图片来源:丹尼尔·恩斯特
图片来源:丹尼尔·恩斯特 舒适和耐用在一个方便的包。额定蒸汽淋浴罩防止水蒸气旅行和凝结在浴室表面(从而限制霉菌生长的机会)。另外一个好处是，淋浴时不会有冷空气冲进来。
图片来源:丹尼尔·恩斯特 机械室在一个盒子里．一个“管道柜”包括井泵控制装置、PEX分配管汇和一个热泵热水器。热水器排出的空气(凉爽而干燥)通过管道被输送到冰箱顶部的记录器上。地漏可以捕获热水器冷凝水和微裂冷凝水。
图片来源:丹尼尔·恩斯特 空间加热和冷却。住宅的主要两层部分采用安装在露天楼梯井高处的单头微型热泵进行供热和制冷。另一个迷你头服务于单层机翼。
图片来源:丹尼尔·恩斯特 没有全球变暖副产品的板绝缘。矿棉硬质板绝缘层覆盖一层干净的砾石(安装作为毛细裂缝)。我在隔热层上安装了一个聚乙烯蒸汽屏障，然后在上面盖了一个2英寸厚的混凝土“老鼠板”。
图片来源:丹尼尔·恩斯特 温暖、干燥的爬行空间。我用两层交错的聚异氰脲酸酯板(Thermax，其中包括热点火屏障)对基础墙进行了隔热。然后我在底板下面安装了白蚁闪光和窗台密封。
图片来源:丹尼尔·恩斯特 密封，绝缘，准备搁栅。这种密封的、有条件的爬行空间可用于未来的维修和翻新，没有传统(通风)爬行空间带来的麻烦。
图片来源:丹尼尔·恩斯特 不浪费，不愁缺。剩余的聚氰尿酸酯爬行空间隔热材料被用来填充两倍的头部材料之间的空间，保持整个双螺柱墙的一致高的r值。
图片来源:丹尼尔·恩斯特 不浪费木头的厚墙。外排螺柱支撑着楼板和屋顶的荷载;螺柱的内部排是非结构性的。胶合板护套作为墙壁组件和阁楼天花板的空气屏障。先进的框架技术减少了使用的螺栓数量。
图片来源:丹尼尔·恩斯特 先用housewrap。用StoGuard对胶合板护套的接缝进行密封，然后在整个墙面涂上Gold Coat，形成一个可渗透的防水屏障(WRB)和一个极佳的空气屏障。
图片来源:丹尼尔·恩斯特 密封的阁楼地板。胶合板底层采用StoGuard处理，形成天花板水平的空气屏障。在这里，工人们准备在阁楼上安装松散填充的纤维素。
图片来源:丹尼尔·恩斯特 廉价的保险。EDPM板橡胶用于密封所有墙壁和天花板的渗透。这种选择既实用又经济。我用一个定制的切割片(而不是使用一个预先成型的专利系统)来密封每个孔。
图片来源:丹尼尔·恩斯特 廉价的绝缘可以是有效的。24英寸宽的玻璃纤维棒填充了天花板的托梁腔。(在安装石膏板之前，网子起到了支撑作用。)高密度的纤维素填充了双螺柱壁腔。
图片来源:丹尼尔·恩斯特 简单的耐久性的措施。我安装了一个防雨屏来鼓励干燥(解决冬季湿气在寒冷的外壳中积累的可能性)，以保护空气屏障(通过最小化壁板紧固件的穿透)，并提高壁板的耐久性。注意阁楼入口:对室内阁楼舱口说不!
