Адрес: 105678, г. Москва, Шоссе Энтузиастов, д. 55 (Карта проезда)
Время работы: ПН-ПТ: с 9.00 до 18.00, СБ: с 9.00 до 14.00

Дом энергии: Строительная компания Дом Энергии на 2-й улице Машиностроения — отзывы, фото, цены, телефон и адрес — Строительство — Москва

Содержание

Строительная компания Дом Энергии на 2-й улице Машиностроения — отзывы, фото, цены, телефон и адрес — Строительство — Москва

ДОМ ЭНЕРГИИ — Умный Пассивный Дом 26 июня 2019 в 10:08

Энергоэффективный дом в стиле «Шале» всего за 4 167 952 ₽ ⠀ • Общая площадь — 161 м². (18 x 17) • В доме: 2 спальни, 2 санузла, терраса. • Свайно-ростверковый фундамент. • Стены из газобетонных блоков. • Кровля из металлочерепицы. • Энергоэффективные окна и двери. ⠀ Дом приземистой формы с четкими линиями представляет единый объем с отдельным главным входом со стороны въезда на участок. ⠀ Двухскатная крыша с большими свесами защищает дом от непогоды, и сильного летнего солнца, а толстый слой снега на ней зимой дает дополнительное тепло дому. ⠀… — Читать дальше

Отделка стен фасадной доской и панелями с имитацией натурального камня подчеркивают стиль шале, а выступающие деревянные конструкции формируют открытые террасы. ⠀ Стиль шале зародился в Савойе, в старинной провинции на юго-востоке Франции, граничащей с Италией и Швейцарией.

⠀ Изначально альпийское шале — надежно построенное из массивного бруса жилище, призванное защитить пастухов от непогоды в горах (в переводе с французского «chaluer» — тепло). ⠀ Начиная с 70-х готов прошлого века этот стиль стал очень популярным при строительстве частных домов. Сейчас шале можно встретить не только в горах, но и на побережье, в пригородах, в лесу, и строят их не только из дерева и природного камня, но и с использованием современных материалов. Использование для возведения частного дома блоков из газобетона дает ряд преимуществ по сравнению с другими строительными материалами: ⠀ • Энергоэффективность. Пористый материал, обладающий низкой теплопроводностью позволяет не нагреваться дому летом и не остывать зимой.. ⠀ • Высокая шумоизоляция. Высокие показатели звукоизоляции помогут обеспечить комфортное личное пространство хозяину. ⠀ • Экологичность. Не выделяет вредные вещества, не гниет. ⠀ • Прочность и долговечность. Срок службы до 100 лет, подтверждено исследованиями и сертифицировано.
⠀ • Негорючесть. Один из самых огнестойких современных материалов. ⠀ Возведенный с соблюдением технологии строительства дом из газоблоков будет прочным, комфортным и долговечным. ⠀ ДОМ ЭНЕРГИИ предлагает строительство дома «под ключ»: от проекта до внутренней отделки. ⠀ • Фиксированная смета по договору. Прозрачное ценообразование. Поэтапная оплата. ⠀ • Видеонаблюдение за строительством Вашего дома 24/7 в режиме реального времени с доступом из любой точки мира. ⠀ • Система «Умный дом». Мы производим оборудование и ПО системы «Умный дом» ⠀ Акция! При заключении с нами договора на строительство, Вы получаете архитектурный проект дома и анализ грунта в подарок! P.S. Хотите получить планировки и подробную смету?
Пишите »+» в комментариях!

Сберегая энергию — сохраняем дом! — «ТНС энерго Кубань»

/ Сберегая энергию — сохраняем дом!

Относительная доступность электроэнергии, тепла, горячей воды создают представление у многих людей о том, что эти блага появляются сами собой и они никогда не исчерпают себя. Зачем их экономить, если каждый ими обеспечен в достаточном количестве за доступную цену? Сколько истрачу, за столько и заплачу, истрачу больше, ну и что, — заплачу больше. Но такое мировоззрение очень быстро приведет к негативным последствиям, ведь основные ресурсы, используемые при выработке энергии, являются невозобновляемыми. Отсутствие разумного подхода к использованию энергии очень быстро приведет к тому, что она станет менее доступной и более дорогой.

Нужно использовать энергию рационально, необходимо научиться её беречь. Кроме существенной экономии денег при оплате энергии, потребляя энергию эффективно, Вы вносите очень важный вклад в решение глобальных проблем экологии.

Помните, экономя электроэнергию, Вы бережёте свой дом!

Практические советы

При покупке

  • осуществляйте покупку товаров электротехнического назначения в зарекомендовавших себя специализированных магазинах; 
  • перед покупкой узнайте подробнее об энергосберегающих свойствах товаров у консультантов торговых сетей, на сайтах производителей или в нашем Центре. Специалисты помогут вам подобрать наиболее современное и энергоэффективное оборудование;
  • приобретая бытовую технику, обращайте внимание на класс ее энергоэффективности. Получить данную информацию можно, найдя на приборе этикетку энергоэффективности или проконсультировавшись со специалистом торговой сети. Наиболее энергоэффективным является класс — А++, А+, А; далее по убыванию – B, C, D, E, F, G. 

При обустройстве

От того, как мы обустроили свой дом, тоже зависит эффективность используемой нами энергии. При правильном обустройстве мы бережём энергию и при этом не экономим на комфорте. Мы не часто делаем ремонт, расставляем мебель или развешиваем светильники, поэтому очень важно сделать это правильно сразу.

  • для улучшения естественного освещения в помещении выполняйте отделку стен и потолка светлыми тонами. Особенно это важно в помещениях, куда солнечного света попадает мало. В такой комнате будет светлее, потому что светлые стены отражают 70 — 80% света, а тёмные только 10 — 15%. В таких помещениях окна обычно выходят на север или попаданию естественного света мешают рядом стоящие здания, деревья и т.п.; 
  • современные квартиры эффективно оборудовать комбинированным освещением. Всё искусственное освещение в наших квартирах можно разделить на общее и местное. Общее освещение предназначено для равномерного освещения комнаты, обычно в наших домах эту роль выполняет люстра. Она висит по центру комнаты и является мощным светильником, задача которого осветить каждый уголок, но ей не всегда это удаётся. Получается, что в центре комнаты свет слишком ярок, а в дальних углах комнаты недостаточен. Для этого и делается местное освещение. В наших квартирах это бра, настольные лампы и торшеры. Их то и надо расставить и развесить так, чтобы те места, где люстра освещает недостаточно, были ими освещены дополнительно. Мощность люстры можно считать достаточной, если на 1 м2 площади приходится 15 — 25 Вт мощности ламп накаливания (мощность люминесцентных, в том числе и энергосберегающих ламп, будет в 5 раз меньше).
    Для местного освещения подходят лампы в 1,5 — 2 раза менее мощные, чем в подвесных светильниках. Совокупность общего и местного освещения и называется комбинированным. Что это нам даёт? Комната освещена равномерно. Нам уже не требуется слишком мощная люстра. Можно освещать только тот участок комнаты, который нам нужен, а там где не нужен – выключить. В квартире станет уютнее и комфортнее. В результате устройства комбинированного освещения на комнату 18 — 20 м2 экономится до 200 кВт • ч в год;
  • удобно и выгодно оборудование Вашего дома светорегуляторами. Они позволяют плавно регулировать освещённость в помещении. Светорегулятор, как видно из названия (ещё его называют диммер), может плавно регулировать уровень освещения в комнате. Если в комнате слишком яркое освещение — его можно убавить, при этом ещё и сберегается электроэнергия. Светорегуляторы бывают ручные и автоматические;
  • рекомендуем использовать различные системы автоматического управления освещением. Эти системы способны самостоятельно включать и отключать освещение или даже менять его интенсивность в зависимости от заданного сценария с помощью датчиков, реагирующих на свет, звук или движение;
  • по возможности, отдавайте предпочтение люминесцентному освещению. Существуют сейчас и компактные люминесцентные лампы (их ещё называют энергосберегающими). Они экономичны так же, как и известные нам трубчатые люминесцентные лампы, но не требуют специальных светильников, т.к. практически всегда подходят для установки в обычный патрон для обычной лампы накаливания. Между тем люминесцентное освещение экономичнее освещения ламп накаливания примерно в 5 раз;
  • при переделке электропроводки в доме попросите специалистов собрать схему электропроводки так, чтобы общее освещение в комнате можно было включать не все сразу, а по отдельности, с помощью нескольких выключателей, т.е. группами. Тогда свет можно будет включать лишь в той части комнаты, где он нужен в это время и отключён в этой же комнате там, где в это же время в нём нет необходимости. Либо на вашей люстре можно будет включить не сразу все лампочки, а столько, сколько вам нужно сейчас для комфортного освещения;
  • нет необходимости в излишнем освещении тех помещений, где вы находитесь нечасто и не выполняете никакой работы, требующего яркого света: это коридоры, туалеты, ванные комнаты, подсобные помещения. Достаточно использовать лампы накаливании мощностью 20-30 Вт на 1 м2 (мощность энергосберегающих ламп будет в 5 раз меньше). 

При использовании

Об этих советах нужно помнить каждый день. Они не сложны и не требуют много времени для их выполнения, но если не забывать им следовать, то можно значительно сократить потребление электроэнергии в Вашем доме и уменьшить затраты на ее оплату.

  • самый простой и эффективный способ экономии электроэнергии — не забывать всегда выключать за собой свет там, где он не нужен: уходя из дома, не оставлять бесполезно работающими электроприборы и освещение, не допускать длительного освещения пустых помещений.Уезжая на долгое время (например, в отпуск) рекомендуем обесточить (вытащить вилки из розеток) все электроприборы. Эта мера не только гарантирует вам, что какой-нибудь прибор будет бесполезно расходовать электроэнергию, допустим, в режиме «standby», но и обеспечит пожарную безопасность в доме в ваше отсутствие; 
  • содержите в чистоте лампы и плафоны. Грязь и пыль, скапливающаяся на них, может снизить эффективность осветительного прибора на 10–30%. Особенно часто загрязняются светильники и лампы на кухнях с газовыми плитами; 
  • ваши окна должны быть чистыми. Грязные окна «крадут» естественный свет, попадающий к вам в дом. И тогда приходится включать искусственное освещение и тратить при этом электрическую энергию. Грязные или запыленные окна могут снижать естественную освещенность в помещении до 30%;старайтесь обеспечивать более низкий уровень общего освещения, когда вы используете местное освещение — настольную лампу или торшер;
  • не мешайте проникновению естественного света в помещение: не закрывайте без необходимости шторы днём, не заставляйте подоконник большими растениями, следите за чистотой окон и т.п.;
  • обратите внимание, где в вашем доме можно заменить простую лампу накаливания на компактную люминесцентную лампу (КЛЛ). Помните, лампу нужно подобрать так, чтобы она подходила к светильнику: имела тот же цоколь, что и лампа накаливания, вмещалась в светильник по своему размеру. Наиболее эффективна замена ламп накаливания на энергосберегающие компактные люминесцентные лампы в тех местах, где свет горит постоянно, а включается/выключается редко. Замена ламп накаливания на современные энергосберегающие лампы в среднем может снизить потребление электроэнергии в квартире в 2 раза. Затраты обычно окупаются менее чем за год. 

Внимание! Нельзя выбрасывать отработавшие люминесцентные лампы (в том числе и энергосберегающие) в мусоропровод и уличные контейнеры. Старайтесь не разбивать люминесцентные лампы. В люминесцентных лампах содержится небольшое количество паров ртути, которые вредны для человека, только если лампу разбить.

Бытовая техника

Аудиовидеотехника

  • Уходя из дома надолго (или ложась спать на ночь), выключайте не только свет, но и электроприборы, находящиеся в режиме «standby» (режим ожидания): телевизор, музыкальный центр, DVD-проигрыватель. Эта мера повысит также пожарную безопасность Вашего дома; 
  • старайтесь не ставить бытовую технику близко к приборам, выделяющим тепло (например, батарея отопления), не рекомендуется также устанавливать их в ниши, придвигать слишком близко к стене и накрывать чем-либо при работе. Эти приборы не любят тёплые места в доме, потому что они сами выделяют тепло. Излишек тепла всегда вреден для любого прибора;
  • ставьте телевизор в равномерно освещенном месте, это позволяет устанавливать регулировки яркости и контраста на более низкий уровень. Это относится также и к мониторам компьютера. Эта мера позволяет сберечь до 5% электроэнергии. 

Компьютерная техника

  • все выпускаемые на сегодняшний день компьютеры поддерживают режим энергосбережения. При правильной настройке этого режима можно достичь до 50% экономии электроэнергии. При этом сначала монитор автоматически переходит в режим ожидания, если в течении нескольких минут на нём не производилась работа. Этот режим намного экономичнее полного рабочего режима работы. А ещё через некоторое время, если работа так и не возобновлялась, в режим ожидания переходит и компьютер. Это ещё более экономный режим.

Мобильные устройства

  • Не оставляйте зарядное устройство для мобильного телефона, фотоаппарата, плеера, ноутбука и т. п. включенным в розетку, когда там нет заряжаемого аппарата. Зарядное устройство при этом всё равно потребляет электрическую энергию, но использует его не на зарядку, а на нагрев. Когда зарядное устройство подключено к розетке постоянно до 95% энергии используется впустую;

Пылесос

  • для эффективной работы пылесоса имеет большое значение своевременная замена или очистка пылесборника. Не забывайте также менять или чистить фильтры очистки выбрасываемого воздуха. Забитые пылью пылесборник и фильтры затрудняют работу пылесоса, уменьшают тягу воздуха и увеличивают энергопотребление пылесоса

Электроплита

  • при выборе посуды для приготовления пищи, которая не соответствует размерам конфорки электроплиты, теряется 5-10% энергии. Для экономии электроэнергии при использовании электроплит применяйте посуду с неискривленным дном, которое равно или чуть больше диаметра конфорки; 
  • при приготовлении пищи закрывайте кастрюлю крышкой. Быстрое испарение воды удлиняет время готовки на 20–30%, и, соответственно, на столько же увеличивается расход электроэнергии на приготовление; 
  • после закипания пищи переключайтесь на низкотемпературный режим готовки. Ведь если вода уже закипела, то она выше 100ºС не нагреется, а будет испаряться. Блюдо быстрее не приготовится, а электроэнергии на его приготовление будет затрачено больше. 

Электрочайник

  • важно своевременно удалять из электрочайника накипь. Накипь образуется в результате многократного нагревания и кипячения воды и обладает малой теплопроводностью, поэтому вода в посуде с накипью нагревается медленно, а электроэнергии расходуется больше.

Стиральная машина

  • главное условие рациональной эксплуатации стиральных машин — не превышать нормы максимальной загрузки белья. Следует избегать и неполной загрузки стиральной машины: перерасход электроэнергии в этом случае может составить 10–15%. Рекомендуется каждый раз сортировать белье перед стиркой, и в случае слабой или средней степени загрязнения отказаться от предварительной стирки. При неправильной программе стирки перерасход электроэнергии — до 30%.

Холодильник, морозильная камера

  • холодильник ставьте в прохладное место, ни в коем случае не рядом с плитой. Если температура в комнате, где стоит холодильник, достигает 30ºC, то потребление им электроэнергии удваивается; 
  • не кладите теплые продукты в холодильник, дайте остыть им до комнатной температуры;
  • своевременно размораживайте морозильную камеру при образовании в ней льда. Толстый слой льда ухудшает охлаждение замороженных продуктов и увеличивает потребление электроэнергии. 

Кондиционер

  • работа кондиционера должна производится при закрытых окнах и дверях. Иначе кондиционер будет охлаждать улицу или другие помещения, а там где необходима прохлада будет жарко. При этом электроэнергия расходующаяся на работу кондиционера будет тратиться зря.

Использование многотарифного учета электрической энергии

Электроэнергия потребляется неравномерно. В утренние и вечерние часы нагрузка на энергосистему очень велика. А днем и ночью, потребление электрической энергии существенно падает. Для того, чтобы выработка энергии происходила равномерно, а возможность аварий была значительно ниже, во многих странах, включая Россию, существует экономическое стимулирование потребления электрической энергии в часы наименьшей нагрузки на энергосистему, путем установления более дешевых тарифов в эти часы.  

Установка приборов, учитывающих электроэнергию по времени суток, предоставляет возможность платить за электричество в ночные часы (с 23:00 до 7:00) по тарифу, который в четыре раза дешевле обычного, то есть позволяет существенно экономить на оплате электрической энергии. Ведь один только холодильник потребляет около четверти всей электроэнергии и работает круглые сутки. При наличии многотарифного прибора учета его работа будет стоить значительно дешевле в ночное время. При этом, в квартирах еще могут быть и теплые полы, стиральные и посудомоечные машины, являющиеся энергоемкими приборами. Их использование в часы меньшей стоимости электроэнергии также позволитсущественно снизить расходы на ее оплату.

Полезные устройства

Сегодня экономить на электроэнергии помогают современные электротехнические устройства. Так, существуют приборы, автоматически отключающие электрооборудование, когда оно не используется. Например, в подъездах наших домов свет горит всю ночь, а ведь в три-пять часов утра в подъезде, как правило, никого нет и электроэнергия «выгорает» впустую. Тут нам поможет выключатель с задержкой времени. Одновременно с включением света включается временное реле, которое гасит самостоятельно свет через заданный промежуток времени (от 10 сек. до 10 мин.). Таким образом, может экономиться 14-20% электроэнергии. Для этих же целей используется инфракрасный детектор (датчик движения), который срабатывает непосредственно при движении объекта. Когда Вы входите в комнату, свет зажигается автоматически, а когда выходите — гаснет.

Также помогают экономить электричество светорегуляторы (диммеры). Эти устройства монтируются вместо обычного выключателя и регулируют яркость света ламп. Например, если Вы смотрите телевизор и Вам не нужно яркое освещение в комнате, то поверните ручку регулировки светорегулятора и «притушите» свет. Существуют также диммеры, с возможностью управления из нескольких точек или дистанционно с помощью пульта. Обратите внимание, что встроенный режим плавного включения и выключения исключает вредное воздействие на глаза внезапной и яркой вспышкой сета. Еще одно преимущество диммеров состоит в том, что они продлевают срок службы ламп, однако некоторые энергосберегающие лампы не предназначены для работы в светильниках со светорегулятором.

