От значительно более низкого энергопотребления до более здорового качества воздуха в помещении и передовых технологий - преимуществ проектирования пассивного дома предостаточно.
Изменение климата уже влияет на образ жизни людей. Из-за более сильных ураганов, лесных пожаров, аномальной жары и наводнений домовладельцы сталкиваются с более частыми перебоями в подаче электроэнергии и ростом цен на энергию. Кроме того, по данным У. С. Министерства энергетики, и каждое домохозяйство выделяет около 8,7 тонн углекислого газа в год. По мере роста беспокойства по поводу перебоев в обслуживании, финансовых последствий и устойчивых решений также растет спрос на более эффективные и устойчивые дома.
В то время как многие предпринимают шаги по сокращению своего углеродного следа дома, сводя потребление энергии и воды к минимуму с помощью более экологичных приборов и оборудования HVAC, другие исследуют жизнь вне сети, дома Earthship, и дизайн пассивного дома.
Продолжайте читать, чтобы узнать больше о дизайне пассивного дома и о том, как он может эффективно сочетаться с энергоэффективностью дома.
Что такое пассивный дом?
Пассивный дом («passivhaus» на немецком языке) - это стандарт проектирования, который позволяет создавать здоровые, удобные и эффективные дома с использованием целостного подхода. По сути, эти дома нагреваются и охлаждаются сами по себе, сокращая счета за электроэнергию примерно на 90 процентов. Домовладельцы часто сообщают, что им даже не нужно включать отопление зимой из-за того, как спроектирован их пассивный дом.
Этот пассивный метод не основан на использовании солнечной или ветровой энергии; вместо этого эти дома достигают почти нулевого потребления энергии, будучи невероятно герметичными и изолированными. Строители делают это, изолируя и герметизируя всю оболочку дома, устанавливая эффективные окна и двери, выбирая системы вентиляции с рекуперацией тепла (т. оболочка, где тепловой поток отличается от соседних областей).
История проектирования пассивных домов
В то время как многие думают, что проектирование пассивных домов зародилось в Германии, на самом деле движение за пассивные дома началось в США и Канаде в 1970-х годах после нефтяного эмбарго 1973 года, которое привело к росту цен на энергоносители. Это побудило группу инженеров и архитекторов спроектировать в 1976 году дом с высокой изоляцией, который потреблял на 60 процентов меньше энергии, чем любое другое здание. В 1981 году американский физик Уильям Шерклифф первым использовал термин «пассивный дом» в своей книге «Дом Сондерса-Шрусбери». Однако к тому времени США отошли от энергосбережения, и Германия взяла бразды правления в свои руки.
В 1990-х годах немецкий физик Вольфганг Файст обновил конструкцию пассивного дома для повышения эффективности, разработал пассивный дом и основал Институт пассивного дома (PHI) для создания стандарта производительности пассивного дома, который считается самым строгим стандартом. в энергоэффективности. В 2003 году был основан Американский институт пассивного дома (PHIUS). Наконец, в 2015 году компания PHIUS выпустила стандарт PHIUS+, в котором учитываются критерии экономической эффективности и конкретных климатических условий.
Принципы пассивного строительства
Набор хорошо зарекомендовавших себя принципов пассивного дома определяет процесс проектирования. Применимые ко всем типам зданий, включая дома на одну семью и многоквартирные дома, эти принципы описывают, как достичь высокого уровня энергоэффективности, сохраняя при этом баланс комфорта. Принципы включают термоконтроль, контроль воздуха, контроль излучения и контроль влажности.
Тепловой контроль
Тепловой контроль включает поддержание тепла внутри дома, когда на улице холодно, и прохлады, когда на улице жарко. Одним из способов достижения этого является использование высокопроизводительного кожуха с непрерывной изоляцией по всему зданию для снижения потребности в отоплении и охлаждении.
Кроме того, тепловой контроль включает в себя установку хорошо изолированных окон, которые считаются окнами пассивного дома для предотвращения теплопередачи. Это также влечет за собой удаление тепловых мостов по всему дому, чтобы избежать холодных углов, свести к минимуму рост плесени и улучшить общий комфорт.
Контроль воздуха
Строители пассивных домов также сосредотачиваются на контроле воздуха, чтобы обеспечить превосходное качество воздуха в помещении дома. Они делают это, герметизируя корпус и обеспечивая сбалансированную механическую вентиляцию, которая постоянно обеспечивает свежий воздух и предотвращает сквозняки. Герметичность является основой контроля воздуха в пассивном проектировании зданий, помогая сделать дом более энергоэффективным и долговечным, что в конечном итоге приводит к экономии энергии и затрат.
Герметичность сводит к минимуму инфильтрацию наружного воздуха и любые потери кондиционированного воздуха. В домах такого типа, например, спертый воздух из ванных комнат, кухонь и других помещений удаляется и заменяется свежим воздухом. Не менее 75% тепла вытяжного воздуха передается свежему воздуху через теплообменник.
Радиационный контроль
Далее крайне важно контролировать солнечное излучение для достижения оптимального дизайна пассивного дома. Это также помогает предотвратить перегрев внутри дома. Дизайнеры пассивных домов уравновешивают тепло и энергию солнца, определяя, когда это необходимо (так называемое дневное освещение), и используя стратегии затенения, когда оно не нужно. Эти шаги помогают снизить нагрузку на систему охлаждения и максимально повысить энергоэффективность.
