Энергияны үнемдейтін үйлер стандарты

Кіріспе

Үй түрі

Пассив үй (Passivhaus) – ғимараттың экологиялық ізін азайтатын ғимараттың энергия тиімділігі бойынша ерікті стандарт. Осы стандарттарға сәйкес келетін ғимараттарға кеңістікті жылыту немесе салқындату үшін өте аз энергия қажет. Швейцарияда осыған ұқсас MINERGIE P стандарты қолданылады. Тұрғын үйлерге арналған стандарттар бар, сондай-ақ бірнеше кеңсе ғимараттары, мектептер, балабақшалар мен супермаркеттер де осы стандартқа сәйкес салынған. Дизайн – архитектуралық жобалаудың қосымшасы емес, оның құрамдас бөлігі болып табылатын жобалау процесі. Әдетте, ол жаңа ғимараттарға қолданылса да, ескі ғимараттарды жаңарту үшін де пайдаланылуы мүмкін. 2008 жылы әлемдегі пассив үйлердің саны 15 000-ден 20 000-ға дейін жететіні болжалды. 2016 жылы әлем бойынша барлық типтегі сертификатталған мұндай құрылыстардың саны шамамен 60 000 болды. Пассивті құрылыстардың көп бөлігі неміс тілді елдерде және Скандинавияда салынған. Пассив үй стандарты 1988 жылдың мамыр айында Швециядағы Лунд университетінің Бо Адамсон мен Германияның Дармштадт қаласындағы Тұрғын үй және қоршаған орта институтының (Institut für Wohnen und Umwelt) Вольфганг Фейст арасындағы әңгімеден бастау алды. Кейіннен олардың идеясы Германияның Гессен штатының қаржылық қолдауымен бірқатар зерттеу жобалары арқылы одан әрі дамыды. "Пассив үйлердің" алғашқы құрылыстарының көп бөлігі 1970-ші жылдары Солтүстік Америка құрылысшыларының зерттеулері мен тәжірибесіне негізделген. Олар ОПЕК мұнай эмбаргосына жауап ретінде өте аз немесе мүлдем энергия пайдаланбайтын үйлерді салуға тырысты. Бұл жобалар көбінесе күн сәулесін жылу көзі ретінде пайдаланатын кең терезелерді қолданды. Дегенмен, жоғары деңгейдегі жылу оқшаулау мұндай күш-жігердің маңызды ерекшелігіне айналды, мысалы, 1977 жылы Саскачеван провинциясындағы (Канада) консервациялық үй және Массачусетс штатының Пепперл қаласындағы Легер үйінде көрініс тапты. Саскачеван консервациялық үйі Саскачеван зерттеу кеңесінің (SRC) жобасы болды, оның жетекші инженері Гарольд Орр еді. Команда өздігінен жылуды қайта қалпына келтіретін ауа алмастырғышын (ЖЖА), ыстық суды қалпына келтіру және ғимараттың ауа тығыздығын өлшеуге арналған үрлеу есігін жасады. Айта кетерлігі, бұл үй Канада даласының -40°C-тан +40°C-қа дейінгі экстремалды климатына арналған еді. SRC және Легер үйлері Данияның Техникалық университеті жасаған Лингби, Дания үйінен (1975) бұрын салынған, ал 1977 мен 1979 жылдар аралығында Иллинойс университетінің Урбана-Шампейн қаласындағы (University of Illinois at Urbana–Champaign) әзірлеген Lo Cal үйінің дизайны негізінде бірнеше үйлер салынды (1976). "Пассивті" атауын екінші дүниежүзілік соғыстың Манхэттен жобасына үлес қосқан американдық физик Уильям Шурклиффке жатқызуға болады. 1970 жылдары ол энергия тиімді үй дизайнын қолдады: "Бұл жаңа жүйеге қандай атау беру керек? Жоғары оқшауланған пассивті? Супер үнемді пассивті? Аз қажетті пассивті? Төмен жүктемелі пассивті? Мен "төмен жүктемелі пассивтіге" бейіммін. Оған қандай атау берілсе де, оның болашағы зор деп болжаймын". Уильям Шурклифф, 1979 жыл. Пассив үй құрылысының тұжырымдамаларын түсіндіретін алғашқы кітаптардың бірі – Эдвард Мазрияның 1979 жылы жазған "Пассивті күн энергиясы кітабы".

