图片来源:Katrin Klingenberg
图片来源:Katrin Klingenberg/e-co-lab 短一些的北墙会更好，但几个因素促使他们选择了朝南的棚顶。这所房子是经济适用房的一个实践，棚顶最终成为最便宜的选择。未来的光伏电池板计划决定了它的方向。
图片来源:Katrin Klingenberg/e-co-lab 设计用于交叉通风。二楼北侧的窗户将微风引入屋内，但房屋的机械通风系统非常有效，因此很少需要通风。虽然厚墙上的深窗井可以创造出独特的额外空间，但这座房子北侧的窗户只够用作小架子。
图片来源:Katrin Klingenberg/e-co实验室 它们可能在这个国家不常见，但工字梁墙钉和椽子在欧洲已经成功使用。在这个气球框架的住宅中，薄的OSB网几乎没有提供热桥的机会。因为工字梁最初并不是被设计用来做铆钉的，来自惠好(Weyerhaeuser)的工程师，卡特琳家的框架组件制造商，强烈建议在尝试使用这种非常规方法建造房屋之前咨询专业工程师和您的工字梁制造商。
图片来源:Katrin Klingenberg/e-co实验室 经济实惠，有效，可持续的保温。Katrin选择了高密度吹入式玻璃纤维绝缘材料，既节省成本又便于安装。这只是房子里许多可以完全回收的材料之一。
图片来源:Katrin Klingenberg/e-co实验室 优先级的平衡。卡特琳和尼克努力创造一个经济、可持续和节能的家，并在这三个方面都取得了成功。工字托柱提供了一种快速和资源高效的方式来建造设计中所要求的深壁腔。在这个项目中大量使用的EPS是最实惠的泡沫绝热材料之一，但它也可能是最环保的。填充墙壁和屋顶的玻璃纤维以合理的成本提供了良好的r值。
图片来源:Toshi Woudenberg 如果没有可再生能源的帮助，只有1480万英热单位/年。这座房子是按照德国达姆施塔特被动式住宅研究所制定的标准建造的，使用的能源只是典型美国家庭的一小部分。紧凑的形状，高度隔热的建筑围护结构，被动式太阳能加热和机械通风是其成功设计的一些重要元素。这些数字代表了实际的用电量——考虑到没有可再生能源，这令人印象深刻。未来光伏系统的线路已经到位，这可能会使净消耗降至零。
最受欢迎的
#相对较小的投资可以通过正确的设计策略积累成巨大的收益
这栋被动式住宅采用了R-60隔热材料，朝南的墙壁上点缀着三层玻璃窗，在伊利诺伊州寒冷的冬天，它拥有一个吹风机大小的加热器，保持舒适。
事实上，这个故事还有更多的内容:高高的玻璃墙带来了大量的太阳能;裸露的混凝土地板吸收并缓慢释放热量;一个100英尺长的土管加热进来的新鲜空气;一辆装有1000瓦电阻加热元件的HRV从排出的污浊空气中清除热量。地管和HRV还有助于在温暖的月份保持室内凉爽。
下面是一个很好的例子
史密斯之家是德国出生的建筑师卡特琳·克林贝格(Katrin Klingenberg)朴素舒适的家。更重要的是，这是她认为这个国家的住宅建设可以而且应该做的一个例子。她和她已故的丈夫尼克·史密斯(Nic Smith)在参观了德国汉诺威的Passivhaus住宅后，受到了建造这座房子的启发。
卡特琳和尼克很沮丧，因为大多数节能建筑项目都达不到世界各地制定的环境责任基准。他们希望创造一种建筑围护结构，与典型的家庭相比，可以减少10倍的能源消耗。它们是由被动式房屋研究所和该研究所的被动式房屋规划包(PHPP)软件建立的标准指导的。
2004年，卡特琳的新家建成后不久，她有机会见到被动式屋研究所所长沃尔夫冈·费斯特博士。费斯特博士进行了能量建模，证实卡特林已经超过了被动式住宅的热负荷标准，促使他将史密斯之家作为PHPP英文翻译的第一个样本住宅。
保持温度
