在地处热带的新加坡,保持凉爽可能是一个巨大的挑战。人们往往选择把空调调到最大,造成能源的浪费和昂贵的电费。而下面这个由Wallflower建筑设计事务所打造的“风谷屋”(Wind Vault House)别墅,则安装了一个神奇的“被动冷却系统”。


 


 

风谷屋的外观就像一个谷仓,独特的外形让它在新加坡非常具有吸引力。别墅共有两层外加一层阁楼,共有三间卧室、三间浴室,另外还设有保姆屋、祈祷室,安装有电梯。该别墅的建筑面积为553平方米,主体由管状的混凝土支撑。


 


 

顾名思义,风谷屋的建造是为了最大限度地利用来自附近海岸线的风,因此其南北立面是由多功能的木质结构构成的。除了提供隐私和遮阳的功能,木制的外立面可以调整倾斜,就像船帆那样,将微风引导进房子。


 


 

风谷屋内还设有一个游泳池,其中的水因为蒸发作用可以降低室内空气的温度。


 


 

Wallflower还在地块边界沿线种植了一排灌木,让微风经过时降低空气的温度。


 


 

上文提到的别墅,就是“被动屋”,也叫“被动式节能屋”。被动式房屋的概念最早源于瑞典隆德大学的Bo Adamson教授和德国被动式房屋研究所(Passivhaus Institut)的Wolfgang Feist博士在1988年5月的一次讨论。


 

1990年最早的一批被动式房屋在德国达姆施塔特建成。截止至2010年,仅在德国就有13000多座被动式节能屋投入了使用(2012年全世界有37000座),有独栋房屋、公寓、学校、办公楼、游泳馆等。特别是多层建筑,更能体现它的优势,例如位于Innsbruck的能容纳354个住户的“Lodenareal”项目,是世界上最大的被动建筑。


 

被动式节能屋的概念适用于世界各地,无论寒冷地区还是温暖地区都可建设被动式房屋,其基本的方式是一致的。依据当地的气候条件,房屋的建筑结构材料的用量会有些差异。在寒冷地区关心的是墙体厚度,保温层厚度。而在炎热地区更关心的是制冷方法,例如遮阳、窗户通风以保证在夏天也能保持舒适的室内环境。任何被动式房屋的个性特点都要依据当地的气候条件进行优化。


 

说完“散热”,我们再来看看“保温”的别墅。在西雅图,有这么一栋奇特的别墅,它是当地的第一个被动屋,号称“取暖可以仅靠吹风机”。


 


 

这个称号至少在理论上是可行的,实际意思是房屋保温所耗的能量几乎只相当于一个吹风机。Park Passive House是由NK建筑事务所打造的一个节能且优雅的现代家庭住宅。它也恰好是西雅图第一个经过认证的被动屋,因此有望为之后建造更高效的住宅提供灵感。


 


 

Park Passive House于2013年完工,它坐落在一个城市填充地段(这通常被认为是不适合建造住房的地方),这种地段往往欠发达或缺乏吸引力,面积仅为 185 平方米。


 


 

这栋三层的房子总建筑面积为251平方米,包括四间卧室、三间浴室、一个大型双拱形厨房、一个儿童游乐区以及起居和用餐区。一棵打捞上来树被用于楼梯、墙板和浴室柜台的装饰,在体现建筑的环境理念的同时,体现了打动人心的细节。


 


 

根据NK建筑师事务所的说法,与按照当今建筑规范标准建造的普通住宅相比,公园被动房屋的总能耗降低了80%。被动房屋的认证有一套特别严格的标准,因此我们也有理由相信NK建筑事务所的说法。


 


 

这栋别墅与上面不同的是,它的气密性很好,几乎是密封的,这能够帮助它的室内温度保持在21度左右,如果夏季需要通风的话,只需要打开门窗即可。


 


 

而当寒冷的天气来袭时,房子还配置了热回收通风机,大面积的窗户面基能够确保大量的自然日光渗透到内部。此外,Park别墅还配有热泵、大量绝缘材料和用于安装太阳能的布线(尽管尚未安装太阳能电池板)。


 

其实,被动屋不止是趋势,它正逐渐成为一项强制性政策。


 


 

虽然我们会在本文中提及不少令人印象深刻的被动屋,但实际在全球范围内,它的数量还是少之又少。所以当爱尔兰的Dón Laoghaire-Rathdown县议会新通过了一项法律,会让业内引起如此大的反响:该项法律要求,该地区所有新住宅都必须按照被动房屋标准建造,或至少具有同等性能。


 


 

像LEED一样,被动屋也是一个绿色建筑标准,它的基本原则就是能效。杰出的保温墙体、创新的门窗技术、高效的建筑通风、电器节能都是解决能效的基础。因此,获得被动房屋认证的建筑的热效率很高,使用相对廉价。


 

该项法案是由保守党译员Marie Baker提议的。它要求所有新建建筑要么符合被动房屋标准,要么在合理实用的情况下达到同等标准。


 

据估计,这项法律可能会使Dón Laoghaire-Rathdown县在2022年出现超过20000个新建被动房屋。虽然这一数字还远远不够,但我们仍然可以期待,会有大量的新建绿色房屋出现在这个世界上。


 

其实,仅仅达到“能耗同等水平”还不够,下面这栋别墅,产生的电力比它使用的还多!


