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【被动房技术交流】零能耗多户建筑:三个案例研究

日期: 2020-12-09
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  2014年,在美国建造的所有住房单元中,有35%为多户单元,即具有五个或更多单元的建筑物中的住房单元。对多户住房选择的需求比以往任何时候都强,并且报告表明这种趋势将持续一段时间。

  

zHome净零能耗联排别墅


  zHome净零能耗联排别墅

  无论是现有的还是新建的多户住宅建筑,都为节省大量能源提供了巨大的机会,其中一些正在通过创新的建筑技术,高效的系统,照明和设备实现零能耗。在这里,我们将探讨零能耗或净零能耗的多户住宅的三个示例。

  zHome 华盛顿,Issaquah

  zHome 是位于华盛顿州伊萨夸(Issaquah)的一个十单元联排别墅项目,位于西雅图以东约20英里处。该建筑于2013年完工,包含智能设计和尖端技术,实现其零能耗目标。zHome的理念专注于“数字”,并使用积极的数字技术来推动零能耗设计。

  

美国被动房zHome 华盛顿 Issaquah


  该项目使用可靠的数字数据来说明如何减少能源消耗,并增加太阳能以达到零能耗目标:

  通过使用地源热泵加热和热水,减少了25%的能源使用。伊瑟阔(Issaquah)的周围地面温度始终保持在50度,这为加热和热水提供了一个很好的起点。

  通过建造超级隔热的墙壁和天花板,减少了15%的能源使用。zHome的R-38墙的隔热程度是华盛顿编码用墙的两倍。这主要是通过在2×6墙中填充膨胀的聚苯乙烯并在墙的外部添加额外的3英寸膨胀的聚苯乙烯来实现的,从而在建筑物的内部和外部之间形成“隔热层”。天花板建于R-60。

  通过使用水力地板加热代替管道加热,减少了7%的能源使用。

  通过安装包括冰箱,火炉,洗衣机,干衣机和洗碗机在内的高效电器,减少了7%的能源使用。

  通过双窗格窗口(U值为0.33)减少了5%的能源使用。该项目没有采用三层玻璃窗,因为它们会阻碍在较凉的冬季月份获得太阳能热量。对于此位置,双层玻璃窗的太阳热能获得的收益要比具有更少太阳能热吸收能力的三层玻璃窗的收益要多。

  通过极其紧密密封的外墙和管道系统,减少了5%的能源使用。

  通过使用LED和CFL的高效照明,减少了5%的能源使用。

  通过热回收通风机(HRV)减少了3%的能源使用。

  

【被动房技术交流】零能耗多户建筑:三个案例研究


  本图展示了zHome在哪里减少了典型联排别墅能耗的2/3

  通过上述措施,zHome消耗的能源,大约是相同大小和设计的典型联排别墅要使用的能源的1/3。然后,剩余的1/3能量由屋顶的太阳能电池板提供。

  居民是实现零能耗的关键。研究表明,同一家庭中不同家庭的能源使用情况可能会发生很大的变化。但是,所有装置均具有即时能量反馈监控器,可显示当前和一年中正在消耗多少能量。这使居民能够不断跟踪他们的能源使用情况,并改变生活方式以减少能源消耗。

  R-951住宅 布鲁克林,纽约

  【被动房技术交流】零能耗多户建筑:三个案例研究

【被动房技术交流】零能耗多户建筑:三个案例研究


  R-951住宅是四层楼高的联排别墅,它是一个独特的项目,证明了零能耗是如何在人口稠密的城市环境中实现的。该建筑由建筑师Paul A. Castrucci设计,有3个约460平方米的公寓,每个公寓都有自己的太阳能电池板和电力系统。

【被动房技术交流】零能耗多户建筑:三个案例研究

  该公寓建筑采用被动式房屋设计和建筑原则,将供暖,制冷和照明的能源消耗减少了75%,然后使用12.5 kW的太阳能电池板系统来抵消所用的剩余能源。建筑物的围护结构实际上是气密的,具有三窗格玻璃窗,高R值隔热性,高太阳热能吸收和高效的热泵供暖。

【被动房技术交流】零能耗多户建筑:三个案例研究

  2015年4月,纽约州能源研究与发展管理局(New York State Energy Research and Development Authority)将建筑物评定为“净零污染能力”,这意味着每套公寓都有能力产生足够的可再生能源,以满足或超过其年度能源需求。2015年7月,R-951获得了被动房研究所的被动房认证。

  这个多户住宅证明,在城市环境中可以经济高效地建造具有零净排放能力的建筑物。建筑物可用的平方米面积与太阳能光伏系统规模的比例表明,根据目前的分区法规,纽约市的许多场所都有实现零净排放的潜力。同样重要的是要指出,为了实现其零能耗目标,与类似的建筑相比,R-951的开发成本也仅增加了4.7%。

R-951住宅拥有自然采光和被动式太阳能采暖

  R-951住宅拥有自然采光和被动式太阳能采暖。

  Perrin’s Row 科罗拉多州小麦岭

  New Town Builders的 Perrin's Row城镇房屋的建造符合美国能源部“净零能源房屋”计划的严格能效要求。该项目有26个单元,位于科罗拉多州的惠特里奇(Wheat Ridge),是寒冷气候下经过认证的净零能耗房屋的光辉范例。

【被动房技术交流】零能耗多户建筑:三个案例研究

  佩林的排屋

  该项目于2015年12月完成,每年为每个房主节省近700美元的电费。为了获得“净零能耗房屋”的认证,该项目首先关注高性能建筑围护结构,然后关注高效照明,HVAC和家用电器。具体包括:

  先进的2×6英寸,中央为24英寸,框架墙,带绝缘联箱,采用玻璃纤维绝缘吹塑(等级R-23),沥青喷涂耐候性屏障和接缝密封剂。

  通风阁楼带有凸起的后跟桁架和吹入的玻璃纤维绝缘材料,额定值为R-50。

  带有3英尺冰层和防水层、防水垫层、金属滴水边缘的屋顶系统。

  板状基础下的刚性泡沫具有R-10绝缘值。

  双层玻璃、氩气填充、乙烯基框架、低辐射窗户,U值为0.30。

  在2.48 ACH 50处密封的建筑物围护结构。

  排气扇通风。

  高效的HVAC系统,配备92台AFUE炉和13台SEER AC。

  效率高达95%的无罐热水炉。

  100%CFL照明。

  能源之星评级的冰箱和洗碗机。

  每个联排别墅中将包括3.0 kWh太阳能电池板,以帮助抵消用电量。这些单位是通过与一家国家公司的太阳能租赁计划租赁的。

  能源管理系统,可跟踪每个单元的太阳能系统生产和总体用电量。

提高的桁架确保阁楼

  提高的桁架确保阁楼完全绝缘,可达到R-50等级。

  除了高能效之外,所有装置还包括节水措施,例如EPA WaterSense等级的固定装置,智能控件,滴灌和耐旱植物,以及整个建筑物的低VOC饰面。New Town Builders估计,所有这些能大大改善建筑性能的能源改进措施,仅会使建筑预算增加每平方米19.68美元。

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