При помощи импульсных реле осуществляется управление освещением из нескольких мест. Безусловно, очень удобно, войдя в квартиру, включать свет на пути своего следования: в коридоре, кухне, гостиной. А еще Вам не придется тратить много времени, чтобы выключить свет во всей квартире (доме) — достаточно нажать всего одну кнопку.

Установка многотарифных приборов, учитывающих электроэнергию по времени суток, предоставляет возможность платить за электричество в ночные часы (с 23:00 до 7:00) по тарифу, который в четыре раза дешевле обычного, то есть позволяет существенно экономить на оплате электрической энергии. Ведь один только холодильник потребляет около четверти всей электроэнергии и работает круглые сутки, но при наличии многотарифного прибора учета его работа будет стоить значительно дешевле в ночное время. Подробнее о преимуществах многотарифного учета можно узнать в соответствующем разделе нашего сайта.

Утепление стен домов жидким утеплителем — пеноизол.в Москве. Теплоивизионное обследование

   Сложно коррелировать между собой уровни энергопотребления Европы, отапливаемой Гольфстримом, с Российскими Сибирью и Заполярьем, обогреваемыми зимой только северным сиянием.

 

    Чтобы расставить точки над «И», для начала неплохо было бы разобраться в терминологии. «Энергоэффективный дом», в разных публикациях трактуется достаточно широко и, уже поэтому, не всегда корректно. Принципиальные разночтения в названиях и уровнях энергосбережения.  Колебания в количестве процентов, к тому же берутся они от сложившегося энергопотребления, а он по странам отличается в разы, и совершенно не учитываются климатические особенности. Как правило, за начальную точку отсчёта берётся «сложившийся уровень энергопотребления», но в Европе с семидесятых годов прошлого века законодательно регулируются и ужесточаются строительные нормы энергоэффективности. Мы только начали этот путь, подтверждение чему даты, начавших действовать с 27/XII/2010 года государственной программы Российской Федерации «Энергосбережение и повышение энергоэффективности на период до 2020 года», которая, в свою очередь детализирует статьи закона «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности» от 27/X/2009 года.

 

    Но разберёмся с градациями домов низкого энергопотребления.

    В Западной Европе сложилось несколько градаций определения энергоэффективности домов, а поскольку в нашем отечестве таковых пока нет, будем ориентироваться на зарубежный опыт.

    Умный дом, подразумевает организацию работы всех систем, на основе компьютерного управления, направленного на обеспечение максимально комфортного проживания человека. Экономия энергии в такой системе может и не браться в расчёт. Концепция появилась в начале семидесятых годах прошлого века. Но вскоре энергетический кризис 1974 года заставил задуматься об энергетической эффективности, в результате параллельно сформировалась концепция низкоэнергетического дома.

    Концепция предусматривает полностью и эффективно утеплённый дом, имеющий двух-трёх камерное остекление. Для снижения потерь энергии обязательно оборудуется рекуператором воздуха и входными тамбурами.

 

    Со временем виды энергоэффективных домов разделились на три типа:

     Дом низкого потребления энергии или энергоэффективный дом. Предусматривает проведение работ по утеплению (не менее 15-20 см утеплителя на стены, 25-30см чердак), оптимизации отопления, вентиляции и т.д. Для отопления может использовать суточный накопитель энергии (тепло аккумулятор). Обязательно оборудуется рекуператором вентилируемого воздуха. Экономит от 30 до 50% энергопотерь.

 

    Пассивный дом — с нулевым или незначительным, до 10% от обычного, потреблением энергии. Слой утеплителя не менее 25-30 см в стенах и от 50 см в чердачных перекрытиях. Использует энергию солнца и для этого ориентируется окнами на юг. В энергообеспечении, кроме сетевой энергии, участвуют один или несколько альтернативных источников электроэнергии (ветрогенераторы, солнечные панели). Из обязательных атрибутов, можно отметить тепловой коллектор, суточный накопитель энергии, рекуператор для нагрева или охлаждения входящего воздуха, а для предварительного нагрева вентиляционного воздуха зимой нередко используется тепло земли. Летом тот же наружный воздух в земле предварительно охлаждается.

 

    Активный дом — с положительным электробалансом. С мощным, не менее 40 см слоем утеплителя, оборудованный всеми системами, утилизирующими и пускающими в повторный оборот тепловую энергию, за счёт чего почти не имеет внешних энергопотерь. Оснащён несколькими источниками получения, возобновляемой альтернативной энергии. Избыток электроэнергии может расходоваться для обеспечения хозяйственных построек или продаваться в общую энергосистему. Технические требования такие же, как к пассивному и умному дому. Т.е. получаемая от сети, но в основном от собственных источников энергия, с помощью интеллектуального управления, грамотно используется. Система отопления предусматривает сезонный накопитель энергии, обогревающий дом почти без использования внешних энергетических ресурсов в отопительный период.

 

    Эффективность — экономическое понятие, рассматривающее получение определённого результата с минимальными затратами.

    Энергоэффективность — энциклопедия трактует, как достижение экономически оправданного рационального использование энергетических ресурсов, на основе последних достижений техники и технологий. Это совсем не означает урезание, или лишение чего-то.  Поставленная цель получения максимальной энергоэффективности дома достигается в первую очередь за счёт снижения теплопотерь, более рационального использования тепловой энергии во всех энергетических процессах без ухудшения конечного результата.

 

    Разумеется, хорошо продуманная и выполненная теплоизоляция сооружения, с минимальными мостиками холода, один из главных элементов, но далеко не единственный. По-настоящему энергоэффективный дом начинается на стадии проектирования и закладки фундамента, который уже на начальном этапе строительства хорошо утепляется и гидроизолируется. В таком доме нет мелочей, продуман каждый элемент в архитектурном облике, от размеров дома, его формы, количества выступающих элементов, остекления и ориентации к солнцу.

 

   Особая забота, выбор качественных и долговечных утеплителей для дома. Минимальные требования к слою утеплителя стен и потолков низкоэнергетических домов начинаются от 15-20 сантиметров. Сами утеплители для стен, фундаментов, отопительных приборов и труб, различаются по предъявляемым к ним физическим, механическим и химическим свойствам. К примеру, утеплять фундаменты лучше экструдированным пенополистиролом, имеющим высокую механическую прочность и практически нулевую гигроскопичность. К недостаткам данного утеплителя можно отнести высокую пожароопасность (токсичность продуктов горения), чувствительность к ультрафиолету (необходимо защищать от воздействия солнечных лучей). Но какую пожарную опасность может представляет высокая горючесть у полностью закопанного утеплителя?

 

   Пеноизол хорош как утеплитель стен и потолков деревянных домов и каменных домов построенных из «дышащих» материалов – кирпич, керамзитобетон, пенобетон, газобетон, арболит и др. Имея микропористую структуру и инсектицидные свойства, активно осушает и обеззараживает деревянные конструкции, не допускает образование конденсата и как следствие развитие плесени на каменных стенах. К тому же долговечен, дешев и пожаробезопасен. Впрочем, утеплителей множество, каждый из них имеет свои характеристики и свойства и в соответствии с ними должны использоваться по предназначению.

 

 

   Наряду с очень хорошей теплоизоляцией и герметизацией обязательные атрибуты энергоэффективного дома — продуманная система вентиляции(в старых домах даёт до трети энергетических потерь). Энергоэффективный дом по определению не может отапливать улицу тёплым воздухом, сбрасываемым открытыми форточками. Рекуператор решит проблему нагрева свежего входящего воздуха, встречным потоком, удаляемым из помещения. Простейший теплообменник решит проблему предварительного подогрева входящей воды утилизацией тепла канализационных стоков. Для обогрева энергоэффективного дома обязательно использование энергии солнца, а для этого здание ориентируют большей частью окон на юг. Остекление двух, трёх камерное, стёкла со специальным плёночным покрытием, пропускающим солнечный спектр и отражающим инфракрасное излучение.

 

    Один из важнейших элементов энергоэффективного дома — отопление. Оно может быть магистральным газовым, электрическим, использовать энергию земли, ветра или солнца, но обязательно сопряжено с накопителем энергии для снятия пиковых нагрузок. К примеру, в районе ночной тариф на электричество со значительными скидками, основой отопления может стать электрический котёл, с водяным баком в несколько тонн воды. Вода, нагретая ночью, прекрасно справится с обогревом дома днём. Альтернативой водяного накопителя энергии может быть массивная бетонная стяжка на полу. Она удержит достаточно энергии, для поддержания в помещении дневной комфортной температуры. 

 

    Элементы интеллекта.

   Любые конструктивные и высокотехнологичные ухищрения не создадут жильцам комфорта без аппаратуры, регулирующей энергетические процессы в доме по заданным алгоритмам. Например, ночью для создания более комфортных ощущений, температуру в доме необходимо снизить, а вентиляцию уменьшить.

 Хороший приём экономии энергии — применение двух температурных режимов в доме. Нормальный и сниженный до минимально безопасного уровня. На период отсутствия в доме жильцов, вентиляцию так же лучше уменьшить.

 Интеллектуальная аппаратура проконтролирует и сведёт энергопотребление к минимуму, рационально регулируя работу бытовых приборов.

 

 Строительство энергоэффективного дома удорожит его на 7-15%, но сниженное энергопотребление даже в минимальном оснащении до 50%, что даст многократную большую экономию в период эксплуатации. 

 

 Удачи вам в неустанной борьбе за энергоэффективность дома, а значит комфорт и уют в нём.

«Россети Урал» — «Екатеринбург» выполнили обязательства по технологическому присоединению учебных заведений города — Россети Урал

Согласие на обработку персональных данных

В соответствии с требованиями Федерального Закона от 27.07.2006 №152-ФЗ «О персональных данных» принимаю решение о предоставлении моих персональных данных и даю согласие на их обработку свободно, своей волей и в своем интересе.

Наименование и адрес оператора, получающего согласие субъекта на обработку его персональных данных:

ОАО «МРСК Урала», 620026, г. Екатеринбург, ул. Мамина-Сибиряка, 140 Телефон: 8-800-2200-220.

Цель обработки персональных данных:

Обеспечение выполнения уставной деятельности «МРСК Урала».

Перечень персональных данных, на обработку которых дается согласие субъекта персональных данных:

  • — фамилия, имя, отчество;
  • — место работы и должность;
  • — электронная почта;
  • — адрес;
  • — номер контактного телефона.

Перечень действий с персональными данными, на совершение которых дается согласие:

Любое действие (операция) или совокупность действий (операций) с персональными данными, включая сбор, запись, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передачу, обезличивание, блокирование, удаление, уничтожение.

Персональные данные в ОАО «МРСК Урала» могут обрабатываться как на бумажных носителях, так и в электронном виде только в информационной системе персональных данных ОАО «МРСК Урала» согласно требованиям Положения о порядке обработки персональных данных контрагентов в ОАО «МРСК Урала», с которым я ознакомлен(а).

Согласие на обработку персональных данных вступает в силу со дня передачи мною в ОАО «МРСК Урала» моих персональных данных.

Согласие на обработку персональных данных может быть отозвано мной в письменной форме. В случае отзыва согласия на обработку персональных данных.

ОАО «МРСК Урала» вправе продолжить обработку персональных данных при наличии оснований, предусмотренных в п. 2-11 ч. 1 ст. 6 Федерального Закона от 27.07.2006 №152-ФЗ «О персональных данных».

Срок хранения моих персональных данных – 5 лет.

В случае отсутствия согласия субъекта персональных данных на обработку и хранение своих персональных данных ОАО «МРСК Урала» не имеет возможности принятия к рассмотрению заявлений (заявок).

Строительство энергоэффективного дома в Санкт-Петербурге и Ленобласти

Построить энергоэффективный дом – это построить дом, требующий минимального расхода энергии на поддержание комфортной температуры и, соответственно, минимальных расходов на отопление. Энергоэффективность дома достигается благодаря целому комплексу архитектурно-технических решений — правильной ориентации на местности, надежной теплоизоляции оконных и дверных проемов, интеллектуальным технологиям и другим решениям.  В результате вы получаете энергосберегающий дом, в котором экономите до 70% на отоплении и освещении.

Как строится энергоэффективный дом

Существует ряд аспектов, которые необходимо учитывать при строительстве энергоэффективного дома. Перечислим основные из них:

  1. Правильная архитектура. Архитектура энергосберегающего дома разработана таким образом, чтобы максимально снизить потери тепла при эксплуатации. Для этого дом правильно располагается относительно сторон света для большего поступления естественного тепла и сокращения времени искусственного освещения. Внутренняя планировка делается максимально функциональной и эргономичной.
  2. Эффективное утепление. Фундамент, стены, кровля, места сопряжения строительных конструкций утепляются современными экологичными материалами. Благодаря этому значительно снижаются потери тепла, уменьшаются расходы на отопление.
  3. Герметичность. Чтобы получить по-настоящему энергоэффективный дом он должен быть полностью герметичным, исключать любые потери тепла не только в местах сопряжения, но и в местах установки крепежа.
  4. Интеллектуальная система вентиляция. Чтобы получить настоящий энергоэффективный, необходимо обеспечить качественную вентиляцию. Герметичность дома должна быть компенсирована эффективной приточно-вытяжной вентиляцией с контролем содержания углекислого газа и влажности. В итоге мы получаем дом с замкнутой экосистемой, комфортным микроклиматом для проживания человека.
  5. Максимальное сохранение энергии. Благодаря интеллектуальной системе вентиляции с рекуперацией тепла в энергетический баланс дома возвращается энергия, израсходованная на нагрев воздуха. Это снижает общие затраты энергии.
  6. Дополнительная защита остеклением. В домах, построенных нашей компанией, мы рекомендуем устанавливать окна с высоким уровнем теплозащиты, например VekaSoftline. Тепловую защиту обеспечивает три контура уплотнения с заполнением инертным аргоном и специальное покрытие стекла. Всё это гарантирует надежное сохранение тепла зимой и качественную защиту от солнца летом.

Строительство энергоэффективного дома в компании «Медный всадник»

Да, возведение энергоэффективного дома стоит в среднем на 15-20% дороже, чем обычного. Но при этом вы получаете 60-70% экономии на отоплении и освещении.

Расчет Института пассивного дома подтвердил высокие показатели энергоэффективности домов, построенных по такой технологии – класс А++ по российским стандартам!

Предыдущая статья Следующая статья Поделиться

экономия энергии и денег жильцов

Простые способы того, как очистить дом от негативной энергии

Как очистить дом от негативной энергии: проверенные, простые и надежные способы

Верите вы в это или нет, но пространственная энергетика существует. Наверняка есть места, где вам тяжело находиться, и этому нет объяснений. А куда-то вы тянетесь всей душой, например в собственное жилище, где спокойно и уютно.

Но когда «погода в доме» начинает портиться без видимых причин, родные стены угнетают, а скандалы вспыхивают на ровном месте, значит, застоявшееся биополе или чьи-то намеренные действия привели к скоплению негативной энергии. Что делать? Срочно чистить дом!


Как понять, что жилище пора чистить от негатива?

Все что вас окружает (стены, мебель, посуда, любые предметы, которые лежат без дела или используются постоянно), впитывает энергию — как положительную, так и отрицательную. И когда количество аккумулированного негатива практически зашкаливает, в доме начинают происходить неприятные события:

  •       ●  первыми изменения энергетики не в лучшую сторону чувствуют животные, особенно собаки, которые ведут себя беспокойно;
  •       ●  не цветут, плохо растут, вянут комнатные растения;
  •       ●  часто перегорают лампочки, даже те, у которых ресурс 25 тыс. часов;
  •       ●  ломается далеко «не пожилая» бытовая техника;
  •       ●  в помещениях появляется плесень, заводятся насекомые;
  •       ●  дети капризничают часто и без причин;
  •       ●  состояние здоровья домочадцев ухудшается;
  •       ●  стены давят, воздуха не хватает, все вокруг раздражает.

Стоит ли говорить, что в такой атмосфере процветают скандалы, проблемы кажутся неразрешимыми, а возвращаться домой совершенно не хочется? Вполне вероятно, что вас окружают скопления отрицательной энергии, которые выводятся простыми и эффективными способами.


Генеральная уборка с солью

Да-да, не с «Мистером Проппером», а именно с обычной поваренной солью нужно вымыть все полы и особенно углы помещений. Ковры тоже надо посыпать солью, затем тщательно пропылесосить, а содержимое мешка спустить в унитаз или выбросить подальше от жилья. Окна и зеркала тоже моются сначала с солью, а затем чистой водой.

Во время уборки помещение надо по возможности проветривать, выпуская наружу вихри отрицательной энергии.

Чтобы предупредить их повторное появление, расставьте небольшие открытые емкости с солью в незаметных местах. Таких, куда не доберутся дети и животные.


Избавление от ненужных вещей

Хлам — очень коварная материальная субстанция, способная скапливаться незаметно и в огромных количествах.

Проверьте все ящики, полки и антресоли. Безжалостно выбрасывайте поломанные вещи, которые как магнит притягивают негатив. Это также касается посуды с трещинами и сколами. Обратите особое внимание на вещи, безделушки и сувениры, подаренные людьми неискренними и завистливыми. Корень проблем может быть в них.

Очищение помещения звуком

Застоявшееся биополе темной энергии хорошо разрушается колокольным звоном. Приобретите колокольчик с чистым мелодичным звучанием и прозвоните все помещения. Как вариант можно использовать хорошую аудиозапись колокольного перезвона.

Теперь повесьте колокольчик около входной двери — беды и недобрые люди будут обходить ваш дом стороной.

Фито-очищение пространства

Некоторые растения способны поглощать и преобразовывать негатив в положительную энергию. Безусловный лидер в этом списке — герань. Целительной энергетической силой также обладают кактусы, цикламены, хлорофитум и алоэ.

Если есть возможность, высушите несколько кустиков полыни и разложите их под коврами и ковриком в прихожей.

Чтобы защитить зеркала, которые как ничто другое впитывают флюиды темной ауры, закрепите на рамах веточки мяты перечной.

Ароматические масла

Разгрузить тяжелое, темное биополе помещения хорошо помогает ароматерапия. Если в семье нет аллергиков, воспользуйтесь одним или несколькими эфирными маслами:

  •       ●  вернуть в дом удачу и достаток помогут бергамот и чабрец;
  •       ●  для снятия последствий энергетической бури и предотвращения новых скандалов используйте ароматы лаванды, шалфея и чайного дерева;
  •       ●  чтобы впредь не допускать застоя энергии, наполните дом ароматами иланг-иланга и розы.

