B晚些时候,我的设计建筑改造公司,Byggmeister该公司将自己的声誉和身份押在了深度能源改造(DERs)上,这是一种通过将现有房屋包裹在厚厚的“绝缘”层中并精心地进行空气密封来大幅减少能源使用的策略。几十年来,我们一直致力于改善家庭能源性能,我们看到了这一战略在大幅减少现有家庭碳排放方面的巨大潜力。
我们错了。我们在2017年做了最后一次DER,现在我们经常劝说人们不要这样做。在过去的几年里,DER似乎变得更流行了,至少在概念上是这样,Byggmeister仍然以DER公司而闻名,这让我们陷入了反对我们帮助开创的方法的尴尬境地。我们是如何从DER的布道者变成怀疑论者的?
我们第一次了解der时,气候危机的严重性正逐渐成为人们关注的焦点。几年来,我们一直在量化我们工作的影响,测量每个项目在升级前后的能源使用情况。结果令人失望。在一些项目中,我们实现了20%到40%的适度节能。在其他方面,我们没有取得任何进展。还有一些,我们把事情弄得更糟了。我们意识到,如果我们要尽自己的一份力量来减少现有建筑的能源使用和碳排放,我们就必须改变方向。
我们所做的第一个改变是,在没有首先探索是否可以在住宅现有的足迹范围内满足客户的功能目标之前,我们不会增加住宅。现在,当我们收到有关增建房屋的询价时,我们会让房主知道,重新配置现有的空间往往更经济、更环保,并把原本花在增建房屋上的钱用于提高性能。如果房主反应积极,我们就继续。有时我们甚至会做一个除了.但我们的前提是,我们通常可以满足客户的需求,而不需要添加任何东西,现在我们做的添加比过去少得多。
我们做出的第二个改变是,我们致力于提高每个项目的能源绩效。以前,我们通常会让客户的利益来决定能源范围,我们开始进行能源评估我们在每个家庭工作,并建议能源改善作为理所当然的事情。现在,如果潜在的新客户似乎对节能不感兴趣,我们知道他们不适合我们。
虽然这些都是我们方法上的重大改变重塑,他们的影响似乎好像这一切都太少,太迟了。这就是DER最初如此吸引人的原因。
2008年,马萨诸塞州通过了两项开创性的立法。《全球变暖解决方案法案》和《绿色社区法案》使该州致力于减少温室气体排放的积极目标。此后不久,我们的电力公用事业,国家电网,宣布了一项针对单户和小型多户住宅的深度能源改造试点计划。国家电网的计划为符合条件的项目报销75%的成本,最高奖励门槛。至于独户住宅,租金上限由35,000元至42,000元不等,视乎空调楼面面积而定。我们全身心地投入其中。
在接下来的几年里,我们完成了几个der,目标是以下规定的目标:R-10地下室一楼,R-20地下室墙壁,R-40墙面高于地面,屋顶为R-60,窗户为R-5,漏风量约为1 ACH50。其中一些是局部der,我们将重点放在信封的一部分,通常是屋顶。在我们所有的全屋der上,我们通常会升级机械设备和安装太阳能光伏.
节约并没有让人失望,整个建筑的der实现了比基线减少60%或更多的能源使用(我们尽可能使用实际的公用事业使用数据来量化节约;当我们没有这些数据时,我们依赖于建模的使用情况)。房主们为他们的低水电费和舒适程度的提高而兴奋不已。一个人吹嘘说,外面0°F的时候,他可以舒服地光着脚在家里走来走去。
后来,随着人们对der的兴趣越来越浓厚,我们停止了开发。我们停下来以下几个原因。第一件事是马萨诸塞州终止了DER试点项目,公用事业资金停止流动。在那时,成本太高了。那些最初非常热衷于将能耗降低60% 70%或80%的房主在我们告诉他们成本之后就不那么热情了。即使对于一个几何结构相对简单的房子,绝缘的成本也可能是绝缘的两到三倍(对于新建筑来说,从代码级性能到高性能的成本可能是微不足道的,但对于改造来说绝不是这样)。当然,最终结果会带来更好的表现,但如果没有慷慨的激励措施,我们很难推销它。
起初,我们觉得这很令人失望,希望能找到降低成本的方法。然后我们了解到体现碳或材料生命周期初始阶段排放的前期碳。在所有绝缘材料中,泡沫塑料的前期排放量最高。泡沫曾经是我们首选的保温材料,这意味着我们一直在负担我们的ders——其主要项目目的是为了节省能源和碳——这是一笔巨额的碳债。我们简单地研究了用储存碳的材料做der,比如木纤维板但我们的估计表明,木纤维板der甚至比使用泡沫更昂贵。
