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建筑科学

犹他州一所美丽的近净零能耗住宅

该住宅采用结构隔热板和被动式住宅级别的气密性,是一个赢家

犹他州的奥巴拉屋几乎是一个零能耗的家庭。它有R-48的墙壁,R-12的窗户,R-72的屋顶,和两个5000加仑的储罐来储存太阳能。
图片1、4、5、7、8、9和10:能源先锋
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犹他州的奥巴拉屋几乎是一个零能耗的家庭。它有R-48的墙壁,R-12的窗户,R-72的屋顶,和两个5000加仑的储罐来储存太阳能。
图片1、4、5、7、8、9和10:能源先锋
建筑围护结构细节从地面开始,采用绝缘基础基础形式。
图像信用:图像#2,#3和#6:凯文和svetlana o'meara
结构绝缘板(SIP)框架有助于确保气密建筑外壳。 不透明的门与具有4英寸的挤出聚苯乙烯(XPS)泡沫绝缘的R-20绝缘。 通过12英寸厚的SIP墙壁,您可以看到一些太阳能热量器。 太阳能热系统的保温水箱为O'Meara家庭提供了生活热水和空间供暖。 太阳能热罐和机械室内氢化加热系统的羽毛。 热回收呼吸机(HRV)为家庭提供机械通风。 一个可以看到三个滑雪胜地的漂亮的房子。 奥米拉家的入口是一个欢迎的景象。通往它的人行道是由透水的混凝土制成的。

这是圣帕特里克节之后的那一天,让我告诉你关于o'mearas的Wee。凯文和斯韦特拉纳o'meara住在犹他州的一个美丽的家,这是一个哦 - 如此靠近零能耗的家.在我写的事情之后家庭建筑就像滑雪一样两年前,凯文邀请我看看他们的家和今年我设法这样做。我的妻子和我上周去过了两天,凯文告诉我关于房子的一切,包括他的一个重大遗憾。

几天前,我在日出时拍了上面的照片,因此您可以看到设计如何优化,以捕获阳光和太阳能热量。Park City,犹他州是一种寒冷的气候,O'Meara Home坐落在三个滑雪胜地(鹿谷,公园城和峡谷)的山谷中。它的高度为7000英尺,具有0°F的冬季设计温度,并获得了大约9,000加热度天经过一年。

当我说“到年份”时,我的意思是。去年,他们在6月中旬有雪。

让我们来看看欧米拉一家是怎么让这所房子成为赢家的。

围护结构

如果您要用于净零能量性能,您只需添加足够的光伏(PV)模块即可覆盖您的能量使用即可。Lloyd改变了持微写道:“在净零中,您希望在现场产生足够的电源,加热,凉爽和轻松您的房子;它可能是一个令人陶醉的谷仓,但如果你把足够的绿色gizmos放在屋顶上产生足够的绿色能量,以喂它,谁关心?“(见他的文章,为什么绝缘和好的设计胜过绿色小发明,更多。)

但这并不是最好的方法。理想情况下,你首先最小化房子的能源消耗,然后才增加让房子运转所需的PV的数量。这是凯文和斯维特拉娜带着他们的家走的路。

从地面上开始,O'Meara House就像一个冷却器。内部空间被大量连续泡沫绝缘包围。以下是保温细节:

  • 他们在板下放置了8英寸高密度发泡聚苯乙烯(EPS)泡沫绝缘材料,r值为36。
  • 东、南、西墙由结构绝缘板(sip)建造,12英寸的R-48 EPS。
  • 北墙是混凝土的热质量,并有一个相变材料嵌入其中,帮助调节室内温度。
  • 屋顶由12英寸的EPS加上另外4英寸的EPS制成的屋顶,用于72的R值。

他们还在空气密封期间使用了鼓风机门,以确保达到被动房的气密性水平。是的,他们确实让空气泄漏一直降到0.6ACH50.这是一项完整的成就。

测量气密性才刚刚开始。从2011年开始,乔治亚州是第一个要求所有新房达到漏气门槛的州。这个州的建筑商必须把他们的房子降到7 ach50以下。任何采用2015年国际气候变化公约的司法管辖区都必须实施更严格的要求:全国大部分地区为3先令50分,最温暖的地区为5先令50分(气候区1和2)。

我说过奥米拉斯达到了0.6 ach50吗?那是紧张的!