这栋房子的建筑细节可能被许多美国建筑商认为是极端的:混凝土板下的保温层——14英寸的膨胀聚苯乙烯(EPS)泡沫——异常厚;12英寸和16英寸工字托梁形成很深的墙壁和屋顶空腔，为大量的吹入玻璃纤维绝缘腾出空间;外墙和地基分别用4英寸和6英寸的EPS包裹;为了减少渗透的机会，公用设施和HRV管道从楼板下方的深处进入，内部布线和电气设备(无线电灯开关除外)被限制在地板和内墙上。
可持续性延伸到场地之外
建造这座房子不仅仅是为了节约能源。卡特琳对环境责任的承诺要求她仔细检查进入家中的每一种材料。她还考虑了这些组件的生产和运输是如何可持续的，以及它们在使用寿命结束时会发生什么。工作地点和公共交通的邻近影响了房屋建造地点的选择。卡特琳计划通过为未来的光伏(PV)和雨水收集系统铺设电力和管道线路来减少未来对环境的影响。
成本:底线
这栋房子的售价为每平方英尺94美元(约合每平方米人民币457元)，超过了该地区新建房屋的最高平均水平，不过差距并不大。由于卡特琳的预算有限，而且她的目标是把这所房子作为经济适用房的样板，所以花费比她想要的要多。但她指出，这只是一个原型，在生产规模上可能成本更低。此外，在她看来，在可持续性、效率和舒适度方面取得的成功非常值得投资。
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经验教训
好消息是这个设计效果很好。房子总是很舒服。至于供暖负荷，最近的测试显示，每年的需求约为每平方米11千瓦时。这比预期的8千瓦时高一点，但比被动式住宅研究所规定的最大值整整低了4千瓦时。对这种差异的可能解释可能是通过工字梁框架的热桥比假设的要高，并且外部门密封的性能比预期的要差。
狭小的房间仍然可以呼吸新鲜空气
卡特琳即使在温暖的月份也经常关闭窗户，因为HRV和接地管在保持湿度方面做得很好。天然的建筑材料和有效的通风系统是家庭良好室内空气质量的关键。事实上，它是该地区仅有的四个符合美国环保署严格的室内空气质量标准的测试房屋之一。至少有一名史密斯之家的游客从中受益，他指出，当他呆在家里时，他的慢性过敏症状减轻了。
太阳热量只有在室外寒冷的时候才有用
尽管这栋房子通过了供暖部门的测试，但费斯特表示担心，大量无遮阳的南玻璃可能会在夏天造成过热。他是对的。卡特琳承认:“最初的几年很艰难。她搭建了一个葡萄架，当葡萄藤最终长到结构的顶部时，即使在最热的日子里，这个家也很舒适。卡特琳指出，落叶植物是季节性遮荫的天然来源，这是常识，“但当你和它生活在一起，看到它，它完全令人惊讶。”她说，有了正确的遮阳，伊利诺伊州就不需要主动冷却系统了。
一般规格及团队
| 地点: | 乌尔班纳, |
|---|---|
| 卧室: | 2 |
| 卫生间: | 1 |
| 生活空间: | 1200 |
| 成本: | 94 |
| 其他说明: | 完成:2003 |
建造者:Edward Sindelar，芝加哥
架构师:Katrin Klingenberg和Nicolas Smith，乌尔班纳,病了。
能源顾问:保护技术,明尼苏达州德卢斯。
建设
基础:4。厚板超过14英寸。EPS泡沫(R-56)，周围是6英寸的混凝土砌块冻墙。EPS泡沫(R-24)
墙:垂直震后。工字托梁(Trus Joist);12。吹入式玻璃纤维，加4英寸。外护套EPS泡沫(R-60)
屋顶:16。在护套上方有通风口的工字托梁;16。吹入式玻璃纤维(R-60)
窗口:三窗格，氩气填充，低电子，XPS绝缘玻璃纤维框架(平均整体u系数，.19)
能源
- 超绝缘(R-56)和超紧热包络
- 用于最小热桥接的工字梁框架
- 面向最大被动式太阳能加热和冷却
- 三层玻璃窗用于冬季太阳能吸收
- 瞬时电热水器
- 为未来的光伏系统预接线
能源规格
冷却:HRV (Westaflex)带有1000瓦电阻加热元件，连接到8英寸。直径100英尺。长土管埋6英尺深
