图片来源:Kent Earle
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自从我们决定建造一个超级隔热，高效节能的家，这就是我一直在努力解决的问题。事实上，我认为自从被动屋概念在过去几年来到北美以来，许多建筑商、建筑师和生态和绿色住宅的设计师一直在争论这一点。
当我们最初开始我们的项目时，我被“不需要主动加热系统”的可能性所吸引，正如被动屋爱好者所吹捧的那样。然而，事实并非如此。尽管欧洲的许多被动式住宅不一定像加拿大那样使用锅炉或炉子，但从技术上讲，它们仍然需要某种加热方式。
通常，这是一个加热盘管连接到现有的通风装置，以加热进入的通风空气。对于我们的房子来说，使用这样一个系统的可能性根本没有意义。
被动式住宅经常在“用户舒适度”方面为其某些标准辩护。当然，我同意用户舒适度是至关重要的。然而，为了满足被动屋的一些严格标准，人们往往会牺牲舒适来满足认证。例如，在我们的项目中，是的，我们可以使用这种加热方法作为第二选择，但尽管有超级绝缘，它仍不足以满足我们所有的加热需求。此外，我们需要一个热质量(混凝土地板)来利用太阳能收益来减少我们的热负荷。
在冰冷的水泥地上走过的人都知道这是非常不舒服的(作为一名理疗师，我不知道有多少人因为在工作时走在水泥地上而抱怨膝盖、背部和脚疼)。话虽如此，温暖的混凝土地板非常令人愉快，而且出奇地舒服。
考虑到我们想要一个既热又美观的混凝土地板，不使用地板内的水循环加热对我来说是没有意义的。在这种情况下，我们必须选择用户舒适度而不是被动屋标准。
严格的能源限制很难达到
被动屋标准的另一个主要批评涉及年度源能量限制和年度加热/冷却消耗限制。这些标准非常严格，每平方米每年120千瓦时，每平方米每年15千瓦时。但这在加拿大非常寒冷的气候下可行吗?
事实上，加拿大的一些项目已经证明了这是可能的。但没有那么多。为什么呢?最近，我们用HOT2000软件计算了我们的数据，HOT2000是加拿大用于计算节能住宅能耗的工具。它不像PHPP的被动屋软件那样彻底，但它很好，而且做起来便宜得多。
好的，这是我们的数字:
房屋面积:1240平方英尺(主层)+ 1240平方英尺(地下室)= 2480平方英尺的处理建筑面积= 230平方米的处理建筑面积。
估计每年空间供暖需求:7159千瓦时(或31.13千瓦时/平方米/年)。
估计每年的电加热空间(不包括预期的柴火炉使用):2342千瓦时(或10.18千瓦时/平方米/年)。
住宅热水的年耗电量估计为3,409千瓦时
估计每年电器耗电量:8,760千瓦时
年总能耗:19328千瓦时(或84.04千瓦时/平方米/年)。
木材的热量很重要
首先，让我解释一些事情。首先，我们预计在冬天会经常使用我们的柴炉。我爱柴火;看着木头燃烧会有一种难以置信的安慰。
第二，我确实认为每年的电器使用量偏高，而且我还认为，与Mill Creek NetZero住宅相比，我们的总供暖空间也有点高，后者是一个生态住宅项目，在类似的气候条件下使用相同的墙壁系统。
尽管如此，让我们给这些数字一些背景:
我们家预计每年用于空间供暖的能源消耗= 31.13千瓦时/平方米/年
我们家每年用于空间供暖的能源消耗(不包括柴火炉的热量)= 10.18千瓦时/平方米/年。与此相比，被动式住宅的年供暖限制为15千瓦时/平方米/年。
加拿大家庭平均每年的供暖使用量为137.2千瓦时/平方米。(我的天，太高了!)
好的，你可以看看我上面提供的被动式住宅和加拿大平均家庭的比较数字，分别是31.13(总热量需求)和10.18(电空间加热需求)。这两个数都是a很多低于加拿大平均水平。我之所以使用31.13这个数字，是因为这是在极端寒冷的年份里，在不使用任何木材热量的情况下，我们所需要的最高使用量。这比加拿大的平均房价低77.3% !32个赞！然而，它是被动屋标准的两倍!
超绝缘和大量朝南的玻璃
我要提醒你，我们使用的是以下材料:R-100的天花板，R-56的上层墙面，R-28的下层墙面，以及R-28的板下保温材料。我们也有显著的南方玻璃和最小的北方玻璃。我们将安装效率最高的玻璃钢窗户，我们希望房子的气密性能达到被动屋标准，即每小时0.60次换气，50帕斯卡。
最重要的是，萨斯喀彻温省比德国冷得多。2014年德国的供暖天数为3100天。2014年萨斯卡通的供暖天数为6035天。嗯，这大约是两倍的量，这就解释了我们需要两倍的加热能量——这是有道理的!因此，我很难理解德国被动式住宅的标准如何适用于非常寒冷的加拿大气候。
然而，如果我们看看我们的预期总能耗(84.04千瓦时/平方米/年)，我们实际上大大低于被动式住宅120千瓦时/平方米/年的标准。[编者注:被动式住宅120千瓦时/平方米/年的限制是指总源能量，而不是现场能量。有关源能量和现场能量之间差异的讨论，请参见理解能量单位．]
这就提出了一个问题:在德国，是什么导致了105千瓦时/平方米/年的差异?他们家用电器的能耗和热水的使用量高吗?或者，这个特殊的标准是否更高，以解释通常使用被动屋建造的大型房屋和建筑物?
不管怎样，除了拿苹果(德国)和橙子(萨斯喀彻温省)做比较，这些数字到底意味着什么?反正我们也不会去申请被动屋认证。(认证的价格大约是1万美元，我宁愿把钱花在太阳能电池板上)。但我认为它提供了一个有趣的讨论。
这个数字我可以接受
最后，我们将建造一个高效的、超级隔热的房子，它将比加拿大的普通房子少消耗75%到80%的能源。在我们真正住进房子里之前，我们真的不知道我们的总能源消耗，所以所有这些数字都只是估计。
是的，你可以在大草原上建造一个“真正的”被动式住宅，但你将会进行巨大的财务投资，并牺牲舒适度来达到标准。
这让我想起了最近与当地一位节能住宅建筑商的一次讨论。他说:“只要有足够的钱，任何人都可以建造非常节能的房子。但在预算有限的情况下建造一座，这就令人印象深刻了。”
最后，我们是在预算上建造的，预算应该等于或低于建造普通木结构房子的成本，我们的能源账单(100%电力)应该在每月100美元的范围内。我觉得我可以接受。
肯特·厄尔和他的妻子达西，写了一个博客叫做Blue Heron EcoHaus．该博客记录了他们“从城市人到农村人”的旅程，他们计划在加拿大大草原上建造一座净零绝缘的超级房子。
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14日的评论
考虑到被动式房屋
考虑到被动式房屋基本上是在萨斯喀彻温省发明的，这篇文章引起了共鸣。//www.elsporta.com/blogs/dept/musings/forgotten-pioneers-energy-efficiency
这有点愚蠢和讽刺…
被动屋的概念很大程度上是基于加拿大中西部实验性的超级绝缘房屋，如萨斯喀彻温省保护屋(//www.elsporta.com/blogs/dept/musings/forgotten-pioneers-energy-efficiency)，增加了与加拿大中西部相比更适合德国的能源使用标准。
过度使用朝南的玻璃，以满足更适合德国的任意能源使用标准，可能会导致萨斯喀彻温省出现一些严重的舒适问题——夏季和冬季一样严重。室外设计的温度在这两个季节都比欧洲极端得多，夏季的太阳能增益(甚至来自间接光)也更高。对于这所房子朝东的大观景窗，使用隔热的软涂层low-E窗是合适的，但在三层玻璃上可能是定制订单。夏天的日出可能类似于在桑拿房里醒来，除非从外部遮挡(这有点破坏了视野)。
对于萨斯喀彻温省高碳水化合物电网上的全电动房屋来说，现场供电有很多可说的。这个政策有点过时了，但基本原理还是很相似的。
https://www.policyalternatives.ca/sites/default/files/uploads/publications/reports/docs/SK%20Transforming%20Sask%20Electrical%20Future%20I.pdf
那里的风能资源很好，但尚未开发。这需要真正的政策支持才能真正实现。萨斯喀彻温省的边界坝碳捕获和再利用/储存示范煤炭项目规模很小，即使在当地石油工业市场出售捕获的二氧化碳也不经济。目前，萨斯喀彻温省光伏发电的任何现场来源千瓦时都比北美大部分地区抵消了更多的大气碳。
(有趣的是，我们在保护屋上引用了同一篇GBA文章!:-)在发布之前我没有刷新页面。
激烈辩论
2009年的那篇博客/文章是马丁和费斯特博士之间的激烈辩论。从这次交流中可以明显看出，双方在能源建设方法上存在分歧。这是我第一次读到它，并意识到这样的交流甚至存在，但现在它揭示了为什么每当在这个论坛上提到PassivHaus时，人们都对它持否定态度。
被动式房屋是可选的，就像LEED、零能源、能源之星、美国被动式房屋等，这些都是志愿者项目。美国后代被动式房屋是100%自愿的，现在是气候特定的，因此3区气候将需要不同的标准，而7区气候。这不是一个万能的方法。自2015年以来，PHIUS制定了针对特定气候区的具体标准。不管怎样，这都是一种自愿的科学方法。同意与否，这取决于最终用户，但最终目标是创造节能住宅，减少化石燃料和家庭能源使用。
PHIUS rev. 2的能量核算(对Peter L的回应，#4)
PHIUS仍然固执地认为，在考虑其源能源和源碳排放因素时，北美所有电网都具有相同的碳足迹和相同的热效率，在本博客的评论中进行了详细讨论:
//www.elsporta.com/blogs/dept/green-building-blog/new-passive-house-rules-take-effect
北美各电网地区根本没有足够的输电能力使其成为一台机器，而华盛顿州或魁北克省等重水发电地区是地区电网的净输出电力者，实际上没有进口任何电力。将魁北克或华盛顿的房屋与西弗吉尼亚州、怀俄明州或萨斯喀彻温省的房屋使用相同来源的燃料乘数，没有很好的理由。如果指定的目标是大气碳排放，只有PHIUS使用比2007年更多的当前数据集，并使用更小的网格区域区域，它才变得合理。对于西澳大利亚州的某些人来说，在他们的能源计算中使用相同的因素是毫无意义的，因为西澳大利亚州的电网电力中几乎不存在化石燃料成分，而西澳大利亚州的某些人在发电时使用煤炭为王。让西澳的人花钱去实现虚构的目标对世界没有一点好处——这只会浪费资本。
此外，在WV中使用PV的房子抵消的碳比新PHIUS标准下的信用要多得多，这没有明确的理由。
这些观察可能会被一些人误认为是消极的，但它们是建设性的批评。为了让标准有未来，它必须变得理性，并忠实于它所陈述的目标。采用过时的、没有细微差别的、基于现实的能源核算方法是行不通的，因为它既降低了标准的碳减排目标，又增加了低碳电网地区达到标准的成本。坚持在低碳水化合物电网地区使用相同的能源要素，只是假装减少碳排放，而实际上并没有实现任何目标。这是一个严重的缺陷，但可以解决。
谢谢你贴这个帖子
有时，当你想得太多时，你会错过明显的东西，我发了一个帖子，询问如何计算被动式住宅在15千瓦的要求下可以允许多少能量，我没有得到具体的答案，但在阅读了你是如何做到的之后，我可以比较许多我一直想做的计算。
我的房子已经有100多年的历史了，目前的供暖效率是同等被动式住宅的26.2倍，而我搬进来时是37.3倍。
劳埃德
世界真小。在奥利弗·德鲁普继续建造萨斯喀彻温省的房子之前，他是我的英语老师。
Peter L
这些项目现在是自愿的，但这不是他们的支持者想要的。被动住宅公开游说，希望将他们的标准纳入建筑规范，我们在这里看到了一些博客，详细介绍了市政当局如何将Leed作为强制节水的工具。
很少有人不被你指责为帝国的缔造者。
被动式房屋供暖
作者从德国被动式房屋不需要“主动供暖系统”的前提出发，讨论了基于使用HRV管道进行热量分配的标准。对于PHI来说，这不是，也从来没有这样的情况，因为它很好地制定了标准，以便尽早发布。给肯特这个消息的人要么是过度宣传，要么是被误导了。
如果一个人想用木头来加热他们的房子，那很好，我在我自己的家里只用木头20年了(它已经老了)。但我不想设计一个过度依赖木材的房子，如果它是长期的。在一个寒冷的冬天之后，我们迎来了一个非常寒冷的春天，我没有任何可以燃烧的东西。空气颗粒物污染在大多数地方都是一个非常现实的问题。
由于没有提到它，我假设房子没有在PHPP能源模型中建模。如果是这样的话，设计师很快就会意识到，如果渲染正确的话，南侧窗户的悬垂在冬天不会收到太多的太阳能增益。事实上，取决于安装的玻璃u值，它可能是一个能源输家。同样，热质量太大的地板比地毯和家具更难受到阳光的直接照射。
许多人使用无认证的被动房屋原则来建造，但这些原则仍然存在，并且在理解时工作得非常好。这是关于实现平衡，把钱花在有用的地方，而不是一般性的“相当不错”的假设。
建设性的批评
丹娜,
我相信PHIUS知道你提出的问题。新标准是几个月前实施的。在此之前，PH值认证是“一刀切”的方法。PHIUS认为有必要修改和改变，他们就这样做了。随着时间的推移，PHIUS可能会看到更新和修改。
在大多数工作环境中，“建设性批评”是一个令人讨厌的短语，因为“批评”是一种人身攻击。糖衣外衣并不能减轻影响。我不知道你是否结婚了，但如果你接近你的妻子或女朋友，告诉她，“亲爱的，我要给你一些建设性的批评....”祝你好运，希望你不介意睡在沙发上。
有很多方法来谈论或讨论分歧，但抨击整个PHIUS运动，因为它不是100%正确的，伤害了整个绿色建筑运动。人就是人，有偏见，分歧并不总是百分百科学的。
PHIUS已经修改了其标准，并继续推进绿色建筑运动和标准。PH值标准仍然是世界上最严格的节能建筑标准。如果一个人设计和建造PH值，他们可以确信，这个家将表现得最好，因为这是一种科学的方法。我还没有听到或读到过有PH认证的人抱怨房子效率低或住起来不舒服。另一方面，我已经读过，并继续在这样的论坛上读到，房屋不舒服，性能不佳，因为房主使用了不科学的方法来设计和隔离他们的房子。
我想澄清一下
我确实希望澄清米克勒先生关于被动式住宅不需要“主动供暖系统”的评论所提出的观点。我写这句话的简单意图是为了反映外行(我在很大程度上是外行)在阅读和第一次学习被动屋时的想法。Martin Holladay之前写过关于这个特别的声明，包括以下两篇文章:
//www.elsporta.com/blogs/dept/musings/passivhaus-beginners
//www.elsporta.com/blogs/dept/musings/passivhaus-buildings-don-t-heat-themselves
这个来自加拿大PHI的信息包也借鉴了类似的想法，尽管可能没有像我在上面的文章中所写的那样直言不讳(http://canphi.ca/wp-content/uploads/2014/06/download_complete_PH_Brochure.pdf)．尽管如此，过度简化，“没有主动供暖”的信息确实出现了——至少对像我这样的初学者来说，在决定我们想要建造的房子类型的早期阶段。
我批评的当然不是建造节能房屋，因为我热切地希望我们的房子尽可能地高效(同时还要平衡空间和功能的美学)，而是有时偏执地将被动屋作为最终的目标，并成为优秀的节能设计的全部。我认为GBA是缓和这种观点的一个很好的来源。
当我们开始期待真正创造一个“真正的”被动屋，并沿着这条路走下去时，为了满足标准的经济学根本没有意义。特别是当我们可以做其他事情，比如太阳能电池板，在其他领域获得非常好的能源收益时(但被动屋认证不认可)。
我还想向Michler先生澄清，我们在萨斯喀彻温省的位置全年都非常阳光充足，冬季过热是一个严重的潜在问题。夏天太阳在天空中很高，冬天在地平线上很低。利用广泛的太阳能模型来确定覆盖面积，以优化冬季的太阳能收益，但在夏季尽可能地抵消它们。时间会证明这是否真的有效!
同样对于Dana Dorsett，我们在东西窗户上使用了Duxton窗户的隔热涂层。
此外，Peter L.先生还指出，美国被动式住宅最近有不同的气候区(据我所知，加拿大还没有)。我一直希望这些都能被开发出来，因为这些都是有意义的(因为我希望我的文章能反映出在非德国环境下试图达到德国标准的挫败感)。
最后，至于碳足迹和电网电力。在萨斯喀彻温省，我们的发电厂主要以煤和天然气为基础。建造一个纯电动的家庭，然后用煤和天然气为基础的电力来建造一个“绿色”家庭，这让我很不舒服。因此，能够用光伏板抵消我们所有或几乎所有的微薄能源需求对我们来说是非常重要的——比满足被动屋标准更重要。
一些(不请自来的)建议。
首先,祝贺你。关于房子和方法的一切都非常理智。我认为每年超过8000千瓦时的家电能源需求是奇怪的。这比供暖或生活热水的需求量都要大。你有超级电脑吗?我们的房子面积与卡尔加里相同，面积为10000平方英尺，是卡尔加里的4倍，平均有12-20名成年人居住，每年使用约4000千瓦时的电器(全部太阳能离网)。所以我怀疑你使用的数字只是输入到能源计算程序中的平均家用电器使用量。你的平方英尺供暖预测可能是准确的，家庭热水需求看起来很高……如果你是有意识的(你是)，那么每年少于3000人。
你的R值已经相当令人印象深刻了，就像所有寒冷气候下的超级隔热房屋一样，唯一容易摘到的水果就是窗户了。R-30外部关闭百叶窗可能会给你带来真正的被动屋数字。在程序中运行它，让窗口消失，看看会发生什么。它们可以在夏天(或一年中的任何时候)起到完全遮阳的作用，在冬天可以一天关闭16个小时。把室内漆成白色，这样你就能让你的夜间氛围更加明亮，而不是让漆黑的夜晚窗户整夜失去热量。当我坐在朝南的80平方英尺窗户前打字时，我被外面顶部铰链r-30面板的遮阳篷遮挡得很好。萨斯喀彻温省是一个“特殊的”气候，可能需要“特殊的”创新。我做到了。而且它可能会流行起来。(见Thorsten Chlupps在北纬64度设计的带有隔热百叶窗的被动式房屋)
建设性的批评不是敌意。(对#9的回应)
是的，他们看了(阅读我和Graham Wright在链接上的讨论)，他们同意使用一个单一的数字，尽管事实是已知的，有时与事实有很大的差异。指出这一点并不会削弱他们所带来的其他一切的价值，但故意歪曲事实、破坏既定目标是一个问题。
这绝不是……抨击整个PHIUS运动……”，对标准的批评“……人身攻击……”(被攻击的人是谁?)对PHIUS的未来来说，重要的是，它的基础会计是真实的，否则它将被视为无效。下一次更新是在2018年，我真诚地希望他们能正面解决这个问题，提出更好的计划。
网格的发展速度正在迅速加快。格雷厄姆对“一个数字适用于所有人”方法背后原因的解释站不住脚。根据2007年数据选择的通用数字，即使作为2015年发布日期时的全国平均数字，也远远不够有效，到预计的2018年修订时，将更不有效。并不是没有足够的公开数据来进行调整。来源燃料核算方法存在根本缺陷，需要修正。指出这一点并不等于说整个标准都有缺陷。令人失望的是，他们在2015年的版本中没有做得更好，因为似乎他们打算纠正许多这样的问题。
美国和加拿大的网格区域比欧洲地区更大，大陆内的气候因素甚至比北美平均水平和欧洲平均水平更不同，这导致了PHI和PHIUS之间的分裂。正如在欧洲模型中使用的一个数字在美国是无效的一样，需要认识到北美大网格区域的差异。考虑到大型网格区域在碳排放和气候方面的差异，在简化的祭坛上牺牲这一点并不能完全解决问题。
如果你愿意，可以称之为吹毛求疵，但这是一个相当大的问题，它阻碍了真正减少碳排放的正确做法。但把客观的批评解释为敌意是错误的。La aritmetica non è un'opinione。合理地做正确的数学运算，它就会起作用。
萨斯喀彻温省自然保护院的教训
一位朋友最近分享了一篇Rob Dumont在1978年第四届SCSCI年会上提交的论文，他和一些同事在这个项目中解决了这个问题。他们的论文是基于位于里贾纳的萨斯喀彻温省保护屋和位于萨斯卡通的另一个被动式太阳能屋的测量数据进行的比较性能研究。以下是相关节选:
“请注意，萨斯katoon住宅虽然拥有更大的朝南窗户面积[32.5m2]，但需要比Regina住宅(~5 GJ/年)多得多的辅助供暖(~75 GJ/年)。[朝南的窗户面积:11.7m2。这种额外的供暖需求可归因于两个因素;首先，萨斯卡通住宅的窗户面积对于房屋的储热能力来说太大了，只能成功地吸收被动太阳热量的一小部分;其次，萨斯卡通住宅的热损失要比里贾纳住宅大得多;这在很大程度上是由于大量的未百叶窗玻璃。通过减少萨斯卡通住宅的玻璃面积，可以在很大程度上解决后一个问题。”Rob Dumont等人。
[注:我将上述窗口面积数字插入方括号中，以阐明这两个项目南侧窗口面积3:1的大比例。]
虽然这个项目看起来很棒，客户/作者听起来对他的选择很满意，但建筑师犯了上面杜蒙先生比较的萨斯卡通项目中同样的“错误”:太多的玻璃!不要介意被动式住宅/被动式住宅——看起来这个项目的目标发生了变化——这是可以的。这里讨论的重点应该是设计选择及其对性能的影响，而不是德国和加拿大之间的加热度数差异。简单地说:这个项目选择了更多的玻璃而不是更好的性能。
总有一天，萨斯喀彻温省自然保护之家的经验教训可能真的会被学习到……试图建造一个高性能的房子，即使你确实错过了你博客名称所暗示的“Haus”目标，也会有工多吗?
回复布朗温·巴里
布朗温,
在20世纪80年代初，许多人认识到被动式太阳能方法的缺点。当时史蒂夫·布利斯是太阳的年龄杂志;十年前我采访布利斯时，他回忆道:“这些被动式太阳能房在新英格兰根本行不通. ...如果你减少玻璃的数量，你就会减少很多问题——夏天过热，冬天热量流失过多。”
更多关于他的回忆，请看太阳能vs超级绝缘:30年的争论．
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