ICFS和先进的框架技术

加利福尼亚州圣何塞的这个节能房屋不仅会产生足够的太阳能，可以满足其年度能源需求，它还符合严格的Passivhaus标准。

One Sky Homes的Allen Gilliland和Bronwyn Barry的设计建造团队是规格住宅的幕后主使，并成功地满足了被动式住宅标准和美国能源部的零能源住宅项目的性能要求。

为了满足DOE零能源准备的家庭标准，家庭必须满足能源之星版本3.0计划的要求，并遵守2012年国际节能码的最低绝缘要求。DOE计划还要求家庭认证到美国环境保护局的室内空中计划的空气质量要求。此外，建设者选择追求LEED为房屋，并在家上取得了铂金认证。

家庭花了四年来设计和建造

110万美元的房子可以被认为是一个建筑科学测试项目。3,198平方英尺，两层规格的家庭花了四年来设计和建造，两倍以上的建筑师的典型建筑循环为定制家庭，因为Gilliland想要测试几种新的施工技术。

“我们的目的是采取一种真正的建筑科学方法。我们想用一切可能的方法来测量这座建筑，从它身上学习并分享我们学到的东西。让每个人引以为荣的是，我们非常成功。数据证实了我们是“正场地能量”。(该住宅的6.4 kw光伏系统产生的电能既足够供家庭使用一年，也足够供一辆电动汽车充电数千英里。)我们为房主提供了更好的生活体验。”吉利兰说道。

One Sky Homes与戴维斯能源集团(Davis Energy Group)合作，后者是美国能源部“建设美国”项目的研究伙伴。戴维斯能源集团(Davis Energy Group)帮助这家建筑商满足了美国能源部(DOE)的零能耗住宅标准，同时测试了几种先进的建筑技术，包括一种夜间通风冷却系统，该系统可以降低98%的制冷成本。

高效率从地面开始，Gilliland使用R-22绝缘混凝土模板(ICF)块创建了一个3英尺高的基础墙，形成了没有通风的爬行空间的绝缘侧面。Gilliland在爬行空间地板上覆盖了4英寸的3 / 4英寸骨料，一个重规格聚乙烯蒸汽屏障，3英寸厚的2磅硬质发泡聚苯乙烯泡沫(EPS)泡沫(R-14)，然后是一个3英寸的混凝土爬行空间板。在爬行空间上方是9.5英寸深的工程工字托梁。

先进的框架方法节省了材料

上述级壁由2×6螺柱在中心间隔24英寸。使用先进的框架技术：例如，双螺柱而不是三螺纹角，在门窗上打开标题，窗户大小，尺寸为螺柱湾开口，梯子阻挡在内部外墙交叉口，以减少木材使用，并提供更多墙壁的房间为致密包装纤维素的R-23。

“一切都在24英寸的网格上大小，这使得装配更快，材料浪费更快，”Gillilan说。在外部胶合板护套上，安装了1英寸的EPS泡沫板。这是由家庭包衣覆盖的。然后将灰泥安装器安装了一个¼英寸塑料网雨屏，用作排水平面。在此，它们安装了电线车床，然后用传统的三层灰泥包层覆盖。

高跟桁架为阁楼提供了足够的空间，以便在天花板上方安装相当于R-51标准的吹入式纤维素绝缘材料。OSB屋顶覆盖层在面向开放阁楼空间的底面有箔辐射屏障涂层。像大多数通风阁楼一样，这个阁楼有连续的屋檐和山脊通风口。阁楼温度相对较低;戴维斯能源集团的监测证实，阁楼内部温度从未比外部环境温度高出20度以上。

三窗玻璃是一个要求

所有家庭的窗户和露台门都有三层玻璃，带有低发射率涂料和氩气填充，除了一个用于测试目的的双窗格窗口。所有的窗户都是木制框架。太阳能热增益系数（SHGC）根据窗口的方向而变化。南侧安装了较高的SHGC（0.49）窗户，以允许冬季有益被动热量增益。较低的SHGC（0.29）窗户朝向西方，以减少不受欢迎的下午的热量增益。所有窗口的计算平均值“安装”R值为R-5（相当于U-0.20）。

