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绿色家园

预算中的被动式住宅

在斯佩克特位于弗吉尼亚州萨克斯顿的家的南侧,一个棚架限制了夏季阳光照射在一楼窗户上造成的过热。屋顶上安装了一个真空管式太阳能集热器。
图片来源:丹尼尔·恩斯特
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这里显示的EPS泡沫有两个用途:它被用作整体板基础的形式,它也作为永久绝缘。
图片来源:丹尼尔·恩斯特
一旦拉链系统的护套被胶带,它作为一个防水屏障(WRB)以及空气屏障。
图片来源:丹尼尔·恩斯特
一层osb颜色的钉基被安装在绿色拉链套的顶部。
图片来源:丹尼尔·恩斯特
天花板空气屏障由胶带OSB组成。在OSB下面安装了绑带,以创建用于布线的服务追逐。
图片来源:丹尼尔·恩斯特
“innie”窗户有仔细的外部细节,以引导雨水远离脆弱的窗户开口。
图片来源:丹尼尔·恩斯特
转移格栅有助于平衡闭门卧室和相邻公共区域之间的压力不平衡。然而,除非安装一个风扇来产生压力不平衡,迫使空气通过格栅,否则它们对平衡温度不平衡起不到多大作用。
图片来源:丹尼尔·恩斯特
能量回收通风机(ERV)悬挂在洗衣房的天花板上。
图片来源:丹尼尔·恩斯特
只要天气不太热,家庭活动室的吊扇可以用来保持凉爽,而不需要操作空调。
图片来源:丹尼尔·恩斯特
一楼平面图。
图片来源:亚当·科恩
二楼平面图。
图片来源:亚当·科恩

这个定制住宅是PHIUS+认证的项目,反驳了节能房屋成本高昂的观点

当杰森和斯蒂芬妮·斯佩克特要找建筑商的时候,他们怀着崇高的理想开始了工作。他们想要一个在建筑质量上不会吝啬,也不会收取过高费用的建筑商。

因为这是他们的第一次建筑,所以有很多未知和问题:作为客户,他们是否能够定制方案?选择材料和饰面?他们能实现预算目标吗?建造者的声誉好吗?房子是节能的吗?

最重要的是,他们在寻找一个可以信任的建筑商。

这是一个艰难的前景,他们的第一次努力证明令人失望。在对市场进行了几个月的了解并找出了各种可能性之后,他们决定选择结构设计/建造。这是一家提供定制计划和施工管理的企业,可以让他们的项目从概念到完成。

在他们第一次咨询时,结构设计/建造公司的负责人亚当·科恩(Adam Cohen)问他们是否考虑过被动式住宅。(有关亚当·科恩的更多信息,请参见被动屋实践者分享他们的成功故事)。和许多人一样,他们还没有听说过被动屋的标准。而且,他们认为能源效率超出了他们的能力范围,因为它太贵了。

达到成本平价

亚当很快就提出了不同的观点。相反,他认为建造被动式住宅并不一定比建造符合现有能源法规的房屋更昂贵。他告诉他们,尽管他们的初始资本投资肯定会更大,但他们每月的支出是一样的。简而言之,亚当认为,通过创造一个优化的被动式住宅设计,他们可以实现与传统建筑的成本平价。

什么是成本平价?从字面上看,它意味着同等的价格。这个短语经常被用来评估一个新业务(即一个新制造商)的表现。经济学家说,当一家企业能够以可比的价格生产出可比的产品时,他们就实现了成本平价。从理论上讲,它是商品、产品还是服务并不重要,重要的是它是否具有真正的成本竞争力。

在被动式住宅建设的背景下,如果将能源成本计算在内,建筑商可以利用他们的知识和经验,以与标准建筑相同的价格建造被动式住宅。它的理念是,被动式住宅建设的额外资本成本可以通过节省每月的公用事业账单来弥补。

研究,研究,再研究

具有成本竞争力的节能建筑?为什么不喜欢呢?虽然spects夫妇认为这是个好主意,但他们想了解更多关于被动屋的概念。杰森开始不断地研究。他读了那本书,重建美国家庭:被动式房屋方法玛丽·詹姆斯(Mary James)著。他研究了其他被动式住宅项目的细节,并在互联网上花费了无数时间。在这个过程中,他学会了一个全新的词汇。

