テキサス州のパッシブハウスは 2021 年の極寒をどうやって生き延びたか

トレイ・ファーマーと妻のエイドリアン・リー・ファーマーは約7年間、カリフォルニアに住んでいました。オースティンのダウンタウンから数マイル西にある、1914 年のクラフトマン スタイルのバンガロー。赤ちゃんが生まれたので、彼らは床下や断熱材のない隙間風が吹き抜ける家を、より快適で持続可能なものに変える準備ができていると決心しました。Forge Craft Architecture + Design の資格を持つ建築家であり、認定パッシブ ハウス コンサルタントであるトレイと、Studio Ferme のデザイナー兼スタイリストであるエイドリアンは、パッシブ ハウスの改修計画を考え出しました。

農家は、1,430平方フィートの家の構造をできる限り残したいと考えていましたが、骨組が規格を満たしておらず、シロアリの被害と木材の腐れが多すぎることが判明したため、基本的に家を元の位置に再建しなければなりませんでした。 。彼らはパッシブハウスの基準に従ってそうしました。彼らは14か月間退去し、2020年2月中旬に完成した家に戻りました。

1年後、テキサス州は大寒波に見舞われ、州の多くの地域で停電や停電が3日間続いた。ニュース記事では、天井ファンからつららが垂れ下がっている家が特集されました。450 万以上の顧客が停電になりました。そして天候のせいで何十人もの人が亡くなりました。失われた権力の大失敗はすぐに政治問題となった。多くの批評家は、風力タービン、水力発電、太陽光発電などのグリーンエネルギー生産者を問題の原因として誤って非難しました。

持続可能な住宅建設ソリューションは、この苦境に直面している人々を助けることができたでしょうか?ファーマーズ パッシブ ハウスは異常気象災害にどのように立ち向かったのでしょうか?

ビルド

ファーマーズ ハウスは鉄道線路近くの角地にあり、主要高速道路からは 1 ブロック離れています。トレイ氏は、健康への悪影響と、高速道路や貨物線の近くに住む人々との相関関係を示す多くの研究があり、これはおそらく大気中の粒子状物質の量が多いことが原因であると指摘している。「室内の空気の質は私たちにとって大きな問題であり、家は快適ではありませんでした。すごく暑かったり、すごく寒かったり。窓の外には、ディーゼルエンジンのような音を立てて作動するモンスターエアコンユニットがありました。美しい古い家でしたが、子供を安心させられるとは思えませんでした。」これらすべての理由から、ファーマーズはパッシブハウスの道を歩むことを選択しました。

トレイの指導者である建築家のヒュー・ジェファーソン・ランドルフは、初期の設計段階でファーマーズと協力しました。

東西に走る家の向きは変えなかった。彼らは元の設置面積を維持し、背面に 670 平方フィートを追加しました。現在の家の広さは2,100平方フィートです。元のファサードと屋根のラインは再構築され、細部はすべて同じです。「(これを行うことで)一部の許可を得て作業が楽になりました。そして私たちはクラフツマンの家本来の魅力と美しさを保ちたかったのです」とトレイは言います。家の裏側は現代的で、平らな屋根とダウンタウンの景色を望む大きな窓が付いています。

建築はどのようにしてパッシブハウスの基準に達したのでしょうか?

特徴は次のとおりです。

屋根南側に6,500Wの太陽光パネルを設置
電気製品
三重窓
R-30 (コードの 2 倍) 連続断熱材: 農家は家の内側にロックウールのバットを使用し、外側にはジップ システム統合外装 (R-6) を使用しました。
空調空間に設置されたヒートポンプ給湯器と、
エネルギー回収型人工呼吸器 (ERV)

パッシブハウスのガイドラインはテキサス州にどのように適用されますか?

