Dom pasywny

W przypadku pasywnych domów słonecznych patrz projekt budynku pasywnego słonecznego . W przypadku Budynków działających bez zasilania lub innych usług po katastrofie, patrz Pasywna przeżywalność .
Budynek oparty na koncepcji domu pasywnego w Darmstadt w Niemczech

Dom pasywny ( niem . Passivhaus ) to dobrowolny standard efektywności energetycznej w budynku , który zmniejsza ślad ekologiczny budynku . Efektem są budynki o bardzo niskim zużyciu energii , które wymagają niewielkiej ilości energii do ogrzewania lub chłodzenia pomieszczeń. Podobny standard, MINERGIE-P , jest stosowany w Szwajcarii . Norma nie ogranicza się do nieruchomości mieszkalnych; kilka budynków biurowych , szkoły , przedszkola i supermarket również zostały zbudowane zgodnie ze standardem. Projekt nie jest dodatkiem ani uzupełnieniem projektu architektonicznego, ale procesem projektowania, który integruje się z projektem architektonicznym. Chociaż jest ogólnie stosowany do nowych budynków, był również używany do renowacji.

W 2008 roku szacunki liczby budynków pasywnych na całym świecie wahały się od 15 000 do 20 000 obiektów. W 2016 roku na całym świecie było około 60 000 takich certyfikowanych konstrukcji wszystkich typów. Zdecydowana większość obiektów pasywnych powstała w krajach niemieckojęzycznych i Skandynawii .

Historia

Bo Adamson, współtwórca koncepcji domu pasywnego
Wolfgang Feist , współtwórca koncepcji domu pasywnego i założyciel „ Pasivhaus Institut ” w Niemczech

domu pasywnego wywodzi się z rozmowy przeprowadzonej w maju 1988 roku pomiędzy Bo Adamsonem z Uniwersytetu w Lund w Szwecji i Wolfgangiem Feistem z Institut für Wohnen und Umwelt (Instytut Mieszkalnictwa i Środowiska) w Darmstadt w Niemczech . Później ich koncepcja była dalej rozwijana poprzez szereg projektów badawczych , wspomaganych pomocą finansową niemieckiego kraju związkowego Hesja .

Wiele wczesnych budowli „domów pasywnych” opierało się na badaniach i doświadczeniach budowniczych z Ameryki Północnej w latach 70., którzy w odpowiedzi na embargo na ropę naftową starali się budować domy, które zużywały bardzo mało energii lub nie zużywały jej wcale. Projekty te często wykorzystywały rozległe zyskujące energię słoneczną , które wykorzystywały słońce jako źródło ciepła. Jednak przeważyła superizolacja , jak widać w Saskatchewan Conservation House (1977) i Leger House w Pepperell w stanie Massachusetts (1977). Dom ochrony Saskatchewan był projektem Rady Badawczej Saskatchewan (SRC), która niezależnie opracowała wymiennik powietrza z odzyskiem ciepła (HRV), odzysk ciepłej wody i urządzenie typu Blower-Door do pomiaru szczelności budynku — w szczególności dom został zaprojektowany na ekstremalne warunki klimatyczne Kanady od -40°C do +40°C preria. Domy SRC i Leger były starsze niż dom Lyngby w Danii (1975), opracowany przez Politechnikę Duńską , a kilka domów zostało zbudowanych w latach 1977-1979 w oparciu o projekt domu Lo-Cal (1976) opracowany przez University of Illinois w Urbana-Champaign .

Nazwę „pasywne” można częściowo przypisać Williamowi Shurcliffowi , amerykańskiemu fizykowi, który przyczynił się do projektu Manhattan z czasów II wojny światowej , aw latach 70. stał się orędownikiem energooszczędnych projektów domów:

„Jaką nazwę należy nadać temu nowemu systemowi? Superizolowany pasywny? Super-oszczędny pasywny? Mini-need pasywny? Mikro-obciążenie pasywne? Skłaniam się ku „mikro-obciążeniu pasywnemu”. Jakkolwiek to się nazywa, ma (przewiduję) wielką przyszłość”. -William Shurcliff, 1979

Wczesną książką wyjaśniającą koncepcje budowy domów pasywnych była The Passive Solar Energy Book autorstwa Edwarda Mazrii z 1979 roku.

Pierwsze przykłady

Ostateczna budowa czterech domów szeregowych (domy szeregowe lub domy miejskie) została zaprojektowana dla czterech prywatnych klientów przez firmę architektoniczną Bott, Ridder i Westermeyer. Pierwsze rezydencje Passivhaus zostały zbudowane w Darmstadt w 1990 roku i zamieszkane przez klientów w następnym roku.