Passive house (Passivhaus) is a voluntary standard for energy efficiency in a building, which reduces the building's ecological footprint. Conforming to these standards results in ultra low energy buildings that require little energy for space heating or cooling. A similar standard, MINERGIE P, is used in Switzerland. Standards are available for residential properties and several office buildings, schools, kindergartens and a supermarket have also been constructed to the standard. The design is not an attachment or supplement to architectural design, but a design process that integrates with architectural design. Although it is generally applied to new buildings, it has also been used for refurbishments. In 2008, estimates of the number of passive house buildings around the world ranged from 15,000 to 20,000 structures. In 2016, there were approximately 60,000 such certified structures of all types worldwide. The vast majority of passive structures have been built in German speaking countries and Scandinavia. The passivhaus standard originated from a conversation in May 1988 between Bo Adamson of Lund University, in Sweden, and Wolfgang Feist of the Institut für Wohnen und Umwelt (Institute for Housing and the Environment), in Darmstadt, Germany. Later, their concept was further developed through a number of research projects, aided by financial assistance from the German state of Hessen. Much of the early "passive house" builds were based on research and the experience of North American builders during the 1970s, who—in response to the OPEC oil embargo—sought to build homes that used very little to no energy. These designs often utilized expansive solar gain windows, which used the sun as a heat source. However, superinsulation became a key feature of such efforts, as seen in the Saskatchewan Conservation House in Regina, Saskatchewan (1977) and the Leger House in Pepperell, Massachusetts (1977). The Saskatchewan Conservation House was a project of the Saskatchewan Research Council (SRC) with Harold Orr as its lead engineer. The team independently developed a heat recovery air exchanger (HRV), hot water recovery, and a blower door apparatus to measure building air tightness. Notably, the house was designed for the extreme −40°C to +40°C climate of the Canadian Prairies. The SRC and Leger houses were predated by the Lyngby, Denmark house (1975), developed by the Technical University of Denmark, and several homes were built between 1977 and 1979 based on the Lo Cal house design (1976) developed by the University of Illinois at Urbana–Champaign. The name 'passive' can be partly attributed to William Shurcliff, an American physicist who contributed to the WWII Manhattan Project, and in the 1970s became an advocate for energy efficient home design:"What name should be given to this new system? Superinsulated passive? Super save passive? Mini need passive? Micro load passive? I lean toward ‘micro load passive.’ Whatever it is called, it has (I predict) a big future." William Shurcliff, 1979 An early book explaining the concepts of passive house construction was The Passive Solar Energy Book by Edward Mazria in 1979.

Алғашқы мысалдар

Төрт қатарлы үйлердің (террас үйлер немесе қала үйлері) құрылысы Bott, Ridder and Westermeyer архитектура фирмасымен төрт жеке клиент үшін жобаланды. Алғашқы Пассивхаус тұрғын үйлері 1990 жылы Дармштадт қаласында салынды және келесі жылы клиенттерге тапсырылды.

