Пассивные дома: стандарты энергоэффективности и история развития

Пассивный дом: энергоэффективные здания, снижающие экологический след. Стандарт Passivhaus для жилых и коммерческих объектов – проектирование и экономия энергии.

16 мин чтения

100%

Источник: Passive house — Wikipedia

Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.

Содержание

Введение

Тип дома

Пассивный дом (Passivhaus) — это добровольный стандарт энергоэффективности зданий, снижающий их экологический след. Соответствие этим стандартам позволяет создавать ультраэнергоэффективные здания, требующие минимального количества энергии для отопления или охлаждения. Аналогичный стандарт MINERGIE P используется в Швейцарии. Существуют стандарты для жилых зданий, а также по ним построены офисные здания, школы, детские сады и супермаркеты. Проектирование пассивного дома – это не дополнение к архитектурному проекту, а интегрированный в него процесс. Хотя чаще всего он применяется к новым зданиям, его также используют при реконструкции. В 2008 году, по оценкам, в мире насчитывалось от 15 000 до 20 000 пассивных домов. В 2016 году во всем мире было около 60 000 сертифицированных зданий такого типа. Подавляющее большинство пассивных зданий построено в немецкоязычных странах и Скандинавии. Стандарт пассивного дома возник в мае 1988 года в ходе беседы Бо Адамсона из Лундского университета (Швеция) и Вольфганга Фейста из Института жилья и окружающей среды (Дармштадт, Германия). Позже их концепция была развита в рамках ряда исследовательских проектов при финансовой поддержке земли Гессен. Многие из первых «пассивных домов» были построены на основе исследований и опыта североамериканских строителей 1970-х годов, которые, реагируя на нефтяное эмбарго ОПЕК, стремились строить дома с минимальным или нулевым энергопотреблением. В этих проектах часто использовались большие окна с высоким коэффициентом солнечного выигрыша, использующие солнечную энергию в качестве источника тепла. Однако ключевой особенностью этих усилий стала суперизоляция, как, например, в Доме энергосбережения Саскачевана в Реджайне (Саскачеван, 1977) и Доме Лежера в Пепперелле (Массачусетс, 1977). Дом энергосбережения Саскачевана был проектом Исследовательского совета Саскачевана (SRC) под руководством главного инженера Гарольда Орра. Команда самостоятельно разработала рекуператор тепла (HRV), систему рекуперации горячей воды и прибор для измерения герметичности здания (blower door). Дом был спроектирован для экстремального климата канадских прерий с диапазоном температур от -40°C до +40°C. Домам SRC и Leger предшествовал дом в Лингбю (Дания, 1975), разработанный Техническим университетом Дании, а также несколько домов, построенных в период с 1977 по 1979 год на основе проекта Lo Cal house (1976), разработанного Университетом Иллинойса в Урбана-Шампейн. Название «пассивный» частично связано с Уильямом Шурклифом, американским физиком, участвовавшим в Манхэттенском проекте во время Второй мировой войны, который в 1970-х годах стал сторонником энергоэффективного проектирования домов: «Как назвать эту новую систему? Сверхизолированный пассивный? Пассивный с суперэкономией? Пассивный с минимальными потребностями? Пассивный с микронагрузкой? Я склоняюсь к ‘пассивному с микронагрузкой’. Как бы это ни называлось, у него (я предсказываю) большое будущее». Уильям Шурклифф, 1979. Ранняя книга, объясняющая концепции пассивного строительства, — «Книга о пассивной солнечной энергии» Эдварда Мазрии (1979).

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.

Первые примеры

В конечном итоге архитектурная фирма Bott, Ridder и Westermeyer спроектировала четыре таунхауса (рядовых или террасных дома) для четырех частных заказчиков. Первые дома, построенные по стандарту Пассивхаус, были возведены в Дармштадте в 1990 году, а в следующем году в них начали жить заказчики.

