Kā Teksasas pasīvā māja pārdzīvoja 2021. gada dziļo sasalšanu

Apmēram septiņus gadus Trey Farmer un viņa sieva Adrienne Lee Farmer dzīvoja apm.1914. gada amatnieku stila bungalo dažas jūdzes uz rietumiem no Ostinas centra.Kad viņu dzīvē ir jauns bērns, viņi nolēma, ka ir gatavi pārvērst savu caurvējš māju bez grīdas vai izolācijas par kaut ko ērtāku un ilgtspējīgāku.Trejs, licencēts Forge Craft Architecture + Design arhitekts un sertificēts pasīvās mājas konsultants, un Adrienne, dizainere un stiliste no Studio Ferme, izstrādāja pasīvās mājas modernizācijas plānu.

Lauksaimnieki vēlējās pēc iespējas vairāk saglabāt 1430 kvadrātpēdu lielās mājas struktūras, taču ierāmējums neatbilda kodam, un viņi atklāja tik daudz termītu bojājumu un koksnes puves, ka viņiem nācās māju būtībā atjaunot. .Viņi to darīja saskaņā ar Pasīvās mājas standartiem.Viņi pārcēlās uz 14 mēnešiem un atgriezās savās pabeigtajās mājās 2020. gada februāra vidū.

Gadu vēlāk Teksasa saskārās ar milzīgu aukstumu, kas izraisīja strāvas padeves pārtraukumus un pārtraukumus, kas ilga trīs dienas daudzās štata daļās.Ziņu stāstos bija redzamas mājas ar lāstekām, kas karājās pie griestu ventilatoriem;vairāk nekā 4,5 miljoni klientu palika bez elektrības.Un desmitiem cilvēku gāja bojā laika apstākļu dēļ.Zaudētās varas sabrukums ātri kļuva par politisku problēmu.Daudzi kritiķi par problēmām nepareizi vainoja zaļās enerģijas ražotājus, piemēram, vēja turbīnas, hidroenerģiju un saules enerģiju.

Vai ilgtspējīgi mājas celtniecības risinājumi varēja palīdzēt cilvēkiem, kuri saskaras ar šo grūto situāciju?Kā Zemnieku pasīvā māja izturēja ārkārtējo laikapstākļu katastrofu?

Būvējums

Zemnieku māja atrodas stūrī, netālu no vilcienu līnijas, un atrodas kvartāla attālumā no galvenās šosejas.Trejs norāda, ka ir daudz pētījumu, kas parāda korelāciju starp kaitīgo ietekmi uz veselību un cilvēkiem, kas dzīvo tik tuvu automaģistrālēm un kravas līnijām, iespējams, lielā daļiņu daudzuma dēļ gaisā.“Mums bija liela problēma iekštelpu gaisa kvalitāte, un māja bija neērta.Tiešām karsts vai ļoti auksts.Mums aiz loga bija maiņstrāvas bloks, kas ieslēdzās un skanēja kā dīzeļdzinējs.Tā bija skaista veca māja, bet nelikās, ka tur būtu droši dzemdēt bērnu.Visu šo iemeslu dēļ zemnieki izvēlējās iet pa pasīvo māju ceļu.

Treija mentors, arhitekts Hjū Džefersons Rendolfs, agrīnā projektēšanas fāzē sadarbojās ar Farmers.

Viņi nemainīja mājas orientāciju, kas virzās austrumu-rietumu virzienā.Viņi saglabāja sākotnējo nospiedumu un pievienoja 670 kvadrātpēdas aizmugurē.Māja tagad ir 2100 kvadrātpēdas liela.Sākotnējā fasāde un jumta līnija tika pārbūvēta, un visas detaļas ir vienādas."[To darot] ar dažām atļaujām kļuva vieglāk, un mēs vēlējāmies saglabāt Craftsman mājas sākotnējo šarmu un skaistumu," saka Trejs.Mājas aizmugure ir mūsdienīga, ar plakanu jumtu un lieliem logiem, no kuriem paveras skats uz centru.

Kā ēka sasniedza pasīvo māju standartus?

Funkcijas ietver:

6500 W saules paneļi jumta dienvidu pusē
Elektriskās ierīces
Trīskāršu pakešu logi
R-30 (dubultā kods) nepārtraukta izolācija: Lauksaimnieki izmantoja Rockwool vati mājas iekšpusē un Zip System integrēto apvalku (R-6) ārpusei.
Siltumsūkņa ūdens sildītājs, kas atrodas kondicionētā telpā, un
Enerģijas reģenerācijas ventilators (ERV)

Kā Teksasā tiek piemērotas pasīvo māju vadlīnijas?

Pasīvo māju standarti koncentrējas uz enerģijas izmantošanu.“Jūs pievienojat vairāk izolācijas;logi parasti ir labāki par kodu.Mums ir trīskāršā rūts, un kods šeit ir dubultā rūts, ”saka Trejs.“Lielais lifts šeit ir hermētiskums.Šī ir lieta par pasīvajām mājām, kas mūsu tirgū ir visvairāk sveša, jo mums šeit nav īsti jādomā.

