Als u uw huis zo energiezuinig en groen mogelijk wilt maken, moet u gas of elektriciteit gebruiken voor uw verwarming en koeling? Gas is voorlopig de milieuvriendelijkere optie voor een energiezuinig huis in Maryland. Dat is de conclusie van een nieuwe economische studie van het National Institute of Standards and Technology (NIST), die het stroomverbruik en de milieu-impact van gas versus elektrische verwarming evalueerde, ventilatie- en airconditioningsystemen (HVAC) in energiezuinige woonhuizen. Het NIST-werk biedt een onderzoeksmethode die anderen kunnen gebruiken om hun eigen analyse uit te voeren over welke technologie gunstiger is voor hun lokale gebieden.

"Het brandstoftype is een belangrijke factor omdat verwarming en koeling een aanzienlijk deel van het energieverbruik in huis uitmaken, " zei NIST civiel ingenieur David Webb, een van de auteurs van de nieuwe studie, gepubliceerd in de Tijdschrift voor bouwtechniek . "Echter, er is weinig onderzoek gedaan naar de impact van welke brandstofbron wordt gebruikt, gas of elektrisch, op het bereiken van doelen met een laag energieverbruik en een lage impact. We gebruikten een unieke NIST-toolset van databases en software, bekend als BIRDS [Building Industry Reporting and Design for Sustainability] om die impact wetenschappelijk te beoordelen en te meten, en vervolgens een onderzoeksmethode bieden voor anderen om hetzelfde te doen voor elke klimaatregio in de Verenigde Staten."

Sinds zijn debuut in 2014, bouwprofessionals hebben BIRDS gebruikt om de duurzaamheid van zowel de materialen als de energie die een gebouw gedurende zijn hele levensduur gebruikt, te evalueren en te meten. Met behulp van computermodellen afgeleid van BIRDS-gegevens, architecten, bouwkundig ingenieurs, bouwmanagers en andere belanghebbenden in de woningbouw kunnen wetenschappelijk onderbouwde, kosteneffectieve beslissingen over het creëren en onderhouden van hoogwaardige, groente, en lage- of netto-energieneutrale woningen.

Het nieuwe onderzoek naar gas-versus-elektrische brandstofbronnen maakt gebruik van gegevens die zijn gevonden in een van de drie databases waaruit de nieuwste versie van BIRDS (v4.0) bestaat. metingen die zijn verkregen uit lopend onderzoek bij NIST's Net-Zero Energy Residential Test Facility (NZERTF).

Gebouwd als een prototype van twee verdiepingen, huis met vier slaapkamers op de campus van NIST in Gaithersburg, Maryland, de NZERTF is eigenlijk een laboratorium waar NIST-onderzoekers en industriepartners ontwerpen, testen en evalueren van de materialen, technologieën en strategieën die een huis opleveren dat in de loop van een jaar minstens zoveel energie produceert als het verbruikt.

Om hun studie uit te voeren, Webb en zijn collega's moesten creëren, via computermodellering, een huis gebaseerd op het NIST net-zero-concept met een elektrisch HVAC-systeem en een virtuele tweeling die in plaats daarvan ruimte- en waterverwarmingsapparatuur op aardgas gebruikte. "Hierdoor konden we een echte appels-tot-appels vergelijking maken van gas versus elektrisch voor hun respectievelijke energie, milieu- en economische gevolgen, " zei Joshua Kneifel, een NIST-econoom en co-auteur van de studie.

De onderzoekers vergeleken de twee gesimuleerde huizen alsof ze waren gebouwd volgens de huidige Maryland-codes en normen voor laag energieverbruik, bestaande technologie en apparatuur geïntegreerd, en bevonden zich in dezelfde klimaatzone als de werkelijke NZERTF. Het runnen van de modellen, de software beschouwd als 960, 000 gebouwontwerpcombinaties en acht verschillende economische scenario's om de prestaties over een periode van maximaal 30 jaar te schatten.

Volgens die criteria de onderzoeksresultaten suggereren dat een HVAC-systeem op aardgas momenteel over het algemeen zuiniger is dan een elektrisch systeem voor een huis in Maryland dat voldoet aan de voorschriften. Hoewel een energieneutrale prestatie werd bereikt tegen de laagste kosten met behulp van elektrische verwarming, het kwam met hogere milieueffecten als gevolg van de emissies die tijdens de productie werden gegenereerd.

"Het algemene economische voordeel van aardgas werd verwacht omdat, momenteel, het is de goedkopere brandstofbron in Maryland, kost minder in dollars en energie voor productie en transport, en heeft een lagere bouwprijs voor de installatie van een HVAC-systeem dat het gebruikt, ’ legde Webb uit.

Echter, Kneifel zei dat elektrisch misschien nog de betere koopje en meer milieuvriendelijke optie wordt.

"Bijvoorbeeld, naarmate meer energiebedrijven overstappen op schonere vormen van elektriciteitsopwekking, zoals aardgas in plaats van kolen, de milieu-impact zal verminderen, "legde hij uit. "Ook, technologie verandert, zoals goedkopere en efficiëntere zonne-energie en HVAC-systemen, moet helpen om het gebruik van elektriciteit kosteneffectiever te maken."

De NIST-teamleden erkennen dat hun duurzaamheidsonderzoek beperkt was in termen van het type apparatuur, energievraag en locatie van de bewoners. Ze dringen er bij andere organisaties op aan om hun onderzoek voort te zetten en uit te breiden om een ​​aantal belangrijke variabelen in overweging te nemen. Deze omvatten het gebruik van alternatieve apparatuur zoals aardwarmtewisselaars en HVAC-systemen met hoge snelheid, kosten en prestaties in verschillende klimaten, en verschillen in de werking van het gebouw die van invloed kunnen zijn op het energieverbruik. Het belangrijkste is, ze zeiden dat toekomstige studies verbeteringen in technologie moeten verklaren, bouwmaterialen en -methoden, en energieproductie en -transmissie.