Дома с нулевой энергией, сделанные доступными

Как это для вызова? Создайте нулевую чистую энергию источника (в отличие от энергии сайта) дома, как это определено в программе Министерства энергетики США. Создайте его для работы в экстремальных условиях непредсказуемого климата в Денвере, используя готовые, доступные технологии. Держите механические системы максимально простыми и несложными. Включите стратегии энергоэффективности, которые не требуют, чтобы владельцы жилья были экспертами в области устойчивых строительных операций или проводили какое-либо обслуживание, кроме тех, которые требуются от «нормального» дома.

Не слишком сложно, вы могли бы сказать? Добавьте, что проект должен быть реплицируемым для будущих домов Хабитат для человечества, использовать недорогие строительные материалы и использовать добровольную конструкцию. Все еще со мной? Клинчер: целевой рынок — это доступный сектор жилья. Невозможно, вы могли бы сказать? Оспаривание да, но не невозможно для интегрированной команды разработчиков инженеров NREL и сотрудников и добровольцев Хабитат для человечества.

Конструктивные соображения

Комбинация инженеров-энергетиков, менеджера по строительству, реального менеджер по развитию недвижимости и волонтеры Хабитат по проекту помогли достичь баланса между инженерными идеалами, основанными на моделировании энергии, реалиями затрат, присущими доступному жилью, и соображениями, связанными с командой по строительству добровольцев.

Волонтерское трудовое преимущество Хабитат направило команду разработчиков подходы что благоприятствовало низким затратам материалов и высоким трудозатратам. Хотя этот подход сводит к минимуму значительные затраты на рабочую силу, в сочетании с требованием доступного жилья он ограничивает диапазон доступных доступных стратегий. Например, такие стратегии, как структурированные изолированные панели (SIP) и изолированные бетонные формы, не учитывались из-за их высокой стоимости. Аналогичным образом, требование добросовестных методов строительства и простота репликации исключало возможность использования Straw Bale. Требование простоты конструкции устранило возможность комбинированной системы отопления и нагрева воды на солнечных батареях. Наконец, требование нулевой энергии, учитывая холодный климат Денвера и текущую высокую стоимость фотоэлектрических систем, потребовало некоторых компромиссов, которые некоторые «пуристы» могли бы считать спорными.

Дизайн-подход — Конверт

соображения, описанные выше, проектная группа решила сначала сосредоточиться на снижении энергетической нагрузки дома, а затем по размеру PV-системы удовлетворить оставшиеся потребности в электроэнергии. Первое место посмотреть? Да, вы догадались — пассивная солнечная ориентация с «суперизолированным» конвертом. Начиная со стандартного трехместного хабитатского дизайна площадью 26 х 46 квадратных футов с площадью crawlspace команда увеличила площадь остекления на юг и уменьшила площадь остекления на севере, востоке и западе. Затем была выбрана стена с двойным штифтом с конструкцией из стеклопластика, чтобы использовать ее относительно недорогую, доброжелательную технику и низкие затраты на рабочую силу Хабитат. Выдуваемый стеклопластик, установленный на чердаке, достиг R-60, а изолированные полы достигли рейтинга R-30. В то время как конструкция двойной шпильки, с внешними конструктивными шпильками, расположенными на расстоянии 16 дюймов от O.C. может не достичь LEED Homes Advanced Framing Techniques, внутренние шпильки, расположенные на расстоянии 24 дюйма O.C. безусловно, отвечают требованиям. Волокна из стекловолокна R-3 в полостях наружных стен и R-13, заполняющие пространство между наружной и внутренней стенками, а также внутренние полости стены, безусловно, помогают оптимизировать энергетические характеристики. Внешняя паропроницаемая обертка для дома и волокнистый цементный сайдинг, с внутренним полипаровым барьером и гипсокартоном, дополняют очень «плотное» значение всей стены-R.