由于严格的空气密封措施，家庭能够满足满足Passivhaus标准所需的极低空气泄漏目标（每小时0.60帕斯卡压力差0.60空气变化）。鼓风机门测试表明，家庭的漏气速率为0.57 ACH50。

能源用法符合Passivhaus标准

美国家庭平均每年使用26252千瓦时的能源(电、天然气或其他燃料)。一个典型的3000平方英尺的家庭每年可能要消耗40000千瓦时，其中一半是用于取暖和制冷。壹天零能耗住宅每年仅使用1万千瓦时的能源，其中只有2000千瓦时用于取暖和制冷。在楼上的壁橱里有一个分系统中央空气源热泵，制冷效率为21 SEER，加热效率为10 HSPF。系统的管道位于调节空间，在一层和二层之间的开放式桁架中。

为了保持空气健康，在几乎是气密的家中，安装了热恢复呼吸机（HRV）以在新鲜空气和排气陈旧空气中绘制。空气通过MERM 13过滤器，然后提供给卧室和公共区域。废气从浴室和洗衣店拉出。HRV使用3英寸管道，与热泵的8英寸管道完全分开。“随着热泵，我们每录寄存器移动100厘米的空气。这是与通过每个HRV管道移动的10 CFM的差异的数量级。Gilliland说，在一个8英寸的管道中，难以让10碳气移动到一个8英寸的管道。“

家用夜间通风冷却，通风系统连接到中央空气处理器，使用温度传感器，阻尼器和电子控制器，当温度传感器表示时，通过管道从外部汲取冷却的夜间空气到空气处理器风扇的返回侧外部空气比内部空气更冷，系统呼叫冷却。该技术最初是在20世纪90年代末开发的，部分由戴维斯能源集团，主要是商业冷却系统中使用的经济学家的主要。该系统非常适合具有干燥夏季的气候和大型夏季夏季温度差异。夜间通风冷却系统的性能广泛测量并显示出戏剧性的结果。它完全消除了过热，达到了家庭总冷却需求的98％，具有测量的性能系数（COP）为14。

太阳能集热器加热水

该家庭有三个屋顶上安装的太阳能热量量器，将加热的水送到储罐，辅助燃气96％有效的储存热水器吸入，从供应国内热水。为了减少供水，管道夹具是水保存的，热水夹具配备有循环泵，该泵或运动传感器激活以加速热水到夹具。

该住宅的另一个独特之处是灰水回收系统。在灌溉季节，家里水槽和淋浴间的灰水会流入一个50加仑的地下水箱，然后被泵到院子周围的几个灌溉区。在雨季，灰水直接进入下水道。灰水系统满足80%的家庭景观灌溉需求;水通过地下滴灌系统分配。

6.4 kw的光伏系统(28块面板，每一块额定功率为230瓦)在2013年生产了11000千瓦时，满足了国内需求的113%;这些额外的电力被用来给房主的电动汽车充电。在车库中安装一个电动汽车充电站，并在合适的位置安装第二个充电站。光伏系统是并网的，但可以升级一个逆变器，在电网故障时支持独立运行。如果没有光伏系统，与2009年的IECC相比，能源效率升级将为房主节省1,095美元。有了光伏系统，与标准建造房屋的房主相比，房主每年有望节省约2900美元。

家里所有的电器，包括洗衣机、洗碗机和冰箱，都是能源之星评级。家庭照明包括40%节能灯，40% LED和20%卤素厨房任务灯和强调灯。所有房间都安装了空位传感器控制装置。壁橱灯、热灯和其他公用照明都安装了倒计时计时器控制。所有外部照明都是能源之星级别的，并由带有光电池关闭的计时器控制。

经验教训

Gilliland期待有一天，智能热泵将把所有的HVAC功能——加热、冷却、HRV平衡通风和夜间冷却——集成到一个系统中，为房主提供一个控制器。他指出，2014年7月1日生效的《2013年加州能源法规》(2013 California Energy Code)规定，在加州的一些气候带，夜间机械通风是规定的，在该州的其他地方也得到了认可。

Bronwyn Barry揭示了冷却系统的更多光：“事实证明我们不需要我们安装在该项目中的大型机械冷却系统。我们发现，我们可以消除额外的冷却系统，因为在我们的气氛中，我们可以使用MiniSPLIT与HRV在旁路模式下，以供应我们所需的所有冷却。“