当你看看房子的照片并看到所有玻璃上釉时,你可能会奇怪的是窗户,自然。即使是最好的窗户也是热负债与安装它们的墙壁相比,所以你不能只隔离墙壁,而忽略窗户。

O'Mearas在这里做了他们的作业,并安装了U-remply 0.08的四倍陷阱窗口。那转换为r值的12。对墙来说不太好,但对窗户来说很好。(我将在下面讨论太阳的热增益系数。)

然后是门。正如你在下面的照片中看到的,不透明的门是真的厚。这是因为它们是由木材和挤压聚苯乙烯(XPS)泡沫绝缘材料定制的。4英寸的XPS,门内部有R-20绝缘。哇!

太阳能

建筑外壳的另一个重要特性是它的设计可以捕获热量。在9000度的高温天里,它们需要热量,所以捕获热量并保存在室内是当务之急。下面的照片显示了墙壁有多厚,那些12英寸厚的小口,在四层玻璃的窗户外面,你可以看到屋顶上的一些太阳能热收集器。

太阳能热量集收集器将热量送入水中的两个5,000加仑坦克,埋在后院。它们与12英寸的EPS绝缘,为R值为48.储存的热水用于其国内热水供应和空间加热。

但请记住,他们也通过朝向窗户直接捕捉热量。为此,它们在南侧安装了具有相对高的太阳能热增益系数(SHGC)的窗口。其中一些有0.6且有些有0.64 shgc。房子的其他三面都有窗户,具有低SHGC。

为了接近零能耗,他们还拥有发电的光伏系统。我没有拿到它的规格说明,但自从五年前安装以来,它比现在安装的更小,也更贵。

机械系统

我已经提到过这个房子在一个寒冷的气氛中,所以你可能不会太惊喜来发现他们没有空调。他们能够冷却房子,我一会儿就会讲到。首先,让我们谈谈它们的供暖。

下面的照片显示了他们的循环加热系统的管道、泵和室内水箱。所有设备都由一个控制器连接起来,该控制器监控室内、室外和水温,并将适量的水发送到合适的地方供暖。

除了从保温水箱中提取热水外,循环循环系统还可以从用于雨水收集的第三个5000加仑水箱中提取冷水。当他们在系统中循环时,他们可以在房子里得到一些辐射冷却。这在犹他州很管用因为他们不用担心露点室内空气上升到足以在辐射冷却表面冷凝。东南地区的湿度让辐射冷却变得有点困难。

冷却系统的另一部分是窗户控制器,它可以机械地打开和关闭家里的窗户。就像加热系统的控制一样,它能感知室内和室外的温度。

然后是通风。一个气密家庭需要某种机械通风他们使用热回收呼吸机(HRV)。它通过一侧排出房子的空气,并通过另一侧带来室外空气。这两个气流彼此通过并交换热量,允许通风空气进入预热和o'mearas,以保持其在家里的大部分热量。

他们得到的通风量是由家里的二氧化碳水平和占用传感器控制的。每当我走进浴室,当红外传感器探测到我的存在时,我都会听到HRV微弱的嗡嗡声。

这是纳斯卡赛车屋!

当我工作时南面在美国,我们开玩笑地说,任何一家拿到了一堆证书,我们就把它称为“纳斯卡屋”。奥米拉的房子也符合条件一些认证到它的完成时间。他们得到了:

“一开始我反对LEED,因为它看起来像是在洗绿,但后来证明它有一些真正的好处,”凯文告诉我。其中一个好处是,当他们发现奥米拉一家在做什么时,他们可以从一些供应商那里得到折扣。另一个好处是将不同的涉众聚集在一起开会讨论如何满足所有需求。这使他们能够提前解决已确定的问题。

为什么他们没有获得被动之家认证

虽然他们获得了几项认证,但被动式住宅并不在其中。不过,这并不是因为缺乏兴趣或知识。凯文在建造房子前几年就发现了被动房运动,甚至还购买了被动房规划软件包(PHPP)软件。他使用PHPP做了一些房子的早期模型,完全是为了让房子通过被动式住宅认证PHIUS