Dalsza realizacja i rady

Schiestlhaus [ de ] , w Alpach Hochschwab w Austrii , został ukończony w 2005 roku i był pierwszym domem pasywnym zbudowanym w wysokogórskiej scenerii.

We wrześniu 1996 roku w Darmstadt powstał Passivhaus-Institut w celu promowania i kontrolowania standardów domów pasywnych . Szacuje się, że do 2010 roku zbudowano ponad 25 000 budynków pasywnych . Większość z nich znajduje się w Niemczech i Austrii , inne w różnych krajach na całym świecie.

W 1996 r., po zatwierdzeniu koncepcji w Instytucie w Darmstadt, z ogrzewaniem pomieszczeń na poziomie 90% niższym niż wymagane dla standardowego nowego budynku w tamtym czasie, utworzono Grupę Roboczą ds. Ekonomicznych Domów Pasywnych. Grupa ta opracowała pakiet planistyczny i zainicjowała produkcję zastosowanych innowacyjnych komponentów, zwłaszcza okien i wysokowydajnych systemów wentylacyjnych. Tymczasem kolejne domy pasywne powstały w Stuttgarcie (1993), Naumburgu, Hesji , Wiesbaden i Kolonii (1997).

Produkty, które zostały opracowane zgodnie ze standardem domu pasywnego , były dalej komercjalizowane w trakcie i po sponsorowanym przez Unię Europejską projekcie CEPHEUS, który sprawdził tę koncepcję w pięciu krajach europejskich zimą 2000–2001. Pierwszy certyfikowany dom został zbudowany w 2006 roku w pobliżu Bemidji w stanie Minnesota , w Camp Waldsee w Niemieckich Wioskach Językowych Concordia . Pierwszy amerykański projekt modernizacji pasywnej, przebudowany dom rzemieślniczy O'Neill w Sonoma w Kalifornii , uzyskał certyfikat w lipcu 2010 roku.

W Stanach Zjednoczonych koncepcja domu pasywnego została po raz pierwszy wdrożona przez Katrin Klingenberg w 2003 roku, kiedy zbudowała prototyp domu pasywnego o nazwie „The Smith House” w Urbana w stanie Illinois . W związku z tym wraz z budowniczym Mikiem Kernagisem założyła w 2004 roku Laboratorium Budownictwa Ekologicznego (E-Colab), aby dalej badać wykonalność niedrogiego projektu pasywnego. Ostatecznie doprowadziło to do powstania Passive House Institute United States (PHIUS) w 2007 roku. Następnie PHIUS wydał swój standard budowlany PHIUS + 2015 i certyfikował ponad 1200 projektów i 1,1 miliona stóp kwadratowych (100 000 m 2 ) w całych Stanach Zjednoczonych. W 2019 roku Park Avenue Green, budynek mieszkalny o niskich dochodach w Nowym Jorku został wybudowany w domu pasywnego . Budynek stał się później największym certyfikowanym „domem pasywnym” w Ameryce Północnej.

Pierwszy „dom pasywny” w Irlandii został zbudowany w 2005 roku przez Tomasa O'Leary'ego, projektanta i nauczyciela „domu pasywnego”. Dom nazywał się „Out of the Blue”. Po ukończeniu Tomas wprowadził się do budynku.

Pierwszy na świecie znormalizowany pasywny dom prefabrykowany został zbudowany w Irlandii w 2005 roku przez szwedzką firmę Scandinavian Homes, która od tego czasu zbudowała więcej domów pasywnych w Anglii i Polsce .

Pierwszy certyfikowany „dom pasywny” w regionie Antwerpii w Belgii został zbudowany w 2010 roku. W 2011 roku miasto Heidelberg w Niemczech zainicjowało projekt Bahnstadt, który był postrzegany jako największy na świecie obszar zabudowy pasywnej. Firma w Katarze zaplanowała pierwszy w kraju dom pasywny w 2013 roku, pierwszy w regionie.

Najwyższy na świecie „dom pasywny” powstał w dzielnicy Bolueta w Bilbao w Hiszpanii . Mając 289 stóp (88 m), jest to obecnie najwyższy budynek na świecie certyfikowany zgodnie ze standardem w 2018 r. 14,5 miliona dolarów, 171 mieszkań (w tym dziewięciopiętrowy towarzysz wieżowca) składa się w całości z mieszkań socjalnych.

