Pasīvā māja, kas ir agresīvi zaļa

Stefānija Ārneta

Plānots, ka šogad maijā iedzīvotāji, kas izvēlēti no 2600 pretendentu loterijas, sāks pārcelties uz 98 mājokļiem par pieņemamām cenām jaunajā Finch Cambridge ēkā Concord Avenue netālu no Fresh Pond Kembridžā, Masačūsetsā. Ēkā, ko projektējusi Bostonas ikonu arhitektūra, ir rotaļīgi erkeri un stūra logi, kas ielaiž saules gaismu un nodrošina šķērsventilāciju, vestibils ar velvētiem griestiem un atvērtām kāpnēm, kas mudina cilvēkus atteikties no liftiem, un citi pārdomāti elementi, piemēram, gudrais. zaļas akcentu sienas un lielas grīdas flīzes vannas istabās, lai līdz minimumam samazinātu netīrumus piesaistošas ​​javas izmantošanu. Tās ģimenei draudzīgā veļas telpa atrodas blakus lielai kopienas telpai ar atpūtas telpu, virtuves zonu un mājas darbu kaktiem — un abas atrodas augšējā stāvā, un no logiem paveras brīnišķīgs skats uz Fresh Pond un piekļuvi jumta terasei. ir paaugstinātas gultas dārza darbiem.

Bet tas, kas ir visievērojamākais ēkā, vispār nav redzams.

Finch Cambridge tika izstrādāta, lai atbilstu pasaulē energoefektīvāko ēku standartam, kas pazīstams kā Pasīvās mājas (PH) standarts, kas padarīs to ievērojami lētāku apsildīšanu un dzesēšanu nekā parastajā ēkā. Faktiski tiek prognozēts, ka tas būs par 70% energoefektīvāks nekā 2016. gadā vidēji valstī daudzdzīvokļu ēkām. Hermētiska un īpaši labi izolēta, šāda konstrukcija tiek uzskatīta par pasīvu, jo tā spēj efektīvi uzturēt temperatūru neatkarīgi no āra laikapstākļiem, tikai minimāli paļaujoties uz tradicionālajām apkures un dzesēšanas sistēmām. Tas faktiski ir termoss, saka Finča Kembridžas projektu vadītāja Mišela Apidžana, MA '00, MCP '00, Icon Architecture asociētā direktore un ilgtspējības vadītāja, kas arī strādāja pie ēkas dizaina. Pasīvās mājas pieeja, kas piemērota visu veidu ēkām no vienģimenes mājām līdz debesskrāpjiem, prasa ventilācijas sistēmu, kas rūpīgi kontrolē svaigā gaisa ieplūdi un atgūst siltumu (vai gaisa kondicionētā vēsumu) no izplūstošā novecojušā gaisa. Tas ne tikai samazina vajadzību pēc apkures un dzesēšanas, bet arī nodrošina labāku iekštelpu gaisa kvalitāti veselīgākām un ērtākām dzīves telpām. Jūs joprojām varat atvērt logu, lai ieelpotu svaigu gaisu, ja ļoti vēlaties.

Ņemot vērā visas priekšrocības un to, ka ēkas patērē 54% no Masačūsetsas enerģijas patēriņa, ir pārsteidzoši, ka Finča Kembridža būs tikai otrā daudzdzīvokļu PH ēka štatā. Apigian arī pārvaldīja projektu un palīdzēja projektēt pirmo – tirgus cenas daudzdzīvokļu ēku Bostonas dienvidos ar nosaukumu Distillery North, kas tika atvērta 2017. gadā. Šī ēka ieguva LEED platīna statusu — augstāko līmeni vadošajā enerģētikas un vides dizaina zaļajā ēkā. sertifikācijas programma — bez papildu pūlēm. Ēka ir par 72% energoefektīvāka nekā 2016. gada vidēji valstī daudzdzīvokļu ēkām. Tur īrnieki maksā vidēji USD 22,50 mēnesī, lai apsildītu un atdzesētu savus dzīvokļus, kas pārsvarā ir vienas un divu guļamistabu dzīvokļi, stāsta ēkas īpašnieks Freds Gordons. Viņš piebilst, ka divi iedzīvotāji ar smagu elpceļu alerģiju ziņo, ka viņu simptomi ir pilnībā izzuduši neilgi pēc iebraukšanas un atkal parādās ceļojot.