最受欢迎的
模仿谢南多厄山谷农舍的乡土建筑，这座多代住宅的设计和建造符合被动式住宅的标准。我称之为被动包恩豪斯。
丹尼尔·恩斯特
当我的家人决定搬到弗吉尼亚时，我们一致认为，无论如何，我们要找到一个可以舒适地容纳七口人，三代同堂的家。在一个工作的农场。在一个预算。在经济低迷时期，巩固我们的资源、减少我们的家庭足迹、最大化我们的效率是有意义的。
虽然我们花了几个月的时间来寻找一个可能的房屋改造项目，但市场的美元和美分促使我们购买了一块新的建筑场地。
评估场地潜力，决定合适的建筑
我们购买的土地包括一个开放的硬木树林，成熟的树木增加了多样性和美丽的财产。在确定在树林自然开放的建筑场地之前，我们仔细考虑了土地。虽然我们必须为基地砍伐一些橡树，但建筑将受益于阳光和树荫的理想组合。东西部的树木将为弗吉尼亚炎热潮湿的夏季提供充足的阴凉，而开放的南立面将在寒冷的月份充分利用被动式太阳能。
选定场地后，我们讨论了房屋设计。谢南多厄山谷(Shenandoah Valley)有着南北战争前的农舍、五六十年代的砖砌农场，以及覆盖着乙烯基材料的住宅区。我关注的是早期的架构，在资源效率被视为理所当然的时候。大多数老农舍都是简单的两层矩形和山墙屋顶。在这个基本几何结构的基础上，后来的几代人经常增加一层或两层的厢房，创造出经典的农舍风格。
作为一个多代人的住宅，这个建筑为我的家庭提供了平衡公共和私人需求的机会。一楼是主要的会议场所，二楼是我的家人的床和浴室，一楼的厢房将为姻亲的住所提供一些隐私感。
从一些原则和数字开始
在开始绘制任何细节之前，我会见了一位能源顾问，Think Little的John Semmelhack。在那一刻，我只对建筑和房子的大小有一个粗略的概念。John解释了他用于能源建模的各种程序和一些可用的认证(用于家庭的EnergyStar、地球飞行器和被动式房屋)。我们讨论了被动式太阳能原理和建筑材料，当地的建筑技术和新技术。这个讨论帮助我们完善了在设计和构建阶段将使用的想法列表。
当我开始画画的时候，我集中精力设计了一个全电动的、零能耗的房子，有潜力证明房子符合被动式节能屋的标准。John很容易地说服了我，PHPP电子表格将提供最准确的能量模型。虽然我知道被动式haus标准和PHIUS(例如，在成本效益上没有反馈循环)的批评，但很难对PHPP中发现的详细输入和计算的水平提出异议。
妥协是理所当然的事
在建筑中，每一个选择都需要妥协。很少有决定是简单或直接的。设计师和建造者必须在不断变化的世界中平衡各种不同的观点。耐久性vs.成本——美观vs.简单——长期运营成本vs.短期预算。决策可能是由硬性数字或情感偏见驱动的。没有唯一的答案。这是建筑师和建造者的快乐和负担。
在设计阶段，我遇到了许多这样的决策。最终，所有这些努力产生了一个在建筑上与19世纪农舍相似的设计，但只是在表面上。仔细看，这里有一些与老房子的戏剧性差异:
- 密封、绝缘和有条件的爬行空间
- 双柱壁，由纤维素紧密填充
- 密封外壳，液体应用WRB
- 三窗格窗口> R5
- 用于空调和家用热水的热泵
- 平衡通风系统(ERV)
新型爬行空间结构
用约翰·布鲁克斯(John Brooks)的话来说，我不是地下室主义者。另一方面，我对使用泡沫保温板持怀疑态度，至少在白蚁中度或严重侵扰的地区。基座和板之间的隔热层通常隐藏在外墙底板下面，因此永远无法检查。我们的橡树林有(有!)大量的白蚁，所以我选择了经常引起争议的中间地带——一个爬行的空间。
PHPP揭示了爬行空间地板隔热水平的微妙平衡，这在混合气候下是独一无二的。过小，热负荷明显增加;如果温度过高，冷却负荷就会攀升。我选择在2”厚的鼠板下面使用4”硬质矿棉绝缘。矿棉不会为白蚁和蚂蚁提供筑巢场所。老鼠板将保护绝缘和蒸汽屏障，创造一个干净的表面，并增加热质量。虽然我没有找到这种技术的例子，但ThermaFiber的技术部门批准在这个应用程序中使用他们的8磅/立方英尺密度产品(并取消了他们的最低数量附加费，以满足我的订单)。
实现高水平的墙体保温
基于他对PHPP的建模经验，John Semmelhack认为R-30将是墙体保温水平的最低起点(在这种气候下)。考虑到不太理想的建筑几何形状，这个值更接近R-40标记。通过使用双螺柱墙，我可以以一种成本效益高的方式实现这一价值，简化了渗水和装饰，并避免了外部绝缘的复杂性。
虽然双立柱墙已经使用多年,仍被许多高性能的房屋建筑商(南山看到房屋由约翰·艾布拉姆斯公司,或安迪·夏皮罗在白松Co-Housing),建筑科学家继续对这种方法的风险的谨慎。为了缓解这种担忧，John使用Therm和WUFI软件模型评估了墙壁组件，并将其与该地区的历史房屋库存进行了比较。
液体应用的空气屏障和密封护套