Орындалу және кеңестер

1996 жылдың қыркүйегінде Дармштадт қаласында пассив үй стандарттарын дамыту және бақылау мақсатында Пассив үй институты құрылды. 2010 жылға қарай 25 000-нан астам пассив үйлер салынған деп есептелді. Көбінесе Германия мен Австрияда орналасқан, ал қалғаны әлемнің түрлі елдерінде салынған. 1996 жылы, Дармштадт институтында концепцияның жарамдылығы расталғаннан кейін, үйді жылытуға қажетті энергия сол кездегі стандартты жаңа ғимараттарға қарағанда 90%-ға аз болғандықтан, Экономикалық пассив үйлер жұмыс тобы құрылды. Бұл топ жоспарлау пакетін әзірледі және қолданылған инновациялық компоненттердің, әсіресе терезелер мен жоғары тиімді желдету жүйелерінің өндірісін бастады. Сонымен қатар, Штутгарт (1993), Наумбург, Гессен, Висбаден және Кельн (1997) қалаларында пассив үйлер салынды. Пассив үй стандартына сәйкес әзірленген өнімдер Еуропалық Одақ демеушілігімен жүзеге асырылған CEPHEUS жобасы барысында және одан кейін кеңінен таралды, бұл концепцияны 2000-2001 жылдардың қысында бес еуропалық елде дәлелдеді. Алғашқы сертификатталған үй 2006 жылы Миннесота штатының Бемиджи қаласының жанында, неміс Конкордия тілдерін үйрену лагерінің Камп Валдзиде салынды. АҚШ-тағы алғашқы пассивті үйді қайта жаңарту жобасы – Калифорния штатының Сонома қаласындағы қайта жаңартылған шебер О'Нилл үйі 2010 жылдың шілдесінде сертификатталды. АҚШ-та пассив үй дизайнының концепциясын алғаш рет 2003 жылы Катрин Клингенберг Иллинойс штатының Урбана қаласында "Смит үйі" деп аталған пассив үй прототипін салғанда енгізді. Осыдан кейін ол және құрылысшы Майк Кернагис 2004 жылы Экологиялық құрылыс зертханасын (E Colab) құрды, бұл қолжетімді пассивті дизайнның мүмкіндіктерін одан әрі зерттеуге бағытталған. Бұл, әрі қарай 2007 жылы АҚШ Пассив үй институтының (PHIUS) құрылуына әкелді. Содан кейін PHIUS өзінің PHIUS + 2015 құрылыс стандартын жариялады және АҚШ бойынша 1200-ден астам жобаны сертификаттады. Ирландиядағы алғашқы "пассив үй" 2005 жылы "пассив үй" дизайнымен айналысатын және оқытушы Томас О'Лири салған. Үй "Көктен тыс" деп аталды. Құрылыс аяқталғаннан кейін Томас ғимаратқа көшті. Әлемдегі алғашқы стандартталған пассивті жинақталған үй 2005 жылы Ирландияда швед компаниясы Scandinavian Homes салған, содан бері Англия мен Польшада көптеген пассив үйлер салынды. Бельгияның Антверпен аймағындағы алғашқы сертификатталған "пассив үй" 2010 жылы салынды. 2011 жылы Германияның Хайдельберг қаласы Bahnstadt жобасын бастады, ол әлемдегі ең ірі пассив үйлер салу айманы ретінде қарастырылды. Катардағы бір компания 2013 жылы елдің алғашқы пассив үйін жоспарлады, бұл аймақтағы алғашқы болып табылады. Дүниедегі ең биік "пассив үй" Испанияның Бильбао қаласындағы Болуэта ауданында салынды. Оның биіктігі 289 фут (88 м) және 2018 жылы стандарт бойынша сертификатталған әлемдегі ең биік ғимарат болып табылады. 14,5 миллион долларлық, 171 пәтерден тұратын (соның ішінде биік ғимаратқа қатарлас тоғыз қабатты ғимарат) құрылыс толығымен әлеуметтік тұрғын үйден тұрады. 2019 жылы Қытайдың Гаобидиан қаласында 23-ші Халықаралық пассив үйлер конференциясы өтті, содан кейін "әлемдегі ең ірі пассив үй жобасы" деп хабарланған Гаобидиан теміржол қаласындағы пәтерлер кешені салынды. Қытай пассив үй құрылысында көшбасшылыққа ие, 73 компания "пассив үй" стандарттарына сәйкес терезелер шығаруда.

In September 1996, the Passivhaus Institut was founded in Darmstadt to promote and control passivhaus standards. By 2010 more than 25,000 passivhaus structures were estimated to have been built. Most are located in Germany and Austria, others in various countries worldwide. In 1996, after the concept had been validated at the Institute in Darmstadt, with space heating at 90% less than that required for a standard new building at the time, the Economical Passive Houses Working Group was created. This group developed the planning package and initiated the production of the innovative components that had been used, notably the windows and the high efficiency ventilation systems. Meanwhile, further passive houses were built in Stuttgart (1993), Naumburg, Hesse, Wiesbaden, and Cologne (1997). Products that had been developed according to the passifhaus standard were further commercialized during and following the European Union sponsored CEPHEUS project, which proved the concept in five European countries in the winter of 2000–2001. The first certified house was built in 2006 near Bemidji, Minnesota, in Camp Waldsee of the German Concordia Language Villages. The first US passive retrofit project, the remodeled craftsman O'Neill house in Sonoma, California, was certified in July 2010. In the United States, the concept of passivhaus design was first implemented by Katrin Klingenberg in 2003 when she built a passive home prototype named "The Smith House" in Urbana, Illinois. Consequently, she and builder Mike Kernagis co founded the Ecological Construction Laboratory (E Colab) in 2004 to further explore the feasibility of the affordable passive design. It eventually led to the inception of the Passive House Institute United States (PHIUS) in 2007. Afterwards, the PHIUS has released their PHIUS + 2015 Building Standard and has certified over 1,200 projects and across the United States. Ireland's first "passive house" was built in 2005 by Tomas O'Leary, a "passive house" designer and teacher. The house was called 'Out of the Blue'. Upon completion, Tomas moved into the building. The world's first standardised passive prefabricated house was built in Ireland in 2005 by Scandinavian Homes a Swedish company, that has since built more passive houses in England and Poland. The first certified "passive house" in the Antwerp region of Belgium was built in 2010. In 2011, the city of Heidelberg in Germany initiated the Bahnstadt project, which was seen as the world's largest passive house building area. A company in Qatar planned the country's first Passive House in 2013, the first in the region. The world's tallest "passive house" was built in the Bolueta neighborhood in Bilbao, Spain. At 289 feet (88 m), it is currently the world's tallest building certified under the standard in 2018. The $14.5 million, 171 unit development (including a nine story companion to the high rise) consists entirely of social housing. Gaobeidian, China hosted the 23rd International Passive House Conference in 2019, and later built Gaobeidian Railway City apartment complex which is reported to be "the world's largest passive house project". China have taken a leadership role in passive house construction, with 73 different companies "making windows to the 'passive house' standards."