Gaobeidian w Chinach było gospodarzem 23. Międzynarodowej Konferencji Domów Pasywnych w 2019 roku, a później zbudowano kompleks apartamentów Gaobeidian Railway City, który jest określany jako „największy na świecie projekt domu pasywnego”. Chiny przyjęły wiodącą rolę w budownictwie pasywnym, z 73 różnymi firmami „wykonującymi okna zgodnie ze standardami„ domów pasywnych ”.

ośrodek zdrowia domów pasywnych w Wielkiej Brytanii w Foleshill został otwarty w listopadzie 2021 r.

Normy

Ciemne kolory na tym termogramie domu pasywnego po prawej pokazują, jak mało ciepła ucieka w porównaniu z tradycyjnym budynkiem po lewej stronie.

Podczas gdy niektóre techniki i technologie zostały opracowane specjalnie dla standardu „domu pasywnego”, inne, takie jak superizolacja , już istniały, a koncepcja pasywnego projektowania budynków słonecznych sięga starożytności. Oprócz budynków zbudowanych zgodnie z wymagającymi kodeksami energetycznymi Szwecji i Danii istniały wcześniej inne budynki o standardach budynków niskoenergetycznych , w szczególności niemiecki standard Niedrigenergiehaus (dom niskoenergetyczny) .

Międzynarodowy standard domów pasywnych

Standard domu pasywnego wymaga, aby budynek spełniał następujące wymagania:

  • Wykorzystaj do 15 kWh/m 2 (4755 BTU / stopę kwadratową ; 5,017 MJ / stopę kwadratową) powierzchni podłogi rocznie na ogrzewanie i chłodzenie, zgodnie z obliczeniami Pakietu planowania domu pasywnego lub szczytowe obciążenie cieplne 10 W/ m2 ( 1,2 KM/1000 stóp kwadratowych) powierzchni użytkowej, w oparciu o lokalne dane klimatyczne.
  • Zużycie do 60 kWh/m 2 (19 020 BTU/stopa kwadratowa; 20,07 MJ/stopa kwadratowa) powierzchni użytkowej rocznie na energię pierwotną (do ogrzewania , ciepłej wody i elektryczności ).
  • Przeciek powietrza do 0,6 objętości kurnika na godzinę ( n 50 ≤ 0,6 / godzinę) przy 50 Pa (0,0073 psi), zgodnie z testem za pomocą dmuchawy ; lub do 0,05 stopy sześciennej na minutę (1,4 l/min) na stopę kwadratową powierzchni obudowy.

Zalecenia

Właściwe obciążenie cieplne źródła ciepła w temperaturze projektowej jest zalecane, ale nie wymagane, aby było mniejsze niż 10 W /m 2 (3,17 btu /(h⋅ft 2 )).

Standardy te są znacznie wyższe niż w przypadku domów zbudowanych zgodnie z większością normalnych przepisów budowlanych. Aby zapoznać się z porównaniami, zobacz sekcję dotyczącą porównań międzynarodowych poniżej.

Uważa się, że partnerzy krajowi w ramach „konsorcjum na rzecz promocji europejskich domów pasywnych” mają pewną elastyczność w dostosowywaniu tych ograniczeń lokalnie.

Zapotrzebowanie na ogrzewanie pomieszczenia

Jeśli budynek spełnia standardy domów pasywnych , nie potrzebuje konwencjonalnych systemów grzewczych, chociaż nadal będzie wymagane pewne ogrzewanie, a większość budynków pasywnych obejmuje dodatkowe ogrzewanie pomieszczeń. Jest to zwykle rozprowadzane przez wentylacji z odzyskiem ciepła o małej objętości , który jest wymagany do utrzymania jakości powietrza, a nie przez konwencjonalny system ogrzewania wodnego lub o dużej objętości z wymuszonym obiegiem powietrza , jak opisano w sekcji dotyczącej ogrzewania pomieszczeń poniżej.

Standardy domów pasywnych w USA - Standard domów pasywnych i PHIUS+

W USA istnieją dwie wersje „domu pasywnego” promowane przez dwa odrębne podmioty: Passive House Institute (PHI) i Passive House Institute US (PHIUS).

PHIUS był pierwotnie stowarzyszonym i zatwierdzonym trenerem i certyfikującym Instytutem Domów Pasywnych. W 2011 roku PHI rozwiązało umowę z PHIUS za niewłaściwe postępowanie. PHIUS zakwestionował roszczenia PHI i kontynuował prace nad uruchomieniem niezależnego programu wydajności budynków.

W 2015 roku PHIUS wprowadził własny standard „PHIUS+”.