我在建筑的空气屏障上使用了密封护套。由于我计划自己完成大部分的施工，我使用了Sto公司的液体应用空气屏障系统- StoGuard和Gold Coat。这种产品成本很高(大约是3M公司8607胶带成本的两倍)，但有几个重要的好处:它是可渗透的，耐用的，额定暴露时间为6个月。
为了完成天花板/阁楼水平的屏障，我在天花板搁栅上包裹了胶合板护套，并对这些接缝也应用了StoGuard接缝处理(注意Sto不批准在水平表面使用该产品)。阁楼地板简化了屋顶框架的构建过程，为设置脊板和椽子创造了一个安全可靠的平台。
John完成了绝缘和干墙之前的第一次吹门测试(单点减压)。结果令人印象深刻:117 cfm50，或0.33 ach50。6个月后，最终的鼓风机门测试基本上没有显示出减压结果的变化。
限制了
我承认我喜欢耐用的屋顶材料。最初，我们计划使用石板作为主屋顶，金属作为翼和较低的倾斜门廊屋顶。我们本来希望用白金汉宫的石板(采石场在蓝岭山脉的对面，所以它是本地的);然而，成本是令人望而却步的——远远超过佛蒙特石板，我有一些经验。经过权衡，我们决定整个屋顶采用立缝金属。因为它的金属是由304不锈钢制成的Follansbee TCSII，所以它的使用寿命和石板屋顶一样长。
当地的屋顶工人布鲁斯·森格(Bruce Senger)用1000英尺长的线圈制作了这些平底锅，然后用已有数百年历史的技术安装了它们。
加热和冷却策略
考虑到我们混合的气候和设计温度(16°F)，热泵是有意义的。看看小的加热和冷却负荷，这是一个不需要太多争论的决定(终于!)我选择三菱的斯利姆先生作为消息来源;唯一的问题是模型和头部位置。
我生活的大部分时间都是用柴火炉，所以我对点源供暖很满意。然而，我对点源冷却没有任何经验。PHPP表明，一个9,000英热单位/小时的头可以处理整个房子的冷负荷(几乎可以处理峰值的热负荷)。但发行会受到影响吗?
为了让姻亲们的住处有自治权，我安装了一个单头小裂缝，只服务于机翼。对于主屋，我在开放式楼梯的高处安装了一个单头单元，为低层公共区域和上层卧室提供服务。尽管这一决定带来了温度分层的风险，但我知道其他一些住宅也使用了这一技术。在夏天最热的时候(100华氏度)，我们测量了一楼和二楼之间最大4华氏度的温差，而微裂从未在低速下运行过。在这里我要指出的是，温度变化和舒适度是非常主观的，所以这种技术可能不会让一些房主满意。
丹尼尔·恩斯特(daniel Ernst)目前正在弗吉尼亚州斯蒂尔酒馆(Steele’s Tavern)开办一家设计建造公司。你可以通过prometheanhomes(gmail.com_)找到他
经验教训
我们说不同的语言
事实上，许多住宅建筑行业(包括供应商)并不熟悉高性能住宅或技术。和知识渊博的人在一起。
提前几个月找到供应商
虽然我知道某些供应品和供应商很难找到，但这被证明是施工中更令人沮丧的方面之一。仅仅因为你了解一种产品并不一定意味着你可以找到该产品的来源。考虑使用泡沫玻璃或矿棉绝缘?提前计划。
密封的爬行空间需要快速干燥的时间
由于我的施工计划延期，以及2011年9月的一个非常多雨的天气，一些爬行空间框架上出现了霉菌。解决?是的!有趣吗?不!
特定方向的玻璃可能会有问题
在制造和安装过程中出错的机会很多。在我的案例中，玻璃制造商的标签(来自PPG)与窗户制造商的标签(来自Accurate Dorwin)不匹配。
为密集填充的纤维素制备开放式托梁是很繁琐的
垂直阻断与内部螺柱墙将节省很多时间。
小事情也能支撑你
大多数楼层寄存器不适合平衡ERV/HRV:它们有多角度的鳍和脚踏操作的刻度盘，不能锁定到位。可锁定寄存器是特殊订单，交货时间长，价格昂贵。
一般规格及团队
| 地点: | 气候区4A:弗吉尼亚州斯蒂尔斯酒馆 |
|---|---|
| 卧室: | 4 |
| 卫生间: | 3．5 |
| 生活空间: | 2676 |
| 成本: | 85 |
(注:报告成本为$85/平方英尺，不包括大部分人工成本。)设计师:普罗米修斯之家(丹尼尔恩斯特)，由约翰布鲁克斯的帮助建造者:普罗米修斯之家(丹尼尔·恩斯特)能源顾问:少想点(约翰·赛梅尔哈克)绝缘承包商:Southland绝缘子(Ivan Sandau)
建设
基础:密封、绝缘和有条件的爬行空间(CMU墙面涂有表面粘结水泥)
鼠板保温:板下水平保温层:两层交错的thermafierveraboard 80(2”厚矿棉硬质板保温层)，总计R-16
基础墙保温:两层交错的Dow Thermax 2”厚聚异氰脲酸酯与热点火屏障(R-26)
基金会空气屏障:6 mil硬脑膜Skrim和表面粘结水泥
墙框架:Double-stud墙施工;外部承重2x6墙，框架24”O.C.;室内2x4墙(非结构)框架24”O.C.