Мощной силой, восстанавливающей энергетику жилища, обладает церковная свеча. Правда, чтобы получить желаемый эффект, нужно не только знать молитвы, но и быть глубоко верующим человеком. В качестве альтернативы многие вызывают для совершения обряда священника.

В завершении хочется отметить: проводите описанные выше нехитрые манипуляции почаще, и вы удивитесь, какой уютной, приятной и здоровой станет атмосфера в вашем доме.  

Исследуйте энергетическое общежитие | Энергия

В рамках ResX компания Explore Energy рада открыть новое общежитие академической тематики осенью 2022 года! Хотите лучше понять связь между энергетикой, устойчивостью и изменением климата? Вы стремитесь найти решения, которые справедливо справятся с изменением климата и ускорят переход на экологически чистую энергию? Вам интересно, как решить эти экзистенциальные вопросы нашего времени? Затем приходите , присоединяйтесь к оживленному жилому сообществу и живой лаборатории , которая расширяет образование в области энергетики и устойчивого развития посредством междисциплинарного диалога, исследований и действий.Живите с людьми, которые, как и вы, с энтузиазмом относятся к решению этих проблем. Приветствуем резидентов осенью 2022 года! Заполните форму интереса к энергетическому общежитию и следите за обновлениями!

В настоящее время ведется поиск кандидатов в штат Исследуйте Energy House осенью 2022 года

Вы когда-нибудь мечтали построить автомобиль на солнечной энергии или спроектировать здание с нулевым энергопотреблением вместе со своими однокурсниками? Готовы ли вы создать динамичное жилое сообщество и живую лабораторию, которая расширяет образование в области энергетики и устойчивого развития посредством междисциплинарных исследований и действий? Хотели бы вы быть лидером в доме для людей, которые стремятся найти решения, которые справедливо решают проблему изменения климата и ускоряют переход на экологически чистую энергию? Тогда приходите в новый дом Explore Energy!

Мы увлечены строительством дома, в котором наши жители чувствуют подлинность, принадлежность и вдохновение и где мы сосредоточим ценности радости, надежды, любопытства, исследования и вовлеченности. Вместе мы создадим сплоченную «энергетическую цепь», которая объединит все школы Стэнфорда. Explore Energy будет проводить мероприятия, мастер-классы, семинары для выпускников, семинары по инициативе и под руководством студентов и многое другое. Если вы заботитесь об энергии, устойчивом развитии, изменении климата, корпоративной социальной ответственности, социальной справедливости и справедливости, присоединяйтесь к нам в создании этого нового энергичного сообщества!

Дома с нулевым потреблением энергии Net изменят рынок недвижимости США

Рабочие устанавливают солнечные батареи на крышах строящихся домов к югу от Короны, Калифорния.Калифорнийская энергетическая комиссия в мае 2018 года приняла новые стандарты энергетического строительства, требующие солнечных батарей практически для всех новых домов, построенных в штате, начиная с 2020 года.

MediaNews Group/Inland Valley Daily Bulletin via Getty Images | Цифровые первые СМИ | Getty Images

В 2013 году De Young Properties построила дом для одной семьи в центральной Калифорнии, который бросил вызов домам, построенным семейным бизнесом почти за три поколения. Это было здание с нулевым потреблением энергии — оно могло производить столько энергии, сколько потребляло за год.Де Янг не строил еще один в течение четырех лет, но за это время компания усовершенствовала свои проекты, сделав их более энергоэффективными и ориентированными на технологии, и снизила затраты.

«Счета за электроэнергию, как правило, довольно высоки и обременительны, и вам обычно приходится жертвовать комфортом ради счета за электроэнергию или счетом за энергию ради комфорта, и мы увидели возможность продвинуться в этой области и стать лидером», — сказал Брэндон Де. Янг, исполнительный вице-президент.

В 2017 году компания De Young Properties начала процесс строительства трех районов недалеко от Фресно, штат Калифорния, с более чем 140 домами на одну семью в трех разных районах, которые будут иметь одинаковый уровень энергоэффективности.На данный момент застройщик построил половину первого сообщества, Envision в Лома-Виста, и находится в процессе начала строительства двух других. Стоимость каждого дома, как правило, составляет от 350 000 до 450 000 долларов, что на 10 000 долларов больше стоимости сопоставимых ненулевых энергетических свойств Де Янга.

Первые инвестиции строителя в строительство с нулевым потреблением энергии были пророческими. Если вы купите новый дом в Калифорнии в ближайшие несколько лет, велика вероятность, что он будет построен по тому же принципу.В декабре Калифорния ввела новое требование, согласно которому большинство новых домов и многоквартирных жилых домов высотой до трех этажей должны быть оснащены солнечными панелями на крышах, начиная с 2020 года. может производить всю электроэнергию, необходимую для дома. Конечная цель штата — построить дома с нулевым потреблением энергии, которые уменьшат углеродный след штата и сделают здания энергонезависимыми.

Калифорния является одной из крупнейших экономик мира

Штат впервые ввел это требование в свой кодекс, но аналогичные правила существуют в таких городах, как Тусон, штат Аризона, а также в городе Южный Майами, который первым ввел во Флориде. Мандаты на возобновляемые источники энергии, такие как солнечная энергия на крышах домов, появились в то время, когда Калифорния столкнулась с беспрецедентной серией лесных пожаров, причем по крайней мере некоторые из стихийных бедствий были связаны с более экстремальными погодными условиями в эпоху изменения климата.

По оценкам Net-Zero Energy Coalition, в США всего 5000 домов на одну семью с нулевым потреблением энергии и более 7000 многоквартирных домов с нулевым потреблением энергии. Это число может увеличиться в 2020 году до более чем 100 000 домов с нулевым потреблением энергии, исходя из среднегодового объема строительства новых домов в Калифорнии.

«Калифорния сама по себе является одной из крупнейших экономик мира», — сказал Джейкоб Корвидейс, директор Института Роки-Маунтин. «То, что там происходит, имеет некоторое влияние, и это будет влияние, которое повлияет на остальную часть страны, потому что они будут искать способы сделать солнечную энергию дешевле, и этот масштаб поможет снизить стоимость.

Дом в рамках концепции De Young Properties в районе Лома-Виста за пределами Фресно, Калифорния.

De Young Properties

жилом и коммерческом секторах Большая часть энергии была произведена за счет ископаемых видов топлива, таких как уголь, нефть и природный газ

Дома с нулевым потреблением энергии и готовые к работе дома с нулевым потреблением энергии — которые могут быть нулевыми, если установлены солнечные батареи или их мощности повышенные — построены так, чтобы быть более энергоэффективными, чем обычное здание.Это включает в себя дополнительную изоляцию, высококачественные окна, светодиодное освещение, маломощные водопроводные приборы, теплоотражающую черепицу и энергоэффективные приборы, которые в совокупности сокращают количество энергии, потребляемой домом.

Снаружи дома построены так, чтобы оптимизировать энергоэффективность благодаря значительной воздухонепроницаемой конструкции и экономичным крышам, стенам, окнам и фундаменту, — сказал Сэм Рашкин, главный архитектор отдела строительных технологий Управления по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии. Энергия.Эти технологии также обеспечивают лучшее регулирование температуры, низкую влажность, меньший уровень шума и сводят к минимуму воздействие опасных загрязняющих веществ.

Города с большинством нулевых энергетических зданий

Количество единиц
Sacramento, CA 853
Vancouver, BC 723
Davis, CA 664
Portland, OR 365
Нью-Йорк, NY 361
Austin, TX 346
Гонолулу, HI 338
Clarkdale, AZ 323 323
Washington DC 317
Национальный город, CA 268

Нет никаких подходящих для домов нулевой энергии. На рынке жилья Де Янга современный стиль — дома, которые вы можете найти в поиске Google, с плоскими стенами и похожим на коробку — не так распространен, поэтому компания спроектировала дома, чтобы они были разных стилей, таких как коттедж. , современный фермерский дом и вариации в итальянском стиле.

«Вам не обязательно делать это [современным] способом. Мы обнаружили, что вы можете построить дом с нулевым потреблением энергии, который выглядит так же красиво, как и любой другой дом», — сказал Де Янг.

Затраты на нулевой уровень энергии

Калифорнийские уполномоченные ожидают, что новый мандат добавит 40 долларов к ежемесячным платежам по ипотеке, но с возвратом 80 долларов на отопление, охлаждение и освещение в течение 30-летнего срока.Первоначальная стоимость дома на одну семью составит примерно 9 500 долларов США, а экономия составит 19 000 долларов США в течение 30 лет.

Энн Эдминстер, член правления коалиции Net-Zero Energy Coalition и консультант по экологическому строительству, утверждает, что люди не должны думать о первоначальных затратах изолированно. Покупатели дома могут принимать решения по дизайну дома, которые компенсируют дополнительные затраты на чистую модернизацию с нулевым энергопотреблением, например, отказ от декоративных элементов дома.

«Это то же самое, что просить багажник на крышу своего автомобиля.Вы будете платить дополнительно», — сказал Эдминстер, имея в виду варианты дизайна, которые домовладельцы уже сделали, что приводит к более высоким затратам, а в некоторых случаях к снижению энергоэффективности. Панели на крышу сами по себе не приведут дом к нулевому потреблению энергии Выбор каркаса и дизайна окон является частью необходимой модернизации энергоэффективности

De Young Properties

В случае Де Янга, сделать дом энергоэффективным обычно дорого дополнительные 10 000 долларов перед добавлением солнечных батарей, что делает дом нулевым энергопотреблением.По словам Де Янга, покупка солнечной системы напрямую может добавить к цене от 6 до 12 процентов. Компания сотрудничает с Tesla, которая предлагает нулевую аренду своих солнечных батарей, среди других вариантов финансирования. В 2017 году 41 процент солнечной энергии в жилых домах принадлежал третьей стороне, что включает в себя ежемесячные договоры аренды и покупки электроэнергии, или PPA, которые позволяют клиентам платить за киловатт-час производства.

Чарльз Киберт, профессор Колледжа дизайна, строительства и планирования Университета Флориды, сказал, что использование солнечной энергии имеет некоторые недостатки.Для панелей требуется достаточно места на крыше, определенная ориентация, обеспечивающая оптимальное производство энергии и стабильные погодные условия.

«Все эти факторы вместе взятые, и мой опыт показывает, что вам нужно очень сильно постараться, чтобы иметь дом с нулевым чистым доходом», — сказал Киберт, добавив, что важным фактором является то, как люди управляют своим домом. «Жизненное поведение каждый день довольно надежно влияет на потребление энергии».

Проблемы с сетью

Проблемы выходят за рамки отдельных домов и касаются самой сети.

Киберт сказал, что существует два метода сокращения углеродного следа за пределами домов с нулевым потреблением энергии: низкоуглеродная сеть и лучшее хранение возобновляемой энергии. Текущий метод производства энергии для большинства сетей по-прежнему зависит от ископаемого топлива, но он сказал, что некоторые из них перешли на возобновляемые источники энергии, такие как гидроэнергетика. Калифорния намного опережает многие штаты США, поскольку ее коммунальные предприятия уже производят от 30 до 40 процентов энергии из возобновляемых источников.

Хранение произведенной возобновляемой энергии остается дорогостоящим, поэтому люди остаются подключенными к сети.

«Если бы у вас дома было хранилище и вы заботились о потреблении энергии, вы бы фактически были отключены от сети», — сказал Киберт. «Вам не придется беспокоиться об этом, но хранение стоит дорого».

Домашнее хранилище Tesla Powerwall стоит примерно 7000 долларов за единицу. Тесла рекомендует два устройства для дома, чтобы обеспечить 100-процентное питание от возобновляемых источников энергии и иметь по крайней мере 24 часа питания во время отключения электроэнергии, что приводит к общей стоимости более 14 000 долларов США, исключая затраты на установку, которые варьируются от 1000 до 3000 долларов США. Компания.

Эдминстер сказал, что ясно, что сетка не исчезнет в ближайшее время. Калифорнийский мандат требует только, чтобы дома соответствовали более высокому уровню эффективности и использовали солнечную энергию, но это не означает, что жители не смогут использовать газ из сети — он только компенсирует потребление электроэнергии.

Она сказала, что мы продвинулись гораздо дальше в строительстве энергоэффективных домов, чем в энергоэффективных сетях. «Эффективность довольно хорошо продумана, так что если кто-то захочет получить нулевую чистую энергию, разместив солнечные панели на своей крыше, он, вероятно, будет довольно близок к нулевой чистой энергии.»

Дома с нулевым потреблением энергии подчеркивают стремление к эффективности и усилия по сокращению индивидуального потребления энергии. В конечном счете, цель состоит в том, чтобы найти здоровый, сниженный уровень потребления энергии. «На самом деле мы хотим достичь уровня социальной ткани. чтобы наше потребление энергии покрывалось возобновляемыми источниками, — сказал Эдминстер. — Это большая цель». до многоквартирных жилых домов до трех этажей.

Углеродный след от использования энергии в домашних хозяйствах в Соединенных Штатах

Значение

В этом исследовании используются данные о ∼93 миллионах индивидуальных домов для проведения наиболее полного исследования выбросов парниковых газов в результате использования энергии в жилых домах в Соединенных Штатах. Мы предоставляем общенациональные рейтинги углеродоемкости домов в штатах и ​​почтовых индексах и предлагаем корреляцию между достатком, площадью и выбросами. Сценарии демонстрируют, что этот сектор не может достичь цели Парижского соглашения к 2050 году только за счет обезуглероживания производства электроэнергии.Для достижения этой цели также потребуется широкий портфель энергетических решений с нулевым уровнем выбросов и изменение поведения, связанного с предпочтениями в отношении жилья. Чтобы поддержать политику, мы оцениваем сокращение площади и увеличение плотности, необходимое для создания сообществ с низким уровнем выбросов углерода.

Abstract

На бытовое энергопотребление приходится примерно 20% выбросов парниковых газов (ПГ) в США. Используя данные о 93 миллионах индивидуальных домохозяйств, мы оцениваем эти выбросы парниковых газов на территории Соединенных Штатов и выясняем соответствующее влияние климата, благосостояния, энергетической инфраструктуры, городской формы и характеристик зданий (возраст, тип жилья, топливо для отопления) на эти выбросы.Ранжирование по штатам показывает, что выбросы парниковых газов (на единицу площади) самые низкие в западных штатах США и самые высокие в центральных штатах. У более состоятельных американцев след на душу населения примерно на 25% выше, чем у жителей с низким доходом, в основном из-за больших домов. В особо благополучных пригородах эти выбросы могут быть в 15 раз выше, чем в близлежащих районах. Если электрическая сеть будет обезуглерожена, то жилищный сектор сможет достичь цели по сокращению выбросов на 28% к 2025 году в соответствии с Парижским соглашением. Однако обезуглероживания сети будет недостаточно для достижения цели по сокращению выбросов на 80% к 2050 году из-за растущего жилищного фонда и продолжающегося использования ископаемых видов топлива (природный газ, пропан и мазут) в домах. Для достижения этой цели также потребуется глубокая энергетическая модернизация и переход на распределенные низкоуглеродные источники энергии, а также сокращение жилой площади на душу населения и зонирование более плотных заселений.

Примерно 20% выбросов парниковых газов (ПГ) в США, связанных с энергетикой, связаны с отоплением, охлаждением и электроснабжением домашних хозяйств (1).Если рассматривать эти выбросы как страну, эти выбросы будут считаться шестым по величине источником выбросов ПГ в мире, сопоставимым с Бразилией и большим, чем Германия (2). К 2050 году в Соединенных Штатах появится около 70–129 миллионов жителей (3) и 62–105 миллионов новых домов (4). Хотя дома становятся более энергоэффективными, потребление энергии домохозяйствами в США и связанные с этим выбросы парниковых газов не сокращаются из-за демографических тенденций, расширения использования информационных технологий, цен на электроэнергию и других факторов спроса (5, 6).

Отсутствие прогресса подрывает существенное сокращение выбросов, необходимое для смягчения последствий изменения климата (7). Средняя продолжительность жизни американского дома составляет около 40 лет (8), что создает проблемы, учитывая необходимость быстрой декарбонизации. Это делает решающими решения во время проектирования и строительства, такие как размер, системы отопления, строительные материалы и тип жилья. В Соединенных Штатах сочетание политик после Второй мировой войны помогло переселить большую часть населения в обширные пригородные домохозяйства (9, 10), где потребление энергии и сопутствующие выбросы парниковых газов значительно превышают среднемировые показатели (11).Без решительных действий эти дома будут «заблокированы» на десятилетия вперед (12, 13).

Несмотря на срочность, фундаментальные вопросы остаются без ответа. Исследователям не хватало общенациональных данных на уровне зданий, необходимых для определения штатов с наиболее энергоемкими и углеродоемкими жилищными фондами. Учитывая их самостоятельность в разработке энергетической политики и строительных норм и правил, правительства штатов и местные органы власти сочтут это особенно полезным. То, как выбросы энергии домохозяйствами различаются по группам доходов, не совсем понятно, но важно, учитывая быстро меняющуюся демографию городов и пригородов США (14).Исследования традиционно сосредотачивались на географически ограниченных случаях (15⇓–17) или объединении выбросов энергии зданиями с другими видами конечного использования при учете выбросов углерода (18, 19). Наконец, влияние формы застройки — пространственных отношений между зданиями — и выбросов было изучено только для нескольких городов США (20, 21).

Неполный диагноз движущих сил выбросов препятствует нашему пониманию необходимых преобразований для решения проблемы углеродной блокировки. Могут ли сообщества с низкой плотностью населения в Соединенных Штатах достичь долгосрочных целей по смягчению последствий изменения климата для использования энергии в зданиях, если электрическая сеть будет обезуглерожена? Если нет, то какие дополнительные меры (т. г., энергетическая модернизация и замена домашнего ископаемого топлива) будут необходимы? Должны ли будущие низкоуглеродные сообщества состоять из домов меньшего размера, построенных в густонаселенных поселениях?

Чтобы ответить на эти вопросы, мы использовали данные на уровне зданий для оценки бытовых выбросов ПГ примерно 93 миллионов домов на прилегающей территории США (78% от общего объема по стране). Используя информацию на уровне домохозяйств о возрасте здания, закрытой площади, типе жилья и топливе для отопления, мы оценили влияние климата, дохода, формы здания и электросети в нескольких масштабах, используя модели регрессии, полученные из национальной статистики энергетики.Затем мы смоделировали четыре сценария, чтобы проверить, могут ли различные технологические переходы достичь целей Парижского соглашения на 2025 и 2050 годы.

