在上一篇文章中,我解释了被动屋标准不仅仅是一个能源性能标准,它还是一个质量保证标准,弥合了理论性能与现实之间的差距。我还强调了在设计被动式豪斯建筑时使用适当的设计工具(被动式豪斯规划包)的重要性,并讨论了不受相同质量保证体系约束的建筑未能满足其性能目标的方法。
在这篇文章中,我将讨论认可认证机构、被动haus设计师、产品和建筑的认证,以及为了协助其被动haus项目的交付,德弗罗建筑事务所开发了一种被称为被动haus交付系统的严格的质量保证方法。
批准的认证机构
被动haus协会规定谁可以认证被动haus建筑。为了成为被批准的认证者,申请人必须在被动haus学院工作两周,接受培训并检查拟议的被动haus设计。目前,英国有四家认证机构。同行评议是学术界备受尊重的传统,它有助于确保消除错误,保持质量。
让人们放弃认证过程的一个原因是成本,特别是如果这意味着需要双重认证;比如被动屋和可持续住宅规范。在这方面,需要权衡风险与损失;你想在理论上还是在实践中实现碳减排?你到底想不想被指控玩忽职守?
如果设计师以前没有建造过你的建筑类型的被动屋,即使是房子、学校、医院或办公室,那么他们可能没有足够的质量保证体系。出于这个原因,我想提出一个警告,并建议认证是一个明智的选择,毕竟你想确保你所支付的能源和碳节省。
如果作为客户,你雇佣了一个经过认证的被动屋设计师,你可以放心,他们有一定的能力水平,肯定高于平均水平;但是,如果他们没有交付被动屋,他们可能还没有准备好所有的工具。也许在这种情况下,客户可以冒着风险继续进行,并决定不需要通过认证过程,但最终认证是确保成功的最可靠的方法。
如果作为客户,你雇佣了一个经过认证的被动屋设计师,你可以放心,他们有一定的能力水平,肯定高于平均水平;但是,如果他们没有交付被动屋,他们可能还没有准备好所有的工具。也许在这种情况下,客户可以冒着风险继续进行,并决定不需要通过认证过程,但最终认证是确保成功的最可靠的方法。
PassivHaus Institute (PHI)的经验表明,认证过程实际上可以集中设计团队的注意力,通过一些指导,实际上可以在实现最终目标的同时,减少很多复杂的事情。在这方面,经过认证的建筑物比不这样做会更便宜;因此,从本质上讲,认证不仅仅是为自己买单。
被动式住宅设计师认证
有两种方法可以让设计师成为被动haus认证设计师(或被动haus顾问)。第一个是建造两座被动式haus建筑并获得认证。这是一个特别具有挑战性的方法,但已经实现了。直到最近,这还是最主要的证明方法(事实上,这是我最初采用的方法,考虑到英语信息的匮乏,需要大量的研究)。然而,最近被动屋学院建立了一个培训课程,允许人们成为被动屋认证设计师(我参加了去年年底的第一个英国课程)。为期十天的强化培训课程涵盖了建筑结构、通风、供暖和标准要求的设计和规范。课程结束后是三个小时的严格考试。
如果客户想要一个被动haus建筑,没有技术要求雇佣一个经过认证的被动haus设计师,然而,有明显的优势,只要他们已经证明他们有基本的知识和技能。通过考试当然不应该与经验相混淆,最终经验是避免任何可能让被动屋设计师措手不及的陷阱的最可靠的方法。
认证设计师可以根据他们的背景,通过亲自承担设计工作或指导缺乏经验的设计团队为项目做出贡献。经验丰富的认证设计师或认证人可以帮助简化设计,避免失败的工作,并就如何优化设计和施工过程提供建议。通过承担这些角色,他们可以帮助交付健壮的解决方案,并帮助最小化,甚至减少资本和运行成本,而不影响项目的雄心。
被动haus设计师和被动haus顾问的区别与他们的职业有关。设计师或顾问的典型分配的职业列表如下(此列表并非独家)
被动式住宅设计师:
架构师
土木工程师
建筑物理学家
暖通工程师
木材建筑工程师
主砖匠
建筑技术人员
建筑业环境保护工程师。
被动式住宅顾问:
化学家
电气工程师
窗户建筑木材技师
房地产经纪人
环境工程师
能源顾问
木工。
注册组件
