住宅楼宇概览

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使用模式

虽然针对气候的、资源节约型的房屋设计策略已经存在，但住宅部门的人均材料使用和能源消耗仍在继续增加。从2000年到2020年，美国人口增加了17.8%，而住房单元数量增加了21.5%。1、2、3从2000年到2010年，城市土地面积增加了15%。1以下趋势展示了住宅建筑部门的使用模式。

规模及占用情况

  • 美国房屋平均面积增加:4、5

1970年代1767英尺2；1990年代2185英尺2；20212565英尺2
比20世纪70年代增长了45%

  • 美国家庭平均居住者人数减少:7

1970年代2.96;1990年代2.64;20212.51
比20世纪70年代减少了15%

  • 美国房屋人均面积增加:

1970年代597英尺2；1990年代828英尺2；20201022年英国《金融时报》2
比70年代增长了71%

  • 大多数美国人住在独栋住宅里。2019年，美国1.24亿家庭中68%是单身家庭。8
  • 1950年，9%的住房单位只有一个人居住。9到2021年，这一比例增加到29%。10

1970年和2021年美国新建单户住宅的平均面积5、6
1970年和2021年美国新建单户住宅的平均面积

美国单人家庭9、10、11
美国单人家庭

能源使用(见美国能源系统概况)

  • 密歇根大学的一项研究显示，2015年，美国房屋平均每年消耗147千瓦时/平方米。13
  • 从1950年到2021年，用电量增长了13倍。2021年，住宅部门使用了3.79万亿千瓦时的电力，占美国总电力销售的96%。14
  • 2021年，美国居民部门消耗了20.9千万亿英热单位(Btu)的一次能源，占美国一次能源消费的22%。15
  • 从1976年到2006年，每个家庭的杂项插头负荷翻了一番。16这些是建筑物核心功能(暖通空调、照明等)之外的电器和设备，如电脑、健身设备、电脑、电视和安全系统。172021年，杂项负荷消耗的电力超过了任何其他住宅终端用途(照明、暖通空调、水暖和制冷)，占一次能源的37%，占用电量的50%。12
  • 浪费能源的使用包括无人居住的房屋和房间的加热和冷却，低效的电器，温控器的过度设置和待机电源的损失。18总的来说，这些用途至少占住宅部门总能源使用的43%。12
  • 建筑能源管理系统通过家庭监视器或移动应用程序显示能源使用情况，并支持远程控制设备。家庭能源管理系统可以减少一个房子的能源使用估计4-7%。19

2021年美国住宅最终用途能源消费量12
2021年美国住宅最终用途能源消费量

材料使用(见美国材料使用概况)

  • 2000年建造的美国独栋房屋平均需要19吨混凝土，13837板英尺木材和3061英尺2绝缘。20.
  • 从1975年到2000年，由于用于瓷砖和浴室固定装置，用于住房和建筑的粘土消耗增加了四倍多。21
  • 2012年，美国消费的所有木制品中约有24%用于住宅建筑。22
  • 2003年，新建住宅建筑产生了大约1000万吨垃圾，每英尺4.4磅2．23
  • 美国建筑和拆除垃圾(C&D)的平均回收率为20-30%。24西雅图在2020年回收了66.3%的C&D垃圾。25

守则及标准

  • 美国能源部太平洋西北国家实验室估计了42个州通过《国际节能规范》(IECC)的累计节约。从2010年到2030年，IECC将节省3.44 quads的一次能源，占2021年住宅一次能源消耗的17%。15日,26日累计节能将节省406亿美元(2020年美元)的成本，避免2.247亿吨二氧化碳的排放2．26
  • 按照能源之星计划要求建造的房屋比按照2009年IECC建造的房屋节能20%或更高。27
  • 通过减少供暖、制冷和热水需求，佛罗里达州2007年的能源法规相对于2007年以前节省了13%的能源消耗。效率的提高被房屋面积和插头负荷的增加所抵消。28
  • 对于大多数建筑类型，传统能源效率技术可以实现20%的能源使用减少相对于美国采暖，制冷和空调工程师协会(ASHRAE) 90.1-2004标准。29
  • 能源改造，减少家庭燃料使用，鼓励更密集的住区，可以减少住宅温室气体(GHG)排放。13

