堆叠/交叉通风策略似乎在工作,我们没有感到不舒服的热——室内温度还没有超过26摄氏度。我们非常乐意考虑简单的机械解决方案,如果它们被证明是必要的,但我们不需要解决我们没有的问题!

    再次感谢所有对此感兴趣的人。如果有人在这一地区,有兴趣参观这所房子,亲自看看东西,请联系我们。

  13. 专家成员
    Dana多赛特||# 13

    加热能量1.1 GJ,冷却2.2 GJ?
    根据能源消耗估算图你们看到的是加热能源使用1.1千兆焦,冷却能源使用2.2千兆焦。

    //m.etiketa4.com/sites/default/files/Wolfe%20wrap%203%20copy.jpg

    1.1 GJ约300kwh, 2.2GJ约600kwh。虽然一个小的分割可以减少大约一半,甚至2/3的暖气,这仍然是一个很小的能源节省的宏伟计划,称之为200千瓦时/年的暖气,最好的情况。

    假设冷却能耗估算是总能耗,而不是基于设备的COP的净能耗,那么半吨摇窗器的COP约为4,因此实际用于冷却的能源约为150千瓦时。你可能会节省一半的冷却能源与一个相当好的迷你分割,所以这是75千瓦时/年的冷却账单节省,如果你选择机械冷却而不是

    这是大约275千瓦时/年的节省,这将完全抵消每年生产一个光伏电池板!

  14. Stephen Sheehy||# 14

    室内空气品质
    乔什:我认为你对空气质量的看法是错误的。HRV或ERV引入新鲜的外部空气并进行过滤。没有机械通风,外部空气通过墙壁、地板和阁楼空间的裂缝被“过滤”。这些空间充满了灰尘、绝缘材料和各种杂物,有时包括老鼠的粪便。那里的空气永远不像外面的空气那么干净。

  15. 大卫·村上木||# 15

    加热能量1.1 GJ,冷却2.2 GJ?
    谢谢,丹娜,听起来不错。

    顺便说一句,这也凸显了推迟一年安装太阳能光伏(和/或其他发电)的好处之一是,我们将更准确地了解我们将需要多少容量,而不是像这样的估计。

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