W miarę jak międzynarodowy standard Domu Pasywnego rozprzestrzenił się z Niemiec na wszystkie zakątki świata, nieuchronnie pojawiły się pytania dotyczące tego, jak dobrze ten standard odnosi się do klimatów różniących się od niemieckiego chłodnego, umiarkowanego. Instytut Domu Pasywnego (PHI) poświęcił znaczną część badań temu zagadnieniu i w razie potrzeby wprowadził dostosowania, takie jak adaptacja klasycznego standardu PH w celu uwzględnienia dodatkowego zapotrzebowania na osuszanie w wilgotnych klimatach. Wiele innych instytucji i organizacji przyczyniło się do obszernej analizy projektowania i budowy bardzo niskoenergetycznych budynków dla różnych typów klimatu. W kilku krajach opracowano dostosowane wymagania Domu Pasywnego w odpowiedzi na obawy dotyczące specyfiki klimatycznej międzynarodowych standardów PH.

Niezależnie od tych obaw, zrozumienie zasad Domu Pasywnego, które są solidnie osadzone w fizyce budowli, jest kluczowe dla budowy lub modernizacji budynków o wysokiej wydajności. Rzeczywiście, w miarę jak podejście PH rozprzestrzeniło się na całym świecie, zmieniło rozmowę na temat tego, co można osiągnąć dzięki wysokowydajnej powłoce. Budynki Domu Pasywnego zbudowane w różnych typach klimatu—szczególnie te, które były monitorowane i których wyniki zostały opublikowane—dostarczają niepodważalnych dowodów na sukces tego podejścia. Niemniej jednak, prawie każdy projekt PH—szczególnie te zaprojektowane przez nowicjuszy w dziedzinie PH—można w pewnym stopniu traktować jako eksperyment w nauce o budownictwie, a praktycy z największym doświadczeniem w danym klimacie oferują cenne spostrzeżenia dla nowych projektantów.

Rozwiązania Klimatu Śródziemnomorskiego

Micheel Wassouf, certyfikowany projektant PH z Barcelony w Hiszpanii, zaprezentował wyniki monitorowania dwóch domów PH w swoim regionie na Międzynarodowej Konferencji PH w 2015 roku, aby rozwiać wątpliwości dotyczące odpowiedniości Domu Pasywnego na letnie miesiące w regionie śródziemnomorskim. Jeden z projektów dotyczył modernizacji małego domu szeregowego, pierwotnie zbudowanego w 1918 roku, położonego w północnej Barcelonie. Modernizacja, zaplanowana i prowadzona przez architektów z Calderon Folch Sarsanedas, obejmowała dodanie izolacji do ścian, dachu i płyty podłogowej, a także zainstalowanie nowych okien o wysokiej wydajności i niskiej emisji, w tym świetlika z orientacją południowo-zachodnią, aby zwiększyć zyski słoneczne zimą. Zapotrzebowanie na ogrzewanie spadło dramatycznie z 171 kWh/m²a do zaledwie 17,5 kWh/m²a; co niezwykłe, dom nie miał klimatyzacji, a mimo to utrzymywał komfortowe temperatury.

Podobne wyniki komfortu zgłosili architekci Josep Bunyesc i Silvia Prieto na konferencji PHI w 2015 roku, opierając się na swoim monitorowaniu pięciu domów PH w północno-wschodniej Hiszpanii — dwóch w Lleida i trzech w Pirenejach. Doszli do wniosku, że zarówno w przypadku nowych budynków, jak i modernizacji, Dom Pasywny powinien być obowiązkowy lub przynajmniej standardem, którego klienci oczekują dla swojego komfortu, korzyści ekonomicznych i dobrostanu Ziemi. Jako architekci, którzy stosują metodę PH od 2009 roku i byli świadkami jej imponujących wyników, stwierdzili, że uznaliby za moralnie niemożliwe powrócenie do innych podejść projektowych.