PH dizaina koncepcijas sāka veidoties 70. gadu naftas krīzes laikā, kad ASV valdība finansēja pētījumus, lai samazinātu valsts atkarību no naftas. Taču interese par energoefektīvu māju celtniecību mazinājās, kad naftas cenas kritās un amerikāņi atkal sēdās savās gāzi saudzējošajās automašīnās. Pēc tam grupa eiropiešu turpināja tur, kur amerikāņi (un daži kanādiešu kolēģi) bija beiguši, pilnveidojot paraugpraksi un standartus hermētisku māju celtniecībai, kuras ziemā ir vieglāk sildīt. Šo pieeju viņi popularizēja kā Passivhaus kustību. Vācu arhitekts 2003. gadā Ilinoisā uzcēla pirmo ASV Passivhaus; 2007. gadā viņa nodibināja ASV Pasīvo māju institūtu, kas ir precīzi noregulējis PH pieejas dažādiem klimatiskajiem apstākļiem.

Lai gan ideja par īpaši energoefektīvu ēku projektēšanu šķiet pašsaprotama, Apigian saka, ka izpratne par PH standartu ASV dizaineru aprindās ir sākusi izplatīties tikai nesen. Viņa pirmo reizi par to uzzināja 2008. gadā, strādājot pie konkursa, lai projektētu nulles mājokļus — mājas, kas rada tikpat daudz enerģijas, cik tās patērē — bijušajai Fortdevensas armijas bāzei Masačūsetsā. Tagad viņa ir sertificēta PH ēkā un aktīvi iestājas par stimuliem šādu projektu veicināšanai, viņa domā, ka projektēšana atbilstoši šiem standartiem galu galā kļūs par jaunu normālu. Kad LEED nokļuva zemē, visiem tas šķita jauns un traks, viņa saka. Tagad tas būtībā ir dots — katrs arhitektūras uzņēmums domā holistiski. LEED to skaidri ievietoja kartē.

Bailes no augstām izmaksām daudziem izstrādātājiem neļāva pieņemt pasīvās mājas principus. Tikai daži celtnieki ir pieredzējuši būvniecības tehnikās, kas palielina cenu. Ja ir nepieredzējuša komanda, visticamāk, jūs saņemsiet diezgan augstu izmaksu aprēķinu, jo viņi ir nervozi un nezina, kas tam būs vajadzīgs, saka Apigian. Bet, jo vairāk celtnieku iegūst pieredzi, cenām vajadzētu pazemināties. Mēs uzskatām, ka mēs patiešām varam to paveikt ar 1% līdz 2% papildu izmaksām, ja pasīvās mājas principi ir neatņemami no projektēšanas procesa sākuma un visa komanda ir iesaistīti, viņa saka.

Februārī Finčas Kembridžas būvniecības pēdējā fāze noritēja labi, Apigian sniedza MIT News ekskursiju pa ēku, izskaidrojot galvenās koncepcijas.

Izveidojiet hermētisku aploksni.

ALISA DRŪĶE

Ja vien kāds neiet pa durvīm vai neatver logu, gaisam nevajadzētu iekļūt PH ēkā vai no tās, izņemot caur ventilācijas sistēmu. Tādējādi ēkas apvalks ir pilnībā ietverts trīsslāņu gaisa barjerā, kas sastāv no diviem ārējiem polipropilēna slāņiem, kas termiski savienoti ar ūdensnecaurlaidīgu vidējo polimēru slāni. Katrā stūrī un visās katras caurumotās atveres malās — domājiet par logiem, durvīm, kanālu atverēm — šī barjera ir aplīmēta ar īpašu ūdens un vēja necaurlaidīgu lenti. (Apigian saka, ka viena slāņa gaisa barjera nav tik efektīva, un pareiza uzklāšana ir ļoti svarīga. Ja tas ir piestiprināts ar skavām vai vēl ļaunāk, ja tas ir saplēsts un pūš, tas neļaus gaisam iekļūt. Nepārtraukti piestiprinātas barjeras ir drošākas. )