按州划分的住宅建筑能源规范状态30、31日
IECC建筑规范各州采用情况
以前的图像图例

生命周期影响

  • 从1990年到2020年，住宅温室气体排放量增加了3.6%，达到9.23亿吨CO2等效。32
  • 1998年，CSS对密歇根州安阿伯市一栋2450平方英尺的独栋住宅进行了生命周期能耗清单。33
    • 房屋生命周期中只有10%的能源消耗是用于建造和维护;90%发生于术中。33
    • 能源效率措施降低了63%的生命周期能源消耗。精心选择的材料降低了4%的体现能量。33
    • 生命周期温室气体排放量从1013公吨二氧化碳减少到374公吨2-相当于房子50年的使用寿命。33
    • 对一次能源消耗贡献最大的是地毯、混凝土、沥青屋面瓦用的聚酰胺，以及墙板、窗框和管道用的PVC。改进的暖通空调系统和纤维素隔热是降低能源成本的最有效策略。33
    • 用再生塑料/木纤维瓦代替沥青瓦屋顶在50年内减少了98%的隐含能源。33
  • 一个900英尺2加利福尼亚州戴维斯市的一所房子，采用了模型设计和技术来降低能源消耗，如LED照明、高效电器、灰水热回收以及辐射加热和冷却系统。年能耗下降到5854千瓦时，比同样大小和位置的标准住宅低44%。屋顶光伏发电使房屋能源净为正。34
  • 运行能源占建筑生命周期能源消耗的80-90%，体现能源占10-20%。随着能源效率的提高和运行能量的降低，隐含能量占生命周期能量的比例越来越大。设计和材料选择是降低隐含能量的关键途径。35

解决方案和可持续替代方案

减少运营能源需求

在建筑使用过程中，能源和水的消耗比建筑材料对环境的影响更大。以下建议可显著降低运营能源需求:

  • 小型化:建造更小，以减少实体和运行能量。36小房子是为了有效利用空间而设计的。37
  • 通过被动空间加热和冷却可以降低运行能量。33
  • 通过增加吊扇，空调可以舒适地设置在4o高F。38
  • 安装低流量的水装置，以节省水和能源。39
  • 适当的绝缘可以降低加热和冷却的成本。r值需求因地点、建筑设计和供暖方式而异。40
  • 水供暖占住宅能源消耗的13%。12利用灰水热回收系统节约能源。41
  • 最大限度地利用朝南窗户的自然采光。适当遮阳以减少夏季热量的增加。42
  • 购买节能电器和照明设备。电器和照明通常占家庭能源成本的24%。43
  • 用led代替白炽灯和卤素灯，以降低能源成本和温室气体排放。44
  • 追求净零碳/能源认证，包括LEED, Living Building Challenge, GreenGlobes, BREEAM，被动式房屋。45

选择耐用和可再生的材料

随着运行能量的降低，建筑材料的隐含能量对于长期节能和减少温室气体排放变得更加重要。46耐用的建筑材料使用时间更长，更换次数更少。可再生材料通常环境负担较低，而且许多材料可以固碳。随着操作能耗的降低，建筑材料的蕴涵能对节能减排更加重要。

引用作为

可持续系统中心，密歇根大学，2021。“住宅楼宇概览”。酒吧。不。CSS01-08。

  1. 美国人口普查局(2012)《2010年人口和住房美国概要:美国各县人口和住房普查》。
  2. 美国人口普查局(2022年)住房单元总数:2020-2021年，年度估计。
  3. 美国人口普查局(2022)全国人口总数:2020-2021年，年度估计。
  4. 美国能源信息管理局(EIA)(2017)住宅能源消费调查，2015。
  5. 美国人口普查局(2022年)按目的和设计划分的季度开工和完工情况。
  6. 全国住宅建筑商协会(2007年)“按地点划分的住房事实、数字和趋势和单户住宅面积”。
  7. 美国人口普查局(2021年)历史家庭表。
  8. 美国人口普查局(2021年)2019年美国住房调查。
  9. 美国人口普查局(2000)历史普查住房表:独居。
  10. 美国人口普查局(2021年)美国家庭和生活安排:2021年。
  11. 美国人口普查局(2010)《美国家庭和生活安排:2010》。
  12. 美国EIA(2022)年度能源展望2022。
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  17. 美国能源部(DOE)能源效率和可再生能源(EERE)(2016)“杂项电力负荷:它们是什么，为什么你应该关心?”
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  39. 美国能源部(2021年)“减少热水的使用以节约能源。”
  40. 联邦贸易委员会(2021年)“当你购买家庭隔热材料时应该知道什么。”
  41. 美国能源部(2021年)“排水热回收。”
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  43. 《能源之星》(2013)《我的钱都去哪儿了?》
  44. Liu, L.， et .(2017)优化成本、能源和温室气体排放的住宅照明更换政策。环境科学学报。12(11):beplayer官网入口1-10。
  45. 绿色建筑(2020)当前净零能源和净零碳认证计划的回顾。
  46. 碳领导论坛(2020)碳挑战。

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