Norma PHIUS+ 2015 skupia się przede wszystkim na ograniczaniu negatywnych skutków eksploatacji budynków, dla każdego typu budynku. Norma ta wykorzystuje również zestawy danych klimatycznych do określenia konkretnych wydajności budynku dla różnych regionów. Takie informacje są określane za pomocą wskaźników reprezentujących przestrzeń, w której znaczna dwutlenku węgla i energii pokrywa się z opłacalnością. W sumie baza danych PHIUS zawiera ponad 1000 danych klimatycznych zestawy danych dla Ameryki Północnej. Instytut uważa, że ​​takie podejście do standardu jest niezbędne, ponieważ w Ameryce Północnej występuje wiele różnych klimatów, a różne środki pasywne mogą być bardziej skuteczne niż inne.

Norma opiera się na pięciu zasadach: szczelność , wentylacja , wodoodporność , ogrzewanie i chłodzenie oraz obciążenia elektryczne. Zgodnie z tymi zasadami projekty muszą przejść testy dmuchawy, przepływu powietrza wentylacyjnego, ogólnego przepływu powietrza i obciążenia elektrycznego określone dla budynku; budynki muszą również osiągnąć inne środki, takie jak materiały niskoemisyjne, systemy energii odnawialnej, kontrola wilgoci, wentylacja zewnętrzna oraz energooszczędna wentylacja i sprzęt do klimatyzacji pomieszczeń. Wszystkie budynki muszą również przejść i zapewnienie jakości test – ma to na celu zapewnienie, że budynek nadal spełnia regionalne kryteria określone przez dane klimatyczne PHIUS. Te testy i analizy warunków operacyjnych są wykonywane przez ratowników lub weryfikatorów PHIUS. Są to akredytowani specjaliści z PHIUS, którzy są w stanie przeprowadzić badania i inspekcje na miejscu, aby upewnić się, że nowo wybudowany budynek jest zgodny z planami budowy, stworzonymi modelami energetycznymi i pożądanymi warunkami eksploatacji.

Te dwa standardy („dom pasywny” i PHIUS +) są różne i mają różne wskaźniki wydajności oraz wykorzystują różne oprogramowanie i protokoły do ​​modelowania energii.

W Stanach Zjednoczonych międzynarodowy standard domów pasywnych jest wspierany przez North American Passive House Network (NAPHN) i jej oddziały, a także przez niezależne podmioty stowarzyszone, takie jak Passive House California i New York Passive House.

Koszty budowy

W budynkach pasywnych oszczędności wynikające z rezygnacji z konwencjonalnego systemu grzewczego można wykorzystać do sfinansowania modernizacji przegród zewnętrznych budynku i systemu wentylacji z odzyskiem ciepła. Dzięki starannemu projektowaniu i rosnącej konkurencji w dostawach specjalnie zaprojektowanych pasywnych , w Niemczech można obecnie wznosić budynki po takich samych kosztach, jak te budowane zgodnie z normalnymi niemieckimi standardami budowlanymi , tak jak miało to miejsce w przypadku domów pasywnych w Vauban we Fryburgu . Średnio domy pasywne są z góry droższe niż budynki konwencjonalne – od 5% do 8% w Niemczech, od 8% do 10% w Wielkiej Brytanii i od 5% do 10% w USA.

Oceny wykazały, że chociaż jest to technicznie możliwe, koszty spełnienia standardu domów pasywnych znacznie wzrastają w przypadku budowy w Europie Północnej powyżej 60° szerokości geograficznej . Europejskie miasta na około 60° to Helsinki w Finlandii i Bergen w Norwegii. Londyn ma 51°; Moskwa ma 55°.

projekt i konstrukcja

Dom pasywny wykorzystuje kombinację niskoenergetycznych technik i technologii budowlanych.

Osiągnięcie wymaganego normą znacznego zmniejszenia zużycia energii grzewczej wiąże się ze zmianą podejścia do projektowania i wykonawstwa budynków. Projektowanie może być wspomagane przy użyciu „Pakietu planowania domów pasywnych” (PHPP), który wykorzystuje specjalnie zaprojektowane symulacje komputerowe .

Poniżej znajdują się techniki stosowane w celu osiągnięcia standardu.

Pasywna konstrukcja słoneczna i krajobraz

Projekt budynku pasywnego słonecznego i energooszczędna architektura krajobrazu wspierają oszczędzanie energii w domu pasywnym i mogą zintegrować je z sąsiedztwem i środowiskiem. Zgodnie z technikami budownictwa pasywnego słonecznego , gdzie możliwe budynki mają zwarty kształt, aby zmniejszyć ich powierzchnię, z głównymi oknami skierowanymi w stronę równika – na południe na półkuli północnej i na północ na półkuli południowej – w celu maksymalizacji pasywnego zysku słonecznego . Jednak wykorzystanie zysku słonecznego, zwłaszcza w klimacie umiarkowanym regionów, ma drugorzędne znaczenie w stosunku do minimalizacji ogólnego zapotrzebowania energetycznego domu. W klimatach i regionach, które muszą ograniczyć nadmierny letni bierny pobór ciepła słonecznego, czy to ze źródeł bezpośrednich, czy odbitych, wdraża się brise soleil , drzewa , dołączone pergole z winoroślą , ogrody wertykalne , zielone dachy i inne techniki.