但是,路径中的障碍挫败了他的努力。他难以获得他所需的所有数据,所以PHPP模型所需的所有数据。他说他也难以找到为他们工作的窗户,因为密封在高度高度上失败。最后,他们尽可能多地建立一个真正的被动房屋,但没有设法获得认证。

最大的遗憾

当我们谈论他的房子和它所有有趣的特点时,凯文告诉我,如果他能重来一遍,他会做一件不同的事:省略太阳能热系统,而使用地源热泵。太阳能热系统已经给他们带来了好几次麻烦,去年还宕了几个月。承包商花了很长时间才把它修好,现在他们的两个绝缘储水罐储存的水大约是55华氏度,而不是100华氏度。

Martin Holladay写了一些关于的文章太阳热能系统的死亡他的一个观点是他们比PV系统更难维持。我相信的O'Mearas会对这一点作证。如果PV价格已经是他们现在的内容,他们可能根本没有太阳能热路线。

架构师、构建者和能源建模者

听起来像个笑话:一个建筑师、一个建筑工人和一个能源模型师走进一家酒吧……但是,等等,我们说的是犹他州,在这里,大多数地方只卖声名昭著的3.2度啤酒(重量3.2%,体积4%)。

我以前从未度过了很多时间,所以我了解了在我在alta滑雪的第一天之前买了一个多糖搬运工的犹他州啤酒法。(他们的标语是“为什么只有一个?”)一个快速的互联网搜索告诉我为什么它按卷的酒精含有如此低的百分比(4%)。

无论如何,架构师,建筑师和该项目的能量建模器都没有笑话。他们是Jean-Yves LaCroixLacroix设计(并巧合的Lacroix滑雪板家庭),加勒特强劲高大的松树建设和troy harvey的天真entric.下面的视频片段中,他们讨论了自己在项目中的角色,以及这个美丽的近净零能源住宅的设计和建造的一些细节。点击下面来听听他们要说什么,看看房子的更多内容。

美的重要性

我和凯文和斯维特拉娜在一起的两天让我想起了两件事。首先,它让我想起了生活在我建造的房子因为它太舒服了。这是一个重要的原因,就是当您拥有良好的绝缘和气密的建筑物外壳时平均辐射温度室内表面的质量要好得多。

另一件事让我想起了Joe Lstiburek的引用关于丑陋的报价:“美学物质是因为人们不照顾丑陋的事情。丑陋不是可持续的。“

O'Meara的家很漂亮!它充满自然光线,享有迷人的景色。俯瞰山谷,他们可以看到三个公园城市滑雪胜地。坚实的山羊楼层和杉木装饰是华丽的,很清楚他们花了很多时间让室内设计正确。看看那个入口!

我也可能提到另一个点:公园城里没有多少蛇。这是因为它是如此寒冷或因为圣帕特里克在十六世纪前秘密访问秘密访问,我们可能永远不会知道。虽然,任何可能跌跌撞撞的蛇 - 或滑动的地方 - 在这个地方会有艰难的时刻进入这个房子,即使是空气也必须邀请进入。

想了解更多关于房子的信息,请访问他们的网站:阳光屋:O 'Meara住宅

Allison贝尔斯他是一位演说家、作家、能源顾问、resnet认证培训师和《能源先锋博客.看看他的深入课程,掌握建筑科学并在Twitter上关注他@EnergyVanguard

2的评论

  1. 露西Foxworth.||#1

    很漂亮的家
    你是对的,这是一个非常美丽的家。美丽的设计和执行。现在你为什么要去滑雪的小棉质峡谷度假村?滑雪者唯一的山?

  2. GBA编辑器
    Allison A. Bailes III,博士||#2

    回应Lucy Foxworth
    嗯,我有一张通行证,可以让我在Alta或Snowbird呆两天,在和很多人谈过之后,我们决定去Alta。这并不是因为他们不允许滑雪者……虽然不用从车辙上滑过去,也不用担心被从电梯上下来的车辙拖走,感觉很好。

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