Dostosowanie do Mieszanych Klimatów Wilgotnych

Adam Cohen, doświadczony projektant i budowniczy PH w Wirginii, stoi na czołowej pozycji w dostosowywaniu zasad Passive House do mieszanych klimatów wilgotnych. Osiągnął wiele pierwszych w historii PH w Stanach Zjednoczonych, w tym projekt i budowę dużego budynku wielofunkcyjnego z komercyjną kuchnią wewnątrz termicznej powłoki oraz, bardziej niedawno, kliniki dentystycznej.

Według Cohena, najważniejszym czynnikiem w tych klimatach jest ograniczenie bezpośredniego zysku słonecznego, szczególnie w okresach przejściowych, kiedy przegrzewanie może stać się poważnym problemem. Niezbędny jest wentylator z odzyskiem energii (ERV), aby zredukować wilgoć wchodzącą do budynku, a także zainstalowanie obiegu wstępnego chłodzenia i wstępnego osuszania na ERV, aby obniżyć nadchodzące obciążenie latentne i rzeczywiste. Wreszcie, mieszkańcy budynku potrzebują edukacji na temat zarządzania wewnętrznymi zyskami ciepła w najgorętszych miesiącach poprzez aktywację systemów zaciemniania, które nie są zautomatyzowane, a także ewentualne ograniczenie długotrwałego gotowania lub obciążeń elektrycznych, ponieważ budynki Passive House zatrzymują ciepło, a nocne chłodzenie w wilgotnych klimatach często nie jest praktyczne.

Rozważania dotyczące łagodniejszego klimatu

W łagodniejszych klimatach, gdzie obciążenia związane z klimatyzacją mogą być minimalizowane dzięki zastosowaniu powłoki Passive House, pojawiają się różne wyzwania. Łączenie systemów wentylacji i dystrybucji klimatyzacji może stworzyć zalety oszczędzające miejsce. Jednakże, ponieważ klimatyzacja zazwyczaj wymaga wyższych przepływów powietrza niż wentylacja, ta strategia stawia przed sobą wrodzone wyzwania.

One Sky Homes, kalifornijska firma zajmująca się projektowaniem i budową, eksperymentowała z innowacyjnymi rozwiązaniami. W ich modernizacji domu w Sunnyvale zainstalowali zarówno wentylator z odzyskiem ciepła (HRV), jak i mini-split pompę ciepła, które razem dostarczają świeże i schłodzone powietrze do wspólnych obszarów. Zamiast prowadzić kanały do któregoś z urządzeń, korytarze pełnią funkcję plenum dostawczego, transportując powietrze do sypialni. Ciągłe działanie wentylatorów wyciągowych o niskiej objętości z wydajnymi silnikami elektronicznie komutowanymi (ECM) pomaga wciągać świeże, schłodzone powietrze do sypialni. Monitorowanie jakości powietrza wewnętrznego i zużycia energii potwierdziło skuteczność tej strategii.

Zarządzanie wilgocią w deszczowych regionach

W deszczowych obszarach, takich jak północno-zachodnia część Stanów Zjednoczonych, zarządzanie wodą gruntową staje się kluczowym zagadnieniem dla wszystkich budynków, w tym Domów Pasywnych. Wentylowana osłona deszczowa, która zapewnia kanał, w którym nadmiar wilgoci może odpływać lub parować, umieszczona tuż za zewnętrzną okładziną, stanowi kluczowy detal w tych obszarach. Praktycy Domów Pasywnych stali się biegli w łączeniu tej cechy z wymaganą izolacją zewnętrzną.

Typowy układ ściany zewnętrznej w tych regionach obejmuje, od zewnątrz do wewnątrz, okładzinę zewnętrzną, wentylowaną szczelinę osłony deszczowej utworzoną przez listwy, które utrzymują na miejscu barierę odporną na warunki atmosferyczne nad izolacją zewnętrzną, a na końcu ścianę szkieletową. Niektórzy budowniczowie używali zewnętrznego pokrycia nasączonego woskiem, ponieważ może ono pełnić funkcję zarówno bariery odpornej na warunki atmosferyczne, jak i bariery powietrznej, gdy jego połączenia są dokładnie uszczelnione.