Kolor ścian zewnętrznych, gdy powierzchnia pozwala na wybór, o właściwościach izolacyjności refleksyjnej lub absorpcyjnej zależy od dominującej całorocznej temperatury otoczenia na zewnątrz. Wykorzystanie liściastych i winorośli kratowanych lub samoprzyczepnych może pomóc w klimatach, w których nie występują ekstremalne temperatury.

Superizolacja

pasywne wykorzystują superizolację , aby znacznie zmniejszyć przenoszenie ciepła przez ściany, dach i podłogę w porównaniu z konwencjonalnymi budynkami. W celu uzyskania wymaganych wysokich wartości R (niskie wartości U , zazwyczaj w zakresie od 0,10 do 0,15 W/(m2 · K)) można zastosować szeroką gamę materiałów termoizolacyjnych . Szczególną uwagę zwrócono na eliminację mostków termicznych .

Wadą wynikającą z wymaganej grubości izolacji ścian jest to, że jeśli zewnętrzne wymiary budynku nie mogą zostać powiększone w celu skompensowania, wewnętrzna powierzchnia podłogi budynku może być mniejsza w porównaniu z tradycyjnymi konstrukcjami.

W Szwecji, aby spełnić standardy domów pasywnych, grubość izolacji wynosiłaby 33,5 cm (13,2 cala) (0,10 W/(m2 · K)), a dachu 50 cm (20 cali) (wartość U 0,066 W/(m2 · K)).

Zaawansowana technologia okien

Typowe okna domu pasywnego

Aby spełnić wymagania normy domów pasywnych , okna produkowane są z wyjątkowo wysokimi wartościami R (niski współczynnik U, typowo 0,85 do 0,45 W/(m2 · K) dla całego okna łącznie z ramą). Okna standardowo łączą w sobie 3- lub 4-szybowe pakiety szyb zespolonych (o odpowiednim współczynniku przenikania ciepła słonecznego, powłoki niskoemisyjne , szczelny argon lub krypton przestrzenie międzyszybowe wypełnione gazem i izolacyjne ramki dystansowe typu „ciepła ramka”) z uszczelnieniami powietrznymi i specjalnie opracowanymi ramami okiennymi z przekładką termiczną.

W Europie Środkowej i większości Stanów Zjednoczonych , w przypadku niezasłoniętych okien domów pasywnych wychodzących na południe , zyski ciepła od słońca są średnio większe niż straty ciepła, nawet w środku zimy.

Szczelność

Przegrody budowlane w standardzie domów pasywnych muszą być wyjątkowo szczelne w porównaniu z konwencjonalnymi konstrukcjami. Muszą spełniać albo 0,60 ACH50 (wymiany powietrza na godzinę przy 50 paskalach) w oparciu o kubaturę budynku, albo 0,05 CFM50/sf (stopy sześcienne na minutę przy 50 paskalach na stopę kwadratową powierzchni obudowy budynku). Aby osiągnąć te wskaźniki, zalecaną najlepszą praktyką jest przetestowanie obudowy bariery powietrznej budynku z dmuchawą w połowie budowy, jeśli to możliwe.

„Dom pasywny” jest zaprojektowany w taki sposób, że większość wymiany powietrza z otoczeniem odbywa się poprzez kontrolowaną wentylację przez wymiennik ciepła, aby zminimalizować straty ciepła (lub zyski, w zależności od klimatu), tak więc najlepiej unikać niekontrolowanych wycieków powietrza. Innym powodem jest to, że standard domu pasywnego szeroko wykorzystuje izolację, która zwykle wymaga starannego zarządzania wilgocią i punktami rosy . Osiąga się to poprzez bariery powietrzne, staranne uszczelnienie każdego złącza konstrukcyjnego w przegrodzie budynku oraz uszczelnienie wszystkich przejść instalacyjnych.

Wentylacja

Wykorzystanie pasywnej wentylacji naturalnej jest integralnym elementem projektu domu pasywnego, w którym sprzyja temperatura otoczenia — albo przez wentylację pojedynczą, albo krzyżową, przez proste otwarcie lub wzmocnioną przez efekt komina z mniejszym wlotem z większymi oknami wyjściowymi i/lub świetlikiem sterowanym przez clerestory .

