معايير البيت السلبي المتطورة: التكيف مع المناخ والسياق

معايير البيت السلبي (PH) قد تطورت بشكل كبير منذ نشأتها من قبل معهد البيت السلبي (PHI) في دارمشتات، ألمانيا. ما بدأ كنموذج واحد واضح قد توسع ليصبح مجموعة متنوعة من فئات الأداء المصممة لتناسب مناخات وأنواع مباني ومصادر طاقة مختلفة. تعكس هذه التطورات التعقيد المتزايد والطموح في تصميم المباني ذات الطاقة المنخفضة، مع الحفاظ على الأهداف الأساسية للهواء المضغوط، والراحة الحرارية، وكفاءة الطاقة.

من الكلاسيكي إلى البلس والبريميوم

ركز معيار البيت السلبي الأصلي—الذي يُشار إليه الآن بمعيار "الكلاسيكي" PH—على عدد قليل من المقاييس الأساسية: الطلب على التدفئة والتبريد، والهواء المضغوط، واستهلاك الطاقة الأولية الكلي. وضعت هذه المعايير معايير المباني عالية الأداء:

• حمل التدفئة أو التبريد ≤ 10 W/m²، أو
• الطلب السنوي على التدفئة أو التبريد ≤ 15 kWh/m²
• الهواء المضغوط ≤ 0.6 ACH50
• الطلب على الطاقة الأولية المتجددة (PER) ≤ 60 kWh/m²/year

مع نضوج فهمنا لأنظمة الطاقة وزيادة إمكانية الوصول إلى الطاقة المتجددة، قدمت PHI تصنيفين جديدين:

• PH Plus: الطلب على PER ≤ 45 kWh/m²/year، و ≥ 60 kWh/m²/year من التوليد المتجدد في الموقع
• PH Premium: الطلب على PER ≤ 30 kWh/m²/year، و ≥ 120 kWh/m²/year من التوليد المتجدد في الموقع

تشجع هذه الفئات الجديدة المباني على أن تصبح ليست فقط فعالة في استخدام الطاقة، ولكن أيضًا منتجة للطاقة—موجهة الطريق نحو أداء صافي صفر حقيقي.

EnerPHit: معايير لمشاريع التحديث

يتطلب تحديث المباني القائمة إلى مستويات Passive House تحديات فريدة - خاصة في جعل الهياكل القديمة محكمة الإغلاق وخالية من الجسور الحرارية. لمعالجة ذلك، طورت PHI معيار EnerPHit، مع مسارين للامتثال:

1. طريقة المكونات: استخدام مكونات معتمدة من PHI مصممة لمناطق مناخية محددة (سبعة في المجموع، من القطب الشمالي إلى الحار جداً).
2. طريقة قائمة على الطلب: تلبية متطلبات استخدام الطاقة والهواء المحكم مماثلة للمعيار الكلاسيكي، ولكن معدلة للظروف الحالية (على سبيل المثال، الطلب على التدفئة بين 15–35 kWh/m²/year والهواء المحكم ≤ 1.0 ACH50).

تشمل التفاصيل المحددة للمناخ حدود اكتساب الطاقة الشمسية (على سبيل المثال، 100 kWh/m² من مساحة النوافذ في المناخات الباردة) ومتطلبات لون السطح للمباني في المناطق الحارة، حيث غالباً ما يتم فرض طلاءات "باردة" عاكسة.

PHIUS: نهج إقليمي لأمريكا الشمالية

عبر المحيط الأطلسي، طورت معهد Passive House الأمريكي (PHIUS) نهجها الخاص. بعد الاستنتاج أن معيار عالمي واحد لا يعمل لجميع المناخات، أنشأت PHIUS أهداف أداء محددة للمناخ ومُحسّنة من حيث التكلفة باستخدام BEOPT (أداة من وزارة الطاقة الأمريكية). تشمل هذه الأهداف - التي تغطي حوالي 1,000 موقع في أمريكا الشمالية -:

• الأحمال السنوية والذروة للتدفئة/التبريد
• محاكاة أداء الرطوبة باستخدام WUFI Passive
• هواء محكم صارم: ≤ 0.08 CFM75/ft² من مساحة الغلاف

تخضع جميع مشاريع PHIUS+ المعتمدة أيضاً لضمان الجودة من طرف ثالث، مما يضمن التحقق من الأداء أثناء البناء.

التكيفات في السويد وما بعدها

أنشأت دول أخرى معايير مستوحاة من PH خاصة بها. في السويد، طور منتدى المباني ذات الكفاءة الطاقية (FEBY) معايير محددة حسب المنطقة. على سبيل المثال:

• تتماشى جنوب السويد بشكل وثيق مع مواصفات PHI.
• يسمح شمال السويد بأحمال تسخين أعلى (حتى 14 واط/م²) ومعدلات تبادل هواء تتوافق مع القوانين المحلية، مما يضمن عدم إرهاق أنظمة التهوية.

في المناخات القاسية، يجب على المصممين التكيف بشكل أكبر. يبرز عمل المهندس المعماري توماس غرايندل، الذي يقع جنوب الدائرة القطبية الشمالية—باستخدام عزل غير نفطي وطلاب مهنيين للعمل—كيف يمكن أن تجعل التكيفات المحلية والتدريب العملي من منزل الطاقة السلبية متاحًا وصديقًا للبيئة.

الدروس العالمية والقرارات المحلية

من معيار Minergie-P في سويسرا إلى المواصفات المعدلة حسب المناخ لـ PHIUS، تُظهر تطورات شهادات منزل الطاقة السلبية أن نموذج "مقاس واحد يناسب الجميع" ليس دائمًا قابلاً للتطبيق. غالبًا ما يعتمد أفضل معيار لمشروع ما على:

• المناخ المحلي وسياق الطاقة
• طرق ومواد البناء
• أهداف الأداء وقيم العميل

بينما يتمتع إطار عمل PHI بأطول سجل حافل وأوسع اعتماد دولي، تعكس تنوع المعايير المتزايد هدفًا مشتركًا: تقليل استهلاك الطاقة بشكل كبير مع تقديم مبانٍ مريحة ومرنة ومستعدة للمستقبل.

سواء كنت تقوم بتجديد بونغالو من الخمسينيات أو تصميم كتلة شقق متطورة، توفر معايير منزل الطاقة السلبية المتطورة خارطة طريق نحو التميز المستدام—قابلة للتكيف، مدفوعة بالعلم، وذات صلة عالمية.