Tillämpa Passivhusprinciper i Olika Klimat

När den internationella Passivhusstandarden har spridit sig från Tyskland till alla hörn av världen, har frågor ofrånkomligen uppstått om hur väl denna standard tillämpas på klimat som skiljer sig från Tysklands svala, tempererade klimat. Passivhusinstitutet (PHI) har ägnat betydande forskning åt denna fråga och gjort justeringar när det har varit nödvändigt, såsom att anpassa den klassiska PH-standarden för att ta hänsyn till det ökade behovet av avfuktning i fuktiga klimat. Många andra institutioner och organisationer har bidragit med omfattande forskning till design och konstruktion av mycket lågenergibyggnader för en rad olika klimattyper. I flera länder har skräddarsydda Passivhuskrav utvecklats som svar på oro över den klimatmässiga specifikationen av de internationella PH-standarderna.

Oavsett dessa bekymmer är en förståelse för Passivhusprinciper, som är solidt rotade i byggnadsfysik, avgörande för konstruktion eller ombyggnad av högpresterande byggnader. Faktum är att när PH-ansatsen har spridit sig globalt har den förändrat samtalet om vad som är möjligt att uppnå med ett högpresterande skal. De Passivhus som har byggts i olika klimattyper—särskilt de som har övervakats och vars resultat har publicerats—ger oemotsägliga bevis på denna ansats framgång. Det sagt kan nästan vilket PH-projekt som helst—särskilt de som designats av noviser inom PH—ses till en viss grad som ett byggnadsvetenskapligt experiment, och praktiker med mest erfarenhet i ett givet klimat erbjuder värdefulla insikter för nya designers.

Medelhavsklimatlösningar

Micheel Wassouf, en certifierad PH-designer från Barcelona, Spanien, presenterade övervakningsresultat från två PH-bostäder i sin region vid den internationella PH-konferensen 2015 för att adressera tvivel om lämpligheten av Passivhus för den medelhaviska sommaren. Ett projekt var en renovering av ett litet radhus som ursprungligen byggdes 1918 och ligger i norra Barcelona. Renoveringen, planerad och ledd av arkitekter från Calderon Folch Sarsanedas, innebar att man lade till isolering på väggar, tak och golvplatta, samt installerade nya högpresterande, lågemissionsfönster, inklusive ett takfönster med sydvästlig orientering för att öka vinterens solvärmevinster. Uppvärmningsbehovet minskade dramatiskt från 171 kWh/m²a till endast 17,5 kWh/m²a; anmärkningsvärt nog hade huset ingen luftkonditionering men upprätthöll ändå bekväma temperaturer.

Liknande komfortresultat rapporterades av arkitekterna Josep Bunyesc och Silvia Prieto vid PHI-konferensen 2015 baserat på deras övervakning av fem PH-bostäder i nordöstra Spanien—två i Lleida och tre i Pyrenéerna. De drog slutsatsen att för både nybyggnationer och renoveringar bör Passivhus vara obligatoriskt eller åtminstone den standard som kunder kräver för sin komfort, ekonomiska fördelar och planetens välbefinnande. Som arkitekter som har använt PH-metoden sedan 2009 och bevittnat dess imponerande resultat, angav de att de skulle finna det moraliskt omöjligt att återgå till andra designmetoder.

Anpassning till Blandade Fuktiga Klimat

Adam Cohen, en erfaren PH-designer och byggare i Virginia, har varit i framkant när det gäller att anpassa Passive House-principer till blandade fuktiga klimat. Han har uppnått många PH-först i USA, inklusive design och konstruktion av en stor samlingsbyggnad med ett kommersiellt kök inuti den termiska omslutningen och, mer nyligen, en tandklinik.

Enligt Cohen är den mest avgörande faktorn i dessa klimat att begränsa direkt solenergi, särskilt under övergångssäsonger när överhettning kan bli ett betydande problem. En energigenvinningsventilator (ERV) för att minska fukt som kommer in i byggnaden är avgörande, liksom att installera en förkylning och avfuktning loop på ERV:n för att sänka den inkommande latenta och kännbara belastningen. Slutligen behöver byggnadsinnehavare utbildning om hur man hanterar inre värmevinster under de varmaste månaderna genom att aktivera icke-automatiserade skuggsystem och eventuellt begränsa långvarig matlagning eller plugglaster, eftersom Passive House-byggnader behåller värme och nattkylning i fuktiga klimat ofta inte är praktiskt.

Överväganden för Mildare Klimat

I mildare klimat, där belastningen för rumsuppvärmning kan minimeras genom en Passivhus-omslutning, uppstår olika utmaningar. Att kombinera ventilations- och rumsuppvärmningsdistributionssystem kan skapa utrymmesbesparande fördelar. Men eftersom rumsuppvärmning vanligtvis kräver högre luftflöden än ventilation, presenterar denna strategi inneboende utmaningar.