Стандарттар

Кейбір техникалар мен технологиялар "пассивті үй" стандарты үшін арнайы әзірленген, ал басқалары, мысалы, суперизоляция, бұрыннан-ақ қолданылып келген. Пассивті күн энергиясын пайдалану арқылы ғимараттарды жобалау идеясы ежелгі заманға дейін барады. Бұрын да энергияны аз жұмсайтын ғимараттардың стандарттары болған, атап айтқанда, неміс Niedrigenergiehaus (төмен энергиялы үй) стандарты, сондай-ақ Швеция мен Данияның қатаң энергиялық нормаларына сәйкес салынған ғимараттар.

Ұсыныстар

Жылу көзінің жобалық температурадағы нақты жылу жүктемесі 10 Вт/м² (3,17 бту/(сағ⋅фут²)) -ден кем болуы ұсынылады, бірақ талап етілмейді. Бұл талаптар, көптеген стандартты құрылыс нормалары бойынша салынған үйлерге қарағанда әлдеқайда жоғары. Салыстыру үшін төмендегі халықаралық салыстыру бөлімін қараңыз. "Еуропалық пассивті үйлерді ілгерілету консорциумы" аясындағы ұлттық серіктестер бұл шектеулерді жергілікті жағдайларға бейімдеуде белгілі бір икемділікке ие деп саналады.

Бөлмелерді жылыту талаптары

Егер ғимарат пассивхаус стандарттарына сай болса, оған дәстүрлі жылыту жүйелері қажет емес, дегенмен, қысқа уақытқа жылыту қажет болуы мүмкін және көптеген пассивхаус ғимараттарында қосымша бөлме жылыту қарастырылған. Бұл әдетте ауа сапасын сақтау үшін талап етілетін төмен көлемді жылуды қайтару желдету жүйесі арқылы таратылады, төмендегі бөлме жылыту бөлімінде сипатталғандай, дәстүрлі су жылыту немесе үлкен көлемді күшпен талғамайтын ауа жылыту жүйесі арқылы емес.

АҚШ-тағы пассивті үй стандарттары - Пассивті үй стандарты және PHIUS+

АҚШ-та "пассивті үй" концепциясын ілгерілететін екі жеке ұйым бар: Пассивті үй институты (PHI) және Пассивті үй институты АҚШ (PHIUS). PHIUS бастапқыда Пассивті үй институтының еншілес ұйымы, бекітілген оқытушысы және сертификаттаушысы болды. 2011 жылы PHI PHIUS-пен жасасқан келісімшартты бұзушылық себептерімен бұзды. PHIUS PHI-нің талаптарына қарсылық білдірді және тәуелсіз құрылыс өнімділігі бағдарламасын іске қосу жұмысын жалғастырды. 2015 жылы PHIUS өзінің "PHIUS+" стандартын ұсынды. PHIUS+ 2015 стандарты кез келген типтегі ғимараттардың құрылысы мен пайдалануының салдарынан туындайтын теріс әсерлерді азайтуға бағытталған. Бұл стандарт әртүрлі аймақтар үшін ғимараттардың өнімділік критерийларын анықтау үшін климаттық деректер жиынтығын да пайдаланады. Мұндай ақпарат көміртегі және энергияны қысқартудың тиімділігі мен экономикалық тиімділіктің қабаттасатын өлшемдерін қолдану арқылы анықталады. PHIUS дерекқоры Солтүстік Америка үшін 1000-нан астам климаттық деректер жиынтығын қамтиды. Осы принциптерге сәйкес, жобалар ғимаратқа қатысты ауа тығыздығын, желдетудің ауа ағынын, жалпы ауа ағынын және электр жүктемесін тексеруден өтуі керек; сонымен қатар, төмен эмиссиялы материалдар, жаңаруға болатын энергия жүйелері, ылғалдылықты бақылау, сыртқы желдету және энергияны үнемдейтін желдету және кеңістікті кондициялау жабдықтары сияқты шараларды да орындауы тиіс. Екі стандарт ("пассивті үй" және PHIUS+) өзгеше және әртүрлі өнімділік көрсеткіштерін мақсат етеді, сондай-ақ әртүрлі энергия модельдеу бағдарламалық қамтамасы мен хаттамаларын қолданады. АҚШ-та Халықаралық пассивті үй стандартын Солтүстік Американың пассивті үй желісі (NAPHN) және оның бөлімшелері, сондай-ақ Пассивті үй Калифорния және Нью-Йорк пассивті үйі сияқты тәуелсіз серіктестер қолдайды.