Gdy klimat otoczenia nie sprzyja, w celu utrzymania jakości powietrza i odzyskania wystarczającej ilości ciepła , aby zrezygnować z konwencjonalnego system centralnego ogrzewania. Ponieważ pasywnie zaprojektowane budynki są zasadniczo hermetyczne , tempo wymiany powietrza można zoptymalizować i dokładnie kontrolować na poziomie około 0,4 wymiany powietrza na godzinę . Wszystkie kanały wentylacyjne są zaizolowane i uszczelnione przed wyciekiem.

Niektórzy budowniczowie domów pasywnych promują stosowanie rur ocieplających ziemię . Rury mają zazwyczaj około 200 milimetrów (7,9 cala) średnicy, 40 metrów (130 stóp) długości na głębokości około 1,5 metra (4,9 stopy). Są one zakopane w ziemi, aby działać jako gruntowe wymienniki ciepła i wstępnie ogrzać (lub wstępnie schłodzić) powietrze wlotowe do systemu wentylacyjnego. W chłodne dni ogrzane powietrze zapobiega również lodu w wymienniku ciepła systemu odzyskiwania ciepła . Obawy dotyczące tej techniki pojawiły się w niektórych klimatach z powodu problemów z kondensacją i pleśnią.

Alternatywnie wymiennik ciepła ziemia-powietrze może wykorzystywać obieg cieczy zamiast obiegu powietrza, z wymiennikiem ciepła (baterią) na powietrzu nawiewanym.

Ogrzewania pomieszczeń

Oprócz wymiennika ciepła (w środku) mikropompa ciepła pobiera ciepło z powietrza wywiewanego (po lewej), a gorąca woda ogrzewa powietrze wentylacyjne (po prawej). Możliwość kontrolowania temperatury w budynku przy użyciu tylko normalnej objętości powietrza wentylacyjnego ma fundamentalne znaczenie.

Oprócz wykorzystania pasywnego zysku słonecznego , budynki pasywne w szerokim zakresie wykorzystują swoje wewnętrzne ciepło ze źródeł wewnętrznych - takich jak ciepło odpadowe z oświetlenia, sprzętu AGD (główne urządzenia) i innych urządzeń elektrycznych (ale nie dedykowanych grzejników) - a także ciepło ciała od ludzi i innych zwierząt wewnątrz budynku. Wynika to z faktu, że ludzie średnio emitują ciepło odpowiadające 100 watom wypromieniowanej energii cieplnej .

Wraz z podjętymi kompleksowymi działaniami w zakresie oszczędzania energii oznacza to, że konwencjonalny system centralnego ogrzewania nie jest konieczny, chociaż czasami jest on instalowany z powodu sceptycyzmu klienta.

Zamiast tego „domy pasywne” mają czasem podwójny element grzewczy i / lub chłodzący o mocy od 800 do 1500 W , zintegrowany z kanałem powietrza nawiewanego systemu wentylacyjnego, do użytku w najzimniejsze dni. Podstawą projektu jest to, aby całe wymagane ciepło mogło być transportowane przez normalną małą objętość powietrza wymaganą do wentylacji. Stosowana jest maksymalna temperatura powietrza 50°C (122°F), aby zapobiec ewentualnemu zapachowi spalenizny z kurzu wydobywającego się z filtrów w układzie.

Element grzejny powietrza może być ogrzewany przez małą pompę ciepła , bezpośrednią energię słoneczną , geotermalną energię słoneczną w skali roku lub po prostu przez palnik na gaz ziemny lub olej . W niektórych przypadkach mikropompa ciepła jest wykorzystywana do pobierania dodatkowego ciepła z wentylacyjnego powietrza wywiewanego, wykorzystując je do ogrzewania powietrza wlotowego lub zasobnika ciepłej wody użytkowej . Do podgrzania zbiornika na wodę można również wykorzystać małe piece opalane drewnem, należy jednak uważać, aby pomieszczenie, w którym znajduje się piec, nie przegrzało się.

Poza odzyskiem ciepła przez centralę wentylacyjną z odzyskiem ciepła, dobrze zaprojektowany dom pasywny w klimacie europejskim nie powinien wymagać żadnego dodatkowego źródła ciepła, jeśli obciążenie grzewcze jest utrzymywane poniżej 10 W/m 2 .

Ponieważ zarówno wydajność grzewcza, jak i energia grzewcza wymagana przez dom pasywny są bardzo niskie, wybrane źródło energii ma mniejsze konsekwencje finansowe niż w tradycyjnym budynku, chociaż odnawialne źródła energii dobrze nadają się do tak niskich obciążeń.