Высокоэффективное остекление - еще один эффективный подход. Строители устанавливают окна с высокими эксплуатационными характеристиками (окна с двойным или тройным остеклением в зависимости от климата и типа здания) и двери, уделяя особое внимание правильному притоку солнечного тепла.
Контроль влажности
Контроль влажности необходим для успешного проектирования пассивного дома. Влажность в помещении поддерживается на безопасном и комфортном уровне за счет выбора наилучших возможных механических систем. Кроме того, установка высокопроизводительного корпуса требует особого внимания к конструкции защиты от влаги и пара.
Требования к сертификации
Являясь независимым исследовательским институтом, Институт пассивного дома является единственным международно признанным и основанным на характеристиках энергетическим стандартом в строительстве. PHI управляет сертификацией, которая позволяет зданию называться «сертифицированным пассивным домом», если оно соответствует следующим стандартам пассивного дома:
- Тепловой комфорт должен быть обеспечен как зимой (минимум 68 градусов по Фаренгейту), так и летом (можно регулировать в экстремальных климатических условиях).). Не более 10% часов в году проходят при температуре выше 77 градусов по Фаренгейту.
- Потребность в отоплении составляет 15 кВтч/м²/год или тепловая нагрузка составляет 10 Вт/м².
- Потребность в охлаждении составляет 15 кВтч/м²/год (во влажном климате этот допуск увеличивается для обеспечения осушения) или охлаждающая нагрузка составляет 10 Вт/год. м² (если установлен).
- Влажность не должна превышать 12 г/кг в течение более 20 процентов года (~60 процентов относительной влажности при 77 градусах по Фаренгейту).
- Воздухонепроницаемость должна быть 0,6ACH50 или ниже и должна быть проверена на месте.
- Для общего энергопотребления первичные возобновляемые источники энергии не должны превышать 60 кВтч/м²/год. При расчете общего энергопотребления пассивный дом включает энергию всего здания; это включает отопление и охлаждение, горячую воду, освещение, стационарные приборы и пособие на бытовую электронику.
Доступны три уровня сертификации пассивного дома:
- Классический: Не требует установки генератора возобновляемой энергии.
- Плюс: Это более эффективно и будет производить примерно столько энергии, сколько потребляется за год.
- Премиум: Гораздо более эффективный уровень и будет производить значительный избыток энергии в течение года.
Новое строительство и реконструкция пассивного дома
Хотя многие люди считают, что проектирование пассивного дома предназначено только для строительства новых домов, это не так. Домовладельцы, работающие над проектом реконструкции, могут обновить свой дом, чтобы он соответствовал стандартам пассивного дизайна.
EnerPHit - это система сертификации пассивных домов для существующих домов, проходящих реконструкцию или модернизацию. Хотя она использует многие из тех же принципов и процессов, что и традиционная программа сертификации пассивных домов, она имеет менее строгие показатели для достижения производительности и энергоэффективности. Некоторые шаги включают в себя изоляцию фундамента, замену окон на высокопроизводительные модели, установку вентиляции с учетом рекуперации тепла, включение возобновляемых источников энергии и устранение сквозняков.
Плюсы и минусы проектирования пассивного дома
Хотя проектирование пассивных домов зародилось в 1970-х годах, оно становится все более популярным, поскольку домовладельцы по всей стране сталкиваются с проблемами, связанными с климатом. Вот некоторые положительные и отрицательные стороны, которые следует оценить при рассмотрении вопроса о покупке нового дома с дизайном пассивного дома или принятии решения о модернизации существующего дома в соответствии с этими стандартами.
Профи
- Уменьшение воздействия на окружающую среду: Снижая потребление энергии и выбросы углерода на этих уровнях, домовладельцы уменьшают свой углеродный след и помогают играть роль в улучшение окружающей среды.
- Улучшение качества воздуха в помещении: Пассивные элементы дизайна дома помогают поддерживать здоровье домовладельцев, улучшая вентиляцию, чтобы лучше фильтровать воздух, предотвращая сырость и плесень рост и сокращение всех видов загрязняющих веществ, включая дым лесных пожаров.
- Повышение общего комфорта: Изоляция и герметичная конструкция обеспечивают комфорт домовладельцев независимо от погоды. Эти дома также очень тихие, что также повышает личный комфорт.
- Экономьте деньги на отоплении и охлаждении: Поскольку эти дома отапливаются и охлаждаются сами по себе, счета за электроэнергию могут быть сокращены примерно на 90 процентов, экономя деньги в долгосрочной перспективе.
- Отказоустойчивость: прочная и надежная конструкция означает, что эти дома рассчитаны на долгий срок службы и лучше адаптируются к изменениям условий окружающей среды.
Минусы
- Требуются первоначальные затраты: Самая большая жалоба связана с затратами, необходимыми для установки технологий пассивного дома. Эксперты советуют, что первоначальные затраты будут как минимум на 10 процентов больше, чем при строительстве типичного дома, который соответствует только местным нормам. К счастью, существуют налоговые льготы для снижения затрат на строительство.
- Необходимо разбираться в сложных технологиях: Некоторые технологии, принципы строительства и стандарты сертификации могут быть слишком сложными для понимания обычными домовладельцами., что может привести к путанице и потенциальному принятию проблемных решений.
- Влияние местных условий: Возможно, погода или другие внешние условия могут повлиять на производительность, и что в некоторых домах может даже потребоваться резервная система отопления.