Құрылыс шығындары

Пассивті үйлерде қалыпты жылыту жүйесінен бас тарту арқасында үнемделген қаражат ғимараттың қаптамасын және жылуды қайтару желдету жүйесін жаңартуға жұмсалуы мүмкін. Мұқият жобалау және пассивті үйлерге арналған арнайы өнімдерді жеткізудегі бәсекелестіктің күшеюіне байланысты, Германияда қазіргі таңдағыда Германияның стандартты құрылыс нормаларына сәйкес салынған ғимараттармен салыстырылатын құрылыстар салуға болады, мысалы, Фрайбургтағы Ваубан ауданындағы пассивті үйлердегі пәтерлерде жасалғандай. Пассивті үйлердің құны, әдетте, дәстүрлі ғимараттарға қарағанда жоғарырақ: Германияда – 5-8%, Ұлыбританияда – 8-10%, АҚШ-та – 5-10%. Сараптамалар көрсеткендей, техникалық тұрғыдан мүмкін болғанымен, Солтүстік Еуропада 60° ендіктен жоғары орналасқан жерлерде пассивті үй стандартын сақтау құны айтарлықтай өседі. 60° ендікке жуық еуропалық қалаларға Финляндиядағы Хельсинки және Норвегиядағы Берген жатады. Лондон 51° ендікте, ал Мәскеу 55° ендікте орналасқан.

Дизайн және құрылыс

Стандартта қажетті жылу энергиясын тұтынуды күрт азайту үшін ғимараттарды жобалау және салу тәсіліне көзқарас өзгертілуі керек. Жобалауға арнайы компьютерлік модельдеулерді пайдаланатын "Пассивті үй жоспарлау жиынтығы" (PHPP) көмектесе алады. Стандартқа қол жеткізу үшін қолданылатын техникалар төменде келтірілген. Қажетті жоғары R мәндерін (әдетте 0,10-нан 0,15 Вт/(м²·К) дейінгі төмен U мәндерін) қамтамасыз ету үшін жылу оқшаулағыш материалдардың кең спектрі қолданылуы мүмкін. Термиялық көпірлерді болдырмауға ерекше назар беріледі. Қабырғаларды қажетті мөлшерде оқшаулаудың қалыңдығы салдарынан, егер ғимараттың сыртқы өлшемдерін ұлғайтуға болмаса, ғимараттың ішкі ауданы дәстүрлі құрылысқа қарағанда кіші болуы мүмкін. Швецияда пассивті үй стандарттарына жету үшін оқшаулау қалыңдығы (0,10 Вт/(м²·К)), ал шатырдың U мәні (0,066 Вт/(м²·К)) болуы тиіс.

Терезе технологиясының алдыңғы қатарлы түрлері

Пассивтік үй стандартының талаптарына сәйкес, терезелер өте жоғары R мәндерімен (немесе төмен U мәндерімен, әдетте 0,85-тен 0,45 Вт/(м2·К) дейін) – бүкіл терезеге, рамасымен қоса – өндіріледі. Терезелер әдетте үш немесе төрт қабатты жылуоқшаулағыш әйнекпен жасалады (тиісті күн энергиясын сіңіру коэффициентімен). "Пассивтік үй" конструкциясы сыртқы ауа алмасудың басым бөлігін жылу жоғалуын (немесе климатқа байланысты жылуды пайдалануды) азайту мақсатында жылу алмастырғышы арқылы бақыланатын желдету жүйесі арқылы жүзеге асырылады, сондықтан бақылаусыз ауа ағындарына жол бермеу қажет. Бұл ауа өткізбейтін қабаттар, ғимараттың сыртқы қабығындағы барлық құрылымдық біріктірулердің мұқият тығыздалуы және барлық инженерлік жүйелердің ену орындарының тығыздалуы арқылы қамтамасыз етіледі. Сонымен қатар, жер-ауа жылу алмастырғышында ауа ағынының орнына сұйық ағын қолданылуы мүмкін, ал таза ауа беру үшін жылу алмастырғыш (батарея) пайдаланылады.