被动式豪斯认证的组件可以通过使用被动式豪斯协会的标志来识别。部件包括窗户和通风热回收系统。可以也应该提出的第一个也是最合理的问题是,是否需要经过认证的组件?你可以说,不幸的答案是“是”。让我们看看为什么这些组件都需要认证的原因。经过认证的部件可以通过使用被动式豪斯学院的标志来识别。
注册窗口
被动屋标准要求窗户的整个窗户u值为0.8 W/m2K。热性能要求不是一个异想天开的数字。就像被动屋设计中的所有东西一样,它是由对建筑物理的理解和在给定的设计条件下满足人类舒适度要求的愿望所支持的。整个窗户的u值必须按照en10077计算,包括框架,间隔条和玻璃。此外,在使用PHPP设计被动式haus时,还必须考虑每个窗户组件的热性能——经验表明,大多数制造商和供应商都无法轻易获得这类数据。认证确保制造商有这样的信息,并经过验证。只要满足了支撑u值要求的设计参数,具备足够的建筑物理知识和理解,就可以在不使用认证窗户的情况下设计经过认证的被动式haus建筑。理论上,这可以节省资金,然而,如果制造商不熟悉被动屋,不能随时提供支持数据,这一过程可能会比它的价值更多的麻烦,因为设计费用可能会增加,以弥补额外的工作量。有一个很好的小轶事来支持这一点。几年前,在第七届国际被动haus会议上,一位讲师提出了一项分析,认为降低成本的最佳选择是不使用经过被动haus认证的窗户。 A year later the same lecturer came to the conference to present his views about PassivHaus design. The difference was that this time, now that he had a little more experience and had worked on a couple of PassivHaus buildings in Vienna, his message was now “Only use certified windows! – All the other stuff is substandard. And it’s difficult and expensive to check!”
认证热回收通风(HRV):
与窗户相比,它更难避免需要认证的热回收通风(HRV)。其中一个原因是,玻璃系统可以由设计师彻底指定,然后可以由制造商在一个项目的基础上批量加工。热回收系统没有同样的设计灵活性,因为虽然它们是相对简单的组件,但它们的设计依赖于大量仔细和熟练的工程。
被动屋研究所使用的测试程序不同于EN 13141(建筑通风)中描述的测试程序,该标准用于SAP附录Q评估。采用这种替代测试方法的原因是,当被动式haus研究所(PHI)开始他们的研究时,他们发现空气可能会从热交换器的一侧泄漏到另一侧。这不仅抑制了热回收系统的热性能,而且还降低了热舒适性,因为供气比舒适标准建议的要冷。PHI还认识到,热围护结构应该以一种现实的方式描述,即真正需要的是热回收装置在建筑中的性能,而不是在实验室中——这是EN标准也未能做到的。
当PHI进行实验室测试并运行物理时,他们发现使用EN标准方法计算的性能与基于PHI替代方法的监测值之间平均有12%的差异。实际上,EN标准高估了热回收装置的性能,因为它将从实验室到交换器的损失视为热收益,而且它没有恰当地考虑装置内的漏气——漏气又被错误地视为热收益。令人担忧的是,根据最近安装但未经认证的HRV装置的现场测量,来自因斯布鲁克大学的Rainer Pfluger博士报告称,性能差异甚至可能更加极端。
作为一个工作的例子,我将采取两个HRV系统,一个PassivHaus认证和一个EN测试。为了方便起见,两者都有明显的效率,比如说87%。在建筑而不是实验室中使用EN测试单元,在特定情况下,效率约为75%。然后,我在PHPP的被动屋模型上测试了这两个单元,发现使用EN测试单元的房子,会比经过被动屋认证的单元多消耗约25%的能源。(如果你仅仅通过改进不透明的热包层来解决能源性能不足的问题,你将需要大约125毫米的隔热材料!)
