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燃气还是电动燃料的选择会影响实现低能耗和低影响房屋的努力

2022-01-26

燃气还是电动?燃料的选择会影响实现低能耗和低影响房屋的努力

如果您想使自己的房屋尽可能节能,绿色,那么您应该使用燃气还是电力来满足供暖和制冷需求?就目前而言,对于马里兰州的节能住宅来说,天然气是更环保的选择。

这是美国国家标准技术研究院(NIST)进行的一项新经济研究的结论,该研究评估了低能耗住宅中燃气与电加热,通风和空调(HVAC)系统的用电量和环境影响。NIST的工作提供了一种其他人可以用来进行自己的分析的研究方法,其中哪种技术更适合其所在地区

NIST土木工程师David Webb说:“燃料类型是一个重要因素,因为供暖和制冷占了家庭能源消耗的绝大部分。”这项新研究的作者之一NIST土木工程师戴维·韦伯(David Webb)发表在《建筑工程杂志》上。“

但是,很少进行研究来研究使用哪种燃料源(天然气或电力)对实现低能耗和低影响目标的影响。我们使用了独特的NIST工具集数据库和称为BIRDS的软件[Building行业报告和可持续性设计],以科学地评估和衡量这种影响,然后为其他人在美国的任何气候区域提供相同的研究方法。”

自2014年首次亮相以来,建筑专业人士一直使用BIRDS评估和衡量建筑物在其整个生命周期内使用的材料和能源的可持续性。使用从BIRDS数据得出的计算机模型,建筑师,结构工程师,建筑经理和其他房屋建筑相关人员可以就如何创建和维护高性能,绿色,低零或净零能耗住宅做出基于科学,具有成本效益的决策。 。

这项新的天然气与电力燃料来源研究使用了构成最新版本BIRDS(v4.0)的三个数据库之一中的数据,这些数据是从NIST的净零能耗住宅测试设施(NZERTF)进行的研究中获得的)。

NZERTF是位于NIST位于马里兰州盖瑟斯堡的NIST校园内的典型两层,四居室郊区住宅,实际上是NIST研究人员和行业合作伙伴设计,测试和评估可产生房屋的材料,技术和策略的实验室。一年中产生的能量至少与消耗的能量一样多。

为了进行研究,韦伯和他的同事们必须通过计算机建模来创建一个基于NIST零净距概念的房屋,该房屋带有电动HVAC系统和虚拟的孪生兄弟,而后者使用的是天然气燃烧的空间和热水设备。

NIST的经济学家,该研究的合著者Joshua Kneifel说:“这使我们能够对天然气与电力在各自的能源,环境和经济方面的影响进行真正的比较。”

研究人员将这两个模拟房屋进行了比较,就好像它们是按照马里兰州现行的低能耗法规和标准建造的,并结合了现有技术和设备,并且处于与实际NZERTF相同的气候区。

运行这些模型,该软件考虑了960,000种建筑设计组合和8种不同的经济情景,以评估长达30年的性能。

根据这些标准,研究结果表明,对于符合法规要求的马里兰州家庭,天然气HVAC系统目前总体上比电气系统更经济。尽管使用电加热以最低的成本实现了零能源净性能,但由于其生产过程中产生的排放,因此对环境的影响更大。

“天然气的整体经济效益是可预期的,因为目前,它是马里兰州更便宜的燃料来源,生产和运输所花费的美元和能源成本更低,并且安装了HVAC系统的建筑价格较低。使用它。”韦伯解释说。

但是,Kneifel表示,电气可能仍将成为更好的讨价还价和更环保的选择。

他举例说:“例如,随着越来越多的电力公司转向使用更清洁的发电方式,例如天然气而不是煤炭,对环境的影响将减轻。” “此外技术变革,例如更便宜,更高效的太阳能和暖通空调系统,应有助于使用电更具成本效益。”

NIST团队成员承认,他们在设备类型,占用能源需求和位置方面的可持续性研究受到限制。他们敦促其他组织继续并扩大研究范围,以考虑几个关键变量。

这些措施包括使用替代设备,例如地源热交换器和高速HVAC系统,在各种气候下的成本和性能,以及可能影响能耗率的建筑运营差异。

最重要的是,他们说,未来的研究必须考虑技术,建筑材料和方法以及能源生产和传输方面的改进。

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