Ostinas klimata zonas dēļ hermētiskuma kodi ir zemi — piecas gaisa maiņas stundā.“Tās ir trīs izmaiņas citās Teksasas daļās un pārējā valsts daļā.Pasīvajā mājā tas ir 0,6.Kad esat samazinājies līdz 2 vai 1, jūs saņemat diezgan lielu enerģijas ietaupījumu, jo neizplūst gaiss, kas ir uzsildīts vai atdzesēts.

Šajā līmenī jums nav arī nekādu putekļu, piesārņotāju vai alergēnu, kas nonāktu pa kaktiem un spraugām."Jūs saņemat lielu iekštelpu gaisa kvalitātes ieguvumu."

ERV nepārtraukti darbojas, lai ievestu svaigu gaisu, kas ir filtrēts un rūdīts, tāpēc lauksaimnieki nemaksā enerģijas sodu no Ostinas parasti karstā, mitrā gaisa.Viņiem ir arī īpašs sausinātājs, ko Trejs saka, ka viņš norāda visiem saviem Ostinas projektiem.

Pasīvās mājas vadlīniju piedāvājums mērķi apkures un dzesēšanas vajadzībām maksimālās slodzes apstākļos un kopējās gada vajadzības.Mērķi atšķiras atkarībā no projekta veida, lieluma un atrašanās vietas.Jūs modelējat savu māju 3D formātā un sakārtojat to uz vietas, iekļaujot visus loga parametrus, sienu un jumta mezglus, HVAC sistēmu un ierīces.Šis modelis sniedz pieņēmumu par to, cik daudz enerģijas patērēs jūsu māja un vai jūs sasniedzat šos mērķus.

Kā pasīvās mājas laikapstākļi ietekmēja 2021. gada Teksasas ziemas vētru?

2021. gada februāra vidū polārais virpulis ļāva vairākām vētrām izsekot strūklas straumei un izpostīt kopienas visā ASV.Teksasā bija rekordzema temperatūra.Viena vētra sekoja otrai, un enerģijas pieprasījums bija milzīgs.15. februārī Teksasas Elektriskās uzticamības padome (ERCOT) sāka rotācijas elektroenerģijas padeves pārtraukumus. 

Zemnieki ir saules paneļi, "un māja ir paredzēta, lai tā būtu nedaudz lielāka par nulli," saka Trejs.Bet tiem nav akumulatora rezerves, kas nozīmē, ka “kad tīkls pazūd, mums nav strāvas”.Ja māja sankcionēta pārtraukuma laikā ražotu strāvu un atgrieztu sistēmā strāvu, tas varētu apdraudēt līnijas strādniekus.“Ja mums būtu rezerves akumulators, mēs, visticamāk, varētu barot akumulatoru, ja tīkls nedarbotos.Mūsu māja kļūtu par salu, un mēs varētu smelties no akumulatora.

No 11. līdz 20. februārim bija trīs ledus vētras.“Svētdien, 14. februārī, ledus vētras laikā tas kļuva līdz viencipara skaitļiem, kad mūsu tīklam viss gāja uz sāniem.Viņi mums teica, ka būs nepārtraukti elektrības padeves pārtraukumi, un tad mums uz trim dienām pazuda elektrība.

Kad strāva vēl bija ieslēgta, Ostinas pilsēta bija lūgusi visiem samazināt siltumu.Zemnieki bija uzstādījuši savu temperatūru 68°F.Pirmdienas rītā pulksten 1:00 pazuda elektrība, un Trejs teica, kad torīt pamodās, ārā bija 9°F un iekšā 62°F.

“Mūsu kaimiņu mājā, kas bija identiska mūsējai [pirms pasīvās mājas modernizācijas], tā bija 36 °F.Tikpat labi viņi varēja dzīvot teltī.

Āra temperatūra būs zem sasalšanas rekorda 144 stundas.Zemnieku māja dienas laikā nedaudz sasila, jo logi bija vērsti uz dienvidiem, bet otrajā naktī temperatūra iekšā nokritās līdz 53 °F.Nākamajā dienā ģimene devās apmesties pie draugiem, kuriem joprojām bija vara."Kaimiņš pārbaudīja mūsu vietu," saka Trejs.

“Aukstākais mūsu mājā bija 49 grādi trešajā dienā.Tas bija nedaudz siltāks nekā daudzu cilvēku pieredze.

Koncepta pierādījums

2020. gada februāra Rocky Mountain institūta pētījumā “Drošības stundas aukstā laikā: ietvars ēku norobežojošo konstrukciju projektēšanas un būvniecības noturības apsvēršanai” tika aplūkots, cik ilgi mājoklis var saglabāt komforta un drošības sliekšņus, pirms tiek sasniegts nedrošs iekštelpu temperatūras līmenis.Tika konstatēts, ka “mājās ar pasīvās mājas standarta ēku norobežojošām konstrukcijām un ēkām ar nulles enerģijas patēriņu droša iekštelpu temperatūra tika uzturēta ievērojami ilgāk nekā pat jaunās ēkās, kas atbilst kodam, un tas ilga vairāk nekā sešas dienas, līdz iekštelpu temperatūra nokritās zem 40 °F.”