Normy „domów pasywnych” w Europie określają zapotrzebowanie na energię do ogrzewania i chłodzenia pomieszczeń na poziomie 15 kWh/m2 ( 4750 BTU/stopę kwadratową) rocznie i 10 W/m2 ( 3,2 Btu/h/stopę kwadratową) w szczycie. Ponadto całkowita energia zużywana w budynku, w tym ogrzewanie, chłodzenie, oświetlenie, sprzęt, ciepła woda, obciążenia elektryczne itp . rok.

Urządzenia oświetleniowe i elektryczne

Zobacz też: Światło dzienne , Pasywne światło dzienne , Aktywne światło dzienne i Ślad ekologiczny

Aby zminimalizować całkowite zużycie energii pierwotnej, jako pierwsze stosuje się wiele pasywnych i aktywnych technik światła dziennego . W dni o słabym oświetleniu, w przestrzeniach nieoświetlonych światłem dziennym iw nocy można zastosować kreatywne i zrównoważone projektowanie oświetlenia z wykorzystaniem źródeł o niskim zużyciu energii. Źródła niskoenergetyczne obejmują świetlówki kompaktowe „standardowego napięcia” , oświetlenie półprzewodnikowe z lampami LED , organiczne diody elektroluminescencyjne , PLED – polimerowe diody elektroluminescencyjne , „niskonapięciowe” żarniki elektryczne — żarówki żarowe , kompaktowe lampy metalohalogenkowe , ksenonowe i halogenowe .

Zasilany energią słoneczną zewnętrzny obieg, bezpieczeństwo i oświetlenie krajobrazu - z ogniwami fotowoltaicznymi na każdym urządzeniu lub podłączeniem do centralnego systemu paneli słonecznych , są dostępne dla ogrodów i potrzeb zewnętrznych. Systemy niskonapięciowe mogą być wykorzystywane do bardziej kontrolowanego lub niezależnego oświetlenia, a jednocześnie zużywają mniej energii elektrycznej niż konwencjonalne oprawy i lampy. Zegary, wykrywanie ruchu i czujniki działania światła naturalnego zmniejszają zużycie energii i zanieczyszczenie światłem jeszcze bardziej w przypadku domów pasywnych ustawienie.

Do użytku w domach pasywnych preferowane są produkty konsumenckie , które spełniają niezależne testy wydajności energetycznej i otrzymują znaki certyfikacji Ecolabel za zmniejszone zużycie energii elektrycznej „gazu ziemnego”, a także etykiety emisji dwutlenku węgla podczas produkcji produktów. Przykładami są znaki certyfikacji ekologicznej Energy Star i EKOenergy .

Cechy domów pasywnych

Zazwyczaj domy pasywne charakteryzują się:

  • Świeże, czyste powietrze: Należy pamiętać, że przy testowanych parametrach i pod warunkiem utrzymania filtrów (minimum F6), dostarczane jest powietrze o jakości HEPA . Zaleca się 0,3 wymiany powietrza na godzinę (ACH), w przeciwnym razie powietrze może stać się „nieświeże” (nadmiar CO 2 , wypłukiwanie zanieczyszczeń z powietrza w pomieszczeniu) i każda większa, nadmiernie sucha (wilgotność poniżej 40%). Oznacza to staranny dobór wykończeń i wyposażenia wnętrz, aby zminimalizować zanieczyszczenie powietrza w pomieszczeniach przez organiczne (np. formaldehyd) . ). Można temu nieco przeciwdziałać, otwierając okno na bardzo krótki czas, roślinami i fontannami w pomieszczeniach.
  • Ze względu na dużą odporność na przepływ ciepła (izolacja o wysokim współczynniku R) nie ma „ścian zewnętrznych”, które są zimniejsze niż inne ściany.
  • Jednorodna temperatura wewnętrzna: nie ma możliwości, aby pojedyncze pokoje (np. sypialnie) miały inną temperaturę niż reszta domu. Należy zauważyć, że stosunkowo wysoka temperatura w miejscach do spania nie jest fizjologicznie uważana za pożądaną przez niektórych naukowców zajmujących się budownictwem. Okna sypialni można lekko uchylić, aby złagodzić to w razie potrzeby.
  • Powolne zmiany temperatury: przy wyłączonych systemach wentylacji i ogrzewania dom pasywny zwykle traci mniej niż 0,5 ° C (0,90 ° F) dziennie (zimą), stabilizując się na poziomie około 15 ° C (59 ° F) w klimacie środkowoeuropejskim .
  • Szybki powrót do normalnej temperatury: krótkotrwałe otwarcie okien lub drzwi ma ograniczony efekt; po zamknięciu otworów powietrze bardzo szybko wraca do „normalnej” temperatury.
  • Niektórzy wyrażali obawy, że standard domu pasywnego nie jest podejściem powszechnym, ponieważ lokator musi zachowywać się w określony sposób, np. nie otwierać zbyt często okien. Jednak modelowanie pokazuje, że takie obawy nie są uzasadnione.