当spects最终决定这个想法时,他们在建筑工地会见了结构设计/建造。于是,设计被动屋的过程开始了。在接下来的几个月里,他们研究了多种选择:他们最终决定了基础类型、建筑大小、平面图和外观风格。房子将包括一个附加的车库,用于车辆,独木舟和其他户外设备的存储空间,并提供了一个空间,杰森可以完成焊接项目。

当建造过程开始时,研究并没有停止;只是有了不同的维度。由于被动屋项目经常使用新材料和新技术,杰森和斯蒂芬妮继续他们的研究和项目参与:他们希望确保他们在这一过程中做出明智的决定。

获得贷款比预期的要容易

杰森在当地一家信用合作社工作。尽管他对住房抵押贷款非常了解,也知道如何以合理的利率获得贷款,但他担心这将是一个麻烦的过程。他试图找到一家提供EEMs(节能抵押贷款)的银行,并准备论证被动屋概念的优点。他的发现令人失望:信贷员对eem一无所知,即使他们的公司在抵押贷款服务组合中提供eem。

最后,他在当地一家银行遇到了一位讲他语言的信贷员,此人重视能源效率和节能。所有的担心都白费了。建筑计划的估价与建筑合同价格相等——甚至没有把节约的公用事业费用计算在内。这是一个惊喜,并证实了节能建筑可以具有成本竞争力的想法。

现在他们准备破土动工,开始建造。

用固体泡沫建造你的房子

结构设计/建造指定了隔热板-有时称为筏基础。(有关筏基的更多信息,请参见“脚底泡沫)但与大多数筏式地基不同的是,这种设计采用了加厚的边缘。这有几个好处。第一,EPS泡沫唯一的专利是完整的页脚;大部分平板可以用标准的EPS泡沫板绝缘(在大多数市场都可以买到)。第二,平板可以按标准厚度浇筑,减少基础所需的混凝土量。

这是一个双赢的局面,成本更低,运输更少,能耗更低。

刚性空气屏障规则

拉链护套和胶带创造了墙壁的空气屏障,标准的OSB完成了二楼天花板的组装。邮政系统在美国市场上越来越受欢迎,现在在许多地方都很常见。框架工作人员不需要很长时间就可以安装和详细说明这个系统,以创建一个优秀的空气屏障。

亚当想在施工过程的各个阶段进行鼓风机门测试。他在密封护套第一次密封时进行了第一次测试,但在框架工作人员切割窗户和门的开口之前。这种多级测试协议帮助他量化和隔离泄漏路径,并随后确定其他空气屏障组件(即窗框和公用设施穿透)的有效性。

那些热桥倒下了

框架工作人员建立了一个相当常见的结构- 2×4螺栓,16英寸的中心,与坚实的木材头。他们在二楼使用了开放式的楼板桁架(为管道和管道系统提供了一个空腔),屋顶则采用了工程桁架。

所以乍一看,它不像被动式住宅。然而,他们后来在整面墙上安装了6英寸厚的钉基隔热层,包括山墙的两端。这使标称r值上升到R-37,并创造了一堵没有热桥的墙。

后来,他们在二楼天花板上方安装了一层深层的纤维素隔热层,以完成热外壳。

冷热负荷小

机械通气由能量回收呼吸机(ERV)提供。ERV在新风入口上装有换热盘管;这种水-空气线圈被绑在地源回路(埋在水平沟槽中的塑料管)上。它的设计是为了缓和进来的气流,减少排气和供应之间的温差。

无管道微型裂热泵覆盖夏季和冬季负荷高峰;该单元的室内头部位于楼梯井的高处,为两层楼提供服务。

转移格栅有助于减少卧室和相邻公共区域之间的压力差,并在门关闭时鼓励房间间的混合。(有关转移格栅的更多信息,请参见回风问题)。但据房主说,在最热的夏夜,一扇敞开的门肯定能减少热量积聚;它还提供了最大的舒适度。