Отопление и вентиляция

. Благодаря тепловой энергии дома из-за этой сверхизолированной оболочки резко сокращается потребность в энергии вентиляции, что приводит к естественному показателю инфильтрации 0,15 ACH. тогда проектная группа сосредоточилась на системе отопления и вентиляции. Обратите внимание, что я не упоминал систему отопления, охлаждения и вентиляции. Еще одна проблема дизайна! Хабитат для человечества Метро Денвер проводит политику не оснащения своих домов кондиционером. Это означало, что окончательная конструкция должна была максимизировать снижение тепла (например, путем максимизации солнечного усиления) без увеличения нагрузки на энергию охлаждения.

Чтобы обеспечить достаточное количество свежего воздуха для дома, минимизируя потенциал потери энергии, команда выбрала для системы энергосберегающей вентиляции (ERV) с эффективными электронно-коммутируемыми двигателями. Система выпускает воздух из кухни и ванной комнаты и подает свежий воздух в гостиную и спальню. Потери тепла от вентиляции снижаются, потому что система ERV нагревает поступающий воздух с теплом от выхлопного воздуха.

Команда разработчиков вскоре обнаружила, что очень низкая тепловая нагрузка — это обоюдоострый меч. С одной стороны, для обогрева дома требуется очень мало энергии. С другой стороны, наиболее распространенные системы отопления имеют большие размеры для таких низких потребностей в отоплении, и чрезмерно сложные или дорогие системы не могут быть оправданы с точки зрения затрат. После тщательного изучения множества высокоэффективных систем отопления и много внутренних дебатов команда решила следовать гибридному подходу к электричеству от системы PV и природного газа.

Спорный подход

Некоторые из нас, которые являются «пуристами», могут оказаться в наших носах при мысли о том, что дома с нулевой энергией используют природный газ. Тем не менее, участвовавшая в экономике убеждала команду разработчиков, что наилучшим решением является гибридный подход (см. Боковую панель)

. Система PV, выбранная командой разработчиков, использует локальную сетку для хранения данных, что устраняет значительную стоимость аккумуляторной батареи , Когда система производит больше энергии, чем используется, она подает энергию в сетку. Когда система производит меньше энергии, чем она производит, она потребляет электричество из сетки.

Когда система потребляет электричество из сетки, это, вероятно, приводит к выработке электроэнергии, вырабатываемой ископаемым топливом. Хотя PV-система большего размера может свести к минимуму объем электроэнергии, потребляемой из сетки, стоимость более крупных систем является запретительной. Проектная группа предпочла включить природный газ, чтобы уменьшить размер системы PV на 1,1 кВт, что делает его доступным для дома Хабитат. Команда разработала систему для компенсации используемого природного газа, что позволило достичь и даже превзойти цель чистой энергии с нулевым источником энергии.

Гибридный подход позволил команде оценить систему PV, которая является доступной, компенсирует использование естественных газа, а также электроэнергии, генерируемой сеткой, и, таким образом, позволяет дому достичь (и даже превзойти) цели чистой энергии нулевого источника энергии.

Нагрев воды

Команда дизайнеров (19659002) выбрала систему солнечного водонагрева — а не комбинированную систему звука / воды для простоты, подкрепленную водонагревателем с негазированным природным газом. Команда подсчитала, что площадь сбора 96 квадратных футов и хранение воды на 200 галлонов приведут к ежегодной сбережения солнечной энергии 88%. Они выбрали нагреватель для резервного резервуара без тантарного газа после того, как обнаружили, что система без танкера использует нулевую энергию нагрева всякий раз, когда резервуар для солнечной воды находится на температуре подачи воды выше или выше 115 градусов.

The Crowning Element

Сократив все возможные энергетические нагрузки как можно больше, команда разработчиков обнуляла освещение, приборы и различные электрические нагрузки (MELs). Они устанавливали компактные люминесцентные лампочки по всему дому и приборы маркировки ENERGY STAR. Это оставило различные электрические нагрузки, от телевизора, фен, тостеры, компьютеры и все остальное, что могли быть подключены к ним. Используя предположения, сделанные на основе стандартных тестов в MEL, команда остановилась на PVV-системе на 4 кВт. Поскольку предположения построенной Америки основаны на среднем по стране «типичном»

Американское домохозяйство, фактическое использование пассажиров и местный климат могут либо заблокировать дом от достижения нулевого использования энергии, либо продвинуть его в ряды «производителя чистой энергии».