Үй-жайларды жылыту

Пассивті күн энергиясын пайдаланумен қатар, пассивті үйлер ғимараттың ішкі көздерінен – мысалы, жарықтандырудан, негізгі құралдардан және басқа электр құрылғыларынан (бірақ арнайы жылытқыштардан емес) шығатын қалдық жылуды, сондай-ақ ғимарат ішіндегі адамдар мен басқа жануарлардың дене жылуын кеңінен пайдаланады. Бұл адамдардың, орташа есеппен, әрқайсысы 100 ваттқа тең сәулеленген жылу энергиясын бөліп шығаратынымен байланысты. Энергияны үнемдеудің кешенді шараларымен бірге, бұл дәстүрлі орталық жылу жүйесінің қажеттілігін жояды, бірақ кейде клиенттердің күмәндануына байланысты олар орнатылады. Оның орнына, "пассивті үйлерде" кейде ең суық күндері пайдалану үшін желдету жүйесінің ауа құбырына біріктірілген, 800-ден 1500 ваттқа дейінгі екі мақсаттағы жылыту және/немесе салқындату элементі болады. Жобалаудың маңызды принципі – қажетті жылуды желдету үшін қажетті ауаның қалыпты, төмен көлемімен тасымалдау мүмкіндігі. Жүйедегі сүзгілерден шығып кеткен шаңның күю иісін болдырмау үшін ауа температурасының максималды деңгейі 50 °C (122 °F) құрауы тиіс. Ауаны жылыту элементін шағын жылу сорғысымен, тікелей күн жылу энергиясымен, жылдық геотермальдық күн энергиясымен немесе қарапайым табиғи газ немесе мұнай жағылғышымен қыздыруға болады. Кейбір жағдайларда, кіріс ауасын немесе ыстық су резервуарын қыздыру үшін, шығарылатын ауадан қосымша жылу алу үшін микро жылу сорғысы қолданылады. Су резервуарын қыздыру үшін кішкентай ағаш пештерін де пайдалануға болады, бірақ пеш орналасқан бөлмедегі температура тым жоғарыламауына көңіл бөлу керек. Жылуды қайтару желдету құрылымынан басқа, жақсы жобаланған пассивті үйлер Еуропалық климатта жылу жүктемесі 10 Вт/м² төмен сақталған жағдайда қосымша жылу көзіне мұқтаж болмайды. Пассивті үйдің жылу сыйымдылығы және қажетті жылу энергиясы өте төмен болғандықтан, таңдалған энергия көзі дәстүрлі ғимаратқа қарағанда аз қаржылық әсер етеді, бірақ жаңартылатын энергия көздері мұндай төмен жүктемелерге өте қолайлы. Еуропадағы "пассивті үй" стандарттары жылыту және салқындату үшін энергияның жылдық және ең жоғары қажеттілігін белгілейді. Сонымен қатар, ғимаратты пайдалануға жұмсалатын энергияның жалпы көлемі – жылыту, салқындату, жарықтандыру, жабдықтар, ыстық су, электр қуаты және т.б. – жылына өңделген еден аумағына шаққанда белгілі бір шектеуге ие.

In addition to using passive solar gain, passivhaus buildings make extensive use of their intrinsic heat from internal sources—such as waste heat from lighting, major appliances and other electrical devices (but not dedicated heaters)—as well as body heat from the people and other animals inside the building. This is due to the fact that people, on average, emit heat equivalent to 100 watts each of radiated thermal energy. Together with the comprehensive energy conservation measures taken, this means that a conventional central heating system is not necessary, although they are sometimes installed due to client's skepticism. Instead, "passive houses" sometimes have a dual purpose 800 to 1,500 watt heating and/or cooling element integrated with the supply air duct of the ventilation system, for use during the coldest days. It is fundamental to the design that all the heat required can be transported by the normal low air volume required for ventilation. A maximum air temperature of 50 °C (122 °F) is applied, to prevent any possible smell of scorching from dust that escapes the filters in the system. The air heating element can be heated by a small heat pump, by direct solar thermal energy, annualized geothermal solar, or simply by a natural gas or oil burner. In some cases a micro heat pump is used to extract additional heat from the exhaust ventilation air, using it to heat either the incoming air or the hot water storage tank. Small wood burning stoves can also be used to heat the water tank, although care is required to ensure that the room in which stove is located does not overheat. Beyond the recovery of heat by the heat recovery ventilation unit, a well designed Passive house in the European climate should not need any supplemental heat source if the heating load is kept under 10 W/m2. Because the heating capacity and the heating energy required by a passive house both are very low, the particular energy source selected has fewer financial implications than in a traditional building, although renewable energy sources are well suited to such low loads. The "passive house" standards in Europe set a space heating and cooling energy demand of per year, and peak demand. In addition, the total energy to be used in the building operations including heating, cooling, lighting, equipment, hot water, plug loads, etc. is limited to of treated floor area per year.

