Beiting Passive House meginreglur í mismunandi loftslagi

Eftir því sem alþjóðlega Passive House staðallinn hefur breiðst út frá Þýskalandi til allra hornanna í heiminum, hafa spurningar óhjákvæmilega komið upp um hversu vel þessi staðall á við um loftslagsaðstæður sem eru frábrugðnar köldu, hófsama loftslagi Þýskalands. Passive House Institute (PHI) hefur lagt mikla rannsókn á þessa spurningu og gert aðlaganir þegar nauðsyn krefur, svo sem aðlögun klassíska PH staðalsins til að taka tillit til aukinnar eftirspurnar eftir afþurrkun í rakaskemmdum loftslögum. Margir aðrir stofnanir og samtök hafa lagt fram umfangsmiklar rannsóknir á hönnun og byggingu mjög láglegrar orkuhúsa fyrir fjölbreytt loftslagsgerðir. Í nokkrum löndum hafa sérsniðnar Passive House kröfur verið þróaðar í svar við áhyggjum um loftslagspecifík alþjóðlegra PH staðla.

Óháð þessum áhyggjum er skilningur á Passive House meginreglunum, sem eru rótgrónar í byggingaflæði, nauðsynlegur fyrir byggingu eða endurbætur á háframmistöðu byggingum. Reyndar, eftir því sem PH aðferðin hefur breiðst út um heiminn, hefur hún umbreytt umræðunni um hvað er mögulegt að ná með háframmistöðuhúsi. Passive House byggingarnar sem byggðar hafa verið í fjölbreyttum loftslagsgerðum—sérstaklega þær sem hafa verið fylgst með og niðurstöður þeirra hafa verið birtar—veita óumdeilanlegar sannanir fyrir árangri þessarar aðferðar. Þó, næstum hvaða PH verkefni—sérstaklega þau sem eru hönnuð af nýliðum í PH—má líta á að einhverju leyti sem tilraun í byggingavísindum, og fagmenn með mestan reynslu í tilteknu loftslagi bjóða dýrmæt innsýn fyrir nýja hönnuði.

Miðjarðarhafsloftslag Lausnir

Micheel Wassouf, vottuð PH hönnuður frá Barcelona, Spáni, kynnti mælingar úr tveimur PH íbúðum í sínu svæði á 2015 Alþjóðlegu PH ráðstefnunni til að takast á við efasemdir um hæfi Passive House fyrir Miðjarðarhafssumarið. Annar verkefnið var endurbætur á litlu raðhúsi sem var upphaflega byggt árið 1918 og staðsett í norðurhluta Barcelona. Endurbætur, sem voru skipulagðar og leiddar af arkitektum frá Calderon Folch Sarsanedas, fólust í því að bæta einangrun á veggi, þak og gólfplötu, og setja inn ný háþróuð, lága útgeislunar glugga, þar á meðal glugga með suðvestur stefnu til að auka sólarorku á veturna. Hitaskipti minnkaði verulega frá 171 kWh/m²a niður í aðeins 17.5 kWh/m²a; merkilegt er að húsið hafði enga loftkælingu en hélt samt þægilegum hitastigi.

Svipuð þægindaniðurstöður voru kynntar af arkitektunum Josep Bunyesc og Silvia Prieto á 2015 PHI ráðstefnunni byggt á mælingum þeirra á fimm PH íbúðum í norðaustur Spáni—tvær í Lleida og þrjár í Pyreneafjöllum. Þeir drógu þá ályktun að fyrir bæði nýbyggingar og endurbætur ætti Passive House að vera skylt eða að minnsta kosti staðallinn sem viðskiptavinir krafist fyrir þægindi sín, efnahagslegan ávinning og velferð jarðarinnar. Sem arkitektar sem hafa notað PH aðferðina síðan 2009 og orðið vitni að áhrifamiklum niðurstöðum hennar, sögðu þeir að þeir myndu telja það siðferðislega ómögulegt að snúa aftur að öðrum hönnunarleiðum.