One Sky Homes, ett design-/byggföretag i Kalifornien, har experimenterat med innovativa lösningar. I deras retrofitting av huset i Sunnyvale installerade de både en värmeåtervinningsventilator (HRV) och en mini-split värmepump som tillsammans förser gemensamma utrymmen med frisk och behandlad luft. Istället för att kanalisera någon av apparaterna fungerar korridorerna som tilluftsplenum för att transportera luft till sovrummen. Kontinuerligt fungerande lågvolymavluftningsfläktar med effektiva elektroniskt kommuterade motorer (ECM) hjälper till att dra in den friska, behandlade luften i sovrummen. Övervakning av inomhusluftkvalitet och energianvändning har bekräftat effektiviteten av denna strategi.

Fuktshantering i Regniga Områden

I regniga områden, såsom den nordvästra delen av USA, blir hantering av bulkvatten en kritisk fråga för alla byggnader, inklusive Passivhus. En ventilerad regnskärm, som ger en kanal där bulkfukt kan dränera eller avdunsta, placerad precis innanför den yttre beklädnaden fungerar som en nyckeldetalj i dessa områden. Passivhuspraktiker har blivit skickliga på att kombinera denna funktion med den nödvändiga yttre isoleringen.

En vanlig ytterväggsmontering i dessa regioner inkluderar, från utsidan till insidan, yttre beklädnad, ett ventilerat regnskärmsgap skapat av läkt som håller på plats en väderbeständig barriär över yttre isolering, och slutligen stålramen. Vissa byggare har använt vaximpregnerad yttre skivmaterial, eftersom det kan fungera både som en väderbeständig barriär och en luftbarriär när dess fogar är noggrant tätade.

Klimatspecifik Mekanisk Ventilation

Det mekaniska ventilationssystemet måste utformas med det lokala klimatet i åtanke. I kallare klimat bör värmeåtervinningsverkningsgraden för en HRV vara minst 80 procent, medan i svala tempererade klimat kan den minimi-effektiviteten sjunka till 75 procent. Dessutom kan det vara nödvändigt att använda en ERV i kallare klimat för att upprätthålla acceptabla inomhusfuktighetsnivåer under vintern, eftersom den friska utomhusluften vanligtvis har mycket låg fuktighet.

I mycket milda klimat, där fönster kan förbli öppna nästan året runt, uppstår ibland frågor om den mekaniska ventilationens nödvändighet. En nyligen genomförd studie i områden i Nya Zeeland med milda klimat undersökte denna fråga i 15 hus över tre klimatzoner. Dessa byggnader testades för lufttäthet och inomhusföroreningsnivåer. Resultaten visade att även mycket läckiga hem inte garanterade god inomhusluftkvalitet, eftersom föroreningsnivåerna berodde betydligt på dagliga vindförhållanden. Denna studie bekräftar vad många andra har observerat: slumpmässiga läckor i en byggnads omslutning ger ingen garanti för en hälsosam inomhusluftkvalitet.

Överväganden för inomhusluftkvalitet

I alla klimat måste inomhusluftkvalitet aktivt hanteras. Även med konstant mekanisk ventilation som tillför frisk luft till en Passivhusstruktur, kan alla inomhusluftkvalitetsproblem kanske inte lösas. I täta hem blir det allt viktigare att använda mindre giftiga byggmaterial, särskilt för material med den största inomhusyta, såsom golv i hela bostaden.

När du använder konstruerat trä, överväg produkter som antingen är låga i formaldehyd eller formaldehydfria för både golv och skåp. California Air Resources Board (CARB) upprätthåller en lista över godkända träprodukter; forskning har visat att valet av dessa produkter kan minska inomhusnivåerna av formaldehyd med mer än 40 procent.

Köksventilation presenterar särskilda utmaningar i Passivhusbostäder. Medan PH-ansatsen förutsätter att luft extraheras från köksområdet, specificerar den inte nödvändigtvis en fläktkåpa. Forskning indikerar dock att denna metod kan leda till dålig inomhusluftkvalitet, beroende på designen av det mekaniska systemet och huruvida spisen är gasdriven, elektrisk eller induktion.

För optimal extraktion av matlagningrelaterade föroreningar—både förbränningsprodukter och partiklar samt kemikalier som genereras under vilken matlagningsprocess som helst—är det lämpligt med en fläktkåpa centrerad över spisen, som täcker alla brännare och tillhandahåller 100 till 200 kubikfot (2,83–5,66 m³) per minut av riktad ventilation. Platta fläktkåpor är mindre effektiva på att fånga föroreningsplumer jämfört med mer koniskt formade designer. Att beställa ventilationssystem efter installation och utföra regelbundet underhåll är avgörande för att säkerställa korrekt funktion, och boende behöver ofta utbildning om systemets drift.

Oavsett klimattyp finns det nu exempel världen över som visar på framgångsrik implementering av Passivhusprinciper. Den globala adoptionen av dessa principer fortsätter att växa, vilket bevisar att med rätt anpassning och förståelse av lokala förhållanden kan Passivhusdesign leverera exceptionell komfort, hälsofördelar och energieffektivitet i praktiskt taget vilket klimat som helst på jorden.