认证的被动式住宅建筑
在第一届被动式haus学校会议上,法兰克福能源部门的前副主管Axel Bretzke说:“你需要建筑师和其他设计团队成员对高质量、简单和创造性的解决方案的执着,建筑物理学的知识和一些节能建筑的先验经验。”从这句话中可以看出,一个经过认证的被动屋比其各部分的总和更大,只有通过雇用正确的人员、质量保证工具和对要求的全面理解才能成为可能。遗憾的是,在这一点上,上一篇文章中讨论的所谓“被动屋”建筑似乎失败了。
交付被动式haus建筑:设计
在过去的18个月里,我一直在与我们的客户Gentoo Homes合作,开发一个住宅开发项目,该项目在桑德兰的马场庄园(raceccourse Estate)整合了25套PassivHaus标准住宅。从第一天起,我们就与我们的能源和服务工程师Alan Clarke密切合作,共同开发设计。这种密切的工作关系为我们取得这一成就提供了帮助。根据我迄今为止的经验,以及最近完成了第一个英语版本的被动屋认证设计师课程,我得出了个人结论:虽然该课程相当强大,但它还没有考虑到英国建筑行业的怪癖;因此,理论和实践之间仍然存在潜在的知识差距,尽管已经大大缩小了。正是出于这个原因,德弗罗建筑事务所开展了一项为期三年的广泛研究项目,并开发了自己的被动屋交付(PHD)系统。
如果要大规模地弥补这一差距,在能够实际交付一个经过认证的、按预期执行的被动屋之前,仍需要大量的桌面研究。例如,关于热旁路现象的科学报告很少1-未解决的热损失可能会增加150%以上-而且很少有关于交付真正密封的建筑的信息。考虑到这一点,我最后几年的艰苦研究,现在形成了博士学位的一部分,应该足够了。我很期待了解这些建筑在现实中的表现:因为它们将由EST和好屋联盟进行研究,时间将证明所有的努力是否有回报,以及我们是否成功地交付了被动屋。
交付被动式haus建筑:建设
被动屋交付(PHD)系统是一种全新的质量保证系统,专注于交付低能耗建筑。操作过程有许多阶段。第一阶段发生在简报过程中。在这里,我们提供和促进被动屋工作坊,以提高客户和设计团队的理解。在这个过程中,我们提高了人们对获得被动式haus建筑的普遍认识,并强调了需要一些新的方法来进行简单开发的事实。第二阶段发生在招标过程中,在这里我们举办了一个研讨会,告知承包商关于PassivHaus的情况,以及它对方案的要求,我们还努力消除许多关于可建造性的误解(如果项目是通过合作过程或设计和建造合同进行管理,这个研讨会可能会在过程的早期进行)。第三阶段发生在招标后。在这里,我们为承包商的项目经理和分包行业提供讲习班。
我们的系统还包括一个新的质量保证工具,其目的是协助建筑监理和现场工作人员,确保建筑物的建造符合规定的标准。质量保证过程还包括对热回收系统和加热系统调试的要求。除此之外,我们还要求施工主管报告任何偏离设计图纸的情况,以便我们评估对建筑性能的影响——这一过程是至关重要的,因为工艺可以决定方案的成败。这项工作的目的是协助承包商确保建筑物以适当的方式建造。当项目在现场时,我们定期检查现场并记录工作的进展,以解决具体的问题,我们继续培训每个到达现场的新子行业,并为任何未解决的问题找到设计解决方案。