Aðlögun að blönduðum rakaskilyrðum

Adam Cohen, reyndur PH hönnuður og smiður í Virginia, hefur verið í fararbroddi við að aðlaga Passive House prinsippin að blönduðum rakaskilyrðum. Hann hefur náð mörgum PH fyrstu í Bandaríkjunum, þar á meðal hönnun og byggingu stórs safnbyggingar með atvinnukök í hitaskiptinu og, nýlega, tannlæknastofu.

Samkvæmt Cohen er mikilvægasta atriðið í þessum skilyrðum að takmarka beina sólarorku, sérstaklega á tímabilum þegar ofhitnun getur orðið verulegt vandamál. Orkuendurnýjunarviftu (ERV) til að draga úr raka sem fer inn í bygginguna er nauðsynleg, eins og að setja upp for-kæli og for-raka hringrás á ERV til að lækka innkomandi leyndar- og skynjanlegan álag. Að lokum þurfa íbúar byggingarinnar fræðslu um að stjórna innri hitauppstreymi á heitustu mánuðunum með því að virkja óautomatiska skuggasystem og hugsanlega takmarka langvarandi matreiðslu eða rafmagnsálag, þar sem Passive House byggingar halda hita og næturkæling í rakaskilyrðum er oft ekki raunhæf.

Mildari loftslagsáhrif

Í mildari loftslagi, þar sem hægt er að draga úr rýmiþörfum með Passive House umgjörð, koma fram mismunandi áskoranir. Sambland loftræstingar og rýmiþjónustukerfa getur skapað plásssparingarkostir. Hins vegar, þar sem rýmiþjónusta krefst venjulega hærri loftflæðis en loftræsting, er þessi aðferð meðfylgjandi áskorunum.

One Sky Homes, hönnunar- og byggingarfyrirtæki í Kaliforníu, hefur prófað nýstárlegar lausnir. Í endurbótum þeirra á húsinu í Sunnyvale settu þeir upp bæði hitaskipti (HRV) og mini-split hitapumpu sem saman veita ferskt loft og skilyrt loft til sameiginlegra svæða. Í stað þess að nota rör fyrir annað hvort tækið, virka gangarnir sem framboðsplön til að flytja loft til svefnherbergja. Stöðugt starfandi lágtúttur loftræstiviftur með skilvirkum rafmagns-stýrðum mótorum (ECMs) hjálpa til við að draga ferska, skilyrta loftið inn í svefnherbergin. Vöktun á inniloftgæðum og orkunotkun hefur staðfest árangur þessarar aðferðar.

Raka Stjórn í Rigningarsvæðum

Í rigningarsvæðum, svo sem í Kyrrahafsnorðvesturhluta Bandaríkjanna, verður stjórnun á vatni mikilvægur þáttur fyrir öll byggingar, þar á meðal Passive Houses. Vönduð rigningarskjár, sem veitir rás þar sem raka getur runnið eða gufað upp, staðsett rétt inn við ytra klæðningu, þjónar sem lykilatriði í þessum svæðum. Passive House sérfræðingar hafa orðið færir í að sameina þessa eiginleika við nauðsynlegar ytri einangrun.

Algeng uppsetning á ytri vegg í þessum svæðum felur í sér, frá úti til inni, ytra klæðningu, rými fyrir vönduð rigningarskjár sem er skapað af plötum sem halda á sínum stað veðurþolnu hindrun yfir ytri einangrun, og að lokum stálvegginn. Sumir byggingameistarar hafa notað vax-innsiglaða ytri plötur, þar sem þær geta virkað bæði sem veðurþolnu hindrun og loft hindrun þegar samskeytin eru vel innsigluð.