 


 

威尔士一所大学声称建造了英国第一座低成本、低碳、节能的房子。Solcer之家由卡迪夫大学的索尔瑟项目建造,该项目是LCRI项目(低碳研究所)的一部分。它的初衷是设计出一个原型,使用现成的技术实现低碳目标。


 


 

房子位于布里奇恩德附近的派尔,遵循由SPECIFIC创新和知识中心提出的“建筑即发电站”的概念。


 


 

通过减少能源需求、生产可再生能源以及储存供日后使用的能源,实现能源的“负消耗”状态。房屋连接的电网,可以让房屋从电网获取能源,也可以在电力盈余的时候输送给电网。


 


 

Solcer之家的主体是用低碳水泥建造的。为了减少对能源的需求,房子使用了高性能的隔热板、结构绝缘板(SIPS)、外部绝缘层和低传导性双层铝包木框架门窗。


 


 

此外这个别墅还采用了太阳能收集器(TSC)。另外房屋外立面还有穿孔,能够将空气吸引到腔中,并通过太阳光线加热。然后,热空气被传导到房子内部,这是一种低成本的取暖手段。


 


 

房屋配备的釉面光伏太阳能电池板阵列,能够产生4.3 kWp的电力。太阳能板位于房子的朝南屋顶,无需用螺栓固定。不立即需要的能量会被存储在房子的 6.9 kWh电池中。产生和储存的电力,可以用于供暖、通风、热水系统和家用电器。


 


 

Solcer之家花了16周时间才建成。


 

下面这栋外形奇怪的别墅,一方面也属于被动屋,另一方面它还是一个飓风的避难所。


 


 


 


 

生活在地处热带气候带的澳大利亚昆士兰州的居民,经常不得不面对的一个问题是飓风这一来自环境的威胁。这一威胁也给当地的环境造成了显著的影响。现在有一家建筑公司建造了一座建筑,试图解决这个问题。Charles Wright 建筑师事务所设计的这所名为Stamp House(邮票屋)的别墅,能够在做到能源自给自足的同时,达到耐受5级飓风的坚固性。


 

CWA为客户建造的这栋别墅,目的是创建一个自我维持的结构,充分利用建筑工地周围的湿地。设计者与当地环境和资源管理部以及昆士兰公园和野生动物管理局等当地环保组织合作,确保该项目的水系统不会干扰自然生态系统。


 


 

邮票屋建在池塘中间的一小块土地上,大部分由新混凝土和二次利用的混凝土混合而成,提供绝缘材料,使全年温度更恒定。从平面图上我们可以看到别墅有两层,包含七间卧室,从宽敞的起居空间延伸出来厨房/用餐区、开放式健身房区、几个休息室和中央游泳池周围的几个露天池塘。


 

邮票屋的电力由太阳能电池板提供,太阳能电池板几乎完全覆盖屋顶,无需任何化石燃料来生产能源。客人可以通过水上立起的通道进入房子。


 

邮票屋的主要环保功能还包括它广阔的水循环系统,使它能够收获高达25万升的水供家庭使用和灌溉。居住者使用的水被回收回系统,现场甚至还有配套的三级污水处理设施。


 


 

除了将设计与该地点的自然资源综合考虑外,邮票屋的设计还考虑到了飓风和洪水灾害的抵御。巨大的悬臂能够防止水渗入,同时坚固的结构能够抵御5级飓风。


 

造一栋被动屋就意味着成本很高吗?其实也未必,下面就是一个很好的例子。


 


 


 

当我们设想要建造一个具有一定程度的可持续设计的新家时,只要预算不受约束,我们的创造力往往是无限的。当我们的预算非常有限时,事情就变得非常棘手了。但E348 Arquitectura 就显示了自身强大的想象力,在让葡萄牙的Miramar House在保持被动冷却性能的同时,使用了当地的建筑方法和廉价的材料。


 


 

Miramar House于2013年完工,总建筑面积为275平方米,共有两层,包含阁楼和车库。房子的名字取自一个海滨村庄,具有简洁的内部饰面,与当地的气候和该地区的建筑风格相呼应。


 


 

E348 Arquitectura表示,虽然可持续性是公司关注的主要问题,但在考虑到使用当地材料和劳动力时,需要以具有成本效益的方式整合环境技术和设计。


 


 

因此,该公司在建造过程中使用了水泥砖、钢梁和松木等廉价材料,而结构面板则使用了绝缘材料。底楼采用了采自当地的石料,所有瓷砖均来自葡萄牙阿韦罗区的传统陶瓷工业部门。


 


 

和风谷屋一样,Miramar House不需要昂贵的空调来保持凉爽。几个大型手工操作的木制百叶窗组成了楼上的大部分外墙,打开时(连同后面的窗户),可以让微风渗透到内部,在温暖的天气中将温度保持在更舒适的水平。房子的各个点也有穿孔的墙面,在打开遮盖窗户时增加自然通风。


 


 

Miramar House的屋顶设有大型太阳能热水阵列,按需提供热水,并为地暖提供能量。绿色屋顶用作屋顶花园,为主卧室增添了额外的隔热层。


 


 

根据E348 Arquitectura的信息,该建筑的总成本低于每平方米1500英镑。


 


 

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