Passivhaus：關於德國環保建築設計您需要了解的一切

每個行業都在努力變得更永續，建築也不例外。輸入：Passivhaus，一種席捲建築界的環保建築設計。

為了將全球暖化限制在攝氏1.5 度，世界需要在未來十年內將全球排放量減少一半，並在2050 年之前實現淨零碳排放。關重要的是高效供暖成為新建築設計的目標和固有特徵。

氣候科技公司建築性能專家理查德·蒂本納姆(Richard Tibenham) 解釋道：「繼沃爾夫岡·費斯特(Wolfgang Feist) 博士和博·亞當森(Bo Adamson) 博士和博·亞當森( Bo Adamson) 開展了一項關於'沒有暖氣的房屋'想法的研究項目之後，世界上第一座被動式住宅於1991 年在德國達姆施塔特-克拉尼施泰因建成。 “30 年後，第一座被動式節能屋仍然表現良好並按設計運行。”

從那時起，設計風格不斷發展，從學生宿舍高層到健康中心，再到獨立規劃的小屋和房屋。但被動式房屋實際上是什麼？？請繼續閱讀，以了解有關這種環保設計您需要了解的所有資訊。

什麼是被動式住宅？

'Passivhaus 是一項建築性能標準，源自被動式房屋研究所，他們位於德國，」理查德解釋道。 “該標準提供了節能、舒適且經濟實惠的建築。”

Passivhaus 從德語翻譯為“被動式房屋”，它們的設計目的是。

建築師兼創始人亞歷克斯·克利福德(Alex Clifford) 補充道：「被動式住宅的設計目的是對空間供暖和製冷的能源需求最低，並具有出色的室內空氣質量，使其居住起來極其舒適。克利福德設計，擁有豐富的被動式節能屋經驗。

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被動式節能屋的原理是什麼？

亞歷克斯說：“被動式節能屋的方法是專注於建築物的結構，生產出超級隔熱且氣密的建築物，並且只需要極少量的供暖。”

因此，被動式住宅設計以五個核心原則為中心：隔熱、高性能窗戶、氣密性、機械通風和減少熱橋。

亞歷克斯解釋說：“被動式房屋不僅有大量的隔熱材料，而且還具有仔細的細節，以消除熱橋，從而使熱量能夠直接通過建築連接處或隔熱材料的間隙傳遞。”

被動式房屋如何運作？

理查德解釋說：“被動式住宅不是依靠昂貴的複雜設施和小工具來產生能源，而是首先專注於減少建築物運營所需的能源量。”

「這使得被動式房屋能夠全年白天或晚上以較低的能源需求運行，無論陽光是否明媚或有風吹拂。

「被動式住宅實現了極低的運行能源需求和尖峰能源負載，」理查德補充道。 “這使得該標準特別適合當前遠離化石燃料能源的過渡。”

當我們走向遠離化石燃料，被動式住宅只需要很少的能源。 “正如德國被動式節能屋研究所所說，‘效率是第一可再生能源’，”理查德說。

被動式住宅的建築設計需要滿足哪些標準？

被動屋可以透過被動屋研究所認證或認可的第三方。建築設計必須符合以下標準才能獲得被動式節能屋認證：

隔熱性：U值不高於0.15 W/(m²K)
高性能窗戶：U 值不高於 0.8 W/(m²K)，g 值約為 50% - 透過隔熱良好的框架和填充氬氣或氪氣的低輻射玻璃實現，以防止熱傳遞
氣密性：通過間隙不受控制的洩漏每小時必須小於房屋容積的 0.6 – 通過 50 帕斯卡的壓力測試進行測試
機械通風：廢氣中 75% 的熱量透過熱交換器再次轉移到新鮮空氣中，從而實現良好的空氣品質並節省能源
減少熱橋：所有邊緣、角落、連接和穿透都經過精心規劃和執行，以避免熱橋

什麼是熱橋？

熱橋（也稱為“冷橋”）是隔熱材料中的一個薄弱點，此處的傳熱要高得多。這可能是由於隔熱層破裂、隔熱層減少或隔熱層被導熱率較高的材料（例如木材）中斷造成的。

被動式房屋如何設計才能符合這些標準？

「用於評估被動式節能屋設計的設計工具被稱為『被動式節能屋規劃包』(PHPP)，」理查德說。「這實際上是一個 Excel 電子表格。

他補充道，儘管任何擁有 PC 的人都可以使用 PHPP，但良好的建築物理知識和 Passivhaus 經驗有助於引導設計過程。

建成後，被動式住宅可以隨心所欲地佈置，但是將增添最後的生態繁榮。

Passivhaus建築設計有效嗎？

理查德說：“被動式節能屋與其他設計方法不同，其他設計方法通常在紙面上聲稱是‘碳中和’，但在現實中不一定成立。”

他補充說：“許多設計方案依賴於夏季淨正能源平衡，利用現場太陽能光伏發電來抵消冬季能源消耗和由此產生的二氧化碳排放。” “雖然這是孤立疊加的，但它不是一個可擴展的模型，因為它不可避免地會導致夏季產生過多的能源，但在冬季卻會維持能源短缺。”

“被動式住宅通過始終限制能源需求來避免這種情況，尤其是在冬季，因為我們大多數人都依賴天然氣供暖。”