Loftun sem er sérsniðin að veðri

Loftunarkerfið þarf að vera hannað með staðbundnu veðri í huga. Í kaldari veðrum ætti hitaskiptiárangur HRV að vera að minnsta kosti 80 prósent, en í köldum temprað veðrum getur lágmarkseiningin fallið niður í 75 prósent. Að auki getur verið nauðsynlegt að nota ERV í kaldari veðrum til að viðhalda ásættanlegum innanhúss raka á veturna, þar sem ferskt utandyra loft hefur venjulega mjög lágan raka.

Í mjög mildum veðrum, þar sem gluggar geta verið opnir næstum allt árið, koma stundum upp spurningar um nauðsyn loftunar. Nýleg rannsókn í svæðum Nýja Sjálands með mildum veðrum skoðaði þessa spurningu í 15 húsum í þremur veðursvæðum. Þessar byggingar voru prófaðar fyrir loftþéttni og innanhúss mengunarefnum. Niðurstöðurnar sýndu að jafnvel mjög lek hús gáfu ekki tryggingu fyrir góðu innanhúss loftgæði, þar sem magn mengunarefna var verulega háð daglegum vindaskilyrðum. Þessi rannsókn staðfestir það sem margir aðrir hafa tekið eftir: handahófskennd lek í byggingarvegg gefur enga tryggingu fyrir heilbrigðu innanhúss loftgæði.

Innanhússloftgæði

Í öllum loftslögum þarf að taka virkan þátt í innanhússloftgæðum. Þó að stöðug vélræna loftræstingin sé að koma fersku lofti inn í Passive House byggingu, eru ekki öll innanhússloftgæðavandamál leyst. Í loftþéttum heimilum verður að nota minna eitraðar byggingarefni, sérstaklega fyrir efni með stærsta innanhússflötinn, eins og gólfefni um allt heimilið.

Þegar þú notar verkfræðilega timbur, íhugaðu vörur sem eru annað hvort lágar í formaldehýði eða formaldehýð-fríar fyrir bæði gólfefni og skápa. Kaliforníufyrirtækið Air Resources Board (CARB) heldur uppi lista yfir samhæfðar timburvörur; rannsóknir hafa sýnt að val á þessum vörum getur dregið úr innanhúss formaldehýðstigi um meira en 40 prósent.

Loftræsting í eldhúsinu býður upp á sérstakar áskoranir í Passive House heimilum. Þó að PH nálgunin geri ráð fyrir að loft sé dregið úr eldhúsinu, tilgreinir hún ekki endilega loftræstihúð. Hins vegar bendir rannsókn á að þessi nálgun geti leitt til slæmra innanhússloftgæða, allt eftir hönnun vélræna kerfisins og hvort eldavélin sé gasknúin, rafmagns eða innkveikja.

Til að ná sem bestum útdrætti á mengandi efnum tengdum matreiðslu—bæði brennsluafurðum og agnum og efnum sem myndast við hvaða matreiðsluferli sem er—er ráðlagt að hafa loftræstihúð miðlæga yfir eldavélinni, sem nær yfir allar eldavélar, og veitir 100 til 200 rúmfætur (2.83–5.66 m³) á mínútu af markvissri loftræstingu. Flatar loftræstihúðir eru minna árangursríkar við að fanga mengunarpúða miðað við meira keilulaga hönnun. Að koma loftræstikerfum í gang eftir uppsetningu og framkvæma reglulegt viðhald er mikilvægt til að tryggja rétta virkni, og íbúar þurfa oft fræðslu um rekstur kerfisins.

Óháð loftslagi eru nú til dæmi um árangursríka framkvæmd Passive House meginreglna um allan heim. Alheims aðlögun þessara meginreglna heldur áfram að vaxa, sem sanna að með réttri aðlögun og skilningi á staðbundnum aðstæðum getur Passive House hönnun veitt óvenjulegt þægindi, heilsufarslegan ávinning og orkunýtingu í næstum hvaða loftslagi sem er á jörðinni.