壁板:外部额定5/8”胶合板
墙保温:GreenFiber 765LD全硼酸纤维素(R-40)
墙空气屏障:用Sto StoGuard密封的胶合板(黄金涂层)
支持:James Hardie HardiePlank预涂水泥板壁板，安装在雨幕(3/4“厚的furring strip)上。
外饰:MiraTEC复合板装饰
窗口:高精度Dorwin ADC系列;三层玻璃，定向玻璃;固定窗与平开窗组合(R-5)
屋顶/上限:通风阁楼空间，2倍(锯木)龙骨和椽结构
屋面板:Exterior-rated 3/4“胶合板
上限绝缘:松散填充纤维素玻璃纤维棉絮(R-70)
顶棚空气屏障:胶合板密封
屋顶:Follansbee TCSII (terne涂层不锈钢)，Senger 's屋面
能源规格
PHPP特定空间热需求:4.71 kBTU (ft2 /年)
Blower-Door测试结果:0.39 ach @ 50 Pa(加压和减压多点测试的平均值)
估计场地能源使用量:8320千瓦时/年
真正的能源使用:2012年7月:674度;2012年8月:661千瓦时
加热/冷却:(2)三菱MSZFE09NA / MUZFE09NA Mr. Slim无管道微型分裂热泵，9,000 BTU容量，10 HSPF, 26 SEER
通风:DX200能量回收通风机
井泵:古尔德恒压系统(变频驱动)
国内热水:AirGenerate AirTap ATI66热泵热水器
电器:能源之星额定电器(适用时)，24英寸紧凑型洗衣机和冷凝干燥机，感应范围
照明:飞利浦AmbientLED(爱迪生型LED)，管状荧光灯
水效率
•低流量的管道装置
•Toto Vespin II 1.28 gpf厕所
Manablok配水歧管和PEX管道
室内空气质量
•低挥发性和无挥发性油漆
•实木和瓷砖地板
•平衡的通风系统为起居空间和卧室提供新鲜空气
绿色材料与资源效率
区域采购的南方黄松(SYP)用于框架，覆盖，毛皮条，甲板和天花板板。材料经各机构认证:
•由AHMI认证的阿巴拉契亚地区枫木地板
Follansbee TSCII (terne涂层不锈钢)屋顶的设计寿命为100年以上，消除了油漆、更换、回收和与再屋顶相关的浪费
16条评论
好帖子，好房子
谢谢你写了这么详尽的文章。我对报道的每平方英尺85美元的价格很好奇。如果在我的地区建造这样的房子，这大约是我期望看到的一半。这里的部分可承受性是因为大多数劳动力被认为是“劳动权益”吗?
对瑞秋·瓦格纳的回应
瑞秋,
好问题。单是屋顶(由镀砂不锈钢制成的立缝屋顶——很好!)可能就比我家附近的普通房子都贵。
项目成本
嗨,瑞秋,
你是正确的。成本并没有反映出为客户建造这所房子的成本。从开始到结束，我只分包了七份工作(包括水井和化粪池)。因此，劳动力的最大部分没有出现在资产负债表上——这大大扭曲了这个数字。
很棒的照片。
我真的很感激这些细节，也很感激这篇文章。按CTRL + d，我从来不知道你可以使用矿棉板下的老鼠板，因为你已经做了。
伟大的工作,丹尼尔。
伟大的工作,丹尼尔。从背景上看，我认为金属屋顶也更好。
优秀的
荣誉的丹尼尔
我同意!
丹尼尔,
干得好，房子也不错。
如果你有任何误解，我想说:我真的很喜欢屋顶。这是每个屋顶工人的梦想。谁不想要一个镀铅的不锈钢立缝屋顶呢?
TSCII屋顶
马丁,
没有误解。在整个项目中，屋顶是最大的单项开支，但我怀疑它的成本比你所在社区的普通房子还要高。；-）
但是，如果不是屋顶，是什么定义了庇护所呢?