Мы обнаружили, что потребление энергии домохозяйствами и выбросы на квадратный метр сильно различаются по стране, что обусловлено в первую очередь спросом на тепловую энергию и топливом, используемым для производства электроэнергии («сетевая структура»). Анализ на уровне почтовых индексов показывает, что доход положительно коррелирует как с потреблением энергии на душу населения, так и с выбросами, а также с тенденцией к одновременному увеличению благосостояния и жилой площади.Анализы городов и районов подчеркивают экологические преимущества более плотных поселений и степень, в которой углеродоемкие электрические сети противодействуют этим преимуществам.

Выбросы энергии в жилом секторе возникают в результате сочетания экономических, городских и инфраструктурных сил. Наши исследовательские модели, основанные на сценариях, показывают, что для значительного сокращения выбросов в жилых помещениях потребуется одновременная декарбонизация энергосистемы, модернизация энергосистем и сокращение потребления топлива в домашних условиях. Сценарии также предполагают, что для того, чтобы сделать новое строительство низкоуглеродным, потребуются дома меньшего размера, чему можно способствовать за счет более плотного заселения.Эти результаты имеют значение как для Соединенных Штатов, так и для других стран.

Результаты

Энергетическая и парниковая интенсивность состояний.

Существующая литература посвящена изучению потребления энергии в жилищном секторе на душу населения и на домохозяйство в Соединенных Штатах (22, 23). Однако неясно, связана ли эффективность с количеством людей в домохозяйстве, площадью, характеристиками здания или другими факторами. Мы используем большие выборки жилищного фонда каждого штата ( n ∼ 10 5 до 10 7 ) для оценки энергопотребления и связанных с ним выбросов парниковых газов на квадратный метр жилья на территории Соединенных Штатов (здесь «энергоемкость» и «интенсивность выбросов парниковых газов»).В нашем анализе «дом» может быть зданием, состоящим только из одного домохозяйства (отдельные односемейные домохозяйства и передвижные дома), или отдельной единицей в здании, состоящим из нескольких домохозяйств (многоквартирные дома, двухквартирные дома/дуплексы, таунхаусы). Показатели интенсивности дают четкое представление об эффективности жилищного фонда каждого штата, независимо от демографических различий и предпочитаемого размера дома. Мы обнаружили, что климат и, в меньшей степени, возраст зданий коррелируют с энергоемкостью, тогда как энергетическая инфраструктура сильно влияет на интенсивность выбросов ПГ (рис.1 A и B ).

Рис. 1.

Энергоемкость домов и выбросы парниковых газов в 2015 г. по штатам США. ( A ) Энергоемкость домохозяйств, выраженная в киловатт-часах на квадратный метр (кВтч/м 2 ) по штатам ( Верхний ). ( Нижний ) Графики рассеяния показывают корреляцию энергоемкости с годовой суммой среднего дневного отклонения от ∼18 °C (65 °F), градусо-дней ( Левый ) ( n = 49, P значение = 4,4 e -16, г = 0.87) и средний год постройки ( Справа ) ( n = 49, P < 5,6 e -10, r = −0,75). ( B ) Интенсивность бытовых парниковых газов, представленная в килограммах CO 2 -эквивалентов на квадратный метр (кг CO 2 -e/м 2 ) по штатам ( Верхний ). Диаграммы рассеяния, показывающие его корреляции с энергоемкостью домохозяйств ( Слева ) ( n = 49, P = 0,002, r = 0,43) и углеродоемкостью электрической сети ( Справа ) ( n = 8 , Р = 5.2 e -12, r = 0,80).

Согласно нашим моделям, средний дом в США потреблял 147 киловатт-часов на квадратный метр (кВтч/м 2 ) в 2015 г., что соответствует 143–175 кВтч/м 2 согласно национальной статистике энергопотребления жилых домов (24). Оценки отдельных состояний согласуются с энергетическими обследованиями зданий и инженерными моделями ( Приложение SI , Таблица SI-25). Климат, измеряемый годовой суммой среднесуточных отклонений от ∼18 °C (65 °F) («градусо-дни»), тесно коррелирует с энергоемкостью домохозяйства ( r = 0.87) (Рис. 1 A , Нижний левый ). Это согласуется с тепловым кондиционированием, представляющим наибольшую долю потребления энергии домохозяйствами в Соединенных Штатах (25) и другими общенациональными анализами (22, 23). Государства в теплых или мягких регионах имеют низкую энергоемкость, тогда как энергоемкость в холодных северо-центральных и северо-восточных штатах заметно выше (рис. 1 А , Верхний и SI Приложение , Таблица SI-30). Три наиболее энергоемких штата в 2015 году имели одно из самых высоких показателей по количеству градусо-дней: Мэн, Вермонт и Висконсин.Три наименьших, Флорида, Аризона и Калифорния, имеют одни из самых низких градусо-дней.

Принимая во внимание постоянное принятие жилищных энергетических кодексов (26, 27), которые устанавливают базовые требования к энергоэффективности домов, мы прогнозируем, что штаты с более новым жилым фондом будут потреблять меньше энергии. Действительно, средний год постройки здания отрицательно коррелирует с энергоемкостью ( r = −0,80) (рис. 1 A , внизу справа ), что согласуется с наблюдениями национальной статистики ( Приложение SI , таблица SI- 29).Взаимосвязь между возрастом здания и энергоемкостью ослабляется дизайнерскими предпочтениями, которые увеличивают потребление энергии в новых домах, например, с более высокими потолками (28).

Мы оцениваем средние выбросы парниковых газов в США как 45 кг CO 2 -эквивалентов на квадратный метр (CO 2 -e/m 2 ), что почти идентично национальным энергетическим счетам (47 кг CO 2 -e/m 2 ) ( Приложение SI , Таблица SI-26). Хотя интенсивность выбросов ПГ и энергоемкость положительно коррелируют ( r = 0.43), между ними существуют существенные различия в некоторых штатах (рис. 1 B , Нижний левый ). Сравнение рис. 1 A и B показывает, что интенсивность энергопотребления и выбросов парниковых газов совпадают в некоторых западных и северо-центральных штатах, таких как Калифорния (низкий уровень кВтч/м 2 , низкий уровень CO в кг 2 -e/м 2 ) и Иллинойс (высокий кВтч/м 2 , высокий кг CO 2 -e/м 2 ), но эти меры не согласованы в других штатах, таких как Миссури (средний кВтч/м 2 , очень высокий, кг CO 2 -e/м 2 ) и Вермонт (очень высокий кВтч/м 2 , средний, кг CO 2 -e/м 2 ) ( Приложение SI, Приложение ) СИ-30).

Эти аномалии могут объясняться сильной корреляцией между углеродоемкостью электросети, питающей штат, и интенсивностью выбросов парниковых газов в домохозяйствах ( r = 0,80) (рис. 1 B , внизу справа) . Производство электроэнергии с интенсивным выбросом парниковых газов может свести на нет преимущества низкой энергоемкости домохозяйств. Например, Флорида имеет низкую энергоемкость (97 кВтч/м 90 201 2 90 202 ), но среднюю интенсивность выбросов парниковых газов (45 кг CO 90 241 2 90 242 -e/м 90 201 2 90 202 ). В штате Миссури средняя энергоемкость домохозяйства (165 кВтч/м 90 201 2 90 202 ) сочетается с высокой углеродоемкостью центральной энергосистемы независимого системного оператора Мидконтинента (0.74 кг CO 2 -e/кВтч по сравнению с 0,48 кг CO 2 -e/кВтч в национальном масштабе) для производства одних из самых интенсивных по выбросам парниковых газов домохозяйств (69 кг CO 2 -e/m 2 ) в страна. Штаты с широким использованием углеродоемких видов топлива для отопления, такие как Мэн, где ~2/3 домохозяйств отапливаются мазутом (29), уменьшают преимущества низкоуглеродных сетей.

Выбросы на душу населения в США.

Выборки строительных фондов на уровне штата подходят для оценки энергоемкости и углеродоемкости, но большие совокупные данные скрывают неоднородность в достатке, жилищном фонде и формах поселений.Чтобы понять связь между доходом, характеристиками зданий, плотностью населения (человек/км 90 201 2 90 202 ) и индивидуальными выбросами парниковых газов, мы оценили выбросы энергии домохозяйствами на душу населения для 8 858 почтовых индексов на территории Соединенных Штатов.

При бытовом использовании энергии в Соединенных Штатах производится 2,83 ± 1,0 т эквивалента CO 2 на душу населения (т CO 2 -e/чел.), что соответствует 3,19 т CO 2 -экв. энергетическая статистика (1) ( Приложение SI , Таблица SI-27).По почтовым индексам выбросы ПГ на душу населения варьируются от 0,4 т CO 2 -e/чел. до 10,8 т CO 2 -e/чел. с межквартильным диапазоном 1,2 т CO 2 -e/чел. ( SI Приложение , рис. СИ-5).

Мы сравниваем выбросы ПГ для почтовых индексов с высоким и низким доходом, используя федеральные пороги бедности (30). Жители с высокими доходами выбрасывают парниковых газов в среднем примерно на 25% больше, чем жители с низкими доходами (рис. 2 A ). В энергетических моделях учет потребления обнаружил аналогичные связи с использованием данных о расходах энергии (19) и с использованием дохода в качестве независимой переменной (18).Данные на уровне зданий позволили зафиксировать атрибуты жилья, обеспечиваемые богатством — большая площадь пола, доступ к старым, устоявшимся районам — при сохранении дохода, эндогенного для нашей модели. Мы обнаружили сильную положительную корреляцию (0,57) между доходом на душу населения и площадью пола на душу населения (FAC) (м 90 201 2 90 202 /чел) (рис. 2 90 167 B 90 168 ). Тенденция к одновременному увеличению благосостояния и FAC является ключевым фактором выбросов для более состоятельных домохозяйств. Несмотря на различия в климате, составе сети и характеристиках зданий в нашей выборке, доход положительно коррелирует как с потреблением энергии в жилых домах на душу населения ( r = 0.33) и связанных с ними ПГ ( r = 0,16) ( Приложение SI , рис. SI-6). Анализ по штатам, который частично контролирует вариации климата, сетки и фонда зданий, усиливает эту корреляцию, как показано на примере всех 48 штатов ( Приложение SI , Таблица SI-31) и четырех репрезентативных штатов (рис. 2 C ). .

Рис. 2.

Влияние дохода на жилую площадь и выбросы энергии домохозяйствами. ( A ) Графики выбросов на душу населения домохозяйств, классифицированных как домохозяйства с высоким ( n = 7141) или низким доходом ( n = 1717) в соответствии с пороговыми значениями бедности Министерства жилищного строительства и городского развития США за 2015 год.Выбросы не показаны, но включены в расчет средних значений (красные линии). (95% ДИ: 0,52–0,62, P < 2,2 e -16, t тест) ( B ) Диаграмма рассеяния дохода на душу населения в зависимости от жилой площади на душу населения. Доход отложен на натуральных логарифмических осях ( n = 8,858, P < 2,2 e -16, r = 0,57). ( C ) Диаграммы рассеяния дохода на душу населения по сравнению с выбросами на душу населения для Иллинойса ( Верхний левый ) ( n = 101, P = 3.05 e -10, r = 0,58), Огайо ( Верхний Правый ) ( n = 364, P < 2,2 e -16, r 90,90,168 Нижний = 90,5 Арона Левый ) ( N = 178, P <2.2 E -16, R = 0,72), и Техас ( N = 574, P -16, R -16, R = 0,55).

Существует достаточно литературы, демонстрирующей энергетические и связанные с этим углеродные преимущества высокой плотности населения (18, 31, 32).Наши результаты также подчеркивают влияние плотности на жилую площадь и выбросы парниковых газов. Для всех почтовых индексов ( Приложение SI , рис. SI-7) и в большинстве штатов увеличение плотности населения связано со снижением FAC и интенсивности выбросов парниковых газов ( Приложение SI , таблица SI-31). Плотность населения (человек/км 2 ) отрицательно коррелирует как с FAC ( r = -0,19), так и с выбросами ПГ на душу населения ( r = -0,29) для всех почтовых индексов. Наш анализ подтверждает взаимосвязь FAC-плотность и ее влияние на энергию, отмеченное с использованием региональных данных (33).Различия в интенсивности выбросов парниковых газов среди почтовых индексов, вероятно, отражают различия в климате, характеристиках зданий и интенсивности выбросов углерода в электросети, так что общая взаимосвязь между плотностью и выбросами ослабляется. Анализ отдельных штатов иллюстрирует силу зависимости плотность-парниковые газы, представленной Иллинойсом ( r = -0,76), Калифорнией ( r = -0,52) и Джорджией ( r = -0,44). Заметным исключением является Нью-Йорк ( r = 0.50), который имеет положительную корреляцию между плотностью и интенсивностью выбросов парниковых газов, вероятно, потому, что в Большом Нью-Йорке есть электрическая сеть с интенсивным выбросом углерода (34).

Доход, застроенная форма и выбросы в городах.

Хотя результаты на уровне почтовых индексов показывают, что плотность и FAC влияют на выбросы ПГ на душу населения, они не показывают, как они пространственно различаются в городах США, где проживает примерно 80% американцев (35). Кроме того, плотность не определяет форму города (33), что затрудняет определение того, как выглядят районы с низким уровнем выбросов углерода (например,г., многоэтажки, таунхаусы) только с этой мерой. Мы пространственно распределяем наши результаты по двум городам, чтобы увидеть, как взаимодействие доходов, застроенной формы и энергетической инфраструктуры распределяет выбросы по городским ландшафтам. Мы сосредоточимся на двух больших столичных статистических районах (MSA), которые во многих отношениях являются противоположными архетипами многих городов США. Бостон-Кембридж-Куинси (население 2015 г.: 4 694 565 человек) имеет холодный климат, демонстрирует моноцентрическую городскую форму и состоит в основном из старых зданий. Лос-Анджелес-Лонг-Бич-Анахайм (население 2015 г.: 13 154 457 человек) (8) находится в районе с мягким климатом, полицентричной планировкой и более новым жилым фондом (после 1950 г.).

Наша модель оценивает выбросы на душу населения как 1,67 т CO 2 -e/чел./год в Лос-Анджелесе и 2,69 т CO 2 -e/чел./год в Бостоне. Анализ «квартальных групп» переписи (около 1500 жителей), представляющих районы, показывает существенные различия внутри города. Для начала мы сосредоточимся на группах блоков с очень высокими и очень низкими выбросами на душу населения, чтобы выделить силы, вызывающие выбросы ( Приложение SI , Таблица SI-32).

Районы с высоким уровнем выбросов в основном представляют собой районы с высоким или чрезвычайно высоким доходом.Напротив, в обоих городах 14 из 20 районов с самыми низкими выбросами находятся за чертой бедности. Разница в выбросах между близлежащими районами с высоким и низким доходом иногда приближается к коэффициенту 15. Для обоих городов мы обнаруживаем гораздо большую FAC и более низкую плотность населения в районах с самыми высокими выбросами. Сравнение выбросов парниковых газов в богатых Беверли-Хиллз, Лос-Анджелес, и Садбери, Массачусетс, с низкими доходами Южного и Центрального районов, Лос-Анджелес, и Дорчестера, Бостон, подчеркивает влияние застроенной формы ( SI Приложение , рис.СИ-8). И Беверли-Хиллз, и Садбери представляют собой районы застройки пригородов: очень большие отдельные дома, изолированные на больших участках. Беверли-Хиллз демонстрирует высокий коэффициент площади застройки, что часто связано с более высокой плотностью населения и меньшими выбросами парниковых газов (32), но дома настолько велики, что выбросы на душу населения выше, чем в Садбери, несмотря на благоприятный климат и менее углеродоемкую сеть. Дорчестер и южно-центральная часть Лос-Анджелеса явно городские: небольшие участки, одинаковые здания и высокая площадь застройки.Застроенная форма представляет собой преимущественно отдельные и сблокированные домохозяйства, при этом некоторые единицы разделены на квартиры с низким КПД. Таким образом, районы с низким уровнем выбросов углерода не обязательно должны быть непрерывными многоквартирными домами, как многие районы с низким уровнем выбросов в Бостоне.

Два СУО демонстрируют различное пространственное распределение выбросов на душу населения (рис. 3 A и B ). Несмотря на полицентрическую форму города, выбросы на душу населения в Лос-Анджелесе моноцентричны в пространстве с самыми высокими выбросами в гористой западной части Лос-Анджелеса (рис.3 A , справа ). В эту область входят все 10 районов с самыми высокими выбросами парниковых газов на душу населения. Другие определили общую тенденцию к более высоким выбросам в пригородах по сравнению с центральными городами США (18). Отрицательная корреляция между выбросами на душу населения и расстоянием до центра города (рис. 3 A , Нижний левый угол ) показывает, что это может быть не так для постмодернистских городов, таких как Лос-Анджелес. Относительно равномерное распределение населения играет роль (рис. 3 A , Middle Left ), но более важным является высокий процент угля в электросети, питающей город, по сравнению с использованием угля для производства электроэнергии в отдаленных районах СУО. (37% против6%) (36). В Бостонском MSA выбросы на душу населения выше в пригородах, чем в самом городе (рис. 3 B , справа ). Эти выбросы увеличиваются более последовательно по мере удаления от центра города, чем в Лос-Анджелесе (рис. 3 B , Нижний левый ). Такое распределение выбросов на душу населения соответствует классической моноцентрической городской форме с плотным ядром, окруженным расползающимися пригородами.

Рис. 3.

Углеродный след от бытового использования энергии в Лос-Анджелесе и Бостоне.( A ) Карта выбросов на душу населения в Лос-Анджелесе. Диаграммы рассеяния показывают взаимосвязь между выбросами на душу населения и доходом ( Верхний ) ( n = 6800, P < 2,2 e -16, r = 0,55), плотность ( n Средний ) 6 800, P <2. 2 E -16, R = -0,15) и расстояние от центра города ( ниже ) ( N = 6,800, P -16, R = −0.16). ( B ) Карта выбросов на душу населения в Бостоне. Диаграммы рассеяния показывают взаимосвязь между выбросами на душу населения и доходом ( Верхний ) ( n = 3,079, P < 2,2 e -16, r = 0,54), плотность ( n Средний ) 3 079, P <2.2 E -16, R = -0,49) и расстояние от центра города ( ниже ) ( N = 3,079, P -16, R = 0.20). Доход и плотность отложены на натуральных логарифмических осях. Диаметр круговой диаграммы пропорционален общему количеству выбросов.