你看不见的就是你得到的

不管这种印象准确与否,在美国有一种普遍的观念,即绿色家园需要怪异的建筑、回收材料和大量的高科技小玩意。贾森和斯蒂芬妮经常发现很难向朋友、家人或网站访问者解释被动屋的概念。参观这所房子的人想要看到所有的创新功能,但事实上,并没有什么可展示的:大多数创新都隐藏在壁板或干墙后面。

是的,太阳热系统在外面是可见的,但热水器看起来完全普通。杂物间里有一个小黑盒子(ERV)——但这没什么好兴奋的。游客可以打开窗户,欣赏三层玻璃的深度和重量……但没有什么其他可看的了。

也许这是一种文化产物,或者只是人类的天性,但大多数人对空气屏障、厚绝缘材料或低能源账单不感兴趣。斯佩克特家族有。更让他们兴奋的是,他们建造了一所高质量的房子——一所超低能耗的房子——而且没有超出预算。

Home sliicker 2.jpg

经验教训

•参与其中!虽然他们正在建造一个非常被动的房子,但spects在设计和建造过程中非常积极。这给了他们一种所有权和控制感,并为项目的整体成功做出了贡献。

•材料的选择比按照被动式住宅标准建造的决定具有更大的财务影响。纤维水泥壁板、硬木和瓷砖地板、实心台面以及高质量的固定装置都更贵。

•考虑志愿者组织如何提供帮助。当地的一个俱乐部,罗阿诺克可再生能源电动汽车协会(REEVA)安装了太阳能热系统,而且是免费的。这是最好的社区行动主义。

•新产品和新技术有一个学习曲线。他们花了一些试验和错误来学习如何最好地操作微型裂缝热泵:在冷却季节,他们发现让机组在低速下工作更长时间会提供更大的舒适性。此外,Klearwall的窗户需要由工厂代表进行调整。(我要指出的是,这是第一批运往美国市场的Klearwall窗户)。

•太阳能热系统在洗衣房内产生大量的热量。在温暖晴朗的日子里,闭环泵变成了一个微型散热器(即回路温度达到150°F)。这在夏天是不可取的。把热水器放在车库里可以解决这个问题。

- - - - - -丹尼尔·恩斯特(Daniel Ernst)目前在弗吉尼亚州的斯蒂尔酒馆(Steele’s Tavern)开办了一家设计/建造公司,普罗米修斯住宅(prometheus Homes)。他定期发表博客他公司的网站

一般规格及团队

地点: 气候区4A -萨克斯顿,弗吉尼亚州
卧室: 3.
卫生间: 2.5
生活空间: 1808
成本: 150
其他说明: 150美元/平方英尺,包括化粪池,井,和一些现场工作

设计师:结构设计/建造团队建造者:结构设计/建造团队

建设

基金会:改进型“筏式”基础(整体板)

绝缘板:在整个楼板下方交错铺设两层水平EPS泡沫板(R-18);成型EPS形成周边。

墙架: 2x4螺栓,中心16英寸,实心木材头

壁板: Zip系统护套

墙保温:螺栓和6英寸之间的R-13玻璃纤维棒。拉链护套外部的厚EPS钉基绝缘(R-37)

壁式空气屏障: Zip系统的护套和胶带

: James Hardie hardiel纤维水泥墙板安装在Home Slicker上

外饰件: MiraTEC复合板饰面

窗户:三层玻璃透明窗(R-7)

屋顶结构:桁架结构,创造一个无条件通风的阁楼

屋面板: 5/8 " osb

上限绝缘:阁楼地板上的纤维素(R-60)

天花板空气屏障: OSB,用管道乳脂和胶带密封

屋面:沥青瓦

能源

她的评级: 38

鼓风机门测试结果: 0.6 ach @ 50 Pa

PHPP特定空间热还贷: 3.16 kBTU / (ft2•年)

PHPP估计场地能源使用情况: 5483 kWh/年(457 kWh/月)

实际能耗(2012年3月- 11月): 442度/月

空间供暖和制冷:三菱斯利姆先生9000 BTU/h无导管微型裂缝热泵(MSZFE09NA / MUZFE09NA),补充通风管道系统中的线圈,通过地下回路循环流体

通风: UltimateAir DX200能量回收通风机

生活热水:太阳能热系统,无箱电阻备份

电器:能源之星评级的电器(如适用),感应范围

照明:管式荧光灯和紧凑荧光灯

水效率

•低流量管道装置

•Toto 1.28 gpf厕所

室内空气质素

•低voc涂料

•实心竹子和瓷砖地板

•平衡通风系统为起居空间和卧室提供新鲜空气

21日的评论

  1. 用户- 1110235||# 1

    项目
    看起来很棒的项目!恭喜你!

