剧情简介:Katrin Klingenberg讨论了广泛采用被动式房屋标准以及向电气化和降低碳排放的转变。
K在过去的20年里,atrin Klingenberg一直是美国被动房标准的适应和采用背后的驱动力。被动式建筑的基本原则起源于20世纪70年代的美国和加拿大,后来在20世纪90年代由德国的被动式房屋研究所(PHI)加强和实现。2003年,Klingenberg在美国建造了第一座被动式房屋,为这种方法注入了新的活力。她的房子引起了人们的兴趣,于是她创办了这家非营利组织美国被动房协会(Phius)致力于使被动式建筑成为美国主流的最佳实践。
克林根伯格开发并提供了以建筑科学为基础的培训,指导如何设计和建造节能和零能耗建筑。在过去的10年里,她与联邦和州政府机构合作,为美国9个气候带中的每一个都量身定制了Phius标准,并对其进行了成本优化。她还在国际上进行咨询,以使该标准适应世界各地的气候带。Phius不断完善标准,以满足日益严格的效率目标,使建筑达到碳中和目标,并使建筑成为21世纪电网的核心组成部分:弹性、数字化、分布式和互动性。
作为Phius的执行董事,Klingenberg负责指导该组织的技术、研究和教育项目。她在柏林Technische Universität获得建筑学学士学位,在波尔州立大学获得建筑学硕士学位,是德国的注册建筑师。她在全球范围内设计和咨询了许多被动式建筑项目,为杂志撰写文章,并撰写了几本书。她在国内和国际上就被动式建筑科学的主题进行了演讲。2015年,她获得了女性可持续发展领导力奖(WSLA), 2017年,她从世界各地选出了12名女企业家,参加了“生命之声全球大使计划”。在2022年,她获得了专业领导奖东北可持续能源协会。
AF:你能给我们介绍一下菲乌斯的背景吗?
克鲁舍:2002年,我决定在美国建造第一座被动式房屋。一旦我做到了这一点,我就意识到这可能是一个经济适用房开发的好机会,因为能源成本基本上是不存在的。所以我们决定在2003年成立一个社区住房发展组织,我们用从伊利诺伊州厄巴纳市获得的赠款和土地建造了三座经济适用房。
当我们开始进行这些项目时,我们就开始吸引人们的注意。很快,我们就被能源部(DOE)周围的高性能建筑社区所吸引。从那时起,我们意识到被动式房屋原理有巨大的兴趣和潜力,所以我们将重点从建造房屋转移到教育上。我们开始教人们建模过程和设计理论。
我们的增长主要是由口碑推动的。我们从未做过广告。我们开始了一个年度会议,从那里我们开发了Phius认证过程。当然,最初我们与德国的PHI合作开发了这个过程,但要使这个标准适应所有不同的气候带是一个巨大的挑战所以在2012年,我们决定改变策略。我们和美国能源部重新结盟而不是和能源部,我们和能源部有谅解备忘录美国能源部的零能源准备家庭(ZERH)程序。那也是我们开始合作的时候建筑科学公司(BSC)获得能源部拨款,用于开发气候专用被动式建筑标准。我们今天所知的菲乌斯就是从那时开始的。
AF:似乎在电气化运动方面的大量投资正在加速发展。现在是能源文化变革的时机已经成熟。我很想听听你的观点。你乐观吗?你愤世嫉俗吗?两者兼而有之?
克鲁舍:我是超级乐观的,因为我的热情在于建造事物的一面,我们有解决方案。我们有超低负荷建筑的技术。在过去的20年里,我们已经知道如何做到这一点。菲乌斯的标准适用于所有超过12000平方米的多户建筑。去年12月刚刚在马萨诸塞州生效。这是非常令人兴奋的。
现在,我们正试图教育当权者,电气化不可能自己发生。我们有一个老化的电网,它不是为所有的东西都同时通电而建的。电气化和建筑能源效率之间存在联系——它是一切电气化的基石。如果我们不升级我们现有的建筑,使我们的代码跟上速度,就像phius类型的建筑一样,那么电网将无法处理即将到来的问题。随着所有的电动汽车和热泵,我们将有一个非常不可靠的电网。我们已经为新建和现有的建筑提供了节能解决方案,这将缓解电网问题,但我们需要实施它们。
AF:在住宅建筑文化中,在过去的十年中,您见证了哪些最重要的理解变化?
