Pasyvus namas, kuris yra agresyviai žalias

Stephanie Arnett





Šią gegužę gyventojai, atrinkti iš loterijos, kuriame dalyvavo 2600 pretendentų, turėtų pradėti kraustytis į 98 įperkamus būstus naujame Finch Cambridge pastate Concord Avenue netoli Fresh Pond Kembridže, Masačusetso valstijoje. Bostono „Icon Architecture“ suprojektuotas pastatas pasižymi žaismingais įlankos ir kampiniais langais, į kuriuos patenka saulės šviesa ir skersine ventiliacija, vestibiulyje su skliautinėmis lubomis ir atvirais laiptais, skirtais žmones atsisakyti liftų, ir kitų apgalvotų elementų, pavyzdžiui, šalavijų. žalios spalvos akcento sienos ir didelės grindų plytelės vonios kambariuose, kad būtų kuo mažiau nešvarumus pritraukiančio skiedinio. Jo šeimai pritaikyta skalbykla yra šalia didelės bendruomenės erdvės su poilsio erdve, virtuvės zona ir namų darbų kampeliais – abu yra viršutiniame aukšte, o pro langus atsiveria nuostabūs Fresh Pond vaizdai ir išėjimas į stogo terasą, turi pakeltas lysves sodininkystei.

Tačiau tai, kas nuostabiausia pastate, visai nesimato.

Finch Cambridge buvo sukurtas taip, kad atitiktų pasaulyje efektyviausią energiją taupančio pastato standartą, žinomą kaip Pasyvaus namo (PH) standartas, todėl jį šildyti ir vėsinti bus žymiai pigiau nei įprastą pastatą. Tiesą sakant, prognozuojama, kad jis bus 70 % efektyvesnis nei 2016 m. šalies vidurkis daugiabučiams namams. Hermetiška ir itin gerai izoliuota, tokia konstrukcija laikoma pasyvia, nes gali efektyviai palaikyti temperatūrą, kad ir koks oras lauke, tik minimaliai pasikliaujant tradicinėmis šildymo ir vėsinimo sistemomis. Tai iš tikrųjų yra termosas, sako Finch Cambridge projektų vadovė Michelle Apigian, MA '00, MCP '00, „Icon Architecture“ asocijuotoji direktorė ir tvarumo lyderė, kuri taip pat dirbo kuriant pastatą. Pasyvaus namo metodas, tinkantis visų tipų pastatams nuo individualių namų iki dangoraižių, reikalauja vėdinimo sistemos, kuri kruopščiai kontroliuoja šviežio oro patekimą ir atgauna šilumą (arba oro kondicionuojamą vėsą) iš išeinančio pasenusio oro. Tai ne tik sumažina šildymo ir vėsinimo poreikį, bet ir užtikrina geresnę patalpų oro kokybę sveikesnėms ir patogesnėms gyvenamosioms patalpoms. Jei tikrai norite, vis tiek galite atidaryti langą, kad įkvėptumėte gryno oro.



Atsižvelgiant į visus privalumus ir į tai, kad pastatai sunaudoja 54% energijos Masačusetse, stebina, kad Finch Cambridge bus tik antrasis daugiabučiai PH pastatas valstijoje. Apigian taip pat vadovavo projektui ir padėjo suprojektuoti pirmąjį – rinkos kainos daugiabutį Pietų Bostone pavadinimu Distillery North, kuris buvo atidarytas 2017 m. Šis pastatas pelnė LEED platinos statusą – aukščiausią „Leadership in Energy and Environmental Design“ žalią pastatą. sertifikavimo programa – be jokių papildomų pastangų. Pastatas yra 72% efektyvesnis nei 2016 m. šalies vidurkis daugiabučiams namams. Ten nuomininkai vidutiniškai moka 22,50 USD per mėnesį už savo butų, kurie dažniausiai yra vieno ir dviejų miegamųjų, šildymą ir vėsinimą, sako pastato savininkas Fredas Gordonas. Jis priduria, kad du gyventojai, sergantys sunkia kvėpavimo takų alergija, praneša, kad jų simptomai visiškai išnyko netrukus po to, kai persikėlė gyventi, ir vėl atsiranda keliaujant.