Дальнейшее осуществление и советы

В сентябре 1996 года в Дармштадте был основан Институт пассивного дома для продвижения и контроля стандартов пассивного дома. По оценкам, к 2010 году было построено более 25 000 зданий, соответствующих стандартам пассивного дома. Большинство из них расположены в Германии и Австрии, остальные – в различных странах мира. В 1996 году, после подтверждения концепции в Институте в Дармштадте, где затраты на отопление оказались на 90% ниже, чем для стандартного нового здания того времени, была создана Рабочая группа по экономичным пассивным домам. Эта группа разработала проектную документацию и инициировала производство инновационных компонентов, использованных в строительстве, в частности окон и высокоэффективных систем вентиляции. В то же время пассивные дома были построены в Штутгарте (1993), Наумбурге (Гессен), Висбадене и Кельне (1997). Продукция, разработанная в соответствии со стандартом пассивного дома, получила дальнейшее распространение в ходе и после проекта CEPHEUS, финансируемого Европейским союзом, который доказал эффективность концепции в пяти европейских странах зимой 2000–2001 годов. Первый сертифицированный дом был построен в 2006 году недалеко от Бемиджи, штат Миннесота, в лагере Вальдзее немецких языковых деревень Конкордии. Первый проект пассивной реконструкции в США, модернизированный дом в стиле craftsman О’Нилла в Сономе, штат Калифорния, был сертифицирован в июле 2010 года. В Соединенных Штатах концепция пассивного дома была впервые реализована Катрин Клингенберг в 2003 году, когда она построила прототип пассивного дома под названием «Дом Смита» в Урбане, штат Иллинойс. Впоследствии она и строитель Майк Кернагис основали Лабораторию экологического строительства (E Colab) в 2004 году для дальнейшего изучения возможности создания доступного пассивного дизайна. Это в конечном итоге привело к созданию Института пассивного дома в США (PHIUS) в 2007 году. PHIUS впоследствии выпустил строительный стандарт PHIUS + 2015 и сертифицировал более 1200 проектов по всей территории Соединенных Штатов. Первый «пассивный дом» в Ирландии был построен в 2005 году Томасом О’Лири, проектировщиком и преподавателем в области пассивных домов. Дом получил название «Из ниоткуда». После завершения строительства Томас переехал в него. Первый в мире стандартизированный сборный пассивный дом был построен в Ирландии в 2005 году шведской компанией Scandinavian Homes, которая впоследствии построила другие пассивные дома в Англии и Польше. Первый сертифицированный «пассивный дом» в регионе Антверпена (Бельгия) был построен в 2010 году. В 2011 году город Гейдельберг (Германия) инициировал проект Bahnstadt, который рассматривался как крупнейший в мире район пассивного строительства. Компания из Катара планировала строительство первого в стране Пассивного дома в 2013 году, который стал бы первым в регионе. Самый высокий в мире «пассивный дом» был построен в районе Болуэта в Бильбао (Испания). Его высота составляет 88 метров (289 футов), и в настоящее время это самое высокое здание в мире, сертифицированное по данному стандарту (2018 год). Этот проект стоимостью 14,5 миллионов долларов США включает 171 квартиру (включая девятиэтажное здание-спутник) и полностью состоит из социального жилья. Гаобэйдзянь (Китай) принял 23-ю Международную конференцию по пассивным домам в 2019 году и впоследствии построил жилой комплекс Gaobeidian Railway City, который, по сообщениям, является «крупнейшим в мире проектом пассивных домов». Китай взял на себя лидирующую роль в строительстве пассивных домов, и 73 компании производят окна, соответствующие стандартам «пассивного дома».

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."

Стандарты

В то время как некоторые методы и технологии были специально разработаны для стандарта "пассивного дома", другие, такие как сверхтеплоизоляция, уже существовали, а концепция пассивного солнечного проектирования зданий уходит корнями в античность. Существовали и другие здания с низким энергопотреблением, в частности немецкий стандарт Niedrigenergiehaus (низкоэнергетический дом), а также здания, построенные в соответствии со строгими энергетическими нормами Швеции и Дании.

Требования к отоплению помещений

Если здание соответствует стандартам Пассивхауса, ему не требуются традиционные системы отопления, хотя некоторое отопление всё же понадобится, и большинство зданий Пассивхауса оснащаются дополнительным отоплением помещений. Обычно оно распределяется через систему вентиляции с рекуперацией тепла малого объема, которая необходима для поддержания качества воздуха, а не через традиционную гидравлическую или высокопроизводительную систему принудительной подачи воздуха, как описано в разделе об отоплении помещений ниже.