Kā pasīvā māja bija salīdzināma ar tradicionālajām mājām 2021. gada Teksasas ziemas vētras laikā?

Lai gan tas ir tikai anekdotisks, nesenā Reddit pavedienā ir salīdzinātas trīs Ostinas mājas, no kurām katra pazaudēja elektrību vairāk nekā 50 stundas (trešā māja, uz kuru attiecas atsauce, ir Lauksaimnieki):

Māja 1:800 kvadrātpēdas, iebūvēta 1919. gadā ar viena rūta logiem, balonu karkasa, sienās nav siltinājuma (lai gan bloga afiša bija uzstādījusi R-80 bēniņos un R-20 grīdā).Tas noslīdēja zem 40F dažu piecu stundu laikā pēc jaudas zaudēšanas un svārstījās ap 31F.

Māja 2:2300 kvadrātpēdas, 2009. gadā būvēta māja, standarta putu izolācija, bez bēniņiem, slēgta pārmeklēšanas vieta.Emuāra plakāts apstiprināja ar īpašnieku, ka 48 stundu laikā tas nokritās zem 40 F."Viņi varēja peldēt 50. gados ar saviem gāzes degļiem pilnā sparā."

Māja 3:2100 kvadrātpēdas, celta pēc Pasīvo māju institūta (PHIUS) 2018. gada izmēģinājuma standarta.Tas nekad nav noslīdējis zem 49F.

Trejs uzrauga savas mājas, izmantojot AirThings, kas seko līdzi temperatūrai;mitrums;iekštelpu gaisa kvalitāte, t.sk oglekļa dioksīda līmenis, radons, GOS un cietās daļiņas.

Visu elektrisko māju plusi un mīnusi

Tā kā viņu māja ir pilnībā elektriska, zemnieki pat nevarēja izmantot plīti.Trejs stāsta, ka daudzi viņam pazīstami cilvēki uzturēja siltumu savās mājās, vārot ūdeni uz gāzes plīts.Ir kompromisi ar visu, un slimnīcas ziņoja par vairāk nekā 300 saindēšanās gadījumiem ar oglekļa monoksīdu tikai Hjūstonā.

Kāpēc ir svarīgi atrast ūdens sildītāju iekšā, pat dienvidos?

Farmers ir 80 galonu siltumsūkņa karstā ūdens sildītājs, kas atrodas kondicionētā bēniņu telpā.Trejs norāda, ka ūdens sildītāja izvietošana telpās Teksasā nav izplatīta."Ielikt iekšā ir dārgāk, jo jums ir jāizmanto vērtīgi kvadrātmetri."Galu galā daudzas āra tvertnes eksplodēja, kad pazuda elektrība.“Ūdens sasala un izsita tvertnes.Kad elektrība atgriezās, cilvēki joprojām nevarēja iegūt karsto ūdeni, jo santehniķi nevarēja iegūt detaļas, kas bija nepieciešamas, lai salabotu salauztās tvertnes.Trejs ziņo, ka divas dienas pēc strāvas padeves pārtraukuma ūdens viņa mājā joprojām bija karsts (90°)."Un tas neuzsprāga."

Kā Teksasas ziemas vētras laikā pasīvajā mājā ietekmēja gaisa kvalitāti?

Pirmajā naktī bez strāvas Trejs, Adrienna, viņu mazulis un viņu 70 mārciņas smagais suns gulēja guļamistabā aiz slēgtām durvīm.Trejs izsekoja oglekļa dioksīda līmeni.Parasti oglekļa dioksīds nav problēma, taču, lai gan tas notiek reti, augsts oglekļa dioksīda līmenis var būt bīstams.“Mēs saņēmām līdz 3270 ppbl;OSHA ierobežojums ir 5000 ppbl.Trejs saka.Lai to aplūkotu perspektīvā, viņš saka, ka lidošana lidmašīnā regulāri ir aptuveni 3000 ppb.

Trejs neuztraucās.“Māja parasti ir no 500 līdz 700, tāpēc celties virs 3K bija daudz, bet tas bija tikai guļamistabā;pārējā mājā nekad nebija augstāks par 1200, un zinot, ka mēs joprojām esam daudz zemāk par visu, kas patiešām bija bīstams, bija noderīgi,” viņš saka."Mēs būtu varējuši ielaist vairāk āra gaisa, bet tas bija tik auksts."Viņš brīnās, kādos līmeņos parasti ir citas mājas un slēgtās guļamistabās, kur tām nav ERV, tāpēc netiek pievadīts svaigs gaiss."Bet ne daudzi cilvēki uzrauga šīs lietas savās mājās."

Trejs uzskata, ka kopumā viņa māja "darbojās labi.Tas bija labs gadījuma pētījums un koncepcijas pierādījums no pasīvās izdzīvošanas viedokļa.


Publicēšanas laiks: 12.10.2021