PH projektavimo koncepcijos pradėjo formuotis praėjusio amžiaus aštuntojo dešimtmečio naftos krizei, kai JAV vyriausybė finansavo tyrimus, siekdama sumažinti šalies priklausomybę nuo naftos. Tačiau susidomėjimas energiją taupančių namų statyba sumažėjo, kai naftos kainos krito ir amerikiečiai vėl sėdo į dujas ryjančius automobilius. Grupė europiečių tęsė ten, kur baigė amerikiečiai (ir kai kurie kolegos iš Kanados), tobulindami geriausią praktiką ir standartus statant sandarius namus, kuriuos žiemą lengviau šildyti – tokį požiūrį jie propagavo kaip judėjimą „Passivhaus“. Vokiečių architektas 2003 m. Ilinojaus valstijoje pastatė pirmąjį JAV Passivhausą; 2007 m. ji įkūrė JAV Pasyvaus namo institutą, kuris tiksliai suderino PH metodus įvairiems klimatams.

Nors idėja projektuoti itin energiškai efektyvius pastatus atrodo niekam tikusi, Apigianas teigia, kad PH standarto supratimas JAV projektuotojų bendruomenėje pradėjo plisti tik neseniai. Pirmą kartą ji apie tai sužinojo 2008 m., kai rengė konkursą, skirtą buvusiai Fort Devenso armijos bazei Masačusetso valstijoje suprojektuoti būstą, kuriame nėra grynojo nulio – namų, kurie sukuria tiek energijos, kiek sunaudoja. Dabar ji yra sertifikuota PH pastate ir aktyviai propaguoja tokius projektus, todėl ji mano, kad projektavimas pagal šiuos standartus ilgainiui taps nauja norma. Kai LEED pateko į žemę, visiems tai atrodė nauja ir beprotiška, sako ji. Dabar tai iš esmės duotybė – kiekviena architektūros įmonė mąsto holistiškai. LEED aiškiai įtraukė tai į žemėlapį.



Baimė dėl didelių išlaidų daugeliui kūrėjų sutrukdė laikytis pasyvaus namo principų. Nedaug statybininkų yra patyrę taikant statybos būdus, o tai padidina kainą. Jei yra neekspertiška komanda, labiau tikėtina, kad gausite gana didelę išlaidų sąmatą, nes jie nervinasi ir nežino, ko reikės, sako Apigianas. Tačiau kai daugiau statybininkų įgyja patirties, kainos turėtų mažėti. Manome, kad tikrai galime tai padaryti už 1–2 % papildomų sąnaudų, jei pasyvaus namo principai yra neatsiejami nuo projektavimo proceso pradžios ir visa komanda dalyvauja, sako ji.

Vasario mėn. prasidėjus paskutiniam Finch Cambridge statybos etapui, Apigian surengė MIT News apžvalgą po pastatą ir paaiškino pagrindines sąvokas.

Sukurkite sandarų voką.

Hermetiškas vokasALISA DRAGŪNA

Nebent kas nors įeis pro duris ar atidaro langą, oras neturėtų patekti į PH pastatą arba iš jo išeiti, išskyrus per vėdinimo sistemą. Taigi pastato apvalkalas yra visiškai apgaubtas trijų sluoksnių oro barjeru, kurį sudaro du išoriniai polipropileno sluoksniai, termiškai sujungti su vandeniui nelaidžiu viduriniu polimeriniu sluoksniu. Kiekviename kampe ir visuose kiekvienos perforuotos angos – pagalvokime apie langus, duris, ortakių angas – kraštuose, ši kliūtis yra užklijuota specialia vandeniui ir vėjui atsparia juosta. (Apigian teigia, kad vieno sluoksnio oro barjeras nėra toks veiksmingas, o tinkamas užtvaros naudojimas yra labai svarbus. Jei jis pritvirtintas kabėmis arba, dar blogiau, jei jis yra įplyšęs ir pučiasi, jis neišleis oro. Nuolat priklijuotos užtvaros yra saugesnės. )