克鲁舍:好吧,Phius的能源性能水平现在确实渗透到建筑行业,但对我个人来说,这是一种理解,即Phius的能源性能水平是我们必须在所有新建筑中实现的,对于所有建筑类型,以及现有建筑存量。一旦我们将能源消耗减少到这个水平,我们就有机会将全球的碳排放量减少到稳定气候所需要的水平。这是很重要的一点。
另一个教训是,一种方式不适合所有人。当我们制定气候特定标准时,很明显,迈阿密的被动式建筑与克利夫兰或费尔班克斯的被动式建筑有不同的要求。现在看来,这似乎是理所当然的事,但我们从错误中学到了很多试图开发和调整PHI标准以适应美国
最后,还有一种想法是建造更大的建筑,比如多户住宅,的确是最理想的情况。我们正在纽约和马萨诸塞州建设大型多户项目,在那里达到Phius标准的细节成本最低。如果你从一个密闭的建筑开始,它只需要比最好的能源法规所要求的多一点隔热,再加上一些更好的窗户来提高能源效率。建造大型多户住宅的额外前期成本仅为2%至3%。开发商没有令人信服的理由不去建造更节能的多户住宅。
这给了我很大的希望,因为这些项目中的大多数也是经济适用房。我们正在解决平等和经济流动性问题。能源成本大大降低,同时我们提供了更健康的环境。如果我们能成功地使Phius成为建筑的国家标准,这是应该的,我们就在实现气候和电气化目标的伟大轨道上。这些是我在过去10年里学到的重要经验。
AF:你们有什么近期的目标来实现让Phius成为标准的愿景吗?
克鲁舍:东海岸之所以如此成功,是因为纽约州在努力实现其气候行动目标方面走在了前面。当我们出现时,菲乌斯的标准是完美的。我们一起开创了一种创造激励的方法,将标准纳入可负担住房的合格分配计划(qap),通过公用事业部门激励标准,然后将其纳入扩展代码(大约两到三年后成为事实上的代码)。这创造了一种循序渐进、快速推进的模式,这种模式现在正在全国范围内推广。
在过去的一年里,我们在伊利诺伊州取得了巨大的成功,在那里,Phius已经处于有利地位,很快就会被写入能源法规。在芝加哥,《芝加哥能源转换法典》沿用了纽约和马萨诸塞州开创的模式。例如,ComEd正在激励一小部分示范项目,一旦成功,Phius代码将更接近其他州的大规模采用。与纽约和马萨诸塞州一样,这项工作已经开始将这些标准整合到伊利诺斯州的下一个延伸规范中。如果我们能让这一进程在许多州展开,我们就离2003年让Phius成为主流或代码的最初使命不远了。在那个时候,这听起来像是一个疯狂的想法,但是,嘿,不要做小计划。
AF:很多事情都是关于人们愿意以不同的方式看待事物。知识库就在那里。
克鲁舍:在过去的几年里,我们看到了一个指数增长曲线。Phius现在的员工人数是2020年初的三倍。我们在寻找下一个前沿,比如改造。还没有人真正解决这个难题。能源部正在投入大量资金进行改造,以找出我们如何使用工业化改造,如面板化改造,以实现实现目标所需的规模改造。我们称今年为“改造之年”。我们在三月举行了一次改造峰会。
即将到来的另一件事是微电网。微电网是一种小型的电力用户网络,其本地供电来源通常与中央国家电网相连,但能够独立运行。我们如何将太阳能生产整合到微电网中以达到净零?一旦你有了低负荷的建筑外壳,你就可以增加太阳能,然后我们就可以开始研究太阳能的大小和优化,以达到最大的效率。我们已经重新命名了自己,所以我们现在的口号是“零是目标,而菲乌斯是手段。”
现有的电网将无法满足政府的电力需求对目标。实现这一目标的唯一途径是减少负荷,而优化建筑对实现这一目标至关重要。有了太阳能,你可能会很好为电网增加能量而不是从中吸取教训。这就是我们目前的研究重点:我们如何让这个整体解决方案面向市场?我们如何向制造商和供应商描述微电网和建筑围护结构之间的关系,以便他们创造更多的产品,向开发商描述微电网和建筑围护结构之间的关系,以便他们更容易将太阳能作为他们建筑的一部分?这是我们最近的努力,虽然我不能说我们接近了,但我们正在努力。
AF:改造将是电气化过程中必不可少的一部分,我们有大量的现有建筑需要符合要求。这在工业和材料方面是如何运作的?