Стандарты пассивного дома в США - Passive House Standard и PHIUS+

В США существуют две версии "пассивного дома", продвигаемые двумя отдельными организациями: Институтом пассивного дома (PHI) и Институтом пассивного дома США (PHIUS). PHIUS первоначально являлся филиалом, утвержденным учебным центром и сертифицирующим органом Института пассивного дома. В 2011 году PHI расторг контракт с PHIUS в связи с нарушениями. PHIUS оспорил эти обвинения и продолжил работу над созданием независимой программы оценки эффективности зданий. В 2015 году PHIUS запустил собственный стандарт "PHIUS+". Стандарт PHIUS+ 2015 в первую очередь ориентирован на снижение негативного воздействия эксплуатации зданий любого типа. Этот стандарт также использует наборы климатических данных для определения специфических критериев эффективности зданий в различных регионах. Эта информация определяется с помощью показателей, отражающих баланс между значительным сокращением выбросов углерода и энергии и экономической целесообразностью. В целом, база данных PHIUS содержит более 1000 наборов климатических данных для Северной Америки. В соответствии с этими принципами, проекты должны успешно пройти испытания на воздухонепроницаемость (blower door), производительность вентиляционной системы, общий воздухообмен и электрическую нагрузку. Здания также должны соответствовать другим требованиям, таким как использование материалов с низким уровнем выбросов, системы возобновляемой энергии, контроль влажности, приточно-вытяжная вентиляция, а также энергоэффективное вентиляционное и климатическое оборудование. Два стандарта ("пассивный дом" и PHIUS+) различны, ориентированы на разные показатели эффективности и используют различное программное обеспечение и протоколы энергетического моделирования. В США Международный стандарт пассивного дома поддерживается Североамериканской сетью пассивного дома (NAPHN) и ее региональными отделениями, а также независимыми организациями, такими как Passive House California и New York Passive House.

Затраты на строительство

В зданиях, построенных по стандарту "пассивный дом", экономия от отказа от традиционной системы отопления может быть направлена на улучшение теплоизоляции здания и системы вентиляции с рекуперацией тепла. Благодаря продуманному проектированию и растущей конкуренции среди поставщиков специализированных строительных материалов для "пассивных домов", в Германии сейчас возможно возводить здания по той же цене, что и строения, соответствующие обычным немецким строительным нормам, как это было реализовано в проекте пассивных квартир в Ваубане, Фрайбург. В среднем, строительство "пассивного дома" обходится дороже, чем строительство обычного здания – на 5–8% в Германии, на 8–10% в Великобритании и на 5–10% в США. Оценки показывают, что, хотя технически это возможно, стоимость соответствия стандарту "пассивный дом" существенно возрастает при строительстве в Северной Европе на широтах выше 60°. К европейским городам, расположенным примерно на 60° северной широты, относятся Хельсинки (Финляндия) и Берген (Норвегия). Лондон находится на 51° широты, Москва – на 55°.

Дизайн и строительство

Для достижения существенного снижения потребления энергии на отопление, требуемого стандартом, необходим сдвиг в подходах к проектированию и строительству зданий. Проектирование может быть облегчено использованием "Пакета планирования пассивного дома" (PHPP), который использует специально разработанные компьютерные моделирования. Ниже перечислены методы, применяемые для достижения этого стандарта. Для обеспечения требуемых высоких значений R (низких значений U, обычно в диапазоне от 0,10 до 0,15 Вт/(м²·К)) может использоваться широкий спектр теплоизоляционных материалов. Особое внимание уделяется устранению тепловых мостов. Недостатком, возникающим из-за необходимой толщины теплоизоляции стен, является то, что, если внешние габариты здания не могут быть увеличены в качестве компенсации, внутренняя площадь здания может быть меньше по сравнению с традиционным строительством. В Швеции для соответствия стандартам пассивного дома толщина теплоизоляции стен должна составлять (0,10 Вт/(м²·К)), а крыши – (U-значение 0,066 Вт/(м²·К)).

Передовая технология окон

Для соответствия требованиям стандарта пассивного дома окна изготавливаются с исключительно высокими значениями R (низкие значения U, обычно от 0,85 до 0,45 Вт/(м2·К) для всего окна, включая раму). Окна обычно состоят из тройного или четверного остекления (с соответствующим коэффициентом солнечного теплопоглощения).

"Пассивный дом" спроектирован таким образом, чтобы большая часть воздухообмена с внешней средой осуществлялась посредством контролируемой вентиляции через рекуператор, чтобы минимизировать потери тепла (или его поступление, в зависимости от климата), поэтому неконтролируемые утечки воздуха следует избегать. Это достигается за счет применения воздушных барьеров, тщательной герметизации каждого конструктивного узла в ограждающей конструкции здания и герметизации всех отверстий для инженерных коммуникаций. В качестве альтернативы, грунтовый теплообменник может использовать жидкостную цепь вместо воздушной, с теплообменником (батареей) в линии приточного воздуха.