Отрицательная корреляция между плотностью населения и выбросами на душу населения сильнее в Бостонском MSA ( r = −0,49), чем в Лос-Анджелесском MSA ( r = −0,16). Высокая углеродоемкость энергосистемы, питающей центр Лос-Анджелеса, сводит на нет энергетические преимущества компактной городской формы (18, 37). Например, выбросы на душу населения в южно-центральной части Лос-Анджелеса в два раза выше, чем в низкоуглеродных районах MSA, несмотря на аналогичный FAC и форму застройки ( SI, Приложение , Таблица SI-32).Экономия энергии и более низкие выбросы на душу населения в густонаселенном городе Бостоне более очевидны, потому что различия в углеродоемкости энергосистемы между городом и пригородом менее выражены, чем в Лос-Анджелесе.

В MSA Лос-Анджелеса доход положительно коррелирует с выбросами на душу населения ( r = 0,55) (рис. 3 A , Верхний левый ) и FAC ( r = 0,59) ( SI , Приложение , 8 Приложение , 8 Приложение , Рис. СИ-9). Аналогичную зависимость мы находим между доходом и выбросами на душу населения ( r = 0.54) (рис. 3 B , Upper Left ), но несколько более слабая связь с FAC ( r = 0,41) ( SI Приложение , рис. SI-9) в Boston MSA. На эту корреляцию влияют богатые анклавы плотных многоквартирных домов, таких как Бикон-Хилл и Бэк-Бэй, примыкающие к центру Бостона. Низкоуглеродные электроэнергетические предприятия, принадлежащие некоторым богатым пригородам, снижают соотношение доходов и выбросов (38).

Обсуждение

Результаты предлагают два практических вмешательства для снижения выбросов парниковых газов в жилых домах: 1) сокращение использования ископаемого топлива в домах и при производстве электроэнергии (декарбонизация) и 2) использование модернизации домов для снижения спроса на энергию и использования топлива в домашних условиях.Мы моделируем четыре сценария (базовый уровень, агрессивная модернизация энергоснабжения, декарбонизация энергосистемы с агрессивной модернизацией энергоснабжения и распределенная низкоуглеродная энергетика), чтобы увидеть, позволят ли эти меры существующим домам в Бостоне и Лос-Анджелесе, а также в Соединенных Штатах в целом достичь Цели Парижского соглашения предусматривают сокращение выбросов по сравнению с уровнями 2005 г. на 28% в 2025 г. и на 80% в 2050 г. (39).

Сценарий 1, базовый, соответствует тенденциям, изложенным в Ежегодном прогнозе по энергетике США за 2020 г. Управления энергетической информации (EIA) (5, 40, 41).Сценарий 2, «Агрессивная модернизация энергоснабжения», предполагает, что более глубокая модернизация энергоснабжения дома происходит ускоренными темпами. Сценарий 3, «Декарбонизация сети с агрессивной энергетической модернизацией», дополняет модернизацию 80%-ной декарбонизацией электрической сети. Сценарий 4, «Распределенная низкоуглеродная энергетика», предусматривает более широкое распространение низкоуглеродных источников энергии. В таблице 1 подробно описаны эти четыре сценария, а в приложении 1 SI приведены полные описания.

Таблица 1.

Четыре сценария декарбонизации: сценарии моделируют пути сокращения выбросов ПГ для существующих домохозяйств США до 2050 года

Сценарий 1 показывает, что Соединенные Штаты (уровень почтового индекса) могут достичь цели «Париж 2025» с учетом текущих тенденций (рис.4 А ). Этот сценарий кажется правдоподобным, учитывая, что углеродоемкость электроэнергетических компаний снизилась примерно на 17% по стране в период с 2005 по 2015 год ( SI, Приложение , Таблица SI-22). Соединенные Штаты вряд ли достигнут цели к 2050 году, даже при агрессивной модернизации домов и обезуглероживании сетей, из-за продолжающегося использования ископаемого топлива в домашних условиях. Сценарий 4 показывает, как многосторонняя стратегия решает эту проблему. Печи, работающие на природном газе, и системы электрического сопротивления по-прежнему отапливают половину домов в США, но тепловые насосы используются в три раза быстрее, чем в сценарии 1, что сокращает потребление электроэнергии и вытесняет топливо.Широко распространено распределенное низкоуглеродное производство энергии в виде комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ) с использованием смеси ископаемого и углеродно-нейтрального топлива, фотогальваники и солнечных водонагревателей, при этом примерно 40% домов используют по крайней мере один из них. технологии ( SI Приложение , Таблица SI-24).

Рис. 4.

Пути к достижению целей Парижского соглашения на 2025 и 2050 годы в отношении бытового энергопотребления. Сценарии 1–4 для обезуглероживания электросети, модернизации домашних источников энергии и решения проблемы использования топлива в домашних условиях.Сценарий 1: базовый сценарий прогнозируемых темпов декарбонизации энергосистемы и темпов модернизации домов согласно данным Управления энергетической информации США. Сценарий 2: агрессивная энергетическая модернизация домохозяйств. Сценарий 3: агрессивная модернизация домашней энергетики и декарбонизация сети. Сценарий 4: декарбонизация сети, агрессивная модернизация домашних источников энергии и распределенная низкоуглеродная энергетика. Результаты относятся к 8588 почтовым индексам в США ( A ), 3079 блок-группам в Бостоне ( B ) и 6800 блок-группам в Лос-Анджелесе ( C ).

Выбросы на душу населения в Лос-Анджелесе уже ниже цели, установленной в Париже на 2025 год (рис. 4 B ). Город соответствует парижской цели к 2050 году в сценарии 1 из-за низкого базового спроса на энергию и значительной декарбонизации энергосистемы. Более глубокая декарбонизация и более агрессивная модернизация сокращают выбросы почти вдвое по сравнению с парижской целью в сценарии 4. В то время как Бостон достигает цели к 2025 году в сценарии 1, высокий базовый спрос на энергию и продолжающееся использование топлива в домашних условиях не позволяют городу достичь цели к 2050 году, несмотря на значительную сеть. обезуглероживание (рис.4 С ). Дополнительная декарбонизация сети и агрессивная модернизация не устраняют этот недостаток в сценариях 2 и 3. В сценарии 4 Бостон достигает цели к 2050 году, установив тепловые насосы в 30% домов и используя распределенные низкоуглеродные источники энергии в 40% домов.

Результаты нашего сценария показывают, что резкое сокращение выбросов в жилом секторе достижимо в Соединенных Штатах путем сочетания стратегий производства и потребления. С производственной точки зрения наиболее важным является обезуглероживание электрических сетей.Текущие прогнозы предусматривают дальнейшее замещение угля природным газом (26). Для достижения целей Парижа необходима более полная декарбонизация жилого сектора. Например, в сценарии 4 и по отношению к базовому сценарию 2050 года энергосистема включает сокращение использования угля на 86% и увеличение использования возобновляемых источников энергии на 60%. Системы, обеспечивающие ТЭЦ, могут завершить некоторые из этих сдвигов в сочетании с объемной генерацией. В сценарии 4 использование когенерации удваивается (42). Стратегии на стороне потребления включают «глубокую» модернизацию энергопотребления для снижения нагрузки на отопление, охлаждение и освещение.Отдельные дома также могут получать низкоуглеродную энергию. Мы включили солнечные панели или водонагреватели на одной трети домов в сценарий 4. Эти системы требуют локального хранения энергии и подключения к сети, чтобы максимизировать их эффективность.

Модернизация окон и установка тепловых насосов и солнечных систем требует инвестиций со стороны домовладельцев. Положительная взаимосвязь между доходом и выбросами предполагает, что американцы с самым высоким уровнем выбросов также находятся в лучшем экономическом положении, чтобы нести эти расходы. Сокращение углеродного следа домов в США открывает возможности для борьбы с энергетической бедностью (43). По оценкам, для 25 миллионов американских домохозяйств ежегодно счета за электроэнергию заменяют покупку продуктов питания и лекарств (24). Модернизация домов в районах с низким доходом при финансовой поддержке правительства, возможно, финансируемой за счет налогов на выбросы углерода в отдельных отраслях, может сократить выбросы и счета за электроэнергию. В то время как высокие арендные ставки в районах с низким доходом и связанное с этим несоответствие интересов арендаторов и арендодателей препятствуют обновлению энергоснабжения (44), технический потенциал высок.Например, фотогальваника на крыше подходит для более чем половины жилых зданий в районах с низким доходом в США (45).

Новые дома нуждаются в энергосберегающих (например, окнах с низким коэффициентом излучения, изолированных бетонных формах) и низкоэнергетических технологиях отопления и охлаждения, а также, где это возможно, в местных источниках с низким содержанием углерода. Достижение поставленной в Париже цели к 2050 году также требует фундаментальных изменений в застроенной форме сообществ. Новые дома должны быть меньше, а FAC в почтовых индексах, соответствующих цели 2050 года в сценарии 4, будет на 10% ниже, чем текущее среднее значение (рис.5 A и Приложение SI , Таблица SI-33). Сокращение FAC еще больше в некоторых штатах, где ожидается значительный рост населения, таких как Колорадо (сокращение на 26%), Флорида (сокращение на 24%), Джорджия (сокращение на 13%) и Техас (сокращение на 14%). Хотя в некоторых штатах сокращение кажется резким, FAC в этих небольших домах аналогичен таковому в других богатых странах (22).

Рис. 5.

Построенная форма и цель Парижского соглашения до 2050 года. Характеристики районов, отвечающих целевому показателю Парижского соглашения в сценарии 4, относительно среднего значения за 2015 г. в каждом штате и двух исследуемых городах для FAC ( A ), плотности населения (человек/км 2 ) ( B ) и процентной доли дома на одну семью ( C ). Незначительные значения указывают на отсутствие различий между сообществами, достигшими парижского целевого показателя к 2050 г. в сценарии 4, и средним показателем за 2015 г. Северная Дакота не показана, поскольку в ней не было сообществ, которые достигли цели Парижа к 2050 году. Результаты для всех сценариев в Приложение SI , Таблицы SI-30–32.

Увеличение плотности населения оказывает понижательное давление на FAC из-за нехватки места, цен на землю и других факторов. Зонирование для более плотного заселения лучше стимулирует небольшие дома с меньшим потреблением энергии, чем дома на одну семью на больших участках.Районы, отвечающие цели «Париж 2050», были на 53% плотнее в MSA Бостона, чем в среднем за 2015 год (рис. 5 B и SI Приложение , таблица SI-34). Это соответствует примерно 5000 жителей/км 2 , что является критическим порогом энергоэффективности домов в сообществах США (31). При строительстве с использованием небольших участков и высокой площади застройки такая плотность достижима за счет сочетания небольших многоквартирных домов и скромных домов на одну семью (например, Приложение SI , рис. SI-8, Нижняя часть ).На национальном уровне плотность должна увеличиться в среднем на 19% со значительными различиями между штатами. Хотя это и скромно, но требует строительства меньшего количества домов на одну семью (рис. 5 C и SI Приложение , таблица SI-35). В сценариях 1–3 предусмотрены более существенные изменения КВС и построенной формы.

Следует отметить, что даже самые высокие оценочные плотности попадают в нижнюю часть спектра того, что считается приемлемым для поддержки общественного транспорта (4). Таким образом, низкоуглеродные дома не обязательно подходят для низкоуглеродных сообществ.Более высокая плотность (и многофункциональная застройка), вероятно, необходима для обеспечения заметных побочных эффектов, таких как увеличение низкоуглеродного транспорта (18, 32, 46) и связанных с этим экономических, медицинских и социальных выгод (32, 33).

Реализация этих стратегий должна осуществляться в различных секторах и масштабах. Декарбонизация энергетического сектора требует региональной координации. Модернизация глубокой бытовой энергетики, вероятно, потребует налоговых льгот и механизмов льготного кредитования. Северо-восток США представляет собой пример координации политики, где региональное ограничение выбросов парниковых газов и система торговли стимулируют декарбонизацию сети (47), а налоговые льготы стимулируют домовладельцев к поэтапному отказу от мазута (48).Обновление практики федерального кредитования и муниципального зонирования, которые долгое время способствовали расширению пригородов (9), и использование региональных зеленых зон для ограничения разрастания городов (49) может способствовать созданию низкоуглеродных сообществ. Планировщики должны использовать естественную синергию между плотностью, общественным транспортом и энергетической инфраструктурой (например, централизованным отоплением) при строительстве этих сообществ.

Все эти меры должны осуществляться согласованно. Несмотря на амбициозность, форма нынешнего жилищного фонда США является не только результатом потребительских предпочтений, но и политикой, проводимой с 1950-х годов, которая привела к скоординированным действиям различных секторов (например,г. , финансовый, строительный, транспортный) и масштабах (индивидуальном, муниципальном, государственном, национальном) (9). Точно так же взрыв крупномасштабных проектов Ассоциации общественных работ (например, плотина Гувера) в рамках «Нового курса» в 1930-х и 1940-х годах коренным образом сформировал структуру энергетического сектора США. Учитывая эту историю, можно предположить, что сосредоточенные усилия могли бы позволить жилому сектору США выполнить цели Парижского соглашения.

Материалы и методы

Подготовка данных.

Данные на уровне зданий были взяты из CoreLogic (50), базы данных стандартизированных записей налоговых инспекторов примерно о 150 миллионах земельных участков в США.Мы использовали версию данных начала 2016 года, охватывающую фонд зданий США в 2015 году. Эти данные содержат ключевую информацию для оценки энергопотребления каждого домохозяйства: широта и долгота здания, год постройки, землепользование, тип жилья (отдельное, двухквартирное, многоквартирное, передвижной дом), площадь пола с тепловым кондиционированием (далее «площадь»), количество квартир и виды топлива для отопления. Топливо для отопления описывает 35 распространенных систем отопления и комбинаций топлива (см. Приложение SI , Таблица SI-5).Мы использовали данные по 92 620 556 домохозяйствам США на прилегающих территориях США (исключая Аляску, Гавайи и территории США), что эквивалентно 78,4% от общего числа оценочных единиц жилья в США в 2015 г. (24).

Данные CoreLogic содержат жилые, коммерческие, производственные и другие типы зданий. Мы изолировали жилые здания, используя землепользование и тип здания в качестве фильтров (см. Приложение SI , Таблица SI-1). Мы исключили институциональные жилища (например, общежития, тюрьмы), поскольку они не являются репрезентативными для большинства американцев и представляют собой переходные жизненные ситуации.Мы удалили записи, в которых отсутствует год постройки, местоположение или район. Мы также удалили записи с необоснованно большой или малой площадью с учетом характеристик жилья в США (см. Приложение SI , рис. SI-1 и таблицу SI-2). Мы проверили данные о многоквартирных домах, чтобы убедиться, что количество квартир, площадь каждой квартиры и общая площадь здания согласованы и находятся в разумных пределах. Время от времени мы подсчитывали количество квартир в здании, что увеличило первоначальные 83 317 764 пригодных для использования записей до 92 620 556.Мы восполнили недостающие виды топлива для отопления помещений, используя данные Американского жилищного обследования (AHS) (51). Мы определили виды топлива для нагрева воды вероятностно на основе топлива для отопления помещений и местоположения домохозяйства. Приложение SI 1 описывает все этапы предварительной обработки данных.

Модель использования энергии и выбросов парниковых газов.

Мы оценили общий спрос на топливо и электроэнергию для каждого домохозяйства в 2015 г. с использованием регрессионных моделей, полученных на основе исследования энергопотребления в жилых помещениях (RECS) Управления энергетической информации США за 2015 г. (24).Входными данными были атрибуты на уровне здания, климатические данные на уровне округа (52), цены на топливо на уровне штата (53⇓–55) и электроэнергию (56), а также статус города и деревни (8). Мы провели 10 симуляций методом Монте-Карло, чтобы проверить влияние неопределенности параметров и вероятностного распределения топлива. Приложение SI, Приложение 1: Методологические детали подробно описывает все источники данных для оценки и модели энергии и выбросов парниковых газов.

Для расчета отопления помещений и нагрева воды мы разработали 10 моделей, охватывающих потребление электроэнергии, природного газа, мазута, жидкого пропана и различных видов топлива (например,д., дрова, уголь). Мы разработали две дополнительные модели электричества для охлаждения помещений и нетепловых целей (т. е. бытовая техника и электроника). Модели имели логлинейную форму. Приложение SI , Таблицы SI-6–17 детализируют коэффициенты модели и статистику. Соответствующие модели были назначены в зависимости от площади каждого дома и топлива для нагрева воды. Мы отдали предпочтение данным из CoreLogic, заменяя их данными из AHS по мере необходимости. AHS подсчитывает дома, использующие уголь, пропан, древесину, солнечную энергию, природный газ, электричество или другие виды топлива в каждой группе блоков.Каждая модель работает с вероятностным распределением топлива для нагрева помещения и воды для домохозяйств по мере необходимости. Это минимально повлияло на результаты совокупной модели ( Приложение SI , таблица SI-28).

Мы преобразовали топливо в выбросы с использованием коэффициентов EIA (57) и электроэнергию в выбросы (включая потери в линии) с данными eGrid Агентства по охране окружающей среды США (34). Мы уменьшили дискретизацию коммунальных сетей в Бостоне и Лос-Анджелесе, чтобы зафиксировать пространственные различия в покрытии электрической сети (58). Интенсивность выбросов парниковых газов для электрических сетей Лос-Анджелеса была взята из Энергетического атласа Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (20) и этикеток с раскрытием информации об энергопотреблении, а для сетей Бостона — из этикеток с раскрытием информации об энергопотреблении. Приложение SI , Таблица SI-20 показывает сетки и интенсивность углерода. Мы исключили выбросы от добычи и переработки топлива, которые аналогичны (8–11%) по всей территории Соединенных Штатов (16).

Анализ результатов.