  2. 专家成员
    阿曼德科博||#2

    荣誉!
    我同意。很高兴看到一个漂亮的被动屋项目;也许其他PH设计师应该做笔记。

  3. 用户- 212218||# 3

    两个问题. .
    首先,在朝南的窗户上方有凉棚……在冬天的几个月里,它会阻挡多少阳光,在夏天它又能提供多少阴凉。

    2日。关于隔热筏..这栋房子和其他(corson’s)房子之间有多少清晰的空间。在这张照片里,车库似乎是直接建在楼板上的,没有凸起的路缘。我认为可以正确地进行坡度调整,尽管车库门之间的小部分给我的印象是,由于车道的进入,这个地方会被抬高,而且几乎没有坡度壁板/框架分离。

  4. JoeW519||# 4

    由于安
    篇好文章。这让我再次希望建造“新”的(相对)简单。

    我怀疑,当他的水电费账单开始流传开来时,他的朋友和邻居们会对这种不那么耀眼的“绿色”更感兴趣。

    没有提到水资源管理——规划中有没有特别考虑到这一点?

  5. homedesign||# 5

    好文章……丹尼尔·恩斯特
    丹尼尔,
    你的私人住宅仍然是我最喜欢的被动屋
    //www.elsporta.com/homes/farmhouse-style-meets-passive-house

  6. jinmtvt||# 6

    一些评论..1-为什么是
    一些评论..

    1-为什么我们要讨论一所房子的高效能源使用(我以为它是朝南的??)不到一半面向太阳的窗户没有遮阳伞??
    一楼的“treillis”是一个很好的尝试,但我认为在夏天的白天,阳光不应该通过任何南向的窗户进入房子。
    和遮阳角度应计算(或可调),以便在冬季采暖期间接收大部分SHG,但在所有冷却季节必须阻挡阳光。
    这是基地。如果不采取任何措施来控制,那么我认为我们已经错过了起点。

    现在我对4区了解不多…但是在4a区达到被动式住宅标准有多难??从我在网上找到的年平均气温图表来看,它看起来是一个非常温和的气候。
    这对绝缘水平和所需SHG的规划有何影响?

    最后,我不反对“常规”的房子外观(似乎因地区而异)
    但当参与一个“专注于”能源效率的项目时,
    人们不得不把“标准”乐高积木放在一边,开始更多地使用“techno积木”。

    我在这里看到许多不同的项目都有一些一般的妥协,因为要遵循标准的房屋/家庭模型。

    无论如何,了解到这个特定项目的业主能够实现与许多其他项目相比更可接受的预算,这是令人耳目一新……

    就像目前的混合动力汽车和插电式汽车一样,如果我们想要的话,价格必须下降
    努力被客户接受,与客户平起平坐。

    那些需要节省几美元燃料的普通人,通常没有3.5万美元来购买一辆不错的混合动力汽车,低销量也无助于高价格,车轮也会转动……

  7. Jkspecht||# 7

    答案
    感谢丹尼尔精彩的文章;我们很高兴和你在一起。同时,感谢大家的评论。让我试着回答你的问题。

    约翰O:藤架包括可移动的隐私格子,可以在夏天遮挡房子一楼的大量阳光。一旦在寒冷的月份拆除,凉棚就会完全敞开,几乎不会阻挡阳光。此外,我们在每个朝东和朝南的窗户上安装了向下滚动的太阳能屏幕,提供95%的太阳能增益阻隔;它们是在最后几个月里卷起来的。所有人都说这些功能很有用。

    车库与房子的结构、隔热层和地基分离开来。事实上,房子西侧车库内唯一缺少的元素是硬板。楼板为房屋而升高,其中包括绝缘屏障。虽然看起来车库是家的延伸,但它只是一个附属品。

