NREL帮助减少建筑能耗50％

来自NREL的优秀人士：

爱荷华州伯灵顿的Great River医疗中心的能耗甚至比《大型医院高级能源设计指南》中所节省的50％还要低。湖泊在医院的节能中起着重要作用。照片由KJWW工程顾问提供

心脏监护仪的信号，MRI的嗡嗡声，手术室的强光：所有这些都可以带来舒适感和恐惧感，而且都需要大量的能量。但是，新医院充满了自然而平静的光线，并正在利用太阳和地球的能量为医疗专业人员用来帮助患者康复的机器，仪器和工具提供动力。

医院消耗大量能量来挽救生命。实际上，它们每年使用超过836万亿英热单位的能源，产生的二氧化碳排放量是商业办公建筑的2.5倍以上。

美国能源部（DOE）的商业建筑计划和DOE的国家可再生能源实验室（NREL）正在与美国供热，制冷和空调工程师协会（ASHRAE）和建筑业合作（请参阅侧栏），以找到解决方法将大型医院，学校和零售建筑物的能源强度降低50％。

NREL高级研究工程师兼AEDG项目主席Shanti Pless说：“高级能源设计指南[AEDG]系列代表了建筑节能方面的最佳实践。”“我们的工作是与业内专业人士一起开发这些最佳实践，并将它们汇总到易于实施的指南中。NREL创建了建模和优化软件，用于确定指南中的内容可以实现50％的节省目标。”

Pless，Eric Bonnema和Matt Leach的NREL商业建筑团队领导了大型医院，零售和学校节省50％AEDG的开发。Pless是行业专家项目委员会的主席，Bonnema和Leach提供了效率专业知识和能源模型优化支持。

美国医院每年在能源上的花费超过50亿美元，通常相当于典型医院运营预算的1％至3％。普莱斯说：“医疗保健是节省能源的重要机会。”“我们认为这个行业需要资源，并且没有多少资源可以帮助他们实现50％的能源节省。”

50％的AEDG系列是建立在以前成功基础上的一组新出版物。能源部和国家可再生能源实验室（NREL）等合作者发布了一系列六个30％的AEDG，涵盖从小型办公楼到高速公路住宿再到自存储楼房的各种结构。在30％至50％的AEDG之间，目前大约有450,000份在发行。完整的AEDG系列可从www.ashrae.org/aedg免费下载。

NREL建筑能源技术首席实验室计划经理Ron Judkoff说：“ ASHRAE是由60,000名从事建筑节能工作的机械工程师组成的专业组织，是我们传播指南的出色组织。”“ ASHRAE还维护行业的商业建筑标准。”

但是不要只是遵循代码

在爱荷华州伯灵顿的大河医疗中心的部分充满散热的湖泊中可以看到地热线圈。对于主要采用制冷模式的建筑物，湖源地热能节省大量能源。图片由KJWW Engineering Consultants提供

建筑法规是业主可以建造的能源效率最低的建筑物的基准。幸运的是，建筑法规中没有任何内容可以阻止希望获得最大节能量的建筑业主和建筑公司，这就是AEDG可以弥补这一差距的地方。

Pless说：“人们对建筑物节能50％感兴趣，因为只要有人关注，几乎任何人都可以做到。”“而且，如果您使用简化的设计和施工流程，则不必花费更多。”

AEDG是为业主，设计团队和承包商（将要建造这些建筑物的专业人士）编写的。如果他们没有能效方面的经验，可以参考这些指南中的示例和详细信息来自己做。指南中有针对美国所有气候区的推荐表。

AEDG的建议也建立在国家实验室随设计指南一起编写的技术支持文档上。这些支持文档涵盖了所用能源建模的详细信息。例如，尽管采光在几乎所有气候区都可以正常工作，但是采暖和制冷可能因区域而异，尤其是在医院中，因为对新鲜空气的需求很高，因此需要不同的解决方案。

“医院有严格的通风要求，它们会带来一定量的新鲜空气以及一定量的再循环空气，” Bonnema说。“如果您以不同的方式设置系统，则存在巨大的节省潜力，因为大多数医院都在利用能量来冷却空气，然后再将其加热。”

Jeff Boldt是KJWW工程顾问的工程总监，他还是大型医院AEDG的项目团队成员。“当您查看大型医院能源模型时，这真的很有趣；能源的最大利用是再热。这是因为您必须对所有空气进行除湿。例如，将其冷却至52度以除湿。然后，您的锅炉开始重新加热空气。该过程通常是医院最大的能源消耗。本指南指出了如何免费进行再加热或使再加热根本不发生。”

