Anvendelse af Passive House-principper i forskellige klimaer

Efterhånden som den internationale Passive House-standard har spredt sig fra Tyskland til alle verdenshjørner, er der uundgåeligt opstået spørgsmål om, hvor godt denne standard gælder for klimaer, der adskiller sig fra Tysklands kølige, tempererede klima. Passive House Institute (PHI) har viet betydelig forskning til dette spørgsmål og foretaget justeringer, når det har været nødvendigt, såsom at tilpasse den klassiske PH-standard for at tage højde for den ekstra efterspørgsel efter affugtning i fugtige klimaer. Mange andre institutioner og organisationer har bidraget med omfattende forskning til design og konstruktion af meget lavenergibygninger til en række klimatyper. I flere lande er der udviklet skræddersyede Passive House-krav som svar på bekymringer om den klimatiske specificitet af de internationale PH-standarder.

Uanset disse bekymringer er en forståelse af Passive House-principper, som er solidt forankret i bygningsfysik, afgørende for konstruktion eller renovering af højtydende bygninger. Faktisk, efterhånden som PH-tilgangen har spredt sig globalt, har den transformeret samtalen om, hvad der er muligt at opnå med en højtydende skal. De Passive House-bygninger, der er konstrueret i forskellige klimatyper—især dem, der er blevet overvåget, og hvis resultater er blevet offentliggjort—giver uomtvistelig bevis for denne tilnærmelses succes. Når det er sagt, kan næsten ethvert PH-projekt—især dem designet af nybegyndere inden for PH—betragtes i en vis udstrækning som et bygningsvidenskabeligt eksperiment, og praktikere med den mest erfaring i et givet klima tilbyder værdifulde indsigter til nye designere.

Middelhavsklimatløsninger

Micheel Wassouf, en certificeret PH-designer fra Barcelona, Spanien, præsenterede overvågningsresultater fra to PH-boliger i sin region på den internationale PH-konference i 2015 for at adressere tvivl om egnetheden af Passive House til den middelhavs-sommer. Et projekt var en renovering af et lille rækkehus, der oprindeligt blev bygget i 1918 og ligger i det nordlige Barcelona. Renoveringen, planlagt og ledet af arkitekter fra Calderon Folch Sarsanedas, involverede tilføjelse af isolering til vægge, tag og gulvplade samt installation af nye højtydende, lav-emissionsvinduer, herunder et ovenlysvindue med en sydvestlig orientering for at øge vinterens solgevinster. Opvarmningsbehovet faldt dramatisk fra 171 kWh/m²a til blot 17,5 kWh/m²a; bemærkelsesværdigt havde huset ingen aircondition, men opretholdt komfortable temperaturer.

Lignende komfortresultater blev rapporteret af arkitekterne Josep Bunyesc og Silvia Prieto på PHI-konferencen i 2015 baseret på deres overvågning af fem PH-boliger i det nordøstlige Spanien—to i Lleida og tre i Pyrenæerne. De konkluderede, at for både nybyggeri og renoveringer bør Passive House være obligatorisk eller i det mindste den standard, som kunderne kræver for deres komfort, økonomiske fordel og jordens velvære. Som arkitekter, der har anvendt PH-metoden siden 2009 og været vidne til dens imponerende resultater, sagde de, at de ville finde det moralsk umuligt at vende tilbage til andre designmetoder.

Tilpasning til Blandede Fugtige Klimaer

Adam Cohen, en erfaren PH-designer og bygherre i Virginia, har været i front med at tilpasse Passive House-principper til blandede fugtige klimaer. Han har opnået mange PH-første i USA, herunder design og konstruktion af en stor samlingsbygning med et kommercielt køkken inden for den termiske kappe og, mere for nylig, en tandklinik.

Ifølge Cohen er den mest afgørende overvejelse i disse klimaer at begrænse direkte solindfald, især i overgangssæsonerne, hvor overophedning kan blive et betydeligt problem. En energigenvindingsventilator (ERV) til at reducere fugt, der trænger ind i bygningen, er essentiel, ligesom installation af en for-køle- og for-affugtningssløjfe på ERV'en for at sænke den indkommende latente og sensible belastning. Endelig har bygningens beboere brug for uddannelse om håndtering af indendørs varmegevinster i de varmeste måneder ved at aktivere ikke-automatiserede skyggeanlæg og muligvis begrænse langvarig madlavning eller stikbelastninger, da Passive House-bygninger bevarer varme, og natkøling i fugtige klimaer ofte ikke er praktisk.

Mildere Klimaforhold

I mildere klimaforhold, hvor belastningen fra rumklima kan minimeres gennem en Passivhus-omslutning, opstår der forskellige udfordringer. Kombinationen af ventilations- og rumklima distributionssystemer kan skabe pladsbesparende fordele. Men da rumklima typisk kræver højere luftstrømme end ventilation, præsenterer denne strategi iboende udfordringer.