Модель оценила энергию и выбросы парниковых газов для отдельных домов. Мы оценили энергоемкость и интенсивность выбросов ПГ для каждого штата путем деления оценочной потребляемой энергии и выбросов ПГ на общую площадь в выборке каждого штата. Мы оценили тонны эквивалента CO 2 на душу населения в год, разделив общее количество парниковых газов для каждого почтового индекса или группы кварталов на численность населения в 2015 году (8).Чтобы уменьшить недооценку, мы исключили почтовые индексы и группы блоков с недостатком более 10%. Мы исключили небольшие выборки (<100 жителей или <200 домов) для контроля выбросов и удалили районы с m 2 на человека в нижнем и верхнем процентилях, поскольку высокие и низкие значения указывали на ненадежные оценки численности населения или площади. Наша окончательная подвыборка включала 8 858 почтовых индексов США (охватывающих примерно 60 000 000 домохозяйств и половину населения США), 3079 квартальных групп в Бостонском MSA и 6800 квартальных групп в Лос-Анджелесском MSA.В двух MSA точечные данные по CO 90 241 2 90 242 т/чел. пространственно интерполированы с использованием многоуровневых b-сплайнов с пространственным разрешением 30 м (пороговая ошибка = 0,001) (59).

Министерство жилищного строительства и городского развития США устанавливает критерии для домохозяйств с «низким доходом», «очень низким доходом» и «чрезвычайно низким доходом» в каждом округе США в 2015 г. в соответствии со средним доходом домохозяйства и количеством членов домохозяйства (30 человек). ). Мы определили почтовый индекс как низкий доход, если его медианный доход падает ниже порога «низкого дохода», установленного для среднего числа людей на домохозяйство в этом почтовом индексе.

Сценарии.

Четыре сценария протестированы на предмет того, смогут ли обезуглероживание сети, модернизация энергоснабжения и распределенные низкоуглеродные энергетические системы соответствовать целям Парижского соглашения для существующих домов в США. Соединенные Штаты обязались сократить выбросы парниковых газов на 28 % к 2025 г. и на 80 % к 2050 г. по сравнению с уровнями 2005 г. (39). Для бытовой энергетики это соответствует 2,64 т CO 2 -e/чел. в 2025 г. и 0,65 т CO 2 -e/чел. в 2050 г. Сценарии исключали выбросы, связанные с производством и внедрением технологий, необходимых для реализации этих переходов.Хотя к 2050 году она может стать существенной, мы также исключили электроэнергию, используемую для зарядки электромобилей, которая относится к транспортному сектору.

Все сценарии учитывают прогнозируемое сокращение числа градусо-дней отопления и увеличение числа градусо-дней охлаждения из-за изменения климата. Прогнозы изменения климата основаны на репрезентативной траектории концентрации 4.5, согласно которой средняя глобальная температура к 2100 г. повысится на 1,8 °C (60). Различия в темпах внедрения технологий, эффективности и сроке службы, мощности электрических сетей и улучшении изоляции зданий в сценариях 1–3 взяты из Годового прогноза энергетики 2020 г. (40).Сценарий 4 предусматривает более широкое внедрение высокоэффективного бытового оборудования для отопления и охлаждения, более активную модернизацию для улучшения теплоизоляции зданий и более широкое развертывание распределенного производства энергии с низким уровнем выбросов углерода для выполнения Парижского соглашения 2050 года. Приложение SI 1 содержит дополнительные сведения о сценариях.

Сценарий 1: базовый уровень.

Электрические сети обезуглероживаются с той же скоростью, что и прогнозируется в базовом сценарии Годового прогноза энергетики на 2020 год.Оборудование для отопления и охлаждения помещений и водонагреватели в каждом домашнем хозяйстве выводятся из эксплуатации в соответствии со средним сроком службы, оцененным EIA, так что окончательная доля рынка различных технологий в модели соответствует прогнозам Annual Energy Outlook 2050. Установленное оборудование имеет прогнозируемую среднюю рыночную эффективность для данной технологии на момент установки (61). Потребление энергии, рассчитанное с использованием 12 регрессионных моделей, было скорректировано с использованием соответствующего коэффициента эффективности из литературы.Мы предполагаем, что потребление электроэнергии потребительской электроникой увеличивается умеренно (1,1% в год), но это в значительной степени компенсируется более эффективным освещением и бытовой техникой. Более широкое распространение оборудования для кондиционирования воздуха в жилищном фонде США из-за изменения климата оценивалось с использованием эмпирических взаимосвязей между прогнозируемыми градусо-днями охлаждения и проникновением кондиционирования воздуха в городах США (62). Оболочки зданий модернизируются в соответствии с Международным кодексом энергосбережения (40) со скоростью 1,1 % в год по всему жилищному фонду, что приводит к снижению потребности в отоплении на 30 % и снижению нагрузки на охлаждение на 10 % для домов, построенных до 2015 г., с использованием базовый уровень 2015 года.

Сценарий 2: Модернизация агрессивных источников энергии.

В этом сценарии особое внимание уделяется обезуглероживанию за счет более эффективных приборов и электроники. Он идентичен сценарию 1, за исключением того, что когда бытовое отопительное или охлаждающее оборудование выводится из эксплуатации, оно заменяется на оборудование с лучшей в своем классе эффективностью для этой конкретной технологии в год установки. Мы также предположили, что бытовая электроника и бытовая техника достигают более высокой эффективности, как прогнозируется в годовом прогнозе по энергетике, что в конечном итоге снижает спрос на электроэнергию.

Принята агрессивная программа энергетической модернизации, в соответствии с которой в период с 2015 по 2050 год модернизируется 60 % фонда зданий (годовая норма модернизации 1,7 % по сравнению с 1,1 % в Годовом энергетическом прогнозе), что соответствует аналогичным сценариям глубокой модернизации в других странах. энергетические прогнозы зданий (например, BLUE Map, 3CSEP) (63, 64). Модернизированные дома снижают базовую нагрузку на отопление на 49% и нагрузку на охлаждение на 25%, что составляет половину оптимально достижимой экономии за счет устранения инфильтрации, улучшенной изоляции и установки новых окон, согласно оценкам Министерства энергетики США (65). энергетическая модернизация в Соединенных Штатах (66).Улучшение изоляции и окон не обязательно происходит в тандеме с модернизацией отопительного и/или охлаждающего оборудования. Выполнение глубокой модернизации энергоснабжения поэтапно, как это, с меньшей вероятностью встретит сопротивление владельцев из-за длительных простоев, высоких первоначальных капитальных затрат и других проблем (66).

Сценарий 3: Декарбонизация сети с агрессивной модернизацией энергосистемы.

В этом сценарии изучалось, может ли обезуглероживание электросети позволить достичь цели «Париж 2050». Электрическая сеть соответствует сценарию «Плата за выброс углекислого газа в размере 15 долларов США» в Ежегодном энергетическом прогнозе на 2020 год, в котором прогнозируется примерно 80-процентное снижение интенсивности выбросов CO 2 от производства электроэнергии по сравнению с 2005 годом, усредненным по сетям США.Сокращение связано, прежде всего, с преобразованием угля в газовые паровые электростанции и заметным увеличением мощности традиционных гидроэлектростанций, геотермальных источников, биомассы, солнца, ветра и других низкоуглеродных источников (5). Все остальные аспекты модели идентичны сценарию 2.

Сценарий 4: Распределенная низкоуглеродная энергетика.

Исходные электрические сети и темпы модернизации оболочки остаются неизменными по сравнению со сценарием 3, но значительные изменения вносятся в сочетание технологий отопления и охлаждения, и уделяется повышенное внимание распределенным низкоуглеродным источникам энергии.Сценарии включают сбалансированный портфель технологий и сохраняют некоторые традиционные технологии, основанные на ископаемом топливе, что, по общему мнению, является наиболее реалистичным будущим для энергетического и жилищного секторов США (67).

Этот сценарий предполагал более высокие темпы внедрения низкоэнергетического домашнего оборудования для отопления и охлаждения, чем Ежегодный прогноз по энергетике. Обычные печи выводились из эксплуатации быстрее, особенно технологии, работающие на газе и жидком топливе, и заменялись геотермальными, электрическими и газовыми тепловыми насосами с максимально возможной эффективностью. Модель выделения новых технологий сдерживается условиями окружающей среды и характеристиками жилья. Например, геотермальные тепловые насосы были ограничены односемейными и двухквартирными домами, в которых, скорее всего, будет достаточно места для контуров заземления. Электрические тепловые насосы предпочтительнее, чем тепловые насосы, работающие на природном газе, в регионах США с более высокими нагрузками на охлаждение, поскольку первые значительно более эффективны при охлаждении помещений (61).

Сценарий включает умеренное развертывание распределенных энергетических систем.Например, к 2050 году доля ТЭЦ, снабжающих жилые дома, увеличилась вдвое и составила ~15%. В первые годы прогноза когенерационные установки полагались на системы с турбинным приводом и поршневые двигатели, но затем перешли на топливные элементы, которые обеспечивают более сбалансированную мощность. -коэффициент теплоты, поскольку технология совершенствуется после 2030 г. (64). Доля безуглеродного сырья была увеличена с 10% в 2015 году до 75% в 2050 году. Эти системы были ограничены районами со средней и высокой плотностью, где капитальные затраты и потери при распределении были бы реалистичными.Две пятых домов были оборудованы либо фотоэлектрическими элементами, либо солнечными водонагревателями, что является умеренной оценкой потенциального солнечного покрытия в США (45), при этом последние сосредоточены на юго-западе США, где солнечная инсоляция самая высокая. Мы не моделируем явно распространение ветровой энергии, хотя это подразумевается в прогнозах EIA для обезуглероживающей электросети.

Доступность данных.

Данные и код, подтверждающие результаты этого исследования, доступны на платформе Open Science Framework (DOI: 10.17605/OSF.IO/Vh5YJ), за исключением данных CoreLogic, которые можно приобрести у CoreLogic Inc. (https://www.corelogic.com/).

Благодарности

Мы выражаем благодарность Национальному научному фонду за финансовую поддержку этой работы в рамках Программы экологической устойчивости (награда 1805085). Авторы благодарны К. Артуру Эндсли за помощь в понимании данных CoreLogic. Спасибо Нэнси Р. Гоф за редакторскую помощь. Мы также хотели бы поблагодарить Институт глобальных устойчивых предприятий им. Эрба Мичиганского университета за щедрую поддержку этой работы.

Сноски

  • Вклад авторов: B.G., D.G., and J.P.N. проектное исследование; Б.Г. проведенное исследование; Б.Г., Д.Г. и Дж.П.Н. проанализированные данные; Б.Г. и J.P.N. написал газету; и Б.Г. и Д.Г. произведена графика.

  • Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.

  • Эта статья является прямой отправкой PNAS.

  • Депонирование данных: данные и код, подтверждающие результаты этого исследования, доступны на платформе Open Science Framework (DOI: 10.17605/OSF.IO/Vh5YJ), за исключением данных CoreLogic, которые можно приобрести у CoreLogic Inc. (https://www.corelogic.com/).

  • Эта статья содержит вспомогательную информацию в Интернете по адресу https://www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.1922205117/-/DCSupplemental.

  • Copyright © 2020 Автор(ы). Опубликовано ПНАС.

Дома с чистой энергией: как перейти к полностью электрическому дому

Дорога к более чистой, безопасной и здоровой планете начинается у вашей входной двери.Исследования показывают, что домовладельцы играют решающую роль в гонке за мир с нулевым выбросом углерода. Есть множество способов, которыми мы можем изменить ситуацию, например, уменьшить нашу зависимость от газа для питания наших домов и установить больше солнечных батарей на крышах. Вот как щелкнуть выключателем в полностью электрическом доме.

Когда дело доходит до изменения наших энергетических привычек — сокращения использования природного газа и электроэнергии, вырабатываемой на угольных и газовых электростанциях, — люди на Западе готовы изменить свои подходы. Согласно опросу, проведенному калифорнийской исследовательской организацией FM3 и опубликованному некоммерческой экологической юридической фирмой Earthjustice, почти три четверти калифорнийцев заявили, что они предпочли бы эффективные электроприборы, работающие на экологически чистой энергии, вместо ископаемого газа.А государственная энергетическая комиссия стремится установить стандарты, которые потребуют, чтобы вновь построенные дома были готовы к электричеству. В июне, в самый жаркий день в зарегистрированной истории Орегона, законодатели приняли новаторский закон, требующий от штата перейти на 100-процентно чистую, «ответственную» энергию к 2040 году. На момент публикации в 48 городах страны природный газ был запрещен при строительстве новых дома и коммерческие здания, согласно подсчету Sierra Club.

Каждая часть технологической головоломки, которая нам нужна для кардинального изменения нашего питания и нашего поведения дома, уже существует.

Этот переход потребует отказа от старых способов мышления и постепенного отказа от газовых приборов. Тот же опрос, процитированный ранее, также показал, что более 60 процентов калифорнийцев заявили, что не знакомы с более чистыми и эффективными электрическими альтернативами, доступными для такого перехода. Мы хотели бы изменить это.



Но прежде чем мы перейдем к решениям, мы должны объяснить проблему.

Факты о выбросах парниковых газов отрезвляют.По данным некоммерческой организации Rewiring America, более 40 процентов всех выбросов в Соединенных Штатах связаны с тем, что эксперты называют «кухонными решениями». Это включает в себя тип автомобиля, на котором вы ездите, и то, как вы стираете одежду, обогреваете свой дом и готовите еду.

Если это кажется ошеломляющим или удивительным, вы не одиноки. Более 80 процентов электроэнергии в коллективной энергосистеме Америки вырабатывается из невозобновляемых источников, таких как уголь и газ. Большинство домохозяйств по-прежнему подключены к этой сети, и примерно в половине из них есть большие газовые приборы, такие как печи, водонагреватели или плиты.Это означает, что подавляющее большинство из нас выделяет парниковые газы каждый раз, когда мы щелкаем выключателем или жарим яйцо на огне или даже подключаем электромобиль к розетке. Общие глобальные выбросы достигли рекордно высокого уровня в 2019 году, несмотря на снижение нашей глобальной зависимости от угля из-за увеличения использования природного газа.

Если это вас не останавливает, учтите, что те же самые приборы также загрязняют ваш дом, что может вызвать проблемы с дыханием и сократить жизнь.

«Если мы хотим декарбонизировать, мы знаем, что нам нужен газ вне дома», — говорит Мэтт Веспа, старший юрист по чистой энергии в Earthjustice.«Нам пришлось внести коррективы, когда мы перестали готовить на дровяных плитах. И теперь мы должны внести коррективы в электрическую».


Круговая тренировка

Первый шаг на пути к углеродно-нейтральному дому — это новая электрическая панель или автоматический выключатель, который вам понадобится для подключения 240-вольтовой розетки к индукционной плите или автомобильному зарядному устройству. Панель Span (слева) — это высокотехнологичная альтернатива, позволяющая отслеживать потребление и отдачу энергии приложением на телефоне и выявлять неэффективные действия.Интеллектуальная панель Square D Energy Center также управляется приложением и упрощает установку солнечных батарей. «Наше поколение столкнулось с беспрецедентным энергетическим кризисом», — говорит Ричард Кортхауэр, вице-президент Schneider по домам и дистрибуции, который говорит, что эта панель может «защитить дом от будущего». «Мы сосредоточены на инновациях, которые сделают дома будущего более устойчивыми, энергоэффективными и устойчивыми».


Сократить загрязнение воздуха на 28 процентов к 2025 году — цель, установленная Парижским соглашением, международным договором об изменении климата, подписанным почти 200 странами для смягчения последствий загрязнения и предотвращения климатических катастроф, — и полностью обезуглерожить к 2050 году, когда пора постепенно отказаться от грязной энергии зависимость есть сейчас.

Мы не предлагаем вам тащить вашу любимую газовую плиту на обочину. Но заменить его более чистым родственником, когда он сломается или когда вы переедете, — это не просто хорошая идея — это необходимый шаг. Та же идея применима к вашей сушилке для белья, водонагревателю, домашнему отоплению и кондиционированию воздуха.

Такие новаторы, как Курт Гудджон, основавший калифорнийскую компанию Dvele, производящую модульные дома с автономным питанием, показывают нам, как реализовать все это, не жертвуя при этом комфортом или стилем.

«Мы единственная компания в мире, которая предлагает дом с автономным питанием, полностью независимый от энергии, построенный в заводских условиях примерно за шесть месяцев», — говорит Гудджон. «Наши дома почти на 90% более эффективны, чем типичные новые дома, построенные сегодня, и даже больше, чем старые дома. И газ в доме не разрешаем. Нам приходилось отказывать клиентам, потому что они хотели газовую плиту».

Благодаря сочетанию эффективных материалов, изоляции и герметизации, а также полностью электрических приборов от Bosch и Miele, дом Dvele готов к комфортной жизни с современными удобствами и минимальным выбросом углекислого газа.



Датчики, размещенные по всему дому, улавливают привычки его обитателей, отслеживают, сколько горячей воды они используют и когда, а также показывают, в каких комнатах становится теплее или холоднее в течение дня. Затем умные системы разрабатывают более эффективные ответы. Каждый дом оснащен солнечными панелями и аккумуляторной батареей для всего дома и рассчитан на автономное питание, а это означает, что он не подключен к стареющей и все более ненадежной электросети. Мы видели, что произошло, когда система вышла из строя прошлой зимой, когда массивный холодный фронт вызвал перебои с подачей электроэнергии по всему Техасу, и жители на несколько дней остались без тепла.

«Глядя на то, что произошло в Техасе, мы понимаем, что не можем полагаться на устаревшую энергосистему, — говорит Гудджон. Он и его коллеги представляют себе будущее, в котором районы ведут себя как самоподдерживающиеся электростанции, а отдельные дома с аккумуляторными батареями и панелями связаны между собой для совместного использования экологически чистой энергии. Имея это в виду, недавно они заложили основу для строительства 28 домов в калифорнийском городе Коста-Меса.

Нынешние домовладельцы, которые не в настроении переезжать или строить модульный дом, могут воспользоваться некоторыми советами Dvele и адаптировать некоторые стратегии бренда для своих существующих домов.

Начните с замены электрощита на новые электроприборы, автомобильные зарядные устройства и солнечные батареи. Замените устаревшие или неисправные приборы электрическими версиями или заранее спланируйте их замену, когда они сломаются. Установите солнечные панели с доступным вариантом хранения аккумуляторов. Попробуйте модернизировать систему отопления и кондиционирования воздуха на мини-сплит-системы без воздуховодов в комнатах, которые вы используете чаще всего, чтобы избежать потерь системы всего дома.

Есть десятки решений, которые вы можете принимать каждый день, например, заваривать чай в электрическом чайнике вместо того, чтобы топить плиту, и это может привести к изменениям.

