为什么绿色建筑不辜负能效的炒作?

分析师称之为“能源性能差距” - 建筑物中承诺节约的差异与交付的实际储蓄。研究人员所说的问题是无能为力的建模系统,该系统无法捕获建筑物如何真正的工作。

不久前在英格兰西南部,一家当地社区旨在用三窗帘窗和超级绝缘墙用新的建筑物取代20世纪60年代葡萄酒学校,以实现最高的能源效率。新学校自豪地在与旧的一个站点上开幕,具有相同数量的学生,同样的头部人 - 并且很快就在一个月内燃烧了更多的能量,而不是一年的旧建筑。

美国EPA / WIKIMEDIA Commons

新建筑的地板下加热系统如此糟糕地设计,窗户自动打开以在冬季每天几次倾倒热量。停车场中的相机以某种方式得到了有线,就像它是热传感器一样,任何时间通过在镜头前方的任何时间都会出现呼叫。这是“灾难目录”,据大卫科伊说,这是一位沐浴大学,介绍了调查。

许多灾难追溯到建筑能源模型,能源使用的软件模拟,这是设计任何旨在绿色的建筑物的关键步骤。在其他错误之外,设计师从平静的景观中设置的孤立教室的简化模型推断了他们的计划,其中大部分时间都有很阳光。决定的窗口着色和阴影,以降低太阳能增益。似乎没有人注意到新学校实际上站在一个被遮荫树包围的山谷中,需要所有可能得到的太阳能增益。教室是如此黑暗,灯必须整天都在。

这是一个极端的案例。但是,根据CoLey,这也是一个很好的例子,即如何过于乐观的能源建模有助于引起“能量性能差距”,这是绿色建筑项目令人沮丧的问题。性能差距是指能量改进的失败,通常以巨大的支出进行,以提供一些(或偶尔全部)承诺的储蓄。一种学习例如,德国翻新公寓楼的去年发现,他们错过了5到28%的任何地方的预测节能。在英国,评估从超市到医疗中心的50个“前缘现代化建筑”报道说,他们“经常使用的能量比他们的设计更常见了3.5倍” - 并且平均生产预测的碳排放量的3.8倍

建筑物占40%的气候变化排放,是增长最快的排放来源。

表现差距是“一个巨大,可怕的巨大问题”,用一个建筑技术专家的话语,这并不夸张。虽然大部分公众对能源消费和气候变化的关注侧重于汽车数英里,整个运输部门 - 包括火车,飞机,船舶,卡车和汽车 - 仅占美国气候变化排放的26%。根据美国绿色建筑委员会的说法,建筑物达到40%,他们是增长最快的排放来源。

消除欧洲联盟国家的表现差距问题,具有法律约束力的承诺将排放量减少80%至95%以下,低于1990年水平到世纪中期。但充满信心地知道,任何人都会为任何人试图弄清楚投资特定能量改善的人而言。

研究人员通常归咎于建筑物的粗心工作的性能差距,过于复杂的节能技术,或建筑物最终占用者的不良行为。但在A.新研究,Coley和他的共同作者对无限能源建模的责任。研究标题问挑衅问题“是建模者识字?”甚至更挑衅,一个新闻稿从浴室大学比较对大众汽车排放丑闻的误导性声明,其中柴油发动机汽车的实际排放量高于“汽车制造商所承诺的表现”高达40倍。

对于他们的学习,Coley和他的共同作者调查了108个建筑行业专业人士 - 建筑师,工程师和能源顾问 - 他们经常使用能源绩效模型。为了保持问题简单,研究人员要求参与者查看最近更新的典型英国半独立式家庭,以满足当前的建筑码。然后,他们要求测试主题排名哪些改进对能源性能的影响最大。他们的答案与客观现实几乎没有关系,如一项研究在一年内监测那个家庭小时的实际能量表现。根据该研究的研究,一四分之一的测试受试者判断“似乎比随机响应的人更糟糕的人”,“建模者的样本”和建筑建模者的人口暗示,不能被认为是建模识字。“