衬垫、线圈库存、夹板和紧固件的材料成本接近600美元/平方。安装成本接近800美元/平方。你得有长远的眼光才能证明这笔费用是合理的。在这里，每平方米安装沥青瓦的费用为225 - 250美元，每20年就要更换一次(更多的是为了美观而不是为了漏水)。如果屋顶的寿命和预期一样长，那么与沥青相比，它的总“生命周期”成本将是很便宜的。
为了表明一切都是一种妥协，用同样的钱，我们可以铺上一块建筑沥青瓦和一个6kw光伏阵列——然后净零。这个想法非常诱人。最后我们选择了耐久性和美观性。我们计划在未来几年在谷仓屋顶安装一个光伏阵列，这应该会让我们的净零。
顺便说一句，安装后几个月，我的供应商打电话告诉我，Follansbee要关门了(已经开业100多年了)。涤纶涂层产品的命运现在还悬而未决。他们正在寻找买家;Revere Copper可能会接手产品线…
谢谢大家的赞美!
很高兴在弗吉尼亚州看到这一切
谢谢你的帖子。完全同意这个建议，让自己和知识渊博的人在一起。我还建议房主们“做好功课”。在给承包商打电话之前，自己进行研究肯定是要付出代价的。建筑商和承包商告诉我的一些事情，你可能不会相信;尤其是关于建造节能大楼的成本。我的结论是，在很多情况下，当你专注于智能建筑解决方案时，它会更便宜。
我们正在弗吉尼亚州格伦艾伦(Glen Allen)修建一个节能的扩建项目。这个扩建项目很大，而且是在现有农舍的基础上扩建的。条形爬墙、SIP墙、桁架屋顶系统、立缝金属屋顶、ERV等。
这是一段旅程，试图把正确的承包商和供应商团队，了解与现代建筑科学相关的效率。我学到了很多关于建筑方法以及它们是如何发展的，但建筑行业中有太多的人都落后了。再一次,谢谢。发布。这篇文章很有帮助。
空气密封
你好，丹尼尔，很棒的项目。我在缅因州的一所职业学校教住宅建筑。我们和学生们一起建造双层隔热屋。我们建造的最后一所房子的风机门最终测试结果是0.70 ach @ 50 Pa，非常好，我为我们的学生感到骄傲。我对你的密封技术很感兴趣。我想在我们建的下一栋房子上尝试这种方法。如果你不介意的话，你能和我联系吗我有几个问题想问你。谢谢
柯克尼葛伦
建筑行业讲师
威斯布鲁克区域职业中心
(电子邮件保护)
Thermax绝缘材料供应商
我位于弗吉尼亚州中部，在那里似乎很难找到供应商的thermax。你能告诉我你在哪里买的thermax绝缘材料吗?维吉尼亚州的供应商吗?感谢您提供的任何帮助。
Thermax供应商
嗨,格雷格,
你可以和阿巴拉契亚绝缘公司谈谈。虽然他们的总部在PA，但他们在弗吉尼亚州的Ashland有一个配送中心。他们为这个项目销售岩棉和polyiso。
http://www.ais1.us/AIS2009/index.html
时间表
你好,
我在为学校的项目写一篇案例研究是关于你出色的建筑工作。我有几个问题在本文中没有涉及。首先，我希望获得一些关于这个项目的时间框架的信息。这个项目花了多长时间?你希望花多长时间?你的计划灵活吗?你们是分阶段扩张吗?
我还想了解一下房子的性能和维修情况。房子和里面的材料的生命周期是怎样的?我知道屋顶的使用寿命很长，但是其他材料的使用寿命是多少?
非常感谢。感谢您抽出时间阅读和回答这些问题。
最好的
佐伊
应对佐伊
嗨,佐伊,
你有很多问题。我不确定我能在这里回答得足够好。欢迎您通过电子邮件与我联系。你可以在这里找到我的电子邮件地址:http://www.prometheanhomes.com
护套
使用胶合板代替OSB壁板。为什么如此?还有5/8的护墙板和3/4的屋顶。我喜欢这两种想法。我只是想知道这些选择背后的想法。
回应布鲁斯·霍普
布鲁斯,
研究人员发现，由于偶尔潮湿，OSB比胶合板更容易腐烂。当然，如果胶合板受潮并保持潮湿，它仍然会腐烂——它只是比OSB更坚固，而且当水通过壁板时，它不会很快变成燕麦片。
在过去，护套通常是3/4英寸或1英寸厚，由实心木材(板)制成。老人们总是抱怨，用1/2英寸厚的板材做墙，或用5/8英寸厚的板材做屋顶，似乎有点俗气。较厚的护套感觉更好，并比薄护套更好地保持紧固件。
当我建造自己的房子时，我使用粗切的1英寸木板来覆盖墙壁。
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