被动式房屋设计正在创造通往高效建筑的途径

作者：零碳达人立青

为了在惠顿学院实现积极的能源绩效目标，很多建筑开展被动式超低能耗的设计，今天介绍这个案例它实施了高性能玻璃、隔热、无热桥设计、气密性、热回收通风、低负荷 HVAC 和遮阳，使学院的 Pine Hall 成为最大的被动房- 新英格兰认证的建筑。由 SGA 提供。

作为建筑师和设计师，专业人员一直在推动当前创新的界限，以建立一个更可持续的明天。然而，应对气候变化最有前途的建筑解决方案之一是几十年前开发的。

作为整个行业的上升趋势，被动式房屋设计——由 Wolfgang Feist 博士在 1980 年代德国率先提出的标准——通过五个基本原则为创建高能效建筑奠定了基础：隔热；高效的窗户；带热回收的通风；气密性; 和无热桥设计。如今，这一概念已发展成为世界上最严格的建筑标准之一，为显著减少温室气体排放并在更广泛的范围内实现净零甚至净正提供了一条途径。与 LEED 等其他备受推崇的可持续建筑方法不同，被动式房屋是一种直接解决能源使用问题的基于性能的标准。它创建了结构外墙的可测试性能水平，因此非常可量化和可验证的能量水平。

通常，当这些原则被整体应用时，被动式房屋的能源消耗比传统建筑少 40% 到 60%，从而大大降低成本，在某些情况下，甚至可以减少高达 90% 的能源使用。虽然实现这一目标并非易事，但整个规划和施工过程的重点很大程度上依赖于创建建筑物的围护结构并在整个过程中应用超级绝缘和气密结构。  

超越效率

除了能效优势之外，被动房项目还非常注重创造热舒适的空间，以保持明显更好的室内空气质量 (IAQ)。在最近的研究表明室内空气比室外空气污染更严重之后，确保健康的 IAQ 水平在整个规划过程中变得越来越重要。此外，被动式房屋项目在停电期间被证明更具弹性，并且由于其降低的能源使用将大大降低运营成本。从商业角度来看，这些都是巨大的好处，需要在该领域更广泛地实施被动房设计。被动房设计可以应用于任何建筑类型。重要的是要打破认为这些原则仅适用于住宅项目的误解。无论是摩天大楼、机构建筑还是小规模的单户住宅，被动房的应用都没有限制。作为建筑师，我们拥有巨大的机会来提高被动房策略在商业和机构市场中的普及率。这些项目的前期成本更高，平均在 3% 到 5% 之间，但重要的是要再次强调，由于建筑物的能源显著减少，建筑物整个生命周期的运营成本将大大降低使用，从长远来看，使其成为更具成本效益的选择。而且，随着能源法规和环境承诺变得越来越严格，有利于商业业主在不久的将来开发更具可持续性的建筑。例如，在纽约市，近 70% 的总碳排放来自建筑物。随着城市领导层最近宣布了到 2030 年将建筑物温室气体排放量减少 40% 的目标，在新建筑和改造中实施被动房原则已被确定为实现这一目标的关键方法。出于这个原因，按照被动房标准建造的项目——无论是新建筑还是改造项目——将被证明是所有行业越来越有价值的追求，尤其是随着高额碳税和严格的环境承诺在地方、州和国家层面变得越来越普遍。

学生宿舍被动房

在 SGA，设计师不断努力打造更具可持续性的建筑。设计师们最近在惠顿学院和威廉姆斯学院完成的两个学术被动房项目是马萨诸塞州首批获得被动房认证的高等教育宿舍。这两个项目都要求对他们的校园做出特定的背景回应，提出他们自己的目标和挑战。 
    例如，惠顿学院是一个 45,000 平方英尺的被动房项目，有 178 个床位供本科生住宿。为了实现积极的能源绩效目标，业主方实施了许多关键功能，包括： 

    · 高性能玻璃 

    · 隔热 

    · 无热桥设计 

    · 气密性 

    · 带热回收的通风 

    · 低负荷暖通空调 

    · 遮阳 

Wheaton College Pine Hall 于 2020 年完工，成为新英格兰最大的被动房认证建筑。 在威廉姆斯学院，客户寻求可容纳 40 名学生的经典新英格兰美学。威廉姆斯的结构系统是木制的，有一个尖顶屋顶，所以业主就在山墙屋顶下加入了机械系统，将其从外部隐藏起来，使得能够保持项目所要求的特定外观和感觉。

这座 16,500 平方英尺的宿舍楼的目标能源使用强度 (EUI) 为 28，设计师通过将相变材料等关键元素输入墙壁和天花板来缓解炎热天气的热量、电辐射热源和可操作的窗户。当然还包括其他功能，例如： 

      · ERV 系统 

      · 结构绝热屋顶板 

      · 高性能真空玻璃 

      · 气密性 

      · 光伏板 

该项目也于 2020 年完工，预计可节省 50% 至 80% 的运营能源成本。 我们的团队致力于传播意识、教育并尽可能地融入被动房设计。随着被动式房屋项目的趋势持续增长，令人鼓舞的是，越来越多的客户现在向我们咨询。  由于能源使用是气候变化的巨大驱动力，因此显然需要采取积极的方法在所有可行部门实施被动式房屋设计——尤其是在住宅和商业部门占美国总能源消耗的 40% 的情况下。底线？在日益加剧的气候危机中，现在比以往任何时候都更需要被动式房屋建筑。

来源：零能耗与零碳建筑