与此同时,热泵技术的改进开辟了一条新的脱碳途径,不依赖于极端的包膜措施。当我们第一次开始做der的时候,只有供热负荷很低的家庭才能用热泵.现在我们有了在极低温度下性能良好的热泵,我们不再需要用厚厚的绝缘层包裹房屋,将漏风降低到1 ACH50以下,就可以实现全电动。
要解决气候危机,提高效率是必要的,但还不够。我们还需要实现能源使用电气化和能源供应脱碳。如果我们希望避免气候变化的最坏影响,我们就必须在非常紧迫的时间内同时做这些事情。我们认为,这意味着我们应该停止使用der,而是将适度的效率升级与热泵和太阳能(在适当的时候)结合起来。
虽然一个非常低能耗的家庭可以使用比热平均家庭更小更简单的热泵系统,但我们发现,对于大多数家庭来说,成本/效益分析倾向于更适度的效率改进和更大的热泵系统,而不是der和更小的热泵系统。
在过去的几年里,我们已经将几十个平均热量的家庭转换为热泵,并对更多的家庭进行了部分转换。在低端,能源使用和碳排放比项目前的使用和排放少15%到20%。在高端市场,能源消耗和碳排放减少了60%到70%。
也许我们迄今为止最成功的适度改造是对20世纪30年代的殖民地的改造。在我们开始工作之前,这栋房子除了最小的阁楼地板隔热外,大部分都是没有隔热的。它还有一个古老的锅炉和热水器。我们用2英寸的隔热材料把地下室的墙壁绝缘。用封闭的泡沫喷雾,用纤维素密集地填充了壁腔,用3英寸厚的材料将屋顶下面绝缘。密闭的泡沫喷雾然后是7英寸的。纤维素。通过这些措施,我们减少了60%的漏风。
我们还安装了一个管道热泵系统,一种热泵热水器和电磁炉。运营碳排放量下降了70%,由于我们尽量减少泡沫的使用,尽可能依赖纤维素,纤维素的碳储量抵消了泡沫的排放,这意味着包络措施是碳中性的。
当然,我们的大多数项目都没有达到这样的节能水平,因为大多数家庭一开始都比这个更节能。但通过这种方法,我相信我们已经能够在更多的家庭中实现更大的减排,而不是继续我们的der计划。
这并不是说适度的改造加上热泵转换就没有挑战。根据我们的经验,一个热泵系统的安装成本往往比一个新的燃气加热系统更高。我们还了解到,热泵系统必须由知识丰富和技术熟练的商人设计和安装,才能发挥良好的性能。有太多设计和安装不良的热泵。而且有太多的房子都没有进行适度的能效升级,导致人们抱怨舒适,公用事业成本增加。我们还担心制冷剂泄漏,在我们的项目中已经发生过几次。如果广泛的电气化不与负荷减少相结合,在供暖高峰期间电网的潜在压力也是一个重大问题。
即使面临这些挑战,我们认为我们的方法是减少家庭碳排放的最佳方法。我们可能是错的,就像我们认为我们在der上错了一样。我们所能做的就是跟上当前科学技术的步伐,如果——或者更确切地说,当我们学到更好的方法时——愿意改变航向。
雷切尔·怀特(Rachel White)是马萨诸塞州牛顿市(Newton)设计建筑改造公司Byggmeister的首席执行官。
来自Fine Homebuilding 314号
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这很有趣,也符合我在不同位置消费信息时的想法。我不是建筑工人。我是一个最近退休的人,我卖掉了一套传统的木杆建造的房子,现在租房住,直到我们找到一个长期的地方定居(目前倾向于NH或ME)。出于道德和成本控制的考虑,我想要一栋高效的房子。我看到一些消息来源指出,建造或购买(预制)一所超级高效、环保的绿色房屋需要额外支付10- 15%的费用。在极少数情况下,当文章报告实际成本时,它们往往超过300美元/平方英尺,不包括地段、地段准备、许可证、公用事业等。最终成本可能是400美元/平方英尺或更高。这不是一个足够多的人能够负担得起的价格点,以减少与住宅相关的总体排放。由于我的预算比一般购房者要高,我觉得我再也买不起被动屋或任何性能接近它的房子了。我在看Pretty Good House的概念。 It's more doable but still not in the ballpark of 10-to-15% above standard construction, unless I'm ill informed. I think a 'shallow' or 'intermediate' retrofit or a new build with modern HVAC and insulation may be the best we can afford.