克鲁舍:我不认为技术一定是障碍。一旦有了市场,我想工业化的过程和工厂会想出如何生产我们需要的东西。目前,我们仍处于评估阶段。我们正在研究落基山研究所以及能源部关于基于工业化生产的板式建筑产品和系统的改造的行业指导报告。从我们制定标准的角度来看,我们正在分析这种方法。问题就变成了:如果我们可以制造这些面板,我们可以快速升级所有东西,那么当一种解决方案不能满足所有条件时,我们如何使其发挥作用?你可能会说,只要采用普通的菲乌斯标准,并使其成为规则,但这需要大量的绝缘。如果你用一大堆隔热材料来改造整个国家的建筑,这会产生大量的碳排放,在很短的时间内,你实际上会通过排放伤害地球。
我们不能这样做,所以我们必须从不同的角度考虑,并试图减少绝缘(即隐含的碳)。我们能跌到多低而不失去适应力?我们试图在弹性和额外的绝缘性之间找到最佳平衡点。如果你因为试图减少碳含量而不隔热,你最终会创造一个能源大户。如果你过度绝缘,你就会消耗大量的隐含碳,以至于再多的能源节约也无法抵消运行中的碳。为了强调弹性的重要性,我们正在创建一个新的认证项目,Revive,它将基于弹性标准,而不是能源使用强度(EUI)。
AF:你对碳预算这个概念感兴趣吗?当你想到碳的时候,你会想到什么?
克鲁舍:为了设定我们的标准,我们首先考虑了全球碳减排总量,我们必须根据2018年联合国IPCC报告(保持在1.5°C以下的温度升高)。我们基本上是往回走,询问所有建筑需要达到什么水平的效率才能达到目标。这就是为什么我们最终得到了EUI现在的Phius标准。,这是毫无疑问的。那么,碳预算?不,唯一的目标是中立。
新建筑不应该低于菲乌斯标准。然而,我们被现有的建筑存量所束缚,因为我们的时间太少了。因此,对于现有的库存,我们将努力减少碳排放,同时加快电气化和更多的可再生能源,这需要弥补我们可能无法投入建筑围护结构的东西。我们不能只是说我们今天需要停止使用碳;我们的整个经济都依赖于碳。这是个非常复杂的问题。我们能以多快的速度减少碳的使用,减少多少,在哪里减少?
AF:你面临的最大的痛点或阻力是什么?
克鲁舍:这仍然是成本问题,也是我们经济中普遍的增长心态。每个人都在努力实现增长最大化。我们必须彻底重新思考我们的经济。成长型思维导致开发商和建筑商在设计和建造建筑物时想要赚最多的钱,这使他们不愿意投资于让地球继续存在的材料和技术。整个经济模式都需要修正。
对于那些试图采用对地球友好的方法的人来说,痛点是增长经济的直接结果,因为那个人正在与所有其他仍然只是最大化利润的人竞争。即使一个人想做正确的事情,这也意味着他在与其他专注于成长的人的竞争中处于劣势。这显然是不可持续的,所以我们在经济方面还有很多工作要做。
AF:当你想到我们的读者时,你会想到什么?
克鲁舍:我想良好的住宅建筑读者大多建造单户住宅,也可能建造小型多户住宅。我鼓励每个人都做出自己的选择,这样他们就不会成为地球的负担,现在就与我们的目标保持一致。我也会鼓励人们真正参与改造市场并掌握它,因为我认为这将是不久的将来最大的单一商业机会。
你采访了几位建筑科学明星,建筑科学在改造市场上非常重要,因为你必须知道你在看什么。你需要正确地评估你的建筑;否则,你可以快速创建一个生物建筑科学实验。我认为我们需要一些真正敬业的专业人士,他们把建筑科学作为自己的使命。我很想看看良好的住宅建筑接受挑战吧。
AF:这是一个很好的收费。最后你还有什么想补充的吗?
KK:也许是时候重新考虑职业教育了,这样人们才能带着一定的自豪感来到建筑工地。我认为,严格的建筑科学培训项目会让人们对自己的工作感到自豪,因为他们会清楚地看到自己的部分是如何与整个建筑以及其他部分联系在一起的。他们会帮助拯救地球。
亚伦·费根,前副主编良好的住宅建筑的资深编辑齿轮技术和动力传动工程杂志。
来自Fine Homebuilding #315
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