Tai pirmasis žingsnis kuriant vadinamąjį pasyvaus namo apvalkalą – nuolatinį barjerą nuo išorės oro, drėgmės ir nepageidaujamo karščio ar šalčio. Visi 98 Finch Cambridge apartamentai turi atitikti griežtus sandarumo ir efektyvaus šildymo bei vėsinimo standartus. Tačiau siekiant sumažinti išlaidas, į voką neįtrauktos kelios sritys, kuriose yra sudėtingesnių vėdinimo, šildymo ir vėsinimo problemų – vestibiulis ir jo atviri laiptai, taip pat skalbykla ir bendruomenės kambariai. Visos durys, vedančios į PH gaubtą, ir visi jo langai yra sandarinami ir įstiklinti trigubai, kad būtų išvengta netyčinio oro srauto jas uždarius.

Apvyniokite pastatą antklode.

apvyniokite pastatą

Raudoni stiklo pluošto spaustukai neleidžia susidaryti šiluminiams tiltams;
įdegio mineralinės vatos antklodės pastato išorėje.

MANALINGA NUOTRAUKA

Nuolatinė izoliacija yra labai svarbi. Tačiau tradiciniame pastate izoliacija dedama tik į sienų ertmes tarp smeigių, paliekant tarpus – tokį požiūrį Apigian prilygina megztiniui su krūva skylučių. PH pastatuose architektai paprastai taip pat prideda ištisinės išorinės izoliacijos sluoksnį, turintį didelę šiluminę varžą, efektyviai sukuriant antklodę aplink visą pastatą. Antklodės storis priklauso nuo pastato dydžio, naudojimo ir užimtumo, taip pat nuo klimato zonos. „Finch Cambridge“ įmonė „Icon“ naudojo purškiamą stiklo pluošto izoliaciją išorinėse sienų ertmėse ir apvyniojo pastatą dviejų colių mineralinės vatos sluoksniu – ugniai atsparia izoliacine medžiaga, pagaminta iš išlydyto bazalto akmens ir perdirbto šlako iš plieno gamyklų. . (Šiaurės distiliavimo gamyklos pastatas buvo apšiltintas celiulioze išorinėse sienų ertmėse, plius trys coliai mineralinės vatos.) Architektai taip pat uždengė stogą kūgine standžia putplasčio plokštės izoliacija, tarp garažo lubų ir pastato pastatė šešis colius didelio tankio standžiųjų putų. aukštas virš jo, o perėjimo vietose, kurias kitu atveju būtų sunku padengti, užpurkšta poliuretano putų izoliacija.



Pastato „apvalkalas“ atlieka didžiąją darbo dalį, palaiko vidaus temperatūrą, nepaisant to, kas vyksta lauke.

Taip pat labai svarbu vengti arba suardyti šiluminius tiltelius – elementus, kurie sukuria šilumos patekimo ar išėjimo kelius, nes jie yra laidesni šilumai nei aplinkinės medžiagos. Smeigės, ypač metalinės, yra žinomi šilumos tilteliai; Finch Cambridge juos trikdo dviejų colių išorinė izoliacija. Taip pat Z formos metalinės juostos, naudojamos išorinei dangai tvirtinti, prie pastato tvirtinamos spaustukais iš stiklo pluošto, kurio šilumos laidumas yra ribotas.

Atsargiai tvarkykite ventiliaciją.

tvarkyti ventiliacijąALISA DRAGŪNA

Energijos atkūrimo ventiliatoriai (žinomi kaip ERV) naudojami nuolatiniam, subalansuotam oro srautui į PH pastatus ir iš jų užtikrinti. Kiekviename iš dviejų Finch Cambridge ERV vienas kanalas įtraukia gryno oro, o antrasis kanalas pašalina pasenusį orą. Abu ortakiai praleidžia orą per ERV – šilumokaitį, kuris naudojasi pagrindiniu termodinaminiu principu, kad šiluminė energija visada tekės iš karštos į šaltą. Taigi, nors oras dviejuose atskiruose ortakiuose nesimaišo, šaltu oru išeinančio pasenusio oro šiluma padeda sušildyti įeinantį šaltą šviežią orą, sumažindama pastato šildymo poreikį. Šiltu oru sistema ištraukia šilumą iš įeinančio gryno oro, perduoda ją išeinančiam vėsesniam pasenusiam orui ir sumažina oro kondicionavimo poreikį. ERV taip pat padeda valdyti drėgmę.