Šis ir pirmais solis, lai izveidotu tā saukto pasīvās mājas apvalku — nepārtrauktu barjeru pret ārējo gaisu, mitrumu un nevēlamu karstumu vai aukstumu. Visi 98 Finch Cambridge dzīvokļi ir iekļauti aploksnē, un tiem jāatbilst stingriem hermētiskuma un efektīvas apkures un dzesēšanas standartiem. Taču, lai palīdzētu ierobežot izmaksas, no aploksnes ir izslēgtas dažas zonas ar sarežģītākām ventilācijas, apkures un dzesēšanas problēmām — vestibils un tā atvērtās kāpnes, kā arī veļas mazgātava un kopienas telpas. Visas durvis, kas ved uz PH aploksni, un visi tās logi ir blīvi un trīskāršu stiklojumu, lai novērstu nejaušu gaisa plūsmu, kad tās ir aizvērtas.

Aptiniet ēku segā.

Sarkanie stiklšķiedras klipi novērš termisko tiltu veidošanos;
iedeguma minerālvates segas ēkas ārpusei.

PIEKLĀTĪBAS FOTO

Nepārtraukta izolācija ir ļoti svarīga. Taču tradicionālajā ēkā izolāciju ievieto tikai sienas dobumos starp tapām, atstājot spraugas — pieeju Apigians pielīdzina džemperim ar daudzām caurumiem. PH ēkām arhitekti parasti pievieno arī nepārtrauktas ārējās izolācijas slāni ar augstu termisko pretestību, efektīvi izveidojot segu ap visu ēku. Segas biezums ir atkarīgs no ēkas izmēra, izmantošanas un noslogojuma, kā arī no klimata zonas. Finča Kembridžā Icon izmantoja ar aerosolu uzklātu stiklšķiedras izolāciju ārsienu dobumos un pēc tam aptvēra ēku ar divu collu minerālvates slāni, ugunsizturīgu izolācijas materiālu, kas izgatavots no kausēta bazalta akmens un otrreizēji pārstrādātiem izdedžiem no tērauda rūpnīcām. . (Distillery North ēka ieguva celulozes izolāciju tās ārsienu dobumos plus trīs collas minerālvates.) Arhitekti arī pārklāja jumtu ar konusveida stingru putuplasta plātņu izolāciju, ievietoja sešas collas augsta blīvuma stingras putas starp garāžas griestiem un garāžas griestiem. grīda virs tās un izsmidzināta putupoliuretāna izolācija pārejas vietās, kuras citādi būtu grūti nosegt.

Ēkas 'aploksne' veic lielāko daļu darba, uzturot iekšējo temperatūru neatkarīgi no tā, kas notiek ārpusē.

Svarīgi ir arī izvairīties no vai izjaukt termiskos tiltus — elementus, kas rada ceļu siltumam, kas var iekļūt vai izkļūt, jo tie ir siltumvadošāki nekā apkārtējie materiāli. Kniedes — īpaši metāla kniedes — ir bēdīgi slaveni termiskie tilti; Finch Cambridge tos izjauc divas collas ārējā izolācija. Tāpat ārējā apšuvuma piestiprināšanai izmantotās Z-veida metāla sloksnes pie ēkas tiek nostiprinātas ar klipšiem no stiklplasta, kam ir ierobežota siltumvadītspēja.

Rūpīgi pārvaldiet ventilāciju.

ALISA DRŪĶE

Enerģijas reģenerācijas ventilatori (pazīstami kā ERV) tiek izmantoti, lai nodrošinātu nepārtrauktu, līdzsvarotu gaisa plūsmu uz PH ēkām un no tām. Katram no Finch Cambridge diviem ERV viens kanāls ievelk svaigu gaisu, bet otrs kanāls izvada novecojušo gaisu. Abi kanāli laiž gaisu caur ERV, siltummaini, kas izmanto termodinamisko pamatprincipu, ka siltumenerģija vienmēr plūst no karsta uz aukstu. Tātad, lai gan gaiss abos atsevišķos kanālos nesajaucas, aukstā laikā siltums no izplūstošā novecojušā gaisa palīdz sasildīt ienākošo auksto svaigo gaisu, samazinot apkures pieprasījumu ēkā. Siltā laikā sistēma iegūst siltumu no ienākošā svaigā gaisa, pārnesot to uz izejošo vēsāku novecojušo gaisu un līdz minimumam samazinot nepieciešamību pēc gaisa kondicionēšanas. ERV palīdz arī pārvaldīt mitrumu.