Начни с малого — или размахнись по-крупному. Тебе решать. Это зависит от нас.


Сделайте переключатель

Это продукты, которые сжигают больше всего газа в вашем доме, внося свой вклад в более чем 48 метрических тонн углекислого газа, выбрасываемого в среднем домом в США каждый год, а также самые современные варианты, которые могут заменить их. (Бонус: многие из них имеют право на скидки.)

  • Сушилка для белья: Вы можете даже не знать, работает ли ваша сушилка для белья на газу или на электричестве.Загляните за него, чтобы проверить: если он подключен к обычной розетке на 120 вольт и есть два шланга (один для воды, другой — обычно желтый — для газа), он нагревается газом. Электрическую сушилку для белья, как и большинство мощных электроприборов, нужно подключать к специальной розетке на 240 вольт.
  • Водонагреватель: Стандартный баковый водонагреватель, работающий на газе или пропане, тратит энергию на поддержание температуры 40 галлонов воды. Электрический безрезервуарный водонагреватель потребляет на 20–30 процентов меньше энергии и имеет чистое горение.
  • Печь: HVAC использует половину энергии в домах США. Если вы живете на Западе, скорее всего, ваше отопление поступает от природного газа. Перейдите на электрический тепловой насос от таких брендов, как Trane или American Standard, чтобы заменить как тепло, так и переменный ток.

Маленькие бытовые приборы, которые значительно экономят энергию

Если вы не можете полностью отключить газ на своей кухне, уменьшите потребление ископаемого топлива с помощью этих классных настольных приборов.

1 из 5 Предоставлено Balmuda

Самый большой тостер

Вы будете шокированы тем, как редко вам нужно зажигать духовку, когда вы делаете тостер своим передовым подогревателем пиццы, жаровней для овощей и финишером для стейков.Красивый бальмуда с матовым лаком имеет дополнительную функцию нагрева пара, которая повышает тепловую мощность и делает нежные, но хрустящие тосты.

]]>

2 из 5 Предоставлено Design Within Reach

Здоровье чайника

Чайники на плите выделяют отработанное тепло и загрязняют воздух в помещении. Этот электрический чайник, разработанный Джорджем Соуденом, очищает воздух, эффективно готовит вас к чашечке чая и добавляет ярких красок на прилавок. Бонус: двойные стенки для сохранения тепла.

]]>

3 из 5 Предоставлено Vermicular

Слоу Фуд

Повара любят индукционные конфорки за их способность точно поддерживать сверхнизкие температуры или нагревать их, когда это необходимо. Японская чугунная индукционная плита Vermicular Musui-Kamado выглядит привлекательно и может делать все, что может автономная варочная панель, а также служить в качестве мультиварки, рисоварки и машины су-вид.

]]>

4 из 5 Предоставлено Breville

Совершенная пицца

Пицца в кирпичной печи находится в пределах досягаемости — без загрязнения окружающей среды и больших объемов — благодаря мощной Breville Pizzaiolo, компактной настольной печи для пиццы, которая достигает необходимой температуры 750 ° F, необходимой для приготовления пузырчатой ​​пиццы в неаполитанском стиле за считанные минуты.

]]>

5 из 5 Предоставлено Ratio

Золотое сечение

Элегантная автоматическая кофеварка Ratio на шесть чашек, расположенная в Портленде,

, повторяет действие точно заваренного пуровера и может похвастаться энергосберегающим термографом.

]]>

Вышел наш выпуск урожая 2021 года — прочтите его здесь!

Получите один год Sunset и всевозможные бонусы всего за 24,95 доллара США. Подпишись сейчас!

Вентиляция, качество воздуха в помещении и фильтрация в доме с нулевым потреблением энергии

Air Media Журнал, зима 2016 г.
Эндрю Персили*, Лиза Нг, Дастин Поппендик и Стивен Эммерих

Аннотация

Жилой испытательный комплекс с нулевым потреблением энергии (NZERTF) был построен в Национальном институте стандартов и технологий (NIST) для поддержки разработки и внедрения экономичных конструкций и технологий с нулевым потреблением энергии.Двухэтажный незаселенный NZERTF площадью 250 м 2 , построенный в 2012 году, преследовал следующие цели проектирования: обеспечение комфорта и функциональных потребностей жильцов; размещение для максимизации потенциала возобновляемых источников энергии; создание воздухонепроницаемой и высокоизолированной оболочки здания, предназначенной для контроля воды и влаги; обеспечение контролируемой механической вентиляции; установка высокоэффективного механического оборудования, освещения и приборов. Несмотря на суровую зиму, NZERTF достиг своей цели по производству большего количества энергии, чем он потреблял в течение первого года имитации проживания одной семьей.Цель воздухонепроницаемости была достигнута за счет детального проектирования оболочки, тщательного строительства и ввода в эксплуатацию во время и после строительства. NZERTF является одним из самых герметичных жилых зданий в Северной Америке: результат испытаний на герметичность всего здания составил примерно 0,6 ч -1 при 50 Па. Цели вентиляции были достигнуты с помощью вентилятора с рекуперацией тепла, размер которого соответствует стандарту ASHRAE 62.2-2010. , что соответствует примерно 40 л/с или 0,1 ч -1 для этого здания. Низкий уровень загрязнения внутри помещений был достигнут благодаря тщательному выбору строительных материалов.В этом документе описываются методы проектирования и строительства, используемые для создания такого герметичного здания, а также измерения производительности, выполненные для проверки того, что здание соответствует требованиям по вентиляции и качеству воздуха в помещении (IAQ).

Введение

Здания потребляли 41% всей энергии, используемой в Соединенных Штатах в 2010 году, при этом на жилые здания и коммерческие здания приходилось 2% и 19% соответственно (DOE 2011). Помимо того, что они потребляют больше энергии, чем транспортный или промышленный сектор, здания представляют собой самый быстрорастущий сектор использования энергии.Таким образом, во всем мире было спроектировано, построено и проверено множество зданий, чтобы продемонстрировать возможность достижения нулевой чистой энергии. Паркер (2009) представляет историю домов с низким энергопотреблением, включая годовые данные о производительности десятка домов с очень низким энергопотреблением в Северной Америке. В то время как в большинстве исследований зданий с нулевым потреблением энергии приводятся данные об энергопотреблении, очень немногие из них сосредоточены на вентиляции и IAQ с точки зрения дизайна или производительности.

Жилые дома в У.С. и др. страны исторически проветриваются инфильтрацией, дополненной оконными проемами и местной вытяжной вентиляцией. Поскольку энергоэффективность стала приоритетом, здания стали более герметичными, а механическая вентиляция все чаще используется для удовлетворения требований к вентиляции зданий. США вносили эти изменения медленнее по сравнению с некоторыми странами, особенно со скандинавскими странами Европы, но дома в США становятся теснее (Chan et al. 2013), а механическая вентиляция легких становится все более распространенной (Persily 2015).Утечка или инфильтрация оболочки не являются хорошим способом вентиляции здания, поскольку скорость и распределение воздуха не контролируются, поступающий воздух не может быть отфильтрован от внешних загрязнителей или осушен, а скорость, как правило, выше в более суровые погодные условия, когда энергозатраты больше всего. Механическая вентиляция позволяет контролировать скорость и очищать поступающий воздух, а также обеспечивает возможность рекуперации тепла. В целом, механическая вентиляция дает лучшие результаты в сочетании с плотной оболочкой, или, говоря словами Арне Элмрота, «плотно строить, правильно вентилировать» (Elmorth, 1980).Стандарт 62.2 Американского общества инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE) содержит минимальную скорость вентиляции для достижения «приемлемого» качества воздуха в помещении в зависимости от площади пола и количества спален (ASHRAE 2010; ASHRAE 2013a).

Испытательный центр NIST Net Zero Energy Residential Test Facility (NZERTF) был построен на территории кампуса Национального института стандартов и технологий для ежегодной демонстрации энергосберегающих жилых технологий с целью нулевого использования энергии.Как описано ниже, это помещение уникально тем, что в нем уделяется внимание вентиляции и качеству воздуха в помещении. В этом документе описываются методы проектирования и строительства, используемые в NZERTF для создания очень герметичного здания с надежной механической вентиляцией, а также результаты отдельных измерений производительности в здании. Также описаны меры, принятые для решения проблемы IAQ, а также отдельные измерения концентрации химических веществ в помещении.

1. Проектирование и конструкция NZERTF

NZERTF представляет собой 250-метровый 2 двухэтажный незаселенный дом, расположенный в Гейтерсбурге, штат Мэриленд, с недостроенным подвалом и чердаком, оба в кондиционируемом помещении.Оболочка здания была построена с использованием передовых технологий каркаса (например, деревянные стойки большей глубины, чем типичные для строительства в США, что позволяет установить больше изоляции) с непрерывным полностью приклеенным мембранным барьером для воздуха и влаги, герметизированным до стены фундамента (рис. 1). Номинальное значение R наружной стены в сборе составляет 7,9 м 2 мкФ/Вт (R-45 h?ft 2 мкФ/БТЕ). Изоляция крыши является частью конструкции крыши с номинальным значением теплопроводности 12,7 м 2 мкФ/Вт (R-72 h?ft 2 мкФ/БТЕ).Эти два значения превышают текущие требования стандартов в штате Мэриленд: 2,3 м 2 мкК/Вт (R-13 h?ft2?°F/Btu) и 6,7 м 2 мкК/Вт (R-13 h?ft2?°F/Btu) 38 h?ft 2 °F/Btu) соответственно. Фотоэлектрическая система мощностью 10,2 кВт расположена на главной крыше, а четыре солнечных тепловых коллектора расположены на крыше переднего крыльца для удовлетворения потребностей в горячей воде для бытовых нужд. Более подробную информацию о проектировании и строительстве здания можно найти в публикации Pettit et al. (2014). Внутренние нагрузки, использование энергии и воды виртуальной семьи из двух взрослых и двух детей моделировались по ежедневным графикам (Омар и Бушби, 2013).Ощутимое тепло от жильцов имитируется по всему дому, в то время как скрытые нагрузки жильцов высвобождаются на кухне. Результаты энергоэффективности за первый год эксплуатации дома, которые продемонстрировали, что объект достиг более высоких показателей, чем чистая нулевая энергия, приведены в Fanney et al. (2015).

Хотя NZERTF был разработан с несколькими вариантами обогрева, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) для будущих исследовательских целей, до настоящего времени использовался только двухскоростной тепловой насос воздух-воздух со специальной функцией осушения.Вентиляция наружного воздуха постоянно обеспечивается вентилятором с рекуперацией тепла (HRV) со специальным воздуховодом. Он подает воздух в гостиную на первом этаже и три спальни на втором этаже. Воздух, возвращаемый в HRV, забирается из ванной комнаты на первом этаже и двух ванных комнат на втором этаже. Его размеры соответствуют стандарту ASHRAE 62.2-2010 (ASHRAE 2010), что соответствует скорости вентиляции наружного воздуха примерно 40 л/с. Основываясь на доступных настройках вентилятора HRV, фактическая вентиляция, подаваемая в дом, составляла 56 л/с, измеренная по пересечению воздуховода.Интересно сравнить скорость вентиляции, основанную на Стандарте 62.2, с требованиями, основанными на других стандартах. Например, историческая потребность в вентиляции для жилых помещений в Стандарте 62, который в последний раз появился в 62.1-2001, составляла 0,35 ч -1 , что соответствует 123 л/с в этом доме. Недавний обзор требований к вентиляции жилых помещений в Европе показал, что в некоторых странах требуется 0,5 ч -1 , что соответствует 176 л/с для NZERTF (Dimitroulopoulou 2012). Также стоит отметить, что литературный обзор скорости вентиляции и здоровья показал, что скорость воздухообмена около 0.5 часов -1 были связаны со сниженным риском аллергических симптомов у детей в скандинавском климате по сравнению с более низкой скоростью вентиляции (Sundell et al. 2011).

Строительные системы NZERTF оснащены фильтрами твердых частиц, но не используют газоочистку воздуха. В системе распределения воздуха теплового насоса, используемого для обогрева и охлаждения, используется фильтр MERV 8, который заменяется примерно каждые 30 дней; Стандарт ASHRAE 62.2 требует MERV 6. Вентилятор с рекуперацией тепла имеет моющиеся фильтры в поступающем наружном воздушном потоке и обратном воздушном потоке из здания, которые имеют рейтинг MERV 9 и заменяются каждый месяц.


Рис. 1. Конструкция NZERTF с воздушным барьером (вверху) и завершенной конструкцией (внизу).

Руководство по качеству воздуха в помещении (IAQ) было разработано для этого проекта, чтобы поддержать цель проектирования по обеспечению хорошего качества воздуха в помещении в этом низкоэнергетическом жилом доме, в частности, для руководства по выбору внутренней отделки, изоляции и других внутренних строительных материалов. Руководящие принципы были в основном предписывающими, требующими использования одних продуктов и отказа от других, с целью сокращения общих источников летучих органических соединений (ЛОС), которые влияют на здоровье и комфорт.Особое внимание было уделено сокращению источников выбросов формальдегида с учетом его известного воздействия на здоровье (IARC 2012). Сокращение выбросов ЛОС в растворителях было решено за счет включения требований по максимальному содержанию ЛОС для продуктов, наносимых влажным способом. Также были включены рекомендации по клеям и герметикам, краскам и покрытиям, встроенной мебели, изделиям из дерева, дверям, столешницам, напольным покрытиям и изоляции. Обратите внимание, что в доме нет мебели, которая может быть важным источником выбросов ЛОС. Руководство NZERTF IAQ было обновлено и формализовано в подробную архитектурную спецификацию, предназначенную для использования в новом жилом строительстве и капитальном ремонте.Эта спецификация написана таким образом, чтобы ее можно было применить к любому проекту, и она доступна в Bernheim et al. (2014).

2. Измерения производительности

Несмотря на то, что NZERTF был тщательно спроектирован и изготовлен, его фактические характеристики с точки зрения инфильтрации, вентиляции и качества воздуха в помещении были проверены посредством измерений, описанных ниже.

2.1 Герметичность конверта

В NZERTF было проведено пять испытаний дверцы вентилятора, чтобы подтвердить, что воздухонепроницаемость оболочки соответствует проектным требованиям (рис. 2).Первые три испытания (без окон, предварительного гипсокартона и значительной отделки) были проведены сторонними испытательными компаниями (Pettit, Gates et al. 2014). Окончательные испытания (№4 и №5) были проведены NIST после завершения строительства дома в соответствии с методами ASTM E779-10 (ASTM 2010). Эти результаты имеют погрешность около 10%. Испытание № 4 было выполнено с закрытыми вентиляционными отверстиями кухни и сушилки, и скорость воздушного потока составила 195 л/с при 50 Па, что соответствует 0,55 ч -1 . Испытание № 5 было выполнено с открытыми вентиляционными отверстиями, что дало 223 л/с при 50 Па или 0.63 ч -1 . Это значение воздухонепроницаемости сравнивается с несколькими рекомендациями в Таблице 1 и является более жестким, чем требования LEED и ENERGY STAR, и немного менее герметичным, чем требование Passiv Haus. На основе статистического анализа базы данных диагностики жилых помещений Национальной лаборатории Лоуренса Беркли (ResDB), проведенной Chan et al. (2013), NZERTF плотнее, чем более чем в 99% домов в США.

Рис. 2. Результаты испытаний воздуходувки на разных этапах строительства. (* указывает на испытания, проведенные NIST)
Таблица 1.Краткий обзор воздухонепроницаемости NZERTF и соответствующие рекомендации по воздухонепроницаемости
Руководство/Стандарт Целевая воздухонепроницаемость (л/с при 50 Па)
Конструкция NZERTF 381
Пассивный дом (PHI 2015) 212
LEED BD+C: Homes v4 (за 2 балла) (USGBC 2014) 706
DOE Challenge Home (DOE 2013) 953
ENERGY STAR v3.1 (ред. 06) (EPA 2015) 1059
Национальный стандарт экологического строительства ICC 700 (вариант тестирования) (NAHB/ICC 2012) 2648
2.2 Инфильтрация

Общий воздухообмен NZERTF несколько раз измерялся с использованием распада индикаторного газа (ASTM 2011) при постоянно включенном и выключенном HRV. Во время этих измерений тепловой насос и его воздухораспределительный вентилятор контролировались термостатом. Измерения проводились в июле 2014 г., августе 2014 г. и январе 2015 г.Для летних измерений при средней температуре внутри помещения 27 °C, средней температуре наружного воздуха 23,0 °C и средней скорости ветра 1,6 м/с средняя скорость воздухообмена наружного воздуха с включенным HRV составила 0,17 ч -1 и 0,02 ч-1 при выключенном ВСР. Зимой при средней температуре воздуха в помещении 21 °С, средней температуре наружного воздуха -2,9 °С и средней скорости ветра 2,9 м/с средняя скорость воздухообмена наружного воздуха при включенном ВСР составила 0,19 ч -1 и 0,06 ч -1 при выключенном HRV.

2.3 Вентиляция

Как отмечалось ранее, HRV в NZERTF был рассчитан в соответствии со стандартом ASHRAE 62.2-2010 (ASHRAE 2010), что соответствует примерно 40 л/с или 0,1 ч -1 для этого здания. Поток воздуха через ВСР периодически измеряли с помощью анемометра с нагретой проволокой (точность ±3% или 0,015 м/с), средний расход составил 56 л/с. Воздушный поток подачи и возврата HRV был измерен с помощью балометра с заявленной производителем погрешностью ±3% плюс 2.5 л/с. Таблица 2 суммирует эти измерения, а также потоки отработанного воздуха, связанные с вытяжкой из кухни и сушилкой для белья, также измеренные с помощью балометра. Суммы подающих и обратных клапанов HRV совпадают в пределах точности их измерений, но ниже значений, измеренных на самом блоке, что, вероятно, является отражением погрешностей измерения расходов, особенно для измерений балометрами на отдельных сбросных отверстиях, а также как наличие утечки воздуховода. Стоит отметить, что измеренная скорость инфильтрации оболочки, даже в этом чрезвычайно герметичном помещении, составляет порядка 15-40% скорости вентиляции HRV на основе требований к наружному воздуху в стандарте ASHRAE 62.2.