One Sky Homes, et design-/byggefirma i Californien, har eksperimenteret med innovative løsninger. I deres retrofitting af huset i Sunnyvale installerede de både en varmegenvindingsventilator (HRV) og en mini-split varmepumpe, som sammen leverer frisk luft og klimatiseret luft til fællesområder. I stedet for at kanalisere nogen af apparaterne fungerer gangene som forsyningsplenum til at transportere luft til soveværelserne. Kontinuerligt driftende lavvolumen udsugningsventilatorer med effektive elektronisk kommuterede motorer (ECM'er) hjælper med at trække den friske, klimatiserede luft ind i soveværelserne. Overvågning af indendørs luftkvalitet og energiforbrug har bekræftet denne strategis effektivitet.

Fugtighedshåndtering i Regnfulde Områder

I regnfulde områder, såsom den nordvestlige stillehavskyst i USA, bliver håndtering af bulkvand et kritisk problem for alle bygninger, herunder Passive Houses. En ventileret regnskærm, der giver en kanal, hvor bulkfugt kan dræne eller fordampe, placeret lige inden for den udvendige beklædning, fungerer som en nøgledetalje i disse områder. Passive House-praktikere er blevet dygtige til at kombinere denne funktion med den nødvendige udvendige isolering.

En almindelig udvendig vægkonstruktion i disse regioner inkluderer, fra udvendig til indvendig, udvendig beklædning, et ventileret regnskærmsrum skabt af lægter, der holder en vejrbestandig barriere på plads over den udvendige isolering, og endelig stålrammen. Nogle bygherrer har anvendt voksimpregneret udvendig beklædning, da det kan fungere både som en vejrbestandig barriere og en luftbarriere, når dens samlinger er grundigt tætnet.

Klimaspecifik Mekanisk Ventilation

Det mekaniske ventilationssystem skal designes med det lokale klima in mente. I koldere klimaer bør varmegenvindings effektiviteten af en HRV være mindst 80 procent, mens den i kølige tempererede klimaer kan falde til 75 procent. Derudover kan det være nødvendigt at bruge en ERV i koldere klimaer for at opretholde acceptable indendørs fugtighedsniveauer om vinteren, da den friske udendørs luft typisk har meget lav fugtighed.

I meget milde klimaer, hvor vinduer kan forblive åbne næsten året rundt, opstår der nogle gange spørgsmål om nødvendigheden af mekanisk ventilation. En nylig undersøgelse i områder af New Zealand med milde klimaer undersøgte dette spørgsmål i 15 huse på tværs af tre klimazoner. Disse bygninger blev testet for tætheden og indendørs forureningsniveauer. Resultaterne afslørede, at selv meget utætte hjem ikke garanterede god indendørs luftkvalitet, da forureningsniveauerne i høj grad afhænger af de daglige vindforhold. Denne undersøgelse bekræfter, hvad mange andre har observeret: tilfældige lækager i en bygnings skal giver ingen garanti for sund indendørs luftkvalitet.

Overvejelser om Indendørs Luftkvalitet

I alle klimaer skal indendørs luftkvalitet aktivt adresseres. Selv med konstant mekanisk ventilation, der bringer frisk luft ind i en Passivhus-struktur, kan alle bekymringer om indendørs luftkvalitet ikke nødvendigvis løses. I tætsluttende hjem bliver det stadig vigtigere at bruge mindre giftige byggematerialer, især for materialer med den største indendørs overfladeareal, såsom gulve i hele boligen.

Når der anvendes konstrueret træ, bør man overveje produkter, der enten er lave i formaldehyd eller formaldehydfrie til både gulve og skabe. California Air Resources Board (CARB) opretholder en liste over overensstemmende træprodukter; forskning har vist, at valg af disse produkter kan reducere indendørs formaldehydniveauer med mere end 40 procent.

Køkkenventilation præsenterer særlige udfordringer i Passivhus-boliger. Mens PH-tilgangen antager udtræk af luft fra køkkenområdet, specificerer den ikke nødvendigvis en emhætte. Forskning indikerer dog, at denne tilgang kan føre til dårlig indendørs luftkvalitet, afhængigt af designet af det mekaniske system og om kogepladen er gasdrevet, elektrisk eller induktion.

For optimal udtrækning af madlavningsrelaterede forurenende stoffer—både forbrændingsprodukter og partikler samt kemikalier genereret under enhver madlavningsproces—er en emhætte centreret over komfuret, der dækker alle brændere og giver 100 til 200 kubikfod (2,83–5,66 m³) pr. minut af målrettet ventilation, rådgivende. Flade emhætter er mindre effektive til at opfange forureningsskyer sammenlignet med mere konisk formede designs. At bestille ventilationssystemer efter installation og udføre regelmæssig vedligeholdelse er kritisk for at sikre korrekt funktion, og beboerne har ofte brug for uddannelse om systemets drift.

Uanset klimatype findes der nu eksempler verden over, der demonstrerer vellykket implementering af Passivhus-principper. Den globale adoption af disse principper fortsætter med at vokse, hvilket beviser, at med korrekt tilpasning og forståelse af lokale forhold kan Passivhus-design levere enestående komfort, sundhedsmæssige fordele og energieffektivitet i næsten ethvert klima på Jorden.