Svaigs gaiss, kas tiek filtrēts, lai noņemtu daļiņas, tiek piegādāts visās Finch Cambridge dzīvojamās istabās un guļamistabās no viena no ēkas diviem svaigā gaisa kanāliem. Novecojušais gaiss tiek ievilkts no ventilācijas atverēm visās vannas istabās un virtuvēs un izplūst uz vienu no ERV pa vienu no diviem izejošajiem ventilācijas kanāliem (parādīts pa labi, pirms izolācijas uzlikšanas).

Tā ir ļoti vienkārša tehnoloģija, kas ir pārsteidzoša, bet ne sarežģīta, saka Apigian. Tas ir pagājis ilgu laiku.

Uzstādiet pareiza izmēra apkuri.

ALISA DRŪĶE

Ēkai ar atbilstošu PH norobežojošo konstrukciju un ERV sistēmu nepieciešama minimāla papildu apkure un dzesēšana. Siltums, ko rada korpusi, ierīces, lukturi un pieslēgtas ierīces, piemēram, datori, televizori un tosteri, ļoti palīdz saglabāt to maigu. Patiesībā bieži tiek teikts, ka PH māju var sildīt ar fēnu. Jaunanglijā, Apigian saka, tā var būt taisnība. Taču viņa norāda, ka PH aploksnes efektivitāte siltuma saglabāšanā nozīmē, ka dzesēšana vasarā mēdz būt lielāka problēma.

Datoru modeļi ņem vērā siltumu, ko rada ierīces, elektriskās ierīces, apgaismes ķermeņi un cilvēki, un aprēķina, cik daudz papildu siltuma vai dzesēšanas ir nepieciešams. Siltumsūkņi, kas darbojas pēc tādiem pašiem principiem kā gaisa kondicionieris vai saldētava un kuriem ir nepieciešams minimāls enerģijas patēriņš, parasti ir pietiekami abiem nolūkiem. Siltumsūkņa iztvaicētājs jeb siltummainis izņem siltumu no gaisa, izmantojot aukstumnesēja šķidrumu, kas pārvēršas tvaikos; ka tvaiki pēc tam tiek saspiesti kondensatorā, lai paaugstinātu tā temperatūru, nodrošinot siltumu. Process tiek apgriezts, ja nepieciešama dzesēšana. Katrā Finch Cambridge vienībā ir elektriskais siltumsūknis, bet visiem 98 siltumsūkņiem (un tiem, kas atrodas koplietošanas telpās) ir tikai 16 kondensatori uz jumta (parādīts pa labi). Tā kā sistēma nodrošina vienlaicīgu mainīgu aukstumaģenta plūsmu, uz rietumiem vērsta iekārta, kas cep saulē, var pieprasīt dzesēšanu, tajā pašā laikā uz austrumiem vērsta iekārta var pieprasīt siltumu.

Vietnes enerģijas izmantošanas intensitāte (EUI), kas prognozēta Finčkembridžā — kBTU skaits, kas nepieciešams katras kvadrātpēdas apsildīšanai un dzesēšanai gadā —, ir tikai 23. Tas ir iespaidīgi par 70% mazāk nekā ASV vidēji daudzģimeņu mājām paredzētā vietne EUI, kas 2016. gadā. bija 78,8.

Izvēlieties logus saprātīgi un noēnojiet pēc vajadzības.

STEFĀNIJA ĀRNETA

Pareizi logi un ēnojuma ierīces ļauj izmantot saules siltumu ziemā un novirzīt to vasarā. Lai palīdzētu uzturēt iekšējo temperatūru neatkarīgi no tā, vai ārā ir karsts vai auksts, visi Finch Cambridge PH apvalka logi ir ar trīskāršu stiklojumu un blīvēm, ar izolētiem rāmjiem, kas novērš termisko tiltu veidošanos. Un Icon izvairās no dubultā piekarināmiem logiem, kad vien iespējams, jo ir grūti uzturēt blīvējumu logam, kas slīd uz augšu un uz leju. Tradicionālais Jaunanglijas logs ar dubulto pakarināšanu ir katastrofa — viscaurākā lieta, kas cilvēkiem ir zināma, saka Apigians.