住在被動式住宅是什麼感覺？

「被動式住宅不僅節能、低成本，還能提供健康舒適的內部環境，」理查德說。「這主要是由於該標準所需的機械通風和熱回收（MVHR）系統。

「由於使用了高水準的隔熱材料和三層玻璃，室內表面的溫度範圍也受到限制，」理查德補充道。 “這消除了出現冷點、潮濕、黴菌或靠近寒冷表面的不舒服感覺的可能性。”

「Passivhaus 是一種經過驗證且可測量的設計方法，用於建造居住起來極其舒適的低能耗住宅，」亞歷克斯表示同意。「我發現很難搬到非被動式房屋，現在我已經習慣了住在其中的好處。

亞歷克斯補充道，“這甚至讓去度假呆在潮濕、寒冷的房子裡變得不那麼有吸引力了。”

被動式住宅如何保暖？

「被動式住宅必須達到非常嚴格的氣密性，以消除氣流造成的熱量損失，」亞歷克斯說。 “然後，預熱的新鮮空氣通過 MVHR（機械通風和熱回收）熱交換器持續供應到房屋內的各個房間，傳遞從廚房和浴室提取的溫暖潮濕的污濁空氣中的熱能。”

您可以將現有房屋改造為被動式住宅嗎？

「Passivhaus 有一個單獨的現有建築改造標準，稱為 EnerPhit，」Alex 說。「設計原則與被動式住宅相同，但不像新建建築那麼嚴格，考慮到改造現有房屋比從頭開始建造更困難。

「EnerPhit 也使用 PHPP（Passivhaus 建模軟體），它使設計人員能夠就在哪裡花錢做出明智的決定，並了解各種改造措施對成本和能源的影響，」Alex 解釋道。

建造被動式房屋費用高嗎？

「根據 2019 年被動式房屋建築成本指南，與符合建築法規的設計相比，採用『最佳實踐』時，被動式房屋在大流行前的成本上漲了 9%，」理查德解釋道。「當 2022 年 6 月修訂建築法規 L 部分時，這種價格上漲很可能會進一步縮小。

「然而，成本可能會有所不同，具體取決於設計和施工團隊的經驗和能力，」理查德補充道。「節能建築」對於降低專案成本和提高性能大有幫助，所以在出發時不要忽視這一點。

然而，從長遠來看，被動式住宅要便宜得多：「由於效率已融入建築結構中，因此比再生能源發電系統的使用壽命要長得多，從而降低了建築物的整個生命週期成本，」理查說。

Passivhaus 是否具有成本效益？

「被動式住宅通常會產生與設計意圖密切相關的營運能源需求和成本，」理查德說。 “這與‘能源績效證書’(EPC) 相比是有利的，後者以產生‘性能差距’而聞名，即實際性能往往比設計性能更差。”

「被動式住宅不僅透過嚴格控制設計過程，而且還嚴格控制施工過程來實現這一目標，」理查德說。

「不應低估非財務和健康相關的成本，例如更好的空氣品質和無潮濕的環境，」亞歷克斯補充道。

根據 EnerPHit 改造您的房屋是否具有成本效益？

「EnerPHit 改造通常涉及對房產進行內部清理和深度翻新，」理查德說。「像這樣的深度改造通常是客製化的，既耗時又昂貴。因此，此類專案的投資回收期較長，遠不如新建的被動式節能屋建築受歡迎。

「這是不幸的，因為這種方法正是實現全球脫碳議程所需要的，」理查德補充道。「日後改造建築物的成本如此之高，這一事實說明了為什麼首先要把它們建造好，或者至少在設計中融入一種經濟有效的、面向未來的方法如此重要。”

“對於現有房屋的改造，EnerPHit 標準不太可能具有短期商業意義，”亞歷克斯補充道，“但對住房存量的投資需要考慮長期因素，包括能源成本。”

您可以在不建造被動式房屋的情況下實施被動式房屋原則嗎？

「AECB（環保建築商協會）和 LETI（原名『倫敦能源轉型倡議』）都提供了適合英國住房存量的標準，旨在提供節能、有彈性和健康的住宅，」亞歷克斯說。 “不需要第三方認證，這可以更便宜地滿足。”

如果 Passivhaus 和 EnerPHit 超出您的預算，您可以嘗試或設計一個。

被動式住宅有多受歡迎？

據 Passivhaus Trust 稱，目前英國有超過 1500 個經過認證的 Passivhaus 和 EnerPhit 單元，另有 330 個經過認證的項目，以及 6000 個單元正在開發中。認證項目是整個開發項目，例如公寓大樓、學校和大學建築，而認證單元是大型項目中的獨立公寓或房屋。

2016 年，從加拿大到日本，全球約有 60,000 座經過認證的被動式節能建築，其中幾乎包括所有歐洲國家。

值得獲得被動式節能屋認證嗎？

'是的！被動屋信託基金說。 “因為如果不這樣做，就無法保證建築物的性能符合設計要求。”

「認證是一個嚴格的過程，證明房屋的建造符合設計階段製定的規格和標準，」亞歷克斯補充道。 “新建住房的‘性能差距’（最終建築不符合設計標準）是一個大問題，英國的許多新建住房表現不佳，很大程度上是由於建築質量差和缺乏質量控制。”

「被動式節能屋證書向其他人證明建築物已達到所需的設計性能。這消除了建築物是否出售或出租的不確定性，」理查德說。