    3A区:我们的水源是一口深井。该建筑不包括水资源管理;然而,我们最近为园艺安装了65加仑的雨水桶,我们正在考虑安装一个地下水箱用于储存/应急。我们这块地的一部分径流被引到一个池塘里。

    Jin K:请参考John o的第一个答案。虽然凉棚只给一楼遮阳,但我们有向下滚动的遮阳帘,可以在每扇窗户上阻挡95%的太阳照射。他们被卷起来准备拍照。是的,房子是朝南的,大部分窗户都在那里。

    对于建筑商来说,隔热计划可能是一个更好的问题,但这种房子在这种气候下工作得很好。在制冷高峰期,我们平均每月50-60美元,在供暖高峰期,我们平均每月60-65美元。

    在建筑风格上求同存异。在我们的区域,我们建造以适应最初的业主和未来的潜在买家。当代设计(电子积木)在我们的市场上并不理想;然而,它可能就在你的心中。

    至于成本,最重要的是,我们建造他的房子的成本与我们之前与另一家建筑商选择的2200平方英尺的传统房屋的成本相同。我们唯一的损失是半间浴室、一个更大的衣柜和主卧多了几平方英尺的空间。真正的前期费用是建房子,而不是节能与否。在我们目前的经济形势下,普通消费者很难负担得起建造新房子的前期成本,除非你在移动房屋地段购买了你的新家。目前没有首付选项,但我们选择节省支付PMI,首付20%。

    根据其他人每月支付的电费,我们花了更少的钱来避免2200平方英尺的传统房屋,它只比这个被动屋大400平方英尺。

  8. jinmtvt||# 8

    杰森:哇,看起来棒极了
    杰森:哇,看起来性价比很高!!
    类似房屋的“规范建造”能耗是多少?

    从图片上看,遮阳伞在里面…
    别忘了,即使这种物质可能会反射大部分太阳热量,
    玻璃和遮阳板之间的空气吸收了部分多重反射的热量。
    总比没有强(而且还很便宜!)

    我仍然会选择深一些的窗户和一些额外的悬垂或窗户顶部的某种固定挤压,以阻挡夏季上午11点到下午2-3点的阳光。

    其中一张描绘窗户的照片上写着“innie”窗户,但我只能看到窗户周围有3-4英寸的外部装饰??不是更偏向于中间位置吗?或者图像给出
    一个错误的尺寸印象…不管怎样,你觉得正确安装窗户和周围的装饰/闪光很复杂吗??

    漂亮的触摸可移动的藤架格子…可调节总是好的
    (当业主理解并花时间使用时)

  9. getmeoutofgba||# 9

    内部材料超过玻璃纤维棒
    在图5中,似乎有一个清晰的薄片良好的材料安装在墙壁框架内部,在玻璃纤维绝缘螺柱上。什么是材料,它的功能是什么?
    谢谢。

  10. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 10

    回复Rachel Wagner
    瑞秋,
    仔细看,你可以看到品牌名称。MemBrain。

  11. getmeoutofgba||# 11

    谢谢你,马丁
    谢谢你的好眼睛,马丁。记忆脑被用作蒸汽缓阻器了吗?考虑到空气屏障的位置和类型,以及在空气屏障外使用7英寸EPS,为什么要使用它,而不是依赖乳胶漆作为III级蒸汽缓凝剂?我问这个问题主要是因为这篇文章的一大特点是成本效益,我想知道为什么选择MemBrain ?

  12. 用户- 1088066||# 12

    答案
    我是这个家的设计师和建造者。

    屏风在窗户外面。窗户是倾斜的,可以向内打开。
    此外,成本溢价低于2万美元,比每月节省的能源支付的额外抵押贷款还要多。

    RW -我们使用记忆脑是因为它有能力允许扩散,如果有蒸汽积聚在腔内。到目前为止,我们在所有PH项目中都这样做了,但现在我们得到了这些项目(到目前为止有7个)的湿热性能数据,我们发现RH保持在40%-60%之间,所以我们正在重新考虑必要性和成本。

  13. 用户- 212218||# 13

    屏幕
    亚当,你介意我问一下你给这房子定了什么屏风吗。我刚刚注意到,在爆炸视图的幻灯片凸起的顶部所有的窗户。我假设这是屏幕滚动。除了商业用途外,在北美还没有看到很多好的外部卷筒/百叶窗的选择。