Šviežias oras, kuris filtruojamas, kad pašalintų kietąsias daleles, tiekiamas į visas Finch Cambridge svetaines ir miegamuosius iš vieno iš dviejų pastato gryno oro kanalų. Pasenęs oras traukiamas iš visų vonios kambarių ir virtuvių ventiliacijos angų ir išteka į vieną iš ERV per vieną iš dviejų išeinančių vėdinimo kanalų (parodyta dešinėje, prieš izoliuojant).

Tai labai paprasta technologija, kuri yra nuostabi, bet nesudėtinga, sako Apigian. Tai jau seniai.

Sumontuokite tinkamo dydžio šildymą.

kondensatoriaiALISA DRAGŪNA

Pastatas su tinkamu PH apvalkalu ir ERV sistema reikalauja minimalaus papildomo šildymo ir vėsinimo. Kūnų, prietaisų, šviestuvų ir prijungtų prietaisų, tokių kaip kompiuteriai, televizoriai ir skrudintuvai, skleidžiama šiluma labai padeda išlaikyti skrudinimą. Tiesą sakant, dažnai sakoma, kad PH namus galite šildyti plaukų džiovintuvu. Apigianas sako, kad Naujojoje Anglijoje tai gali būti tiesa. Tačiau ji atkreipia dėmesį į tai, kad PH apvalkalo efektyvumas išlaikant šilumą reiškia, kad vėsinimas vasarą dažniausiai yra didesnė problema.

Kompiuteriniuose modeliuose atsižvelgiama į prietaisų, elektros prietaisų, šviestuvų ir žmonių skleidžiamą šilumą ir apskaičiuojama, kiek reikia papildomos šilumos ar vėsinimo. Šilumos siurblių, kurie veikia tais pačiais principais kaip oro kondicionierius ar šaldiklis ir kuriems reikia minimalios energijos, paprastai pakanka abiem tikslams. Šilumos siurblio garintuvas arba šilumokaitis išgauna šilumą iš oro, naudodamas aušinimo skystį, kuris virsta garais; po to tie garai suspaudžiami kondensatoriuje, kad padidėtų jų temperatūra ir būtų suteikta šiluma. Procesas yra atvirkštinis, kai reikia aušinti. Kiekvienas Finch Cambridge įrenginys turi elektrinį šilumos siurblį, tačiau visi 98 šilumos siurbliai (ir esantys bendrose patalpose) turi tik 16 kondensatorių ant stogo (parodyta dešinėje). Kadangi sistema leidžia tuo pačiu metu kintamą šaltnešio srautą, į vakarus nukreiptas įrenginys, kuris kepa saulėje, gali reikalauti aušinimo, o į rytus nukreiptas įrenginys gali reikalauti šilumos.

Finch Cambridge prognozuojamas svetainės energijos naudojimo intensyvumas (EUI) – kBTU skaičius, reikalingas kiekvienai kvadratinei pėdai per metus šildyti ir vėsinti – yra tik 23. Tai įspūdingai 70 % mažiau nei vidutinis JAV daugiabučių namų EUI, kuris 2016 m. buvo 78,8.

