
在美国,年长的婴儿潮一代发现自己住在曾经适合大家庭的房子里,但现在感觉过于宽敞、难以维护且对环境不够友好。迪克和拉维尼亚·本纳(Dick and Lavinia Benner)曾处于这种情况,现在居住在安肯尼行(Ankeny Row)——一个位于俄勒冈州波特兰的被动房(PH)共居社区,社区内有五栋联排别墅、一间阁楼公寓、一个社区大厅和一个共享庭院花园。他们从概念到完成的旅程经历了多年的规划、无数次会议和战略合作。
找到合适的位置和合作伙伴
安肯尼行位于一个历史悠久的波特兰社区,该地区最初是围绕电车交通发展起来的。尽管在20世纪中期,随着汽车的普及,该地区经历了衰退,但近几十年来,随着大型住宅开发与高端零售的融合,该地区已重新焕发生机。2011年,本纳夫妇和另一对夫妇发现了这个最终将成为安肯尼行的12,600平方英尺(1,170平方米)场地。
创始居民以系统的方法推进他们的项目:
- 采访了九家建筑或设计/建造公司
- 邀请三位入围者参加设计研讨会
- 选择了Green Hammer Design-Build,因为他们理解项目的核心目标并拥有以往的被动房经验
这些目标超越了典型的建筑目标,专注于:
- 最小化环境影响
- 创建适合“在家养老”的住宅
- 为志同道合的社区建立一个社交聚会场所
气候响应设计在波特兰海洋环境中的应用
波特兰的气候——潮湿、温和的冬季和阳光明媚、温和的夏季——与中欧有相似之处,这使得被动房标准在理论上相对容易实施。然而,建筑实践和建筑产品可用性方面的差异带来了实施挑战,但随着Green Hammer经验的增长,这些挑战逐渐减少。
对于建筑师Daryl Rantis和Dylan Lamar来说,客户对中央庭院花园的偏好成为整个场地规划的组织原则:
- 三栋建筑围绕中央庭院排列
- 战略性建筑布局以最大化阳光照射
- 一栋建筑在后面有三套两层的联排别墅
- 第二栋建筑在前面有两套联排别墅
- 第三栋建筑在主楼层设有公共区域,上面有一套复式公寓
- 生活单元面积从865到不到1,500平方英尺(80–140平方米)
“Aha时刻”:通过被动房实现净零排放
在设计过程的早期,出现了一个关键的洞察。通过优先考虑被动房标准并大幅减少社区的能源需求,居民雄心勃勃的净零能源(NZE)目标变得可实现,光伏系统覆盖了后建筑南向屋顶面积的一半以下。总光伏系统容量为29 kW。
这个优雅的解决方案代表了被动房原则与可再生能源生产的交汇——利用超高效的建筑设计,使可再生能源系统更具实用性和成本效益。
材料选择:优先考虑健康和可持续性
Green Hammer为Ankeny Row选择的材料调色板专注于无毒、可持续的选项:
- 约90%的建筑组件由木材或纤维素制成
- 森林管理委员会(FSC)认证的木材和成品木材
- 耐用的金属屋顶
- 有限使用泡沫产品,主要用于基础
基础系统展示了务实的妥协——使用一种绝缘的浅基础,类似于填充混凝土的泡沫“浴缸”,在边缘、内部基础和基础之间的场地区域具有战略性的厚度变化。
墙体结构:高性能和透气性
安肯尼行的墙体结构通过精心设计的系统实现了约50的令人印象深刻的R值:
- 2 × 6 英寸 (8 × 24 毫米) 结构框架(某些墙体使用 2 × 4 框架)
- 结构胶合板外包围在框架外侧(在保温层的温暖一侧)
- 从外包围中延伸出的 9.5 英寸 (240 毫米) 木制 I 梁
- 填充 I 梁腔体的密集填充纤维素绝缘材料
- 外部的玻璃纤维垫石膏板
- 具有粘合接缝的透气膜形成空气和防风雨的屏障
该结构允许水蒸气向内外扩散,避免湿气积聚,同时保持卓越的热性能。
气密性屏障的连续性和屋顶设计
气密性屏障系统展示了对细节的精心关注:
- 粘合膜从基础到屋顶连续包裹
- 直接连接到基础的混凝土边缘(地面水平的气密性屏障)
- 单坡木桁架(28 英寸/700 毫米深)填充纤维素绝缘材料
- 桁架与金属屋顶之间的通风通道形成透气性结构
被动太阳能设计与季节舒适
该设计利用太阳方位,同时防止过热:
- 面朝南的立面上设有较大的窗户,以最大化冬季太阳热量的获取
- 深檐在夏季为上层南窗提供阴影
- 遮阳篷保护下层和底层窗户
- 精心设计的突出元素(遮阳篷、阳台)以最小化热桥效应
- 战略性放置的窗户实现堆叠和交叉通风,以便夜间降温
- 某些单元内的吊扇以最小的能耗增强舒适度
机械系统:简约而有效
每个单元都配备了一套精心挑选的机械系统:
- 独立的热回收通风机提供持续的新鲜空气
- 迷你分体式热泵用于补充供暖和偶尔制冷
- 安装在户外储物棚中的热泵热水器,以避免噪音并从环境空气中提取热量
- 顶级能源之星认证的电器
- 全部使用荧光灯或LED照明
预计太阳能和内部热量将提供67%的年度供暖需求,其余由迷你分体式热泵处理。
建模挑战与现实世界的能源使用
使用被动房规划包(PHPP)同时建模三个相互关联的建筑面临挑战。Dylan Lamar 在太平洋西北地区的被动房项目经验使他能够选择符合年度供暖和主要能源需求目标的组件。
然而,在确定光伏系统的规模时,Lamar 不得不偏离 PHPP 对插头负载和电器的默认设置。他的观察提供了有趣的文化见解:
- 即使是环保意识强的美国客户,通常使用的能源也超过 PHPP 默认假设
- 欧洲被动房居民一般生活在 PHPP 默认范围内
- 为了进行现实的建模,Lamar 将客户之前的水电费账单纳入考虑,以估算未来的非供暖/制冷能源使用
成本考虑:经验降低溢价
根据 Lamar 的说法,按照被动房标准建造的成本溢价在整体项目预算中占比较小。随着 Green Hammer 积累经验并与熟悉被动房施工方法的分包商建立关系,其他因素——如饰面选择和设备选择——对最终成本的影响大于高性能外壳。
被动房指标
完成的项目取得了令人印象深刻的性能数据:
- 供暖能耗:1.37–2.09 kWh/ft²/year (14.76–22.46 kWh/m²/a)
- 制冷能耗:0.07–0.21 kWh/ft²/year (0.73–2.27 kWh/m²/a)
- 总源能耗:12.07–14.83 kWh/ft²/year (130–160 kWh/m²/a)
- 处理过的楼面面积:1,312–3,965 ft² (122–368 m²)
- 空气泄漏:0.5–1.0 ACH50
Ankeny Row 证明了被动房原则能够有效地同时满足多种需求——提供舒适、节能的住宅,让居民能够在此安享晚年,同时促进社区联系并最小化环境影响。随着越来越多的婴儿潮一代寻求可持续的缩小居住空间选项,这个波特兰项目在将技术性能与社会目标相结合方面提供了宝贵的经验教训。