“我们有案件,建模者将储蓄措施超出房子的能源使用,”一位科学家说。

可预见的是,结论举起了喧嚣。“样品对我来说似乎很奇怪,”劳伦斯伯克利国家实验室的建筑科技专家Evan Mills说,“包括在实践中的初级的这么多人,然后批评整个行业。”他指出,108个测试科目的近三分之二有五年或更少的建设经验。但是Coley和他的共同作者发现,即使在“更高级别的资格”或拥有多年的建模经验,也不比他们的小学更准确。

在任何情况下,米尔斯承认,“性能差距是真实的,我们必须了解模型没有正确捕捉事物。我们有案例,建模者会提出的储蓄措施超过房子的能源使用,因为它们只是与模型合作,“而不关注真正的房子。

美国绿色建筑委员会的Gail Hampsmire表示,这种问题 - 显示不合理的结果的能源模型 - 也在初步阶段,在LEED认证过程中的50%的项目中初步阶段。设计师倾向于采取“黑匣子”方法,提供特定能量模型所需的任何输入,然后接受输出“而不评估这些结果的合理性”,“她说。“你总是在/垃圾出局中发出垃圾,以及建模者的能力来识别它们是否垃圾熄灭是至关重要的。”

那么解决方法是什么?能源建模者目前的认证要求是“非常温柔”,但“当你试图相对迅速地离开地面时,你不能把每个人都送回大学三年。”在任何情况下,问题都不是正式的感觉真正的教育。

“它与反馈有关,”他说,或缺乏它。建筑施工的文化表示,对于建筑师来说,这是完全合理的 - 但不是能源建模者 - 旅行数百英里看看实际建筑如何与他们设计的东西进行比较。对于能源建模者来说,甚至没有期望在第一年度与建筑经理接触,并询问能源使用情况如何与原始模型进行比较。结果,所述Coley,能量建模可能会像理论物理一样:“你可以很容易地创建一个完整的理论网络,然后你发现自己研究了你的理论的物理,而不是现实世界的物理学。”

提供LEED认证的组织现在要求开发人员在在线数据库上发布实际能源使用情况。

他建议的答案是一个监管要求,即通过廉价地检查其对建筑的实际能源消耗的预测,建模者跟进他们的工作。适度诱导的系统也可以使反馈更广泛地可用 - 例如,通过承诺向在线数据库发布实际能源使用的开发人员的规划权限过程需要三个星期。绿色建筑委员会已开始要求寻求LEED认证的项目报告,汉普姆勒表示,现在正在开发的在线平台“为制造业主跟踪自己的表现并与其他建筑物进行比较。”

根据Coley的说法,第二个问题是政府机构在设计过程开始时需要简化能源模型的趋势。要求通常包括关于能源使用的某些统一假设,使得更容易将一个建筑与另一个建筑物进行比较。“因为你必须在开始时要这样做,它成为默认值,这使得这一点是一种”爱丽丝在仙境中“的世界,而且模特模型这个人为世界的模型并不奇怪。”但是,根据汉普姆勒的说法,至少在美国近年来越来越少的问题。当前建筑代码要求“相当不错”,她说。“他们没有说,'模型能源用于建筑物每天占用八小时,'或其他一些任意标准。相反,“他们特别说明所有能源使用都必须建模预期。“

从此这一切的外带不是诋毁能源建模,而是改善它。建设者越来越需要现实的建模,由人们深入了解建筑物理学,并且至少与与能源模型一样多的真实建筑物的经验。没有那个,结果将在南部曝光上具有太多玻璃的办公室块,导致中外的每个人都在炎热的夏天下午烘烤。没有智能能量建模,结果将成为世界旋转的世界旋转,甚至更快地进入了对照的气候变化。

“这不是火箭科学,”伯克利实验室的磨坊说。但后来他补充道,“这比火箭科学更难。”