Отопление помещений

В дополнение к использованию пассивного солнечного излучения, здания, построенные по стандарту Пассивный дом, широко используют собственное внутреннее тепло от внутренних источников – таких как тепло, выделяемое освещением, крупной бытовой техникой и другими электроприборами (но не специализированными обогревателями), а также тепло тела людей и других животных, находящихся в здании. Это обусловлено тем, что люди в среднем излучают тепло, эквивалентное 100 Вт тепловой энергии. В сочетании с комплексными мерами по энергосбережению это означает, что традиционная система центрального отопления не требуется, хотя иногда она устанавливается из-за скептицизма заказчика. Вместо этого в "пассивных домах" иногда предусматривается двухцелевой нагревательный и/или охлаждающий элемент мощностью от 800 до 1500 Вт, интегрированный с воздуховодом системы вентиляции, для использования в самые холодные дни. Важнейшим принципом проектирования является то, что все необходимое тепло может быть транспортировано нормальным небольшим объемом воздуха, требуемым для вентиляции. Максимальная температура воздуха поддерживается на уровне 50 °C (122 °F), чтобы предотвратить возможный запах гари от пыли, проникающей через фильтры системы. Нагревательный элемент может быть нагрет небольшим тепловым насосом, прямой солнечной тепловой энергией, геотермальной солнечной энергией с годовым накоплением или просто горелкой на природном газе или мазуте. В некоторых случаях используется микротепловой насос для извлечения дополнительного тепла из вытяжного воздуха вентиляции, которое используется для нагрева приточного воздуха или бака-накопителя горячей воды. Небольшие дровяные печи также могут использоваться для нагрева бака, однако необходимо следить за тем, чтобы помещение, в котором установлена печь, не перегревалось. Помимо рекуперации тепла вентиляционной установкой с рекуперацией тепла, хорошо спроектированному Пассивному дому в европейском климате не требуется дополнительный источник тепла, если тепловая нагрузка поддерживается ниже 10 Вт/м². Поскольку тепловая мощность и потребляемая тепловая энергия Пассивного дома очень низки, выбор конкретного источника энергии имеет меньшие финансовые последствия, чем в традиционном здании, хотя возобновляемые источники энергии хорошо подходят для таких низких нагрузок. Стандарты "Пассивного дома" в Европе устанавливают годовую потребность в энергии для отопления и охлащения помещений, а также пиковую нагрузку. Кроме того, общая энергия, используемая в процессе эксплуатации здания, включая отопление, охлаждение, освещение, оборудование, горячую воду, подключение электроприборов и т.д., ограничена на единицу обработанной площади в год.

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.

Освещение и электроприборы

Для минимизации общего потребления первичной энергии, различные пассивные и активные методы использования дневного света следует применять в первую очередь. Для пасмурных дней, помещений, не получающих дневного света, и ночного времени, можно использовать креативный и устойчивый дизайн освещения с применением энергоэффективных источников света. К энергоэффективным источникам относятся компактные люминесцентные лампы стандартного напряжения, твердотельные источники света со светодиодными лампами, органические светодиоды, полимерные светодиоды (PLED), лампы накаливания с низким напряжением, компактные металлогалогенные, ксеноновые и галогенные лампы. Для садов и наружного освещения доступны системы, работающие от солнечной энергии, с фотоэлектрическими элементами на каждом светильнике или подключенные к центральной системе солнечных панелей. Системы низкого напряжения могут использоваться для более контролируемого или независимого освещения, потребляя при этом меньше электроэнергии, чем традиционные светильники и лампы. Таймеры, датчики движения и датчики естественного освещения дополнительно снижают потребление энергии и световое загрязнение, особенно в пассивных домах. При выборе бытовой техники для пассивных домов предпочтение следует отдавать продукции, прошедшей независимые испытания на энергоэффективность и получившей сертификацию Ecolabel для снижения потребления электроэнергии и природного газа, а также имеющей маркировку выбросов углерода при производстве. Примерами таких сертификаций являются Energy Star и EKOenergy.