Ārējās žalūzijas virs logiem Finčas Kembridžas dienvidu fasādē sniedzas pusi no loga garuma. (Sākotnēji arhitekti bija plānojuši uzstādīt nokrāsas uz austrumu, rietumu un dienvidu fasādēm, taču energomodelēšana atklāja, ka tie nepieciešami tikai uz dienvidiem vērstiem logiem. Pārējo likvidēšana palīdzēja ierobežot izmaksas.) Viņi izvēlējās toņus ar slīpām līstēm, kas bloķē. vasaras sauli, bet novērš lietus un sniega uzkrāšanos un ļauj vējam pūst cauri. Tā kā ziemā saule atrodas zemāk debesīs, saules gaisma un daļa no tās izstarotā siltuma var iekļūt logos zem ēnām, palīdzot sasildīt ēku.

Pamājot putniem netālu esošajā Fresh Pond, arhitekti izstrādāja ēkas jumta līniju tā, lai tā atgādinātu spārnus. Spārni nodrošina arī ēnu kopienas telpai un veļas telpai augšējā stāvā, un tajā atrodas daļa no 150 kilovatu saules paneļu klāsta, kas uzstādīts jumtā. Tiek prognozēts, ka saules paneļi kompensēs 98 144 kilovatstundas gadā jeb aptuveni 20% no kopējās ēkas ekspluatācijai nepieciešamās elektroenerģijas.

Veikt enerģijas modelēšanu un testēšanu.

PASĪVO MĀJU INSTITŪTS | wikimedia

Enerģijas modelēšana ir noderīga, lai vadītu PH ēkas projektēšanu un būvniecību. Ēkas inženieri var aprēķināt enerģijas slodzi (maksimālo nepieciešamo enerģijas daudzumu jebkurā brīdī), lai pārliecinātos, ka viņi norāda ēkai atbilstoša izmēra aprīkojumu, nevis pārspīlē. Viņi var arī noteikt ēkas enerģijas pieprasījumu (kopējo vienā gadā patērēto enerģiju), lai pārliecinātos, ka tā atbilst PH standartiem. Taču tās hermētiskuma mērīšana, kad tā ir uzbūvēta, ir vislielākā pārbaude, un tā ir nepieciešama pasīvās mājas ēkas sertifikācijai.

Apigian pilnībā sagaida, ka ēka saņems PH sertifikātu. Martā viņa gatavojās Finča Kembridžas pirmajai visas ēkas ventilatora durvju pārbaudei, lai noteiktu to hermētiskumu. Pārbaudē tiek aizvērtas visas ārdurvis un logi un vienās PH apvalka galvenajās durvīs ievietotas īpašas durvis ar ventilatoru, lai izvadītu gaisu no ēkas, pazeminot tās iekšējo gaisa spiedienu. Ja ēka nav hermētiska, durvju ventilatoram ir jāstrādā vairāk, lai uzturētu gaisa spiediena līmeni, un dūmu pildspalvas var izmantot, lai atklātu noplūdes.

Beidzoties Finčas Kembridžas būvniecībai, Apidžans žonglēja arī ar citiem vietējiem pasīvo māju projektiem, kas tika īstenoti Glosterā, Seilemā un Louelā. Katrā gadījumā mērķis ir apkures un dzesēšanas sistēmām dot ļoti maz darāmā. Pateicoties hermētiskumam un termiskai nepārtrauktībai un kontrolei, ēkas norobežojošās konstrukcijas veic lielāko daļu darba, ko mēs parasti paļaujamies uz mūsu sistēmām, saglabājot iekšējo temperatūru neatkarīgi no tā, kas notiek ārpus ēkas, viņa saka. Un Jaunanglijā tas varētu nozīmēt gandrīz jebko.

paslēpties