什么是被动房子？原理和设计

被动房屋（或Passivhaus）是一种设计和构造概念，其能源效率，舒适性和负担能力定义。在全球范围内，它是建筑物最严格的能源效率标准。

由于供暖和冷却来自被动源，例如太阳或内部来源，例如人和电器，而不是完全通过机械手段，因此可以大幅度地切割有效加热和冷却（例如炉子和空调）所需的能量（例如炉子和空调）。这意味着被动房屋的碳排放是接近零。

本文解释了被动房屋概念的关键特征。

背景

总部位于德国Passivhaus研究所（PHI）在研究超绝缘房屋后，于1996年由Wolfgang Feist博士共同创立。它与北美所谓的“被动太阳能”设计不同。

如今，PHI的标准在国际上受到最广泛遵循的标准，而被动房屋研究所（Phius）2012年与Phi分开，设置不同的标准用于北美建筑。PHI标准在世界任何地方都适用相同的标准；Phius标准根据位置略有不同，尽管它们都导致低能消耗。随着对气候变化和城市化的越来越关注，现在可以在每个大陆上找到被动房屋设计，包括南极洲。

五个关键的被动房屋原则

连续绝缘

地基，墙壁，地板，门，窗户和屋顶是绝缘的，它们之间没有间隙。在一个被动房屋中，墙壁更厚，通常在它们之间有三层或更多层的材料和绝缘腔。腔体可以用多达12英寸的密集纤维素，玻璃纤维或其他材料填充。就在内壁内，通常有一个腔体，其中包含所有接线和管道。所有这些绝缘材料，被动房屋是令人愉快的安静舒适。

窗户是双层或三层玻璃的，以防止热量逸出（或在夏季，热量渗透）。玻璃层之间的空间通常充满惰性气体，例如氩气或K k，以最大程度地减少热量损失。

窗框的绝缘也很重要，因为框架最多可以占窗户表面积的10％，并代表了不需要的热量损失的最大点。在北半球，房屋北面或西侧的窗户将较小，足以减少或消除需求人造光源在白天。在南侧，窗户将在凉爽的月份捕获太阳的热量。在温暖的月份，朝南窗户上的可调节阴影元素阻止房屋过热。

消除热桥

连续绝缘层消除了外界的“热桥”。存在热桥，热桥通过比周围材料更高的导热率的材料。

最常见的热桥是绝缘的缝隙，但是出口，接线盒和管道也可以充当热桥。热桥在角落，慢跑，阳台和不连续性方面更为常见，这就是为什么被动房屋设计往往更简单的原因。

来自户外的水分通常被困在热桥中，这会导致霉菌或其他结构性损害。热桥从周围的空气中收集水分，例如冷水管上的冷凝或啤酒玻璃上的汗水。

气密建筑层

密封建筑层是被动房屋中最关键的特征之一，因为在PHI标准下，空气浸润的量严格限制为每小时0.6个空气变化。它是由精心安装的膜和磁带构建的，然后用鼓风机门进行测试。

门窗

窗户和门的设计旨在最小化热传输比普通窗户更有效，以至于它们在内部感觉像空气一样温暖，从而消除了冬季的冷凝水。他们密密间保持密封的建筑层，并经过仔细的尺寸并用涂料处理，以便在凉爽的季节接收太阳能增益，而不会在温暖的季节中过热。仔细的阴影设计在您想要的时候接纳了阳光，但是当您不能时将其控制。

通风和热恢复

因为它们是如此紧密密封，因此被动房屋建筑需要精心设计的通风。需要连续通风新鲜空气以及从厨房，浴室和地下室疏散空气，以防止气味，空气污染物，二氧化碳和湿度​​累积。

通风可以采取热量形式或能量回收呼吸机（将热量从一种介质转移到另一种介质的设备）与风扇，通风口和管道联系起来，以提供“平衡的通风”，并带入新鲜空气，而不会在耗尽的空气中失去所有能量。

因为从通风中恢复了太多热量，并且在墙壁上几乎没有损失或获得的热量，因此当被动的房屋概念构想时，不需要太多“主动”供暖或冷却，因此，原始名称Passivhaus或被动房屋。但是，随着该概念在地理位置上传播，气候变暖了，并开发了新技术。如今，使用“主动”空气源热泵已变得越来越普遍。

要点

被动房屋设计看起来像是任何常规建筑物，尽管为了最大程度地减少热桥，但它们通常更简单，更宽松。

被动房屋不仅能节能且适合气候友好，而且还在舒服的因为内墙非常隔热，没有草稿。由于墙壁较厚和窗户更好，它们也更加安静。

由于能源需求低，被动房屋标准被视为应对气候变化并消除对化石燃料的需求的一种方式，这就是为什么在欧洲和北美某些城市中采用标准的原因。

被动房屋设计也具有弹性，并且可以充当“热电池”，因此，如果电力熄灭，它们可以保持内部温度几天甚至数周。

TreeHugger设计编辑劳埃德Alter为本文贡献了编辑。