Porównania międzynarodowe

Porównanie z budynkami o zerowym zużyciu energii

Główny artykuł: Budynek zeroenergetyczny

Budynek o zerowym zużyciu energii netto (ZEB) to budynek, który w ciągu roku nie zużywa więcej energii niż generuje. Pierwszy budynek Zero Energy Design z 1979 roku wykorzystywał pasywne techniki ogrzewania i chłodzenia słonecznego z hermetyczną konstrukcją i super izolacją. Niektórym ZEB nie udaje się w pełni wykorzystać bardziej przystępnej cenowo technologii ochrony, a wszystkie korzystają na miejscu z aktywnych technologii energii odnawialnej, takich jak fotowoltaika zrównoważyć zużycie energii pierwotnej budynku. „Dom pasywny” i ZEB są uważane za uzupełniające się, synergiczne podejścia technologiczne, oparte na tej samej fizyce transferu i magazynowania energii cieplnej: ZEB obniżają roczne zużycie energii do 0 kWh/m2 przy pomocy lokalnych źródeł energii odnawialnej i mogą korzystać z materiałów i metod, które są stosowane w celu sprostania ograniczeniu zapotrzebowania domów pasywnych wynoszącemu 120 kWh/m2, co zminimalizuje zapotrzebowanie na często kosztowne lokalne źródła energii odnawialnej. Domy Energy Plus są podobne do obu domów pasywnych i ZEB, ale kładą nacisk na produkcję większej ilości energii rocznie niż zużywają, np. roczna wydajność energetyczna -25 kWh/m 2 to dom Energy Plus.

Porównanie do budynku Zero ogrzewania

Główny artykuł: Budynek o zerowym ogrzewaniu

Dzięki postępom w oszkleniu o bardzo niskim współczynniku U , proponuje się, aby budynek pasywny oparty na (prawie) zerowym ogrzewaniu miał zastąpić budynki o prawie zerowym zużyciu energii w UE. Budynek o zerowym ogrzewaniu ogranicza pasywny projekt solarny i sprawia, że ​​budynek jest bardziej otwarty na konwencjonalny projekt architektoniczny.

Roczne jednostkowe zapotrzebowanie na ciepło dla domu o zerowym ogrzewaniu nie powinno przekraczać 3 kWh/m 2 a. Budynek o zerowym ogrzewaniu jest ogólnie uważany za prostszy w projektowaniu i obsłudze, ponieważ nie ma potrzeby stosowania modulowanych osłon przeciwsłonecznych.

Potrzeby klimatu tropikalnego

W klimacie tropikalnym standard domu pasywnego okazał się pomocny w zapewnieniu idealnych warunków wewnętrznych dzięki zastosowaniu wentylacji z odzyskiem energii zamiast wentylacji z odzyskiem ciepła w celu zmniejszenia obciążenia wilgocią mechanicznego systemu osuszania. Chociaż można zastosować osuszacze, podgrzewacze ciepłej wody z pompą ciepła będą również działać w celu schłodzenia i skraplania wilgoci wewnętrznej (gdzie można ją zrzucić do kanalizacji ) i zrzucić ciepło do zbiornika ciepłej wody . Chłodzenie pasywne , klimatyzacja słoneczna , a inne rozwiązania w projektowaniu pasywnych budynków słonecznych zostały zbadane w celu dostosowania koncepcji „domu pasywnego” do użytku w większej liczbie regionów świata.

Certyfikowany „dom pasywny” został zbudowany w gorącym i wilgotnym klimacie Lafayette w Luizjanie w USA. Wykorzystuje wentylację z odzyskiem energii i wydajny klimatyzator o wadze jednej tony do chłodzenia i osuszania.

Dostęp do energii słonecznej był bardzo ważnym czynnikiem w każdym projekcie domu pasywnego, ponieważ pozwala konstrukcji wykorzystać energię słoneczną do naturalnego ogrzewania i oświetlenia przestrzeni oraz zastąpić elektryczne podgrzewacze wody podgrzewaczami wody opartymi na energii słonecznej.

Zobacz też

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne


Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Passive_house&oldid=1132337406 ”