根据Boldt的说法，AEDG将帮助医疗保健行业了解存在一些实用的方法来设计能耗降低50％的建筑物。“我喜欢它们是规定性的，因为很多人对能量建模不满意。借助AEDG，我们已经完成了所有能源建模，您可以将其交给设计团队，然后说“我希望您遵循此AEDG中的项目”，您的团队可以从清单中了解它们是什么。得到。

如果没有NREL的计算机建模能力，就无法运行这些能源模型并找到逐个气候的解决方案。Pless说：“从优化工具到使用16个气候区和5种建筑物类型的整体建模功能，它们都运行不同的'假设'情景，我们能够在非常紧凑的时间表上进行所有建模。

学校领先于全班

科罗拉多州丹佛市的Evie Garrett Dennis K-12校园包括四栋教学楼。作为该项目的一部分而建的高中是过去30年来丹佛公立学校中的第一所；公共区域如上图所示。按照K-12学校高级能源设计指南的要求建造，整个场地的年度能耗为33.4 kBtu /ft²，其中5.1 kBtu /ft²来自可再生能源。校园每年平均节省38.1％的能源。照片由Mike Rogers，M.E.提供组

普莱斯说：“研究表明，物理环境的质量会影响学生的表现。”“包括适当的照明，声音，温度，湿度和空气质量的环境可以帮助学生更好地学习。在许多情况下，改善这些条件还可以减少能源消耗。”

学校可能会遇到与医院类似的供暖，通风和空调（HVAC）问题，特别是将通风空气与空间供暖和制冷系统分离。如果工程师能够将供暖和制冷与通风分开提供，那么基本上可以消除学校的再热问题。NREL和AEDG团队还为K-12学校编写了指南，其中包括：

三种可实现显着节能的HVAC系统类型不同的采光方式教室，资源室，食堂，体育馆和多功能室的建筑面积的100％用于三分之二的学校时间建议使用计算机，自动售货机，厨房烹饪设备，步行-在制冷设备，厨房排气罩和自来水加热中。

K-12学校的AEDG是NREL早期选择进行的一项活动，因为许多学校的节能水平都达到50％，并且有许多案例研究可供借鉴。皮特·杰佛逊（Pete Jefferson），位于丹佛的M.E.的校长GROUP曾是K-12学校AEDG的项目委员会成员。他说，指南为专业人员提供了坚实的能源设计基础。

这些指南对于在学校工作的任何人来说都是捷径。您可以跳到AEDG的建议，然后从那里开始，看看您可以成为一名设计专家，走了多远。杰斐逊说。“当我们建立能源模型时，我们将AEDG的建议作为新的基准，以了解如何从那里得到改善。”

50％的高级能源设计指南（AEDG）汇集了来自行业和政府的专业人员。这些指南由以下人员制定：

美国能源部（DOE）国家可再生能源实验室（NREL）太平洋西北国家实验室（PNNL）美国供热，制冷和空调工程师学会（ASHRAE）美国建筑师协会（AIA）北美照明工程学会（IESNA） ）我们绿色建筑委员会（USGBC）

迄今为止，已经发布了四个50％AEDG和六个30％AEDG，并可以从ASHRAE网站上下载。

一些学校甚至将极限推向零净能量水平，这是团队希望在下一轮设计指南中解决的问题。零净能源建筑是指现场年度可再生能源产量等于或大于能源使用量的建筑。

零净值对学校很有意义。它们的使用寿命长达50年，要使它们坚固耐用，需要付出很多努力。 Pless说。“还存在具有节能功能和现场可再生能源的教学机会。因此，出现了零网络学校，但是拥有具有最佳实践的设计指南是帮助其普及的关键。”

NREL团队认为需要完整的零净设计指南系列。普莱斯说：“工业界开始意识到可以做到这一点。”“需要有一个零净办公室设计指南。遍布整个国家/地区的办事处都在尝试这样做。”

美国每年在新建筑中增加2％，而仅减少1％，这意味着该国在建筑方面的能源消耗继续增加。AEDG团队发现了使新建筑更节能的机会，并且在进行深度改造时也看到了更大的机会，因为指南中的建议可以同时应用于这两者。

Pless说：“以这样的建筑速度，在20年的时间里，您已经通过翻新或使新建筑节省了50％的面积触及了美国一半以上的建筑。”“这对全国40％的建筑能源消耗产生了可观的影响。”

AEDG产生影响的另一个地区是堪萨斯州的格林斯堡镇。在2007年龙卷风将几乎整个城镇夷为平地之后，能源部和国家可再生能源实验室（NREL）帮助城镇领导人创建了更新，更高效的格林斯堡。在这种情况下，整个城镇建成后可以节省50％的能源。“格林斯堡对我们来说是一个示范，如果能在这里节省50％的能源，那它就可以在任何地方完成，” Pless说。“它举例说明了已完成的所有AEDG工作。”

详细了解NREL的商业建筑研究。

希瑟·拉默斯（Heather Lammers）