Если вы хотите сделать свой дом максимально энергоэффективным и экологичным, следует ли вам использовать газ или электричество для отопления и охлаждения? Газ - более экологичный вариант - на данный момент - для энергоэффективного дома в Мэриленде. Таков вывод нового экономического исследования, проведенного Национальным институтом стандартов и технологий (NIST), в котором оценивалось энергопотребление и воздействие на окружающую среду газа по сравнению с электрическими системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) в жилых домах с низким энергопотреблением. Работа NIST предоставляет исследовательский метод, который другие могут использовать для проведения собственного анализа того, какая технология более благоприятна для их местности.
«Тип топлива является важным фактором, поскольку на отопление и охлаждение приходится значительная часть энергопотребления дома», - сказал инженер-строитель NIST Дэвид Уэбб, один из авторов нового исследования, опубликованного в Journal of Building Engineering.. «Однако было проведено мало исследований, посвященных влиянию используемого источника топлива, газа или электричества, на достижение целей с низким энергопотреблением и низким воздействием. Мы использовали уникальный набор инструментов NIST, состоящий из баз данных и программного обеспечения, известного как BIRDS [Building Отраслевая отчетность и дизайн для устойчивого развития], чтобы оценить и измерить это влияние с научной точки зрения, а затем предоставить другим исследовательский метод, чтобы сделать то же самое для любого климатического региона в Соединенных Штатах».
С момента своего дебюта в 2014 году профессионалы в области строительства используют BIRDS для оценки и измерения устойчивости как материалов, так и энергии, используемых зданием на протяжении всего срока его службы. Используя компьютерные модели, созданные на основе данных BIRDS, архитекторы, инженеры-строители, менеджеры по строительству и другие участники жилищного строительства могут принимать научно обоснованные и рентабельные решения о том, как создавать и поддерживать высокопроизводительные, экологичные жилые дома с низким или нулевым потреблением энергии..
Новое исследование источников газового и электрического топлива использует данные, найденные в одной из трех баз данных, составляющих последнюю версию BIRDS (v4.0), измерения, полученные в ходе текущих исследований Net-Zero Energy NIST. Жилой испытательный центр (NZERTF).
Построенный как прототип двухэтажного загородного дома с четырьмя спальнями в кампусе NIST в Гейтерсбурге, штат Мэриленд, NZERTF на самом деле является лабораторией, где исследователи NIST и отраслевые партнеры разрабатывают, тестируют и оценивают материалы, технологии и стратегии, которые даст дом, который производит как минимум столько же энергии, сколько потребляет в течение года.
Чтобы провести свое исследование, Уэббу и его коллегам пришлось создать с помощью компьютерного моделирования дом на основе концепции NIST net-zero с электрической системой HVAC и виртуальным близнецом, который вместо этого использовал пространство, работающее на природном газе. и водонагревательное оборудование.«Это позволило нам провести полное сравнение газа и электричества с точки зрения их соответствующего энергетического, экологического и экономического воздействия», - сказал Джошуа Кнайфель, экономист Национального института стандартов и технологий и соавтор исследования..
Исследователи сравнили два смоделированных дома, как если бы они были построены в соответствии с действующими нормами и стандартами Мэриленда по низкому энергопотреблению, включали существующие технологии и оборудование и находились в той же климатической зоне, что и настоящий NZERTF. Запустив модели, программное обеспечение рассмотрело 960 000 комбинаций строительных конструкций и восемь различных экономических сценариев для оценки эффективности на период до 30 лет.
В соответствии с этими критериями результаты исследования показывают, что система отопления, вентиляции и кондиционирования, работающая на природном газе, в настоящее время в целом более экономична, чем электрическая, для дома в Мэриленде, соответствующего нормам. Несмотря на то, что с помощью электрического нагрева были достигнуты нулевые показатели энергопотребления при наименьших затратах, это привело к более сильному воздействию на окружающую среду из-за выбросов, образующихся во время его производства.
Общая экономическая выгода от природного газа была ожидаемой, потому что в настоящее время он является более дешевым источником топлива в Мэриленде, стоит меньше долларов и энергии, затрачиваемой на производство и транспортировку, и имеет более низкую стоимость строительства для установки. системы HVAC, в которой он используется», - объяснил Уэбб.
Однако Кнайфель сказал, что электричество может стать более выгодным и экологически чистым вариантом.
«Например, по мере того, как все больше энергетических компаний переходят на более чистые формы производства электроэнергии, такие как природный газ вместо угля, воздействие на окружающую среду будет уменьшаться», - пояснил он. «Кроме того, технологические изменения, такие как более дешевая и эффективная солнечная энергия и системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, должны помочь сделать использование электроэнергии более рентабельным».
Члены команды NIST признают, что их исследование устойчивости было ограничено с точки зрения типа оборудования, потребности в энергии и местоположения. Они призывают другие организации продолжать и расширять свои исследования, чтобы рассмотреть несколько ключевых переменных. К ним относятся использование альтернативного оборудования, такого как наземные теплообменники и высокоскоростные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, стоимость и производительность в различных климатических условиях, а также различия в эксплуатации зданий, которые могут повлиять на уровень энергопотребления. Самое главное, они сказали, что будущие исследования должны учитывать улучшения в технологиях, строительных материалах и методах, а также в производстве и передаче энергии.