Жарықтандыру және электрлік құралдар

Жалпы бастапқы энергияны азайту үшін күндізгі жарық берудің көптеген пассивті және белсенді әдістері күндізгі уақытта қолданылатын бірінші шешім болып табылады. Жарық аз күндері, күндізгі жарық түспейтін кеңістіктерде және түнде, төмен энергияны тұтынатын көздерді пайдаланатын креативті және тұрақты жарық беру дизайнын қолдануға болады. Төмен энергияны тұтынатын көздерге "стандартты кернеулі" ықшам люминесцентті шамдар, LED шамдары бар қатты күйдегі жарықтандыру, органикалық жарықдиодтар, PLED – полимерлік жарықдиодтар, "төмен кернеулі" электрлі жіпшелі шамдар, ықшам металл-галоидты, ксенон және галогенді шамдар жатады. Бақтар мен сыртқы қажеттіліктер үшін күн энергиясымен жұмыс істейтін сыртқы айналым, қауіпсіздік және ландшафт жарығын қолдануға болады, мұнда әрбір шамда фотоэлектрлік жасушалар орналасқан немесе орталық күн панелі жүйесіне қосылған. Төмен кернеулі жүйелер дәстүрлі шамдарға қарағанда аз электр энергиясын пайдалана отырып, бақыланатын немесе тәуелсіз жарықтандыру үшін қолданылуы мүмкін. Таймерлер, қозғалыс сенсорлары және табиғи жарық сенсорлары энергия тұтынуды және жарық ластануын одан да азайтады, бұл пассивті үйлер үшін өте тиімді. Тәуелсіз энергия тиімділігі сынақтарынан өткен және электр энергиясын азайтуға арналған экологиялық белгіні алған тұтынушы өнімдері, сондай-ақ өнімді өндіру кезіндегі көміртегі шығарылымдары туралы белгіленген өнімдер пассивті үйлерде қолдануға артықшылық беріледі. Energy Star және EKOenergy экологиялық белгілері – мысалдар.

Халықаралық салыстырулар

Америка Құрама Штаттарында пассивтік үй стандартына сәйкес салынған үйге жылыту градусының әр бір бірлігіне белгілі бір мөлшерде жылыту энергиясы қажет, ал 2003 жылғы Үлгілік Энергия Тиімділігі Кодексіне сәйкес салынған ұқсас ғимаратқа шамамен сол көрсеткіш қажет. Бұл, қазіргі АҚШ энергия тиімділігі кодекстеріне сәйкес жаңа ғимараттарға қарағанда, үйді жылыту және салқындату үшін 75-95%-ға аз энергияны құрайды. Миннесота штатындағы Вальдзее тілдік лагерінің неміс тіліндегі пассивтік үйі INTEP, LLC компаниясының архитекторы Стефан Таннердің басшылығымен жобаланды, бұл компания жоғары өнімді және тұрақты құрылыс саласындағы кеңес берумен айналысады (штаб-квартирасы Миннеаполис және Мюнхенде орналасқан). Waldsee BioHaus Германияның пассивтік үй стандартына негізделген, ал АҚШ-тың LEED стандартына сәйкес салынған үйлермен салыстырғанда, ғимарат ішіндегі өмір сүру сапасын жақсартады және соңғы стандартқа сәйкес салынған үйге қарағанда 85% аз энергия қолданады. VOLKsHouse 1.0 Санта-Фе, Нью-Мексикода ұсынылған және сатылған алғашқы сертификатталған "пассивтік үй" болды. Ұлыбританияда "пассивтік үй" стандартына сәйкес салынған орташа жаңа үй, шамамен 2006 жылғы Құрылыс Ережелеріне сәйкес салынған үйге қарағанда, кеңістікті жылыту үшін 77% аз энергия жұмсайды. Ирландияда 2002 жылғы Құрылыс Ережелерінің орнына "пассивтік үй" стандартына сәйкес салынған үй, үйді жылыту үшін 85% аз энергия тұтынады және жылытумен байланысты көміртегі шығарындыларын 94%-ға азайтады.