在最初的一两年里,系统开始稳定下来,在此过程中,它们可能会有一种倾向,开始偏离它们的设置,而某些小精灵会暴露出来,另一些可能会在数年甚至数十年的时间里不被发现。季节性调试应该是年度维护计划的必要组成部分。严格地说,这个特殊的过程不属于被动屋标准的要求,但也不属于质量保证的推荐方法。毕竟,哪个建筑业主会在进行了大量的资本投资后,心甘情愿地把它退回去,然后把钱浪费在他们试图减少的能源账单上呢?在建筑物中,确保进行定期维护是很重要的。有越来越多的已被证实的战略,提供成功的长期建筑维护-再次审查这些作为德弗罗博士系统的一部分。
文章结构
为了帮助确保建筑将超越现实,人类行为和建筑使用方面也必须考虑。因此,PHD的作用持续到建筑阶段之后,并与建筑居住者、维护人员和设施管理人员合作。工作坊再次被用来向人们介绍新建筑,以及他们如何能最大限度地利用它。大楼的居住者被简要介绍热舒适、照明和声学控制系统,而管理大楼的人(可能是也可能不是居住者)被简要介绍维护时间表等。为了确保这些宝贵的教训不会被及时遗忘,我们准备了两份简单的手册,解释建筑的关键事实、特征、事实和要求。
应该认识到,PHD的重点在非住宅建筑和住宅建筑之间是不同的。这种改变的原因是,非住宅建筑往往更大、更复杂,因此需要更多的解释和理解,而且非能源方面的考虑可以对运营的总生命周期成本产生实质性的影响,通常甚至比能源成本更大。很明显,就像大多数优秀的被动屋一样,它的兴趣在于从单一支出中提供多重利益。
是否有必要认证被动式haus建筑?
在这篇文章的开头,我大胆地提出,唯一真正的被动屋是经过认证过程的建筑。严格地说,只要有某些保证,情况可能就不是这样。例如,AECB成员、Elemental Solutions的Nick Grant解释说:“如果被动式haus建筑不被认证,一方或另一方必须愿意在受到挑战时坚持主张;这人可能是建筑师、工程人员或建筑工人。”
例如,如果一个人买了一套被描述为“低能耗生态建筑”的房子,他就可以期待高舒适度和低能耗账单。然而,如果他们发现建筑使用了比预期更多的燃料,并且因为在英国“低能源生态建筑”并不是一个既定的性能标准,他们就没有什么理由提出要求(就像德国从20世纪80年代开始的低能源住宅,一些所谓的生态建筑无法在寒冷的天气中达到舒适的温度)。
如果这座建筑被描述为被动屋,业主可以要求查看PHPP计算,鼓风机门测试的结果,建筑细节和规格。如果这些文件是正确的,那么可以进行进一步的调查。这可能表明房主可能正在享受高于正常的室内温度,或者可能整个冬天都让窗户开着。如果这一点被否认,那么就可以相对简单地确定建筑是否被适当地建造,即使很难确定确切的热量流失在哪里。
结论
在本系列文章中,我已经确定了贯穿于PassivHaus认证和交付过程的质量保证机制链,然后澄清了其原因。每一个都是必要的;每一个都是这个链条上的关键一环。我希望,下次当你读到一篇关于一栋号称是被动屋的建筑的文章时,或者当你需要决定是否购买被动屋时,你能够问自己几个问题,并确定这个项目是否真的像它所说的那样。
脚注
热旁路:自然对流和强制对流对建筑性能的影响,Mark Siddall,绿色建筑杂志(2009年7月,第19卷第1期)
关于作者:
Mark Siddall,低能耗建筑实践LEAP的负责人,是一名建筑师和能源顾问,专门从事低能耗和被动式haus设计。他是马场被动屋计划的项目建筑师,对建筑性能有着浓厚的兴趣。除了建筑服务,他的实践还为客户、设计团队和施工人员提供项目支持和教育。
飞跃网站:www.leap4.it