Таблица 2: Измеренная скорость воздушного потока в системе
Вентилятор с рекуперацией тепла Поставка Возврат
1-й этаж 15 19
2-й этаж 30 27
СУММА 45 (0,13 ч -1 ) 46 (0,13 ч -1 )
Воздуховоды блока HRV 56 (0,16 ч -1 ) 54 (0.15 ч -1 )
Локальная вытяжка
Кухонная вытяжка 49
Сушилка для белья 47

* Все расходы указаны в л/с, если не указано иное.

Во время периодических измерений воздушного потока ВСР иногда обнаруживалось, что скорость воздушного потока значительно снижается с течением времени. Одно из таких сокращений произошло весной, когда уровень пыльцы на открытом воздухе был особенно высоким.После очистки фильтров HRV скорость воздушного потока вернулась к уровням, которые обычно измерялись. Кроме того, было обнаружено, что фильтры очень быстро забиваются после того, как в здании были установлены увлажнители для имитации влажности, создаваемой жильцами. Как только выяснилось, что причиной засорения фильтров являются содержащиеся в воде минералы, выбрасываемые из увлажнителей, в линии подачи воды были установлены деионизаторы, чтобы эффективно устранить эту проблему.

2.4 IAQ и тепловой комфорт

Ключевой целью при разработке NZERTF было убедиться, что низкое энергопотребление не достигается за счет качества окружающей среды в помещении.Как отмечалось выше, особое внимание уделялось выбору строительных материалов с низким уровнем выбросов загрязняющих веществ. Кроме того, системы отопления и охлаждения были тщательно спроектированы для обеспечения теплового комфорта. Для того, чтобы эти проектные замыслы были реализованы, условия в доме контролировались в течение года.

Измерения теплового комфорта включали температуру по сухому термометру и относительную влажность в каждой комнате, а также рабочую температуру, которая фиксирует передачу лучистого тепла от внутренних поверхностей к жильцам.На рис. 3 представлена ​​фотография этих датчиков, развернутых в центре комнаты, с крупным планом зонда, используемого для измерения рабочей температуры (шарик для пинг-понга, окрашенный в серый цвет, с термопарой, расположенной в его центре). Результаты этих измерений использовались для расчета параметров теплового ощущения, содержащихся в стандарте ASHRAE Standard 55, в частности прогнозируемого среднего числа голосов (PMV) и прогнозируемого процента недовольных (PPD) (ASHRAE 2013b). Как определено в Стандарте 55, PMV представляет собой «индекс, предсказывающий среднее значение оценок тепловых ощущений (самооценка восприятия) большой группы людей» по шкале от –3 до +3, что соответствует «холоду». «прохладный», «слегка прохладный», «нейтральный», «слегка теплый», «теплый» и «горячий».PPD — это «индекс, устанавливающий количественный прогноз процента термически неудовлетворенных людей, определяемый из PMV». Следует отметить, что базовый уровень PPD, определенный ASHRAE, составляет 5%. Таким образом, даже если все жильцы термически нейтральны (PMV=0,0), 5% жильцов будут недовольны.

Рисунок 3. Датчики теплового комфорта в помещении НЦЭРТФ (рабочий датчик температуры справа) Рисунок 4. Среднемесячные параметры теплового комфорта. Серый прямоугольник указывает на «комфортную» зону (значения PMV между -0.5 и +0,5 и значения PPD ниже 10%) в соответствии с определением ASHRAE 55.

Рисунок 4 представляет собой график среднемесячных значений PMV и PPD для дома, где заштрихованная область указывает значения PMV от -0,5 до +0,5. и значения PPD ниже 10%. Все среднемесячные значения PPD составляют менее 15 %, что соответствует определению «приемлемой тепловой среды» в Стандарте 55, т. е. менее 20 % жильцов считают тепловые условия неприемлемыми.

Концентрации ЛОС (летучих органических соединений) внутри помещений измерялись примерно каждый месяц в NZERTF в течение первого года эксплуатации.Подробное описание измерений и результатов представлено в Poppendieck et al. (2015). Концентрации формальдегида, ацетальдегида, гексаналя, пропиленгликоля, ацетона и β-пинена представлены в зависимости от времени на рисунке 5. Временные данные показывают две общие тенденции. Концентрации некоторых летучих органических соединений были выше в течение первого лета отбора проб, чем во время второго лета, что указывает на то, что выбросы строительных материалов и материалов со временем уменьшались. Кроме того, концентрации многих летучих органических соединений увеличивались во время отбора проб более теплым летом и снижались во время отбора проб более прохладной зимой, предположительно из-за влияния температуры на интенсивность выбросов.

Рисунок 5. Концентрации выбранных летучих органических соединений в помещении минус наружный за 15 периодов выборки

В таблице 3 сравниваются измерения в NZERTF с измерениями, сделанными в нескольких других исследованиях качества воздуха в помещении. В этой таблице представлены коэффициенты выбросов, которые представляют собой уровни выбросов каждого из перечисленных ЛОС на единицу площади пола. Коэффициенты выбросов ЛОС рассчитывались отдельно для Этапа 1 мониторинга (8 месяцев, июнь-декабрь 2013 г.) и для Этапа 2 (7 месяцев, январь-июль 2014 г.). Результаты показывают, что для многих летучих органических соединений коэффициенты выбросов снижались от этапа 1 к этапу 2.Результаты Калифорнийского исследования новых домов (CNHS) были получены в домах, построенных в соответствии с энергетическим кодексом Калифорнии 2005 года и в которых на момент проведения исследования были люди (Offermann and Hodgson 2011). Сообщалось, что ни один из них не был разработан специально для низкого уровня выбросов ЛОС. Исследование новых, незаселенных, построенных на месте и изготовленных домов, проведенное в конце 1990-х гг., показало уровни выбросов 28 ЛОС в зависимости от площади пола, и результаты представлены в последних двух столбцах Таблицы 3 (Hodgson et al. 2000).

Таблица 3: Средние коэффициенты выбросов ЛОС для NZERTF со значениями, указанными в других исследованиях.
Площадь пола Коэффициент выбросов
(мкг ч -1 м -2 )
Соединение Фаза 1 (8 мес.) в среднем Фаза 2 (7 мес.) в среднем CNHS1
n = 108
Построено на месте 2
n = 7
Изготовлено 2
n = 4
Уксусная кислота 39 21 95 310
Формальдегид 7.1 6,2 29 31 45
Ацетальдегид 18 7,4 14 25 17
Гексаналь 79 14 5,8 84 77
Толуол 1,4 33 3,4 26 3,9
ТМПД-МИБ 4,0 4.9 64 24
Этиленгликоль 24 4,3 10 170 64
α-пинен 17 11,6 7,6 120 100
d-лимонен 2,0 1,1 6,8 23 19

3. Выводы

Инфильтрация и вентиляция жилых помещений изучались на протяжении десятилетий, и в них наблюдалась тенденция к мантре «Строить герметично, правильно проветривать».Дизайн и конструкция NZERTF соответствовали этой философии, что привело к созданию очень плотной оболочки и контролируемой механической вентиляции. Даже в этом тесном помещении остаточная инфильтрация не является тривиальной по сравнению с преднамеренной скоростью вентиляции, обеспечиваемой в соответствии с отраслевыми стандартами. В результате тщательного отбора материалов уровни формальдегида, измеренные в NZERTF в течение восьми месяцев, были в среднем на 80% ниже, чем в других новых домах, и на 60% ниже, чем в существующих домах.Уровни уксусной кислоты, толуола и других летучих органических соединений в среднем также были ниже, чем в новых и существующих домах.

 

Доктор Персили был вице-президентом Американского общества инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE) с 2007 по 2009 год, а в прошлом был председателем ASHRAE SSPC 62.1. В настоящее время он является председателем стандарта 189.1, проектирование высоких -Производительность Зеленые Здания. В прошлом он был председателем подкомитета ASTM E6.41 по характеристикам утечки воздуха и вентиляции и бывшим заместителем председателя подкомитета D22.05 по качеству воздуха в помещении. Он был назван научным сотрудником ASTM и научным сотрудником ISIAQ в 2002 г. и научным сотрудником ASHRAE в 2004 г.

Национальный институт стандартов и технологий
100 Bureau Drive, MS8600
Gaithersburg, Maryland USA

 

4. Ссылки

  • АШРАЭ. (2010.) Стандарт ANSI/ASHRAE 62.2-2010 «Вентиляция и приемлемое качество воздуха в помещениях в малоэтажных жилых домах», Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха, Inc., Атланта, Джорджия.
  • АШРАЭ. (2010.) Стандарт 62.2-2010 «Вентиляция и приемлемое качество воздуха в помещениях малоэтажных жилых зданий». Атланта, Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха, Inc.
  • АШРАЭ. (2013a.) Стандарт ANSI/ASHRAE 62.2-2013 «Вентиляция и приемлемое качество воздуха в помещениях в малоэтажных жилых домах», Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха, Inc., Атланта, Джорджия.
  • АШРАЭ. (2013б.) Стандарт ANSI/ASHRAE 55-2013, Тепловые условия окружающей среды для проживания людей, Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха, Inc., Атланта, Джорджия.
  • ASTM. (2010.) ASTM E779-10 Стандартный метод испытаний для определения скорости утечки воздуха путем нагнетания воздуха вентилятором. Филадельфия, Американское общество испытаний и материалов.
  • ASTM. (2011.) ASTM E741-11 Стандартный метод испытаний для определения воздухообмена в отдельной зоне с помощью разбавления индикаторным газом. Вест Коншохокен, Пенсильвания, Американское общество испытаний и материалов.
  • Bernheim, A., P. White, et al. (2014 г.) Спецификация высокого качества воздуха в помещении для домов с нулевым потреблением энергии. Gaithersburg, MD, Национальный институт стандартов и технологий.
  • Chan, W.R., J. Joh, et al. (2013.) Анализ измерений утечки воздуха в домах США. Энергетика и здания , 66(0), 616-625.
  • Dimitroulopoulou, C. (2012 г.) Вентиляция в жилых домах в Европе: обзор. Строительство и окружающая среда , 47, 109-125.
  • МЭ.(2011). «Справочник по энергетике зданий». 2014 г., с http://buildingsdatabook.eren.doe.gov/.
  • МЭ. (2013 г.) DOE Challenge Home (Rev. 03). Вашингтон, округ Колумбия, Министерство энергетики США.
  • Элморт, А. (1980 г.) Герметичность здания, правая вентиляция. Обзор инфильтрации воздуха , 1(40), 5.
  • АООС. (2015). «Дома, сертифицированные по стандарту ENERGY STAR, версия 3.1 (ред. 06)».
  • Fanney, A.H., V. Payne, et al. (2015.) Нетто-ноль и дальше! Дизайн и производительность жилого испытательного комплекса NIST с нулевым потреблением энергии. Энергетика и здания , 101, 95-109.
  • Hodgson, A.T., A.F. Rudd, et al. (2000.) Концентрация летучих органических соединений и уровень выбросов в новых и построенных на месте домах. Воздух в помещении , 10(3), 178-192.
  • МАИР. (2012.) Химические агенты и родственные занятия: Том 100 F. Обзор канцерогенов человека. Монографии IARC по оценке канцерогенных рисков для человека. Лион, Франция, Международное агентство по изучению рака. 100 Ф.
  • НАХБ/МТП.(2012 г.) ICC 700-2012 Национальный стандарт экологического строительства. Вашингтон, округ Колумбия, Национальная ассоциация строителей жилья и Международный совет по нормам и правилам
  • Офферманн, Ф. Дж. и А. Т. Ходжсон. (2011.) Уровень выбросов летучих органических соединений в новых домах. 12-я Международная конференция по качеству воздуха и климату в помещениях, 2011 г. Остин, Техас.
  • Омар Ф. и С. Т. Бушби. (2013.) Моделирование занятости жилого испытательного центра NIST Net-Zero Energy. Gaithersburg, MD, Национальный институт стандартов и технологий.
  • Паркер, Д. С. (2009 г.) Дома с очень низким энергопотреблением в Соединенных Штатах: перспективы производительности на основе измеренных данных. Энергетика и здания , 41(5), 512-520.
  • Персили, А. К. (2015 г.) Полевые измерения скорости вентиляции. Воздух в помещении .
  • Петтит Б., К. Гейтс и др. (2014 г.) Проблемы проектирования жилого испытательного центра NIST Net Zero Energy. Gaithersburg, MD, Национальный институт стандартов и технологий.
  • ФИ. (2015). «Требования к пассивному дому.Получено с http://www.passiv.de/en/index.php, 2015 г.
  • Poppendieck, D.G., L.C. Ng, et al. (2015.) Долгосрочный мониторинг качества воздуха в жилом доме с нулевым потреблением энергии, спроектированном с использованием предметов интерьера с низким уровнем выбросов. Строительство и окружающая среда , 94, 33-42.
  • Sundell, J., H. Levin, et al. (2011.) Скорость вентиляции и здоровье: междисциплинарный обзор научной литературы. Воздух в помещении, 21 (3), 191-204.
  • USGBC. (2014). «LEED BD+C: Дома | v4 – LEED v4.” с http://www.usgbc.org/credits/homes/v4.

Подпишитесь, чтобы читать | Файнэншл Таймс

Разумный взгляд на глобальный образ жизни, искусство и культуру

  • Внимательное чтение
  • Интервью и обзоры
  • Кроссворд FT
  • Путешествия, дома, развлечения и стиль

Выберите свою подписку

Пробный

Попробуйте полный цифровой доступ и узнайте, почему более 1 миллиона читателей подписались на FT

  • В течение 4 недель получите неограниченный цифровой доступ Premium к проверенным, отмеченным наградами новостям FT
Читать далее

Цифровой

Будьте в курсе важных
новостей и мнений

  • MyFT – отслеживайте наиболее важные для вас темы
  • FT Weekend — полный доступ к контенту выходных
  • Приложения для мобильных устройств и планшетов — загрузите, чтобы читать на ходу
  • Подарочная статья — делитесь до 10 статей в месяц с семьей, друзьями и коллегами
Читать далее

электронная бумага

Удобная цифровая копия печатного издания

  • Читайте печатное издание на любом цифровом устройстве, доступном для чтения в любое время или загрузки на ходу
  • Доступно 5 международных изданий с переводом более чем на 100 языков
  • Журнал FT, журнал How to Spend It и информационные приложения в комплекте
  • Доступ к 10-летним предыдущим выпускам и архивам с возможностью поиска
Читать далее

Команда или предприятие

Премиум ФУТ.com доступ для нескольких пользователей, с интеграцией и инструментами администрирования

Премиум цифровой доступ плюс:
  • Удобный доступ для групп пользователей
  • Интеграция со сторонними платформами и системами CRM
  • Цены на основе использования и оптовые скидки для нескольких пользователей
  • Инструменты управления подпиской и отчеты об использовании
  • Единый вход на основе SAML (SSO)
  • Выделенные команды по работе с клиентами и работе с клиентами
Читать далее

Узнайте больше и сравните подписки содержимое раскрывается выше

Или, если вы уже являетесь подписчиком

Войти

Вы студент или профессор?

Проверьте, есть ли у вашего университета членство в FT, чтобы читать бесплатно.

Проверить мой доступ

Net Zero Energy House / Lifethings

Net Zero Energy House / Lifethings

© Kyungsub Shin

+ 36

Sharehare
  • Facebook

  • 0

    Twitter

  • 0

    Pinterest

  • 0

    WhatsApp

  • Mail

    Mail

или

https://www.archdaily.com/330896/net- дом с нулевой энергией © Kyungsub Shin

Текстовое описание предоставлено архитекторами. Начало этого проекта восходит к личному опыту, с которым столкнулся клиент, доктор Юнг Сойк, культурный куратор и преподаватель архитектуры. Доктор Юнг училась в Милане, Италия, когда она стала свидетелем забастовки местного профсоюза водителей грузовиков против стремительного роста цен на нефть. Через три дня после начала забастовки доктор Юнг обнаружила, что не может найти свежие продукты в городе. Этот опыт привлек ее внимание к уязвимости различных систем, на которые опирается наша повседневная жизнь. Она начала представлять, что однажды построит самодостаточное сообщество.Сосолджип — это первый шаг доктора Юнга к ее мечте.

© Kyungsub Shin

Доктор Юнг поручила Lifethings построить свой дом с нулевым потреблением энергии. Ян Су-ин — архитектор и общественный деятель, практикующий в Корее и США. Ян посетил рыбацкую и фермерскую деревню, расположенную в четырех часах езды к югу от Сеула, более 40 раз и вел ежедневный строительный блог во время проекта.

© Kyungsub Shin

Заказчик и архитектор хотели, чтобы Sosoljip основывался на здравом смысле при проектировании, строительстве и бюджете.Этот дом площадью 230 квадратных метров, который включает в себя фотоэлектрические панели, трубы для сбора солнечного тепла, дровяной котел, четыре кухни и четыре ванные комнаты, был завершен за 284 000 долларов США. Сохранение разумной стоимости строительства было очень важно для проекта не из-за бюджетных ограничений как таковых, а потому, что д-р Юнг и Ян хотели, чтобы проект стал доказательством того, что можно построить экологически чистый дом, включая производство возобновляемой энергии, со скромными затратами. бюджет.

© Kyungsub Shin

Клиентка и ее родители живут в этом доме, который состоит из трех гибких пространств: места для клиента, места для ее родителей и места для ночлега и завтрака.Основная масса включает в себя гостиную родителей, спальню, кухню и столовую. Пространство клиента является независимым, но связано с основной массой через крыльцо. Это большая студия с отдельной жилой площадью на мезонине. Студия служит двоякой цели: библиотека и класс для архитектурных мастерских, которыми она руководит. Кровать и завтрак служит буфером для внезапного переезда семьи из Сеула, где семья прожила всю свою жизнь, в Намхэ, отдаленную деревню.Они будут управлять B & B, а также приглашать семью и друзей. Семья младшей сестры клиента, которая все еще живет в Италии, также будет проводить несколько месяцев в Сосольджипе каждый год.

© Kyungsub Shin

Используя преимущества характерного ландшафта деревни, ступенчатые сельскохозяйственные поля, комнаты для ночлега и завтрака расположены на нижнем уровне дома, а семейное пространство находится на уровне выше, оба из которых доступны напрямую снаружи. Пространство родителей соединено с пространством B&B лестницей, что позволяет комнатам B&B функционировать как дополнительные спальни.Две комнаты типа «постель и завтрак» имеют общую гибкую стену, что позволяет при желании превратить пространство в большую одноместную комнату.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *