位于密歇根州霍利的一栋2440平方英尺的住宅,是该州首个通过德国被动屋标准认证的住宅,并被评为2014年最佳节能智能住宅良好的住宅建筑杂志。
房子是由马特·奥马利亚和莱利·普拉特设计的去逻辑它是缅因州贝尔法斯特的一家建筑公司,由Energy Wise Homes的迈克尔·克林格(Michael Klinger)建造。这套两层楼、三居室的公寓于2012年完工,售价为每平方英尺205美元。
奥马利亚在一篇文章中描述了这个项目在好的住宅建筑年度房子问题它的主人莫拉·荣格(Maura Jung)和库尔特·荣格(Kurt Jung)提供了关于这个项目的大量细节在他们的博客上.
据荣格夫妇描述,这栋房子建在底特律西北部的奥克兰县(Oakland County)“可爱的冰碛高地”,那里有橡树稀树草原、大草原沼泽和沼泽。他们写道:“这些脆弱的栖息地在定居后的农业实践中没有得到很好的发展,广泛的开发,侵略性的入侵植物和动物的引入,以及鹿数量的激增。”
荣格夫妇开始让他们的土地恢复健康,并建造了一座高性能的房子,它只需要传统建筑的一小部分能源来供暖。房子的设计是对传统农舍的当代诠释。
外墙有20英寸厚
为了满足极低热能消耗的被动式住宅标准,房子设计了近20英寸厚的高档外墙。从内部来看,它们由2×6螺柱墙,胶带拉链系统护套,作为空气屏障,垂直11 7/8英寸工字托腔填充密集包装纤维素,5/8英寸。纤维板、房屋保鲜膜和纤维水泥搭接在雨幕上。总r值由架构师列出为R-63。
墙体组件与美国被动式房屋研究所的创始人卡特琳·克林伯格开发的类似,并在一篇文章中详细讨论过博客由GBA高级编辑Martin Holladay撰写.
空气屏障被埋在墙内,这样它就不会轻易被破坏,并且透气性强的纤维板护套允许向外部干燥。
建筑师选择将窗户部分嵌入墙壁,而不是将它们与覆层放在同一平面上。这种选择似乎是出于审美考虑,而不是出于性能考虑。奥马利亚来信说良好的住宅建筑这样布置窗户可以给外墙带来“视觉深度和质量”,窗户上的阴影线“创造出强烈的对比,让朴实的立面看起来不那么荒凉。”
以上等级的基础墙由绝缘混凝土制成,在内部的2×4螺柱墙中进一步用密集填充的纤维素进行绝缘,在外部(R-60)使用6英寸的膨胀聚苯乙烯(EPS)刚性绝缘。低于等级的基础墙采用R-37隔热,楼板采用8英寸EPS (R-35)隔热。
桁架屋顶用27英寸的松散填充纤维素(R-100)和18英寸的吹入纤维素(R-67)隔热。空气屏障是1/2英寸的拉链系统护套,固定在桁架的下面。
气密性测试是在每小时0.4次换气和50帕斯卡的压差下进行的,远远低于被动屋0.6 ach50的极限。
窗户和机械系统
三层玻璃窗是德国公司生产的铝木AHF 115PKneer-Sud.它们是旋转倾斜设计,既可以像窗扉一样摆动,也可以倾斜。窗户的太阳热增益系数为0.5,平均u系数为0.146。
其他与能源相关的特点:
- 全屋通风:一台Zehnder Comfoair 350能量回收呼吸机
- 加热和冷却:两个独立的12,000 Btu/h三菱微型裂热泵与壁挂式盒,一个在一楼,一个在二楼。
- 生活热水:施泰宝Eltron Accelera 300热泵热水器。
John Semmelhack做了能量模型。
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14日的评论
我喜欢这个家,但是......
我喜欢这个家的性能和美学。然而,被动式太阳能技术,如更大的窗户面积和适当的遮阳,似乎没有得到太多的关注。如果是这样,那对我来说是不可原谅的。我认为被动式太阳能对房屋总热负荷的贡献应该列在“绿色建筑顾问”上的每一栋房子里。
我希望看到它的全部规格被列出,比如GBA的“绿色家园”标签中的“廉价被动式房屋”功能。
一般来说,我不认为GBA给出的这些数字足够多。我还认为,在Fine Home Building杂志(FHB)中应该给出一个总体规格清单,如热负荷和其他规格。我订阅了FHB,但有时我希望我没有,因为它更糟糕,给出的规格更少——几乎看起来像FHB在努力成为“更好的家园和花园”。也许我可以接受FHB的打印声明,如果你对它不满意,你可以拿回你的钱。
不管怎样,这个家看起来很棒,那些哭着说PH值标准对我们来说太难了,在北美寒冷的气候下,应该停止哭泣,赶紧完成它。我想莫拉和库尔特永远不会后悔选择了这次表演。
回复Sonny Chatum
桑尼,
你建议“被动式太阳能对房屋总热负荷的贡献应该列在绿色建筑顾问网站上展示的每栋房屋中。”
这是一个有趣的建议,但数据需要仔细解释。众所周知,所有的家庭都是通过三种机制来供暖的:内部负荷(包括冰箱、灯泡、人和狗)、太阳能和空间加热设备。
为了便于讨论,让我们凭空捏造一些数字,假设一个家庭的热量由内部负荷提供33.3%,由太阳能增益提供33.3%,由空间加热设备提供33.3%。这是好还是坏?
这很难说,除非你能把房子和参考房子进行比较——比如说,一个代码最小的房子。但是你会用什么样的窗户规格作为参考房子呢?你会假设参考房子的所有4个方向都有相同面积的窗户吗?也许。但这样的房子几乎是故意设计的愚蠢——它夸大了太阳能在讨论中的房子中的重要性。
同样,使用白炽灯的房子比使用节能灯的房子对空间取暖燃料的需求更少。这是好还是坏?
最后,一个有4只狗和4台等离子电视的房子比一个没有电视的房子需要更少的空间取暖燃料。这是好还是坏?
太阳能增益的贡献不仅取决于窗户面积、窗户玻璃规格、窗户朝向、窗户顶部到屋顶悬垂的距离、屋顶悬垂的宽度、气候和天气,还取决于附近的树叶和由此产生的遮阳。其中一些因素每年都在变化,包括天气和遮阳(由于树木生长)。
很少有家庭使用能源建模软件建模,这种软件足够复杂,可以提供你想要的数据。
也有可能设计一个有大量南玻璃的房子,太阳能收益提供了很大比例的供暖负荷——同时也会在摇摆季节造成过热,导致高空调负荷。
当涉及到能源使用数据的报告时,没有什么是简单的。
Martin Holladay的《坏假设》的回应
马丁,
你显然认为我希望得到这些信息,这样我或其他人就可以评估它是“好”还是“坏”。这是一个荒谬的假设;我只是想了解一下。我认为唯一“不好”的情况是不尝试使用被动式太阳能。
后来,我读了一些老板的博客,看到有人试图利用这些能量。虽然我不一定认为被动式太阳能供暖贡献的具体数字是好是坏,但我仍然认为它应该被考虑、测量或估计,并作为任何“绿色”房屋的一个数字。
回复Sonny Chatum
桑尼,
我没有假设你为什么对某些数据点感兴趣;然而,我提供了一些场景和例子,说明为什么解释太阳能增益的报告数据可能很棘手。
即使你不感兴趣猜测有大量太阳能增益的建筑是否比太阳能增益很少的建筑更好或更差,我对这种类型的猜测感兴趣,也许GBA的其他一些读者也有兴趣。
事实是:
1.建筑设计师很少能运行足够复杂的能源建模软件来回答你提出的问题。
2.具有高水平太阳能增益的建筑物可以是能源大户,也可以是能源吝啬鬼。事实上,太阳能吸收水平低的建筑可能是能源大户,也可能是能源吝啬鬼。
在我的评论中,我用了这样一句话作为沉思的开头:“你无疑知道……”——为了表明我的沉思并不是要暗示这些想法你还没有思考过。
不错的回答,马丁
我觉得这房子看起来很棒。这可能会引发“内窗”和“外窗”的问题……在这种情况下,设计师显然选择了innie。我总是担心水从一个屋顶流出,不受控制地落在更低的屋顶上,就像从更高的山墙到门廊屋顶所发生的情况一样。但我喜欢干净、简单、传统的线条。
纤维板护套和白蚁控制问题
很酷的项目。我喜欢它的墙壁设计和剪式桁架系统(不过,密封那个被挤压出的角落一定是个噩梦)
我有几个问题。
纤维板在密集包装的纤维素的压力下鼓起来有什么问题吗?用的是什么牌子?
白蚁在密歇根不是问题吗?在基础的外部泡沫和木框架和I梁之间似乎没有任何防护。
我有杂志上的文章,也读了博客。这就是附加细节的来源。
关于白蚁的问题,作为密歇根人,我的经验是我从来没有遇到过白蚁的伤害。木匠蚂蚁吗?肯定的。但白蚁除外。YMMV。
马丁·霍拉迪的回应
马丁,
首先,它根本不需要很多复杂的测量/估计太阳热量的贡献,以达到合理的精度。
其次,对于一个由建筑师设计的现代世界节能的房子,以及被FHB选为“最佳节能”的房子,我相信(当然我不是一个人)太阳能的贡献应该是现成的,并被列出。
回复Sonny Chatum
桑尼,
你写道:“首先,测量/估计太阳热量的贡献并达到合理的精度,根本不需要太复杂。”
恰恰相反,它确实如此。大多数软件估算可能是相当不准确的。阴影计算相当复杂,特别是如果房子附近有植被的话。
你想看到太阳能收益以btu还是百分比表示?如果它是建筑总供暖需求的一个百分比,你必须计算内部收益,这取决于居住者的生活方式。
如果你想看到太阳能收益以英热单位表示,你是否将六月份进入建筑物的英热单位计算在内,而六月份大多数建筑物都不需要空间供暖。还是说你只在炉子运行的几个月里计算btu ?您将在日历上包括哪些日子开始计算BTU,哪些日子将不包括在内?
在空调还在运行的情况下,报告进入建筑物的太阳能收益的最佳方法是什么?这些btu是否应该与1月份进入建筑物的太阳能收益一样计入?
马丁·霍拉迪的回应
马丁,
你已经清楚地向我表明,你不知道自己问题的答案,并清楚地向我表明,太阳能的确定对你来说是困难的,但对于建筑师或设计师来说,获得被动式太阳能加热贡献的可用评估不应该是,通常也不难。
回复Sonny Chatum
桑尼,
PHPP软件在计算太阳能增益方面做得相当不错,只要设计师访问现场并评估现有植被,只要软件输入正确。
然而,大多数吹嘘“太阳能为这个家庭提供了40%的供暖需求”的设计师都是凭空捏造出来的数字,他们从来没有使用过PHPP软件。
此外,即使太阳能收益可以满足(例如)40%的家庭供暖需求,量化太阳能收益在夏季增加家庭冷却能源使用的程度也很重要。我并不是说这是不可能的——我只是说很少有人这样做。
最后,没有一个公认的指标来讨论这些问题(也就是说,没有一个标准的方法来报告家庭能源使用的百分比,可以归因于太阳能收益)。
好吧,马丁你真是没救了
我猜是因为佛蒙特州阳光不太充足吧。
《GBA》及其读者每天都在谈论的许多事情都没有达成一致的方式,也不需要达成一致——只要给出一些关于如何获得结果的叙述。
此外,一个明智的读者需要小心他或她在G BA上读到的所有东西——它一直是这样的——不仅仅适用于“凭空捏造一个数字”,因为它与被动式太阳能有关。
加文
我同意。关于哪个最节能,或者最容易建造的问题,这所房子的照片肯定是一个很好的例子。不错的项目。
太阳能问题
我想就被动式太阳能的设计意图进行讨论。我们总是希望在我们的建筑中使用被动式太阳能,我们建筑中的太阳能贡献通常在每年热负荷的30%-60%之间,这取决于建筑的类型和位置以及客户的偏好。
为了确定被动式太阳能增益和建筑外壳隔热水平之间的最佳平衡,我们总是使用自己的室内能源模型,根据当地气候数据进行调整,包括被动式太阳能可用性。在这种情况下,密歇根州东南部的建筑,应该注意的是,冬季的天空相当多云,被动太阳能的有效性会降低。
客户也更喜欢在被动式太阳能的大窗户和更传统的窗户尺寸和玻璃比例之间找到平衡。因此,考虑到客户的喜好和多云的冬季天空,我们将朝南的玻璃数量减少到TFA的7%左右,然后增加墙体隔热水平,以满足被动式房屋的标准。
总的来说,我们能够满足被动式房屋的标准,并且基于第一年的运行,房屋的表现似乎接近于PHPP的模型。
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