Энергияны нөлдік тұтынумен салыстыру

Таза энергияны нөлдік деңгейде тұтыну ғимараты (ZEB) – бір жыл ішінде өндірген энергиясынан артық энергияны пайдаланбайтын ғимарат. 1979 жылы салынған алғашқы "Нөлдік энергия" ғимараты, ауа өткізбейтін конструкция және жоғары сапалы жылу оқшаулаумен бірге, күн энергиясын пайдаланып жылу беру және салқындату технологияларын қолданды. Кейбір ZEB-тер қолжетімді энергияны сақтау технологияларын толыққанды пайдаланбайды, ал барлығы ғимараттың негізгі энергия тұтынуын өтеу үшін фотоэлектрлік сияқты жаңартылатын энергияның белсенді технологияларын қолданады. "Пассивті үй" және ZEB – жылу энергиясын беру және сақтаудың бірдей физикалық принциптеріне негізделген, бір-бірін толықтыратын технологиялық тәсілдер саналады: ZEB-тер жылдық энергия тұтынуды 0 кВт/м² дейін төмендетуге, орналасқан жердегі жаңартылатын энергия көздерінің көмегімен қол жеткізеді және 120 кВт/м² пассивті үйдің талаптарын қанағаттандыру үшін қолданылатын материалдар мен әдістерден пайда көреді, бұл көбінесе қымбатқа түсетін жаңартылатын энергия көздеріне деген қажеттілікті азайтады. Энергиялық Plus үйлері пассивті үйлерге де, ZEB-ке де ұқсас, бірақ жылына тұтынудан гөрі көп энергия өндіруге баса назар аударады, мысалы, жылдық энергия өнімділігі -25 кВт/м² болса, ол Энергиялық Plus үй болып саналады.

"Нульдік жылумен" ғимаратпен салыстыру

Өте төмен U-мәнді шынылау технологиясының дамуымен, Еуроодақта "пассивті үй" принципіне негіделген (шамалы) нөлдік жылу қажеттілігі бар ғимараттар, нөлдік энергиялық ғимараттардың орнын басады. Нөлдік жылу қажеттілігі бар ғимарат пассивті күн энергиясын пайдалануға тәуелділікті азайтады және ғимаратты дәстүрлі архитектуралық жобалауға бейімдейді. Мұндай ғимараттың жылдық нақты жылу тұтынымы 3 кВт/м² жылына аспауы керек. Нөлдік жылу қажеттілігі бар ғимаратты жобалау және пайдалану оңай деп есептеледі, себебі күндізгі жарықты реттеуге арналған құрылғылар қажет болмайды.

Тропикалық климаттың қажеттіліктері

Тропикалық климатта пассив үй стандарттары энергияны қалпына келтіру желдетуін пайдалану арқылы, жылуды қалпына келтіру желдетуінің орнына, механикалық ылғалсыздандыру жүйесіндегі ылғал жүктемесін азайтуға және жақсы ішкі жағдайларды қамтамасыз етуге көмектеседі. Дегидраторлар қолданылуы мүмкін, бірақ жылу сорғысы бар ыстық су қазандықтары да ішкі ылғалды салқындатып, конденсатқа айналдырады (одан кейін оны дренажға жіберуге болады) және жылуды ыстық су резервуарына жібереді. Пассивті салқындату, күн энергиясын пайдалану арқылы кондициялау және пассивті күн сәулесінен жобалаудағы басқа да шешімдер "пассивті үй" тұжырымдамасын әлемнің көптеген аймақтарында қолдануға бейімдеу мақсатында зерттелді. АҚШ-тың Луизиана штатындағы Лафайетт қаласының ыстық және ылғалды климатында сертификатталған "пассивті үй" салынды. Ол энергияны қалпына келтіру желдеткішін және салқындату мен ылғалсыздандыруды қамтамасыз ету үшін бір тонналық тиімді кондиционерді пайдаланады. Күнге қол жеткізу кез келген пассивті үйдің дизайнында маңызды фактор болып табылады, себебі ол құрылысқа күн энергиясын кеңістікті табиғи түрде жылыту және жарықтандыру үшін пайдалануға, сондай-ақ электрлік су жылытқыштарын күн энергиясын пайдаланатын су жылытқыштарымен алмастыруға мүмкіндік береді.