Mechaniczna wentylacja dostosowana do klimatu

System wentylacji mechanicznej musi być zaprojektowany z uwzględnieniem lokalnego klimatu. W chłodniejszych klimatach, efektywność odzysku ciepła w HRV powinna wynosić co najmniej 80 procent, podczas gdy w chłodnych klimatach umiarkowanych minimalna efektywność może spaść do 75 procent. Dodatkowo, w chłodniejszych klimatach może być konieczne użycie ERV, aby utrzymać akceptowalny poziom wilgotności wewnętrznej w zimie, ponieważ świeże powietrze zewnętrzne zazwyczaj ma bardzo niską wilgotność.

W bardzo łagodnych klimatach, gdzie okna mogą być otwarte przez niemal cały rok, czasami pojawiają się pytania o konieczność wentylacji mechanicznej. Niedawne badanie w obszarach Nowej Zelandii o łagodnym klimacie zbadało to zagadnienie w 15 domach w trzech strefach klimatycznych. Budynki te były testowane pod kątem szczelności i poziomów zanieczyszczeń wewnętrznych. Wyniki ujawniły, że nawet bardzo nieszczelne domy nie gwarantowały dobrej jakości powietrza wewnętrznego, ponieważ poziomy zanieczyszczeń w dużym stopniu zależały od codziennych warunków wiatrowych. To badanie potwierdza to, co zaobserwowało wiele innych: przypadkowe nieszczelności w obudowie budynku nie zapewniają zdrowej jakości powietrza wewnętrznego.

Rozważania dotyczące jakości powietrza wewnętrznego

W każdym klimacie jakość powietrza wewnętrznego musi być aktywnie monitorowana. Nawet przy stałej wentylacji mechanicznej wprowadzającej świeże powietrze do budynku typu Passive House, nie wszystkie problemy związane z jakością powietrza wewnętrznego mogą być rozwiązane. W szczelnych domach coraz ważniejsze staje się stosowanie mniej toksycznych materiałów budowlanych, szczególnie dla materiałów o największej powierzchni wewnętrznej, takich jak podłogi w całym domu.

Przy użyciu drewna inżynieryjnego, należy rozważyć produkty, które są niskofomaldehydowe lub wolne od formaldehydu zarówno dla podłóg, jak i szafek. Kalifornijska Rada Zasobów Powietrznych (CARB) prowadzi listę zgodnych produktów drewnianych; badania wykazały, że wybór tych produktów może obniżyć poziom formaldehydu w pomieszczeniach o ponad 40 procent.

Wentylacja kuchni stawia szczególne wyzwania w domach typu Passive House. Chociaż podejście PH zakłada usuwanie powietrza z obszaru kuchennego, nie określa koniecznie użycia okapu. Jednak badania wskazują, że takie podejście może prowadzić do złej jakości powietrza wewnętrznego, w zależności od projektu systemu mechanicznego oraz tego, czy płyta grzewcza jest zasilana gazem, elektrycznością czy indukcją.

Aby optymalnie usunąć zanieczyszczenia związane z gotowaniem—zarówno produkty uboczne spalania, jak i cząstki oraz chemikalia generowane podczas jakiegokolwiek procesu gotowania—zaleca się stosowanie okapu umieszczonego nad kuchenką, obejmującego wszystkie palniki i zapewniającego 100 do 200 stóp sześciennych (2.83–5.66 m³) wentylacji na minutę. Okapy o płaskim dnie są mniej skuteczne w wychwytywaniu chmur zanieczyszczeń w porównaniu do bardziej stożkowatych konstrukcji. Zlecenie systemów wentylacyjnych po instalacji oraz regularne ich konserwowanie są kluczowe dla zapewnienia prawidłowego działania, a mieszkańcy często potrzebują edukacji na temat obsługi systemu.

---

Bez względu na typ klimatu, istnieją już na całym świecie przykłady udanej implementacji zasad Passive House. Globalne przyjęcie tych zasad nadal rośnie, udowadniając, że przy odpowiedniej adaptacji i zrozumieniu lokalnych warunków, projektowanie Passive House może zapewnić wyjątkowy komfort, korzyści zdrowotne i efektywność energetyczną w praktycznie każdym klimacie na Ziemi.