  14. Jkspecht||# 14

    更多关于屏幕的信息
    再次感谢大家的评论,更多的图片和视频也可以在我们的博客上看到http://passivepreservation.blogspot.com

    Jin K. / John O.:正如Adam提到的,屏风安装在窗户外面,这样就可以在阳光进入房子之前阻挡阳光。这些屏幕由幻影屏幕制造;信不信由你,它们在Lowes有销售——更多信息在网上。我们的建筑商为房子指定了一个刚性的可移动屏幕,但我们选择了一个灵活的屏幕,可以根据需要轻松升降,无需梯子。幻影屏幕价格昂贵,但在凉爽的阳光明媚的秋天和春天,我们有更多的选择。亚当可以评论更多关于指定的屏幕。我们对幻影屏幕非常满意,但屏幕越密集,就越有可能在强风中爆裂;只要收放就能轻松复位,即使在今年夏天的德雷科(时速70英里)飓风过后,它们也从未从底部的门闩上抬起过。

  15. kimcrow||# 15

    EPS基础表格
    板边的形式是为这个项目定制的吗?角、底边和上翻边是一块还是一块?整个边缘装配是6"厚吗?窗体需要外部支撑吗?如果有,你用什么做支撑?你是否完全消除了内部的轴承?
    这栋房子有很多值得喜欢的地方。它很简单,很小,计划得很好,执行得很好!

  16. yonyonsin||# 16

    EPS基金会成立——另一个利益相关方
    真想知道你从哪弄来的。

  17. 用户- 1088066||# 17

    每股收益形式
    金和雷,

    我们开发了这些表格作为销售产品。它们是无热桥,白蚁处理,可用于任何典型土壤承受压力低于3000# PSF的地方,并且您正在建造轻质框架建筑。它们还需要最小的支撑,并且有8英尺的标准长度。

    如果您想了解更多信息,请随时联系我@:(电子邮件保护)

  18. 用户- 1115477||# 18

    它真的足够凉爽吗,比如说,夏天睡觉?
    杰森,或者其他可能知道的人

    我真的很喜欢这个房子,它的数字真的很好。已经有一段时间没有讨论过这个地方了,但我决定试着找到几个问题的答案。我希望加热性能还可以,但是我想知道冷却的情况:

    在VA炎热潮湿的夏夜,单台9kBtu/h机组是否已经完成了凉爽睡眠的工作?(我住在马里兰州)。

    该装置是否足以在夏天保持整个房子舒适的湿度水平?

    你有没有给转移格栅加装风扇来帮助卧室降温?

  19. 用户- 1088066||# 19

    答案
    在VA炎热潮湿的夏夜,单台9kBtu/h机组是否已经完成了凉爽睡眠的工作?(我住在马里兰州)。

    该单位实际上是12000 BTU三菱,是的,它保持房子相当舒适

    该装置是否足以在夏天保持整个房子舒适的湿度水平?

    当然,在夏季,它一直稳定在50%左右。

    你有没有给转移格栅加装风扇来帮助卧室降温?

    当我设计系统时,我们在设计中包括回风通道(http://www.tamtech.com/store/pressure-balancing-ashrae-energystar-hvac-air,category.asp
    他们工作得很好。在我们的被动式住宅项目中,我们使用点源单元以提高成本效益,如果我们能够负担得起管道调节系统,我们会选择它,但这种系统类型可以为Jason和Stephs这样的房子增加5-7k,所以当我们没有预算时,我们使用点源。

    我们安装了rap,并建议客户,如果房间感到热,只要打开门,舒适就会回来。在我们所有的点源项目中都证明了这一点。

    希望这能有所帮助。

  20. JC72||# 20

    问:雨幕有过吗
    问:考虑过雨幕吗?

  21. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 21

    对Chris M的回应
    克里斯,
    正如文章所指出的,HardiePanel纤维水泥壁板安装在Home Slicker上。

    Home Slicker是一种三维塑料网产品,在壁板背面和WRB之间创建了一个雨幕间隙。网格足够深,可以让液态水排出,并有一定的通风干燥。

    这里有一张照片的链接家庭光滑网

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