Protingai rinkitės langus ir, jei reikia, pavėsinkite.

langų užuolaidosSTEPHANIE ARNETT

Tinkami langai ir šešėliavimo įrenginiai leidžia išnaudoti saulės šilumą žiemą, o nukreipti ją vasarą. Siekiant padėti palaikyti vidaus temperatūrą, nesvarbu, ar lauke karšta, ar šalta, visi Finch Cambridge PH apvalkalo langai yra trijų stiklų ir sandarūs, su izoliuotais rėmais, kurie neleidžia susidaryti šiluminiams tiltams. Ir Icon vengia dvigubai pakabinamų langų, kai tik įmanoma, nes sunku išlaikyti sandarų sandariklį ant lango, kuris slysta aukštyn ir žemyn. Tradicinis Naujosios Anglijos langas su dvigubu pakabinimu yra katastrofa – nesandariausias dalykas, kurį žino žmonės, sako Apigianas.

Išoriniai šešėliai virš langų Finch Cambridge pietiniame fasade tęsiasi pusę lango ilgio. (Architektai iš pradžių planavo įrengti atspalvius rytiniame, vakariniame ir pietiniame fasaduose, tačiau energetinis modeliavimas atskleidė, kad jų reikia tik į pietus nukreiptiems langams. Likusių pašalinimas padėjo suvaldyti išlaidas.) Jie pasirinko atspalvius su įstrižomis lentjuostėmis, kurios blokuoja. vasaros saulės, bet neleiskite lietui ir sniegui kauptis ir leiskite vėjui perpūsti. Kadangi saulė žiemą yra žemiau danguje, saulės šviesa ir dalis jos spinduliuojamos šilumos gali patekti į langus, esančius po šešėliais, ir taip padėti sušildyti pastatą.

Linksdami šalia esančio Fresh Pond paukščiams, architektai pastato stogo liniją suprojektavo taip, kad ji būtų panaši į sparnus. Sparnai taip pat suteikia pavėsį bendruomenės kambariui ir skalbyklai viršutiniame aukšte, o stoge sumontuota dalis 150 kilovatų galios saulės baterijų. Prognozuojama, kad saulės baterijos kompensuos 98 144 kilovatvalandes per metus arba apie 20% visos pastatui eksploatuoti reikalingos elektros energijos.

Atlikite energijos modeliavimą ir testavimą.

pastato termogramos pavyzdysPASIVIOJO NAMO INSTITUTAS | wikimedia

Energinis modeliavimas yra naudingas projektuojant ir statant PH pastatą. Pastato inžinieriai gali apskaičiuoti energijos apkrovą (didžiausią energijos kiekį, kurio reikia bet kuriuo metu), kad įsitikintų, jog jie nurodo tinkamo dydžio pastato įrangą, o ne persistengia. Jie taip pat gali nustatyti pastato energijos poreikį (bendrą per vienerius metus sunaudotą energiją), kad įsitikintų, jog jis atitinka PH standartus. Tačiau jo sandarumo matavimas jį pastačius yra didžiausias išbandymas – ir būtina norint gauti pasyvaus namo pastato sertifikatą.

Apigian visiškai tikisi, kad pastatas gaus PH sertifikatą. Kovo mėnesį ji ruošėsi Finch Cambridge pirmajam viso pastato orpūtės durų bandymui, kad nustatytų jų sandarumą. Atliekant bandymą uždaromos visos lauko durys ir langai, o vienose pagrindinėse PH apvalkalo duryse įdedamos specialios durys su ventiliatoriumi, kurios ištraukia orą iš pastato ir sumažina jo vidinį oro slėgį. Jei pastatas nėra sandarus, durų ventiliatorius turi dirbti daugiau, kad išlaikytų oro slėgio lygį, o dūmų rašikliai gali būti naudojami nuotėkiams atskleisti.

Pasibaigus Finch Cambridge statybai, Apigianas taip pat žongliravo su kitais vietiniais pasyvaus namo projektais, vykdomais Glosteryje, Seileme ir Louelyje. Kiekvienu atveju siekiama šildymo ir vėsinimo sistemoms duoti labai mažai ką veikti. Dėl sandarumo ir šilumos tęstinumo bei kontrolės pastato apvalkalas atlieka didžiąją dalį darbo, kurį paprastai atliekame savo sistemomis, ir palaiko vidaus temperatūrą, nepaisant to, kas vyksta pastato išorėje, sako ji. O Naujojoje Anglijoje tai gali reikšti beveik bet ką.

paslėpti