巴里说，一旦他们决定去寻求Passivhaus标准，项目的设计就会演变。“该房子最初是专为被动房屋标准设计的，但我们发现并在设计设定后发现并使用了被动房屋规划包（PHPP）。这使我们能够在这所房子上拨打所有内容来满足我们的氮绩效目标。“这一变化现在通知他们的最新项目。”我们已经从包括太多碰撞的设计中移动了。我们的更新项目是更简单的形状，因为它们对高效率更具成本效益。“

该公司对空气密封的方法也在演变，Barry说：“我们现在做不同的一件事：而不是使用Drywall天花板作为空中障碍，因为我们的所有照明穿透都难以实现，但我们现在在外观上建立空中障碍屋顶护套。我们通常将弹性液体密封剂施用于整个建筑物周围的胶合板层。然后用刚性外部绝缘，WRB和Rainscreen完成层覆盖。“

Gilliland说，One Sky很享受从这个项目中学习的经验，并致力于零能源建设。他唯一关心的是如何激励买家去寻找它。“人们一旦体验过，就会想要它。我们的客户会告诉你，你简直不敢相信。住在这些房子里感觉好多了。人们只是还没有听够而已。”

不管怎样，在加州，这种情况可能很快就会改变。加州公共事业委员会和加州能源委员会已经制定了一个目标，到2020年所有新的住宅建筑都将是零净能源。

一般规格和团队

地点:	气候区4，圣何塞，加州
卧室:	5.
浴室：	3．5
生活空间:	3198
成本：	350.

设计团队:Allen Gilliland和Bronwyn Barry，一个天空的家园

建造

基础:ICF爬行空间墙，共4英寸。EPS + 8英寸。混凝土(R-22为围墙)。

爬行空间地板：4英寸。碎石，聚乙烯蒸汽屏障，3英寸水平EPS（R-14），混凝土板。

超过了三年级墙:2x6 24英寸。，先进的框架，R-23密集包装纤维素腔隔热加上1英寸。在胶合板护套的eps;¼in。塑料网制作通风雨屏;Housewrap，Lie Lath;传统的3层垫灰泥包层。

窗口:严重＆sorpethaler木框架窗户，带有低氩氩三个玻璃窗;SHGC = 0.49南部，SHGC = 0.29北，东和西部窗户;u = 0.2。

屋顶/天花板施工:R-51在阁楼地板上吹纤维素;凸起脚跟桁架;面向箔的辐射屏障护套;沥青瓦片;连续屋檐和山脊通风口。

HVAC：分流系统空气源热泵;SEER 21，HSPF 10。

能源

电器:能源星衣物，洗碗机，冰箱/冰柜

灯光：40％CFL，40％LED和20％卤素;所有房间的空缺传感器。闭上计时器上的壁橱，浴室加热器和公用事业照明。所有外部照明都是能源之星等级和带光电池关闭的定时器。

其他：能源管理系统。电动车充电站与拧寿机进行第二次充电器

能源规格

Blower-door测试结果:0.57 ACH50.

估计能源使用：10,000千瓦时/年，其中2,000千瓦时用于加热和冷却

估计的年度公用事业费用：没有PV，1,972美元;使用pv $ 0。

估计年度能源成本节约：(与2008年加州第24条能源法规规定的房屋相比)没有光伏的房屋价格为1,095美元;PV: 2900美元。

实际年能耗(2013年):不计算电动车，房子使用9,325千瓦时。PV生产超过1,492千瓦时使用。包括电动车辆充电，PV阵列产生84％的总现场电力消耗。

水效率

•低流量管道夹具

•灰水灌溉系统

•按需热水再循环与占用传感器

室内空气质量

HRV带有MER5 13过滤器，84％的明智热回收效率。

带有merv13过滤器的夜间通风(省煤器)。

符合或超过EPA室内AITPLUS验证清单。

替代能源利用率

光伏系统:6.4 KW的PV（28个面板，每230瓦）

太阳能热系统:3个太阳能集热器连接到太阳能储罐;备用的燃气，96%的效率冷凝水箱式热水器。

认证

1. Passivhaus.
2.利兹铂金
3.能源部节水
4. EPA室内空气加
5. DOE零能量准备好了