Вердикт

] Первоначальные результаты испытаний были обнадеживающими. С февраля по июль 2006 года система PV произвела на 1600 кВтч больше электроэнергии, чем потребляемый дом. Факторинг в природном газе, используемом для резервирования пространства и водонагрева, позволил создать на 75% больше энергии источника, чем потреблялось. Хотя требуется более длительный период тестирования, можно с уверенностью сказать, что дом будет годовым производителем чистой энергии, а не просто чистым пользователем нулевой энергии. Тем не менее, это может измениться, если жители начнут использовать больше, чем среднее значение, вычисленное в эталонном тесте в построенной Америке.

И владельцы домов? Хотя это правда, что дом является производителем чистой энергии, они, к сожалению, не свободны от счетов за коммунальные услуги. Существует ежемесячная плата за природный газ, а также фиксированные платежи за электрическую сеть и плату за подключение к природному газу. С октября 2005 года по май 2006 года владельцы увеличили в среднем на 18,25 доллара США в месяц на счетах за электроэнергию. Поскольку фиксированные ежемесячные платежи составляли в среднем 80% этих счетов, на самом деле семья использовала в среднем 14,60 долл. США.

Для тех из нас, кто страдал ежемесячными счетами за электроэнергию в размере 200 долл. США за тот же период, эти результаты очень привлекательны.

ОСНОВНЫЕ ЖИЛЫЕ УСТОЙЧИВОЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Энергия и атмосфера

Пассивный солнечный дизайн

o Дом был спроектирован с увеличенной площадью остекления на длинной стороне с южной стороны и уменьшенной площадью остекления на Северная, Восточная и Западная стороны

Возобновляемая энергия

o 4 кВт Фотоэлектрическая система, использующая хранилище электросети для устранения необходимости и связанной с ней высокой стоимости аккумуляторной батареи

Изоляция

o Поднятые фермы на чердаке разрешить 2 фута выдуваемой стеклопластиковой изоляции, достигая номинала R-60 для верхней поверхности тепловой оболочки

o Полы, изолированные до R-30

o Волокна из стекловолокна R-3 во внешних 2 x 4 структурных полости стены, а вторая, интерьер 2×4 s (19659002) o Наружная паропроницаемая обертка для дома и волокнистый цементный сайдинг

o Внутренний поли-барьер и гипсокартон

Space Heating

] o Гибридная система подачи природного газа / электрического отопления, объединяющая прямую газовую печь с прямым выводом в гостиной и столовой, а также миниатюрные электрические обогреватели с подогревом в спальнях.

Нагрев воды

o Солнечная система нагрева воды с площадью коллектора 96 квадратных футов и резервуаром для хранения воды объемом 200 галлонов в качестве системы первичного водонагрева, с автономным водонагревателем безгарного газа в качестве резервной системы

Windows

o Стекло с двойным остеклением с низким уровнем стекла, установленное в окнах с внешней стороны, с U-коэффициентом 0,3 и SHGC 0,58. Для восточных, западных и северных облицовочных окон также использовалось стеклопакет с двойным остеклением, с U-коэффициентом 0,22 и значением SHGC 0,27. U-факторы всех окон превышают требования ENERGY STAR на 20%.

Приборы

o приборы ENERGY STAR® были установлены.

Освещение

o Компактные люминесцентные лампочки, развернутые по всему дому

Внутреннее качество окружающей среды

Местное выхлоп

o Энергосберегающая вентиляция ( ERV) с эффективными электронно-коммутируемыми двигателями, выпускает воздух из кухни и ванной и подает свежий воздух в гостиную и спальню.

Наружная вентиляция воздуха

o Система ERV нагревает поступающий свежий воздух с теплом выхлопных газов воздух, что значительно снижает потери тепла от вентиляции.

Материалы и ресурсы

o Продвинутые методы кадрирования: стены состоят из внутренней стены 2х4 штырей, 24 дюйма O.C.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *