Aplicarea principiilor Casei Pasive în diferite climate

Pe măsură ce standardul internațional Passive House s-a răspândit din Germania în toate colțurile lumii, întrebările au apărut inevitabil cu privire la cât de bine se aplică acest standard în climaturi care diferă de cea rece și temperată a Germaniei. Institutul Passive House (PHI) a dedicat o cercetare semnificativă acestei întrebări și a făcut ajustări atunci când a fost necesar, cum ar fi adaptarea standardului clasic PH pentru a ține cont de cererea suplimentară de dehumidificare în climaturi umede. Multe alte instituții și organizații au contribuit cu cercetări extinse la proiectarea și construcția clădirilor cu consum foarte scăzut de energie pentru o gamă de tipuri de climă. În mai multe țări, au fost dezvoltate cerințe Passive House personalizate ca răspuns la îngrijorările legate de specificitatea climatică a standardelor internaționale PH.

Indiferent de aceste îngrijorări, o înțelegere a principiilor Passive House, care sunt bine înrădăcinate în fizica construcțiilor, este esențială pentru construcția sau modernizarea clădirilor cu performanțe ridicate. De fapt, pe măsură ce abordarea PH s-a răspândit la nivel global, a transformat conversația despre ceea ce este posibil de realizat cu o fațadă de înaltă performanță. Clădirile Passive House construite în diverse tipuri de climă—în special cele care au fost monitorizate și ale căror rezultate au fost publicate—oferă dovezi irefutabile ale succesului acestei abordări. Ceea ce este spus, aproape orice proiect PH—în special cele concepute de practicieni PH novice—poate fi văzut într-o anumită măsură ca un experiment științific în construcții, iar practicienii cu cea mai multă experiență într-o anumită climă oferă perspective valoroase pentru noii designeri.

Soluții pentru Clima Mediteraneană

Micheel Wassouf, un designer PH certificat din Barcelona, Spania, a prezentat rezultatele monitorizării a două reședințe PH din regiunea sa la Conferința Internațională PH din 2015 pentru a aborda îndoielile cu privire la adecvarea Casei Pasive pentru vara mediteraneană. Unul dintre proiecte a fost o renovare a unei mici case înșiruite, construită inițial în 1918 și situată în nordul Barcelonei. Renovarea, planificată și condusă de arhitecții de la Calderon Folch Sarsanedas, a implicat adăugarea de izolație la pereți, acoperiș și placa de podea, precum și instalarea de feronerie cu performanțe ridicate și emisii scăzute, inclusiv un lucernar cu o orientare sud-vestică pentru a crește câștigurile solare din timpul iernii. Cererea de încălzire a scăzut dramatic de la 171 kWh/m²a la doar 17.5 kWh/m²a; remarcabil, casa nu avea aer condiționat, dar menținea temperaturi confortabile.

Rezultate similare de confort au fost raportate de arhitecții Josep Bunyesc și Silvia Prieto la conferința PHI din 2015, bazându-se pe monitorizarea a cinci reședințe PH din nord-estul Spaniei—două în Lleida și trei în Pirinei. Ei au concluzionat că pentru atât construcțiile noi, cât și renovările, Casa Pasivă ar trebui să fie obligatorie sau, cel puțin, standardul pe care clienții îl cer pentru confortul lor, beneficiul economic și bunăstarea Pământului. Ca arhitecți care au folosit metoda PH din 2009 și au fost martori la rezultatele sale impresionante, ei au declarat că ar considera moral imposibil să revină la alte abordări de design.

Adaptarea la Clime Umide Mixte

Adam Cohen, un designer și constructor experimentat de case pasive în Virginia, se află în fruntea adaptării principiilor Casei Pasive la climele umide mixte. El a realizat multe premiere în domeniul Casei Pasive în Statele Unite, inclusiv proiectarea și construcția unei mari clădiri de asamblare cu o bucătărie comercială în interiorul envelopelor termice și, mai recent, a unei clinici dentare.

Conform lui Cohen, cea mai crucială considerație în aceste clime este limitarea câștigului solar direct, în special în timpul sezonului de tranziție, când supraîncălzirea poate deveni o problemă semnificativă. Un ventilator de recuperare a energiei (ERV) pentru a reduce umiditatea care intră în clădire este esențial, la fel ca instalarea unui circuit de pre-răcire și pre-dezumidificare pe ERV pentru a reduce sarcina latentă și sensibilă care intră. În cele din urmă, ocupanții clădirii au nevoie de educație cu privire la gestionarea câștigurilor de căldură interioară în timpul celor mai calde luni, activând sistemele de umbrire non-automate și, posibil, limitând gătitul prelungit sau sarcinile electrice, deoarece clădirile Casa Pasivă rețin căldura, iar răcirea nocturnă în climele umede nu este adesea practică.

Considerații pentru Clime Milder

În climele mai blânde, unde încărcările de condiționare a spațiului pot fi minimizate printr-o envelopă de tip Passive House, apar provocări diferite. Combinarea sistemelor de ventilație și distribuție a condiționării spațiului poate crea avantaje în economisirea spațiului. Cu toate acestea, deoarece condiționarea spațiului necesită, de obicei, fluxuri de aer mai mari decât ventilația, această strategie prezintă provocări inerente.

One Sky Homes, o companie de design/construcție din California, a experimentat soluții inovatoare. În retrofitul casei lor din Sunnyvale, au instalat atât un ventilator de recuperare a căldurii (HRV), cât și o pompă de căldură mini-split care împreună furnizează aer proaspăt și aer condiționat în zonele comune. În loc să ducteze oricare dintre aparate, coridoarele funcționează ca plenuri de alimentare pentru a transporta aerul către dormitoare. Ventilatoarele de evacuare cu volum scăzut, care funcționează continuu, dotate cu motoare electronice commutate (ECMs) eficiente, ajută la atragerea aerului proaspăt și condiționat în dormitoare. Monitorizarea calității aerului interior și a consumului de energie a confirmat eficiența acestei strategii.

Managementul Umidității în Regiunile Ploioase

În zonele ploioase, cum ar fi regiunea Pacific Northwest din Statele Unite, gestionarea apei în cantitate mare devine o problemă critică pentru toate clădirile, inclusiv pentru Casele Pasive. O plasă de protecție împotriva ploii ventilată, care oferă un canal prin care umiditatea în cantitate mare poate drena sau evapora, poziționată chiar în interiorul siding-ului exterior, servește ca un detaliu cheie în aceste zone. Practicanții Casei Pasive au devenit pricepuți în combinarea acestei caracteristici cu izolația exterioară necesară.

O asamblare comună a pereților exteriori în aceste regiuni include, de la exterior la interior, siding exterior, un gol de plasă de protecție împotriva ploii ventilat creat de bârne care mențin în poziție o barieră rezistentă la intemperii peste izolația exterioară și, în final, peretele cu stâlpi. Unii constructori au folosit placaj exterior impregnat cu ceară, deoarece poate funcționa atât ca o barieră rezistentă la intemperii, cât și ca o barieră de aer atunci când îmbinările sale sunt complet etanșate.

Ventilație Mecanică Specifică Climei

Sistemul de ventilație mecanică trebuie să fie proiectat având în vedere clima locală. În climele mai reci, eficiența de recuperare a căldurii a unui HRV ar trebui să fie de cel puțin 80 la sută, în timp ce în climele temperate răcoroase, eficiența minimă poate scădea la 75 la sută. În plus, utilizarea unui ERV poate fi necesară în climele mai reci pentru a menține niveluri acceptabile de umiditate în interior în timpul iernii, deoarece aerul proaspăt de afară are, de obicei, o umiditate foarte scăzută.

În climele foarte blânde, unde feroneria poate rămâne deschisă aproape tot anul, uneori apar întrebări despre necesitatea ventilației mecanice. Un studiu recent în zone din Noua Zeelandă cu clime blânde a examinat această întrebare în 15 case din trei zone climatice. Aceste clădiri au fost testate pentru etanșeitate și niveluri de contaminanți în interior. Rezultatele au arătat că chiar și casele foarte etanșe nu garantau o calitate bună a aerului interior, deoarece nivelurile de contaminanți depindeau semnificativ de condițiile de vânt zilnice. Acest studiu confirmă ceea ce mulți alții au observat: scurgerile aleatorii dintr-o înveliș de clădire nu oferă nicio garanție a unei calități sănătoase a aerului interior.

Considerații privind calitatea aerului interior

În toate climatizările, calitatea aerului interior trebuie abordată activ. Chiar și cu ventilația mecanică constantă care aduce aer proaspăt într-o structură de tip Passive House, toate problemele legate de calitatea aerului interior s-ar putea să nu fie rezolvate. În casele etanșe, utilizarea materialelor de construcție mai puțin toxice devine din ce în ce mai importantă, în special pentru materialele cu cea mai mare suprafață interioară, cum ar fi pardoseala din întreaga reședință.

Când folosiți lemn prelucrat, luați în considerare produse care sunt fie cu conținut scăzut de formaldehidă, fie fără formaldehidă pentru atât pardoseală, cât și dulapuri. Consiliul pentru Resursele Aerului din California (CARB) menține o listă de produse din lemn conforme; cercetările au arătat că alegerea acestor produse poate reduce nivelurile de formaldehidă din interior cu mai mult de 40 la sută.

Ventilația din bucătărie prezintă provocări particulare în reședințele de tip Passive House. Deși abordarea PH presupune extracția aerului din zona bucătăriei, nu specifică neapărat un hota de bucătărie. Cu toate acestea, cercetările indică faptul că această abordare poate duce la o calitate slabă a aerului interior, în funcție de designul sistemului mecanic și de tipul de plită, fie că este alimentată cu gaz, electrică sau prin inducție.

Pentru o extracție optimă a poluanților legați de gătit—atât produși de combustie, cât și particule și chimicale generate în timpul oricărui proces de gătire—se recomandă o hotă centrată deasupra aragazului, care să acopere toate arzătoarele și să ofere între 100 și 200 de picioare cubice (2.83–5.66 m³) pe minut de ventilație direcționată. Hotele cu fund plat sunt mai puțin eficiente în captarea plămânilor de poluanți comparativ cu cele cu design mai conic. Comisionarea sistemelor de ventilație după instalare și efectuarea de întreținere regulată sunt esențiale pentru asigurarea funcționării corecte, iar ocupanții au adesea nevoie de educație cu privire la operarea sistemului.

Indiferent de tipul de climă, acum există exemple în întreaga lume care demonstrează implementarea cu succes a principiilor Passive House. Adoptarea globală a acestor principii continuă să crească, dovedind că, cu o adaptare și o înțelegere corespunzătoare a condițiilor locale, designul Passive House poate oferi confort excepțional, beneficii pentru sănătate și eficiență energetică în aproape orice climă de pe Pământ.