パッシブハウスの基準はエネルギー使用に重点を置いています。「断熱性をさらに高めます。通常、ウィンドウはコードよりも優れています。私たちはトリプルペインを持っていますが、ここのコードはダブルペインです」と Trey 氏は言います。「ここでの大きな利点は気密性です。これは、私たちの市場で最も異質なパッシブハウスに関するものです。なぜなら、それは私たちがここで実際に考えなければならないことではないからです。」

オースティンの気候帯のため、気密性の基準は低く、1 時間あたり 5 回の空気の入れ替えが必要です。「テキサス州の他の地域と全米の残りの地域では3つの変化が起きている。パッシブハウスでは0.6です。2 または 1 まで下げると、加熱または冷却された空気が漏れることがないため、かなり大きなエネルギーの節約になります。」

このレベルでは、ほこり、汚染物質、アレルゲンが隅々から侵入することもありません。「室内の空気の質に大きなメリットが得られます。」

ERV は継続的に稼働して、ろ過され調整された新鮮な空気を取り込みます。そのため、農家は、オースティンの典型的な高温多湿な空気によるエネルギーの損失を被ることがありません。また、専用の除湿機もあり、トレイ氏はオースティンのすべてのプロジェクトにそれを指定していると述べています。

パッシブハウスガイドラインが提供するもの ピーク時の冷暖房需要と年間総需要の目標。ターゲットはプロジェクトの種類、規模、場所によって異なります。すべての窓パラメータ、壁と屋根のアセンブリ、HVAC システム、および電化製品を含めて、家を 3D でモデル化し、現場に配置します。このモデルは、あなたの家がどれだけのエネルギーを使用するか、そしてそれらの目標を達成しているかどうかの仮定を示します。

パッシブハウスは2021年のテキサス冬の嵐をどのように乗り越えたのでしょうか?

2021 年 2 月中旬、極渦の影響で複数の嵐がジェット気流を横切り、全米の地域社会に壊滅的な被害をもたらしました。テキサス州では記録的な最低気温が記録されました。嵐が次々と襲い、電力需要は膨大になりました。2 月 15 日、テキサス州電力信頼性評議会 (ERCOT) は輪番停電を開始しました。 

農家 ソーラーパネルを設置しており、「家は実質ゼロより少し多いように設計されています」とトレイ氏は言います。しかし、バッテリーバックアップがないため、「送電網が停止すると電力が供給されなくなる」ことになる。認可された停電中に家庭が発電してシステムに電流を戻すと、送電線の作業員が危険にさらされる可能性があります。「バッテリーバックアップがあれば、送電網がダウンした場合でもバッテリーに電力を供給できる可能性があります。私たちの家は島になり、バッテリーから電力を供給できるようになります。」

2月11日から20日までの間に3回の氷嵐がありました。「氷嵐が発生した2月14日日曜日には走行距離が一桁に達し、すべてがグリッドから外れてしまった。計画停電があると言われましたが、その後3日間停電になりました。」

まだ停電が続いていたとき、オースティン市はすべての人に暖房を弱めるよう要請していました。農家は温度を68°Fに設定していました。月曜日の午前1時に停電が発生し、トレイさんはその朝起きたとき、外気温9°F、室内気温62°Fだったと語った。

「(パッシブハウス改修前に)私たちの家と同じだった隣の家では、気温が36°Fでした。彼らはテントで暮らしていたかもしれない。」

屋外気温は氷点下になる可能性があり、記録的な144時間となる。農家の家は南向きの窓があるため、日中は少し暖かくなりましたが、2日目の夜には室内の気温が53°Fまで下がりました。翌日、家族はまだ電力を持っている友人の家に泊まりに行きました。「近所の人が私たちの家を調べてくれました」とトレイさんは言います。

「我が家で一番寒かったのは3日目の49度でした。多くの人が経験したよりもかなり暖かかったです。」

コンセプトの証明

ロッキーマウンテン研究所が2020年2月に実施した調査「寒冷地における安全時間:建物外壁の設計と建設におけるレジリエンスを考慮するためのフレームワーク」では、室内温度が危険なレベルに達する前に、住宅が快適性と安全性の閾値をどれだけ維持できるかを調査した。その結果、「パッシブハウス標準の建物外壁を備えた住宅とネット・ゼロ・エネルギーの建物は、基準に準拠した新築の建物よりもはるかに長く安全な室内温度を維持し、室内温度が華氏40度を下回るまで6日間以上持続した」ことがわかりました。

2021年のテキサス冬の嵐の間、パッシブハウスは伝統的な住宅とどう比較されましたか?