Международные сравнения

В Соединенных Штатах дом, построенный по стандарту пассивного дома, потребляет энергии на отопление помещения в расчете на градус-день около , по сравнению с примерно для аналогичного здания, построенного в соответствии с Модельным кодексом энергоэффективности 2003 года. Это на 75–95% меньше энергии, необходимой для отопления и охлащения помещений, чем в современных новых зданиях, соответствующих действующим стандартам энергоэффективности США. Пассивный дом в немецком языковом лагере Вальдзее, штат Миннесота, был спроектирован под руководством архитектора Стефана Таннера из INTEP, LLC – консалтинговой компании, базирующейся в Миннеаполисе и Мюнхене, специализирующейся на высокоэффективном и устойчивом строительстве. Waldsee BioHaus спроектирован в соответствии с немецким стандартом пассивного дома и, по сравнению с домами, построенными по стандарту LEED США, демонстрирует улучшение качества жизни внутри здания при этом потребляя на 85% меньше энергии. VOLKsHouse 1.0 стал первым сертифицированным «пассивным домом», предлагаемым и проданным в Санта-Фе, штат Нью-Мексико. В Соединенном Королевстве средний новый дом, построенный по стандарту «пассивного дома», потребляет на 77% меньше энергии на отопление помещений по сравнению с домом, построенным в соответствии со строительными нормами, действовавшими примерно в 2006 году. В Ирландии типичный дом, построенный по стандарту «пассивного дома» вместо строительных норм 2002 года, потребляет на 85% меньше энергии на отопление помещений и сокращает выбросы углекислого газа, связанные с отоплением, на 94%.

Сравнение с зданиями с нулевым уровнем потребления энергии

Здание с нулевым энергопотреблением (ZEB) – это здание, которое в течение года не потребляет больше энергии, чем производит. Первое здание, спроектированное по принципу нулевого энергопотребления в 1979 году, использовало пассивные солнечные технологии отопления и охлаждения в сочетании с герметичной конструкцией и сверхэффективной теплоизоляцией. Некоторые ZEB не в полной мере используют более доступные энергосберегающие технологии, однако все они применяют местные активные технологии возобновляемой энергии, такие как фотоэлектрические системы, для компенсации основного энергопотребления здания. "Пассивный дом" и ZEB рассматриваются как взаимодополняющие синергетические технологические подходы, основанные на одинаковых физических принципах теплопередачи и аккумулирования энергии: ZEB снижают годовое энергопотребление до 0 кВтч/м2 за счет использования местных возобновляемых источников энергии и могут извлекать выгоду из материалов и методов, применяемых для соответствия требованиям пассивного дома в 120 кВтч/м2, что минимизирует необходимость в часто дорогостоящих местных возобновляемых источниках энергии. Дома с положительным энергетическим балансом (Energy Plus houses) схожи как с пассивными домами, так и с ZEB, но делают акцент на производстве большего количества энергии в год, чем потребляют, например, годовая энергоэффективность -25 кВтч/м2 соответствует дому с положительным энергетическим балансом.

Сравнение с зданием с нулевым отоплением

С развитием технологий остекления с ультранизким коэффициентом теплопередачи U, предлагается заменить здания с почти нулевым энергопотреблением в ЕС на здания, основанные на концепции "пассивного дома" с (почти) нулевым потреблением тепла на отопление. Здание с нулевым отоплением снижает зависимость от пассивного солнечного проектирования и позволяет использовать более традиционные архитектурные решения. Годовая удельная потребность в тепле для такого здания не должна превышать 3 кВт⋅ч/м² в год. Здания с нулевым отоплением, как правило, проще в проектировании и эксплуатации, поскольку не требуют применения модулируемых систем солнцезащиты.

Потребности в тропическом климате

В тропическом климате стандарт пассивного дома оказался полезным для создания комфортных внутренних условий, используя вентиляцию с рекуперацией энергии вместо вентиляции с рекуперацией тепла, чтобы снизить влаговую нагрузку на механическую систему осушения. Хотя могут применяться осушители, тепловые насосы для нагрева воды также охлаждают и конденсируют внутреннюю влагу (которая затем отводится в канализацию), передавая тепло в бак-накопитель горячей воды. Пассивное охлаждение, солнечная кондиция и другие решения в области пассивного солнечного проектирования зданий изучались для адаптации концепции "пассивного дома" к использованию в различных регионах мира. Сертифицированный "пассивный дом" был построен в жарком и влажном климате Лафайетта, штат Луизиана, США. Он использует вентиляцию с рекуперацией энергии и эффективный кондиционер мощностью в одну тонну для охлаждения и осушения воздуха. Доступ солнечного света является очень важным фактором при проектировании пассивного дома, поскольку он позволяет зданию использовать солнечную энергию для естественного отопления и освещения, а также заменять электрические водонагреватели на системы нагрева воды, работающие на солнечной энергии.