Se vuoi rendere la tua casa il più efficiente ed ecologica possibile, dovresti usare il gas o l'elettricità per le tue esigenze di riscaldamento e raffreddamento? Il gas è l'opzione più ecologica, per ora, per una casa a basso consumo energetico nel Maryland. Questa è la conclusione di un nuovo studio economico del National Institute of Standards and Technology (NIST), che ha valutato il consumo di energia e l'impatto ambientale del gas rispetto al riscaldamento elettrico, sistemi di ventilazione e condizionamento dell'aria (HVAC) in abitazioni residenziali a basso consumo energetico. Il lavoro del NIST fornisce un metodo di ricerca che altri possono utilizzare per eseguire la propria analisi su quale tecnologia è più favorevole per le loro aree locali.

"Il tipo di combustibile è un fattore importante perché il riscaldamento e il raffreddamento rappresentano una quantità significativa di consumo energetico domestico, " ha detto l'ingegnere civile del NIST David Webb, uno degli autori del nuovo studio, pubblicato in Journal of Building Engineering . "Però, sono state condotte poche ricerche sull'impatto di quale fonte di carburante viene utilizzata, gas o elettrico, sul raggiungimento di obiettivi a basso consumo energetico e a basso impatto. Abbiamo utilizzato un set di strumenti NIST unico di database e software noto come BIRDS [Building Industry Reporting and Design for Sustainability] per valutare e misurare scientificamente tale impatto, e quindi fornire un metodo di ricerca affinché altri possano fare lo stesso per qualsiasi regione climatica negli Stati Uniti".

Dal suo debutto nel 2014, i professionisti dell'edilizia hanno utilizzato BIRDS per valutare e misurare la sostenibilità sia dei materiali che dell'energia utilizzata da un edificio per tutto il suo ciclo di vita. Utilizzando modelli informatici derivati ​​dai dati BIRDS, architetti, ingegneri strutturisti, i gestori delle costruzioni e altri soggetti interessati all'edilizia possono rendere basati sulla scienza, decisioni convenienti su come creare e mantenere alte prestazioni, verde, e residenze a basso consumo energetico o zero.

Il nuovo studio sulla fonte di combustibile gas-contro-elettrico utilizza i dati trovati in uno dei tre database che compongono l'ultima versione di BIRDS (v4.0), misurazioni ottenute dalla ricerca in corso presso il Net-Zero Energy Residential Test Facility (NZERTF) del NIST.

Costruito come un prototipo a due piani, casa suburbana con quattro camere da letto nel campus del NIST a Gaithersburg, Maryland, il NZERTF è in realtà un laboratorio in cui i ricercatori del NIST e i partner del settore progettano, testare e valutare i materiali, tecnologie e strategie che producano una casa che produca almeno tanta energia quanta ne consuma nel corso di un anno.

Per condurre il loro studio, Webb e i suoi colleghi hanno dovuto creare, tramite modellazione al computer, una casa basata sul concetto net-zero del NIST con un sistema HVAC elettrico e un gemello virtuale che invece utilizzava lo spazio alimentato a gas naturale e le apparecchiature per il riscaldamento dell'acqua. "Questo ci ha permesso di fare un vero confronto mele-mele tra gas ed elettrico per la loro rispettiva energia, impatti ambientali ed economici, " disse Joshua Kneifel, un economista del NIST e coautore dello studio.

I ricercatori hanno confrontato le due case simulate come se fossero state costruite secondo i codici e gli standard attuali del Maryland per il basso consumo energetico, ha incorporato la tecnologia e le attrezzature esistenti, ed erano nella stessa zona climatica dell'attuale NZERTF. Esecuzione dei modelli, il software considerato 960, 000 combinazioni di progettazione degli edifici e otto diversi scenari economici per stimare le prestazioni in un periodo fino a 30 anni.

In base a tali criteri, i risultati dello studio suggeriscono che un sistema HVAC a gas naturale è attualmente più economico nel complesso di uno elettrico per una casa del Maryland conforme al codice. Sebbene la prestazione energetica netta zero sia stata ottenuta al minor costo utilizzando il riscaldamento elettrico, è venuto con maggiori impatti ambientali a causa delle emissioni generate durante la sua produzione.

"Il beneficio economico complessivo del gas naturale era previsto perché, A quest'ora, è la fonte di carburante più economica del Maryland, costa meno in dollari ed energia spesa per produrre e trasportare, e comporta un prezzo di costruzione inferiore per l'installazione di un sistema HVAC che lo utilizza, "Spiega Webb.

Però, Kneifel ha affermato che l'elettricità potrebbe ancora diventare l'affare migliore e l'opzione più ecologica.

"Per esempio, man mano che sempre più aziende elettriche passano a forme più pulite di generazione elettrica, come il gas naturale al posto del carbone, l'impatto ambientale diminuirà, " ha spiegato. "Inoltre, cambiamenti tecnologici, come l'energia solare e i sistemi HVAC più economici ed efficienti, dovrebbe contribuire a rendere l'uso dell'elettricità più conveniente".

I membri del team del NIST riconoscono che il loro studio sulla sostenibilità era limitato in termini di tipo di attrezzatura, domanda di energia degli occupanti e posizione. Esortano altre organizzazioni a continuare ed espandere la loro ricerca per considerare diverse variabili chiave. Questi includono l'uso di apparecchiature alternative come scambiatori di calore geotermici e sistemi HVAC ad alta velocità, costi e prestazioni in una varietà di climi, e le differenze nel funzionamento dell'edificio che possono influenzare i tassi di consumo energetico. Più importante, hanno detto che gli studi futuri devono tenere conto dei miglioramenti nella tecnologia, materiali e metodi di costruzione, e produzione e trasmissione di energia.