水加热:未来太阳能热系统的带备用管道的即热式电热水器(Stiebel Eltron)
年能耗:14.8 MMBtu
水效率
室内空气质素
- HRV不断交换空气
- 亚麻籽油地板漆
- 混凝土地面水基密封胶
- 无voc墙漆
- 实木台面
绿色材料与资源效率
- 耐用，可回收的镀锌钢屋顶
- CMU冻墙/平地板是材料和劳动效率的设计
- 回收的浴缸、固定装置和药柜
- 100%来自当地的木材(冷杉，松树和雪松)
- 在基础上回收板岩包层
- 可回收吹入玻璃纤维绝缘材料
6个评论
被动家居运动
这篇帖子，“美国第一个被动式房屋表明能源效率是可以负担得起的”，在一个更好的时候引起了我的注意。上周，我在明尼阿波利斯家居及花园展上度过，围绕这个概念所创造的嗡嗡声是显著的。M.C.霍华德建筑公司的马特·霍华德http://www.mchowardbuilders.com展示了一个能源墙系统，利用薄板/冷却通风口，2英寸泡沫板用作热隔板，2英寸闭孔泡沫作为蒸汽屏障，9.5英寸TJI's用于螺柱，便于机械安装，并有额外的吹进或打开孔泡沫绝缘的空间。墙体系统测量深度为14英寸，并提供R-48的绝缘值。LivGreen杂志http://www.livgreenmag.com就在我们的展位旁边，他们免费分发了大约25000本《真实世界的绿色生活》杂志的第二期。我对他们的杂志和展会参与者的反应印象深刻，我的公司，国际绝缘承包商公司。http://www.getfoaminsulation.com将会在他们的四月号上购买一整页的增刊。随着经济衰退和石油市场不稳定，越来越多的人开始意识到建设高效、绿色的建筑。
谢谢你让我知道这个帖子!
凯文·克莱恩，总裁
国际绝缘承包商公司
标题把我难住了?!?美国第一个被动式房屋??
1976年，我和父母在明尼苏达州建造了一个被动的绿色家园。在一月的一个阳光明媚的日子里，我们通常会开着一扇窗户，让一些热量出去，否则里面会有85度。
被动式房屋
虽然我们的一位编辑在这个案例研究的标题中使用了“被动式房屋”这个短语，但我更喜欢拼写“被动式房屋”，以避免北美术语“被动式太阳能房屋”和德国术语“被动式房屋”之间不可避免的混淆。
地球管
我从各种被动式房屋的人那里听说，直接接地管可能有霉菌堆积的维护问题。这所房子经历过这种问题吗?我也从佛蒙特州的其他人那里听到了相反的情况，但不是在PHI房子里。
天然材料吗?
我不把托梁和玻璃纤维绝缘材料、玻璃纤维挤出物和聚苯乙烯泡沫称为“天然材料”，你也不应该这样称呼。被动屋的表现标准给了我灵感，但我更喜欢使用天然材料。真实尺寸木材(FSC认证)，纤维素绝缘，和其他创新材料。就像LEED一样，被动屋应该考虑产品的隐含能量和生命周期以及性能。如果一个墙体组件是用消耗十倍能量的材料建造的，那么它节省了十倍的能量，这有什么意义呢?我知道这不是一个事实陈述，但它陈述了一个我相信有人会理解的观点。
绝缘材料的选择和悬垂
在这篇文章中提到的几个项目，我将提出异议:首先，使用EPS(膨胀聚苯乙烯)低于等级是糟糕的做法。不建议使用EPS，因为它容易受潮损坏和发霉。挤出(不是膨胀!)聚苯乙烯，具有优越的r值和结构能力，是合适的选择。
第二件事:向下玩屋顶悬垂物是危险的。文章指出，原来的悬挑充分遮挡了上玻璃。我不同意这种说法;悬挑很明显很短，甚至遮住了上面的玻璃。建筑师的解决方案:种植藤蔓，是有点松散。植物很少有效，当然也比不上纯色。网格显示应该包括一些坚实的甲板表面，真正做的工作。
并不是过于挑剔，我应该说，在这个项目中显示的直接收益和许多其他策略是令人钦佩的。
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