これは単なる逸話ですが、最近の Reddit スレッドでは、それぞれ 50 時間以上停電したオースティンの 3 つの住宅を比較しています (参照されている 3 番目の家は農家の家です)。

ハウス 1:800 平方フィート、1919 年に建てられた一重窓、バルーンフレーム、壁には断熱材はありません (ただし、ブログ投稿者は屋根裏に R-80、床に R-20 を設置していました)。停電後はわずか5時間で華氏40度以下に下がり、華氏31度付近をさまよった。

ハウス 2:2,300 平方フィート、2009 年建築基準住宅、標準スプレーフォーム断熱材、屋根裏部屋なし、密閉されたクロールスペース。ブログ投稿者は所有者に、48時間で華氏40度以下に下がったことを確認した。「ガスバーナーを全開にすれば、50年代でも浮くことができました。」

ハウス 3:2,100 平方フィート、パッシブ ハウス研究所 (PHIUS) 2018 パイロット基準に基づいて建設されています。華氏49度を下回ることはありませんでした。

Trey は、温度を追跡する AirThings を使用して自宅を監視しています。湿度。室内空気の質、以下を含む 二酸化炭素レベル、ラドン、VOC、粒子状物質。

オール電化住宅の長所と短所

農家さんの家はオール電化なのでストーブも使えませんでした。トレイさんの知人の多くは、ガスストーブでお湯を沸かして家を暖かくしていたという。何事にもトレードオフがあり、ヒューストンだけでも 300 件を超える一酸化炭素中毒事件が病院から報告されています。

たとえ南部であっても給湯器を屋内に設置することが重要なのはなぜですか?

農家は、空調付きの屋根裏スペースに 80 ガロンのヒートポンプ給湯器を設置しています。トレイ氏は、テキサス州では給湯器を屋内に置くのは一般的ではないと指摘する。「貴重な面積を使用する必要があるため、屋内に設置すると費用が高くなります。」最終的に、停電により屋外タンクの多くが爆発しました。「水が凍ってタンクが飛び出てしまいました。停電が復旧した後も、配管工が壊れたタンクを修理するのに必要な部品を入手できなかったため、人々は依然としてお湯を利用することができませんでした。」トレイさんは、停電から 2 日経っても家の水がまだ熱かった (90°) と報告しています。「そして爆発しませんでした。」

テキサスの冬の嵐の間、パッシブハウスの空気の質はどのような影響を受けましたか?

停電した最初の夜は、トレイ、エイドリアン、幼児、そして体重 70 ポンドの犬は全員、閉められたドアの後ろの寝室で寝ました。トレイ氏は二酸化炭素レベルを追跡した。通常、二酸化炭素は問題になりませんが、まれに発生することですが、二酸化炭素レベルが高いと危険な場合があります。「最大 3,270 ppbl に達しました。OSHA の制限は 5,000 ppbl です。」トレイは言います。客観的に見て、飛行機に乗ると定期的に約 3,000 ppb の空気が流れ込むと彼は言います。

トレイは心配していませんでした。「家は通常 500 ~ 700 度なので、3K を超えると起きるのは大変でしたが、それは寝室だけでした。家の残りの部分は 1200 度を超えることはありませんでしたが、実際に危険なレベルよりもはるかに低いことがわかったのは役に立ちました」と彼は言います。「もっと外の空気を取り入れることもできましたが、とても寒かったです。」彼は、他の家が通常どのレベルにあり、ERVがないため新鮮な空気が入っていない密閉された寝室にあるのか疑問に思いました。「しかし、自宅でこれらのことを監視している人は多くありません。」

トレイさんは、全体的に彼の家は「よく機能した」と信じています。これは、受動的な生存可能性の観点から見て、優れたケーススタディおよび概念実証でした。」


投稿時間: 2021 年 10 月 12 日