Come una casa passiva del Texas è sopravvissuta al congelamento del 2021

Per circa sette anni, Trey Farmer e sua moglie Adrienne Lee Farmer hanno vissuto in un ca.1914 Bungalow in stile artigiano a poche miglia a ovest del centro di Austin.Con un nuovo bambino nella loro vita, hanno deciso di essere pronti a trasformare la loro casa piena di spifferi senza sottopavimento o isolamento in qualcosa che sarebbe stato più confortevole e sostenibile.Trey, un architetto autorizzato con Forge Craft Architecture + Design e un consulente certificato Passive House, e Adrienne, designer e stilista con Studio Ferme, hanno ideato un piano per un retrofit Passive House.

I contadini volevano conservare il più possibile la struttura della casa di 1.430 piedi quadrati, ma l'inquadratura non rispettava il codice e scoprirono così tanti danni alle termiti e marciume del legno che dovettero ricostruire la casa sul posto essenzialmente .Lo hanno fatto secondo gli standard di Passive House.Si sono trasferiti per 14 mesi e sono tornati alla loro casa completata a metà febbraio 2020.

Un anno dopo, il Texas ha dovuto affrontare un'enorme ondata di freddo, che ha causato interruzioni di corrente e interruzioni di corrente che sono durate per tre giorni in molte parti dello stato.Le notizie hanno caratterizzato case con ghiaccioli appesi ai ventilatori a soffitto;più di 4,5 milioni di clienti sono rimasti senza elettricità.E decine di persone sono morte a causa del maltempo.La debacle del potere perduto divenne rapidamente una questione politica.Molti critici hanno erroneamente incolpato i produttori di energia verde come turbine eoliche, energia idroelettrica e solare per i problemi.

Le soluzioni sostenibili per l'edilizia abitativa potrebbero aver aiutato le persone ad affrontare questa situazione?In che modo la Farmers' Passive House ha resistito al disastro meteorologico estremo?

La costruzione

La casa dei contadini si trova in un angolo vicino a una linea ferroviaria ed è a un isolato di distanza da un'autostrada principale.Trey sottolinea che ci sono molte ricerche che mostrano una correlazione tra effetti dannosi sulla salute e persone che vivono così vicino alle autostrade e alle linee di trasporto merci, probabilmente a causa dell'elevata quantità di particolato nell'aria.“La qualità dell'aria interna era un grosso problema per noi e la casa era scomoda.Molto caldo o molto freddo.Avevamo un condizionatore mostruoso fuori dalla nostra finestra che si accendeva e suonava come un motore diesel.Era una bellissima vecchia casa, ma non sembrava sicuro avere un bambino lì.Per tutti questi motivi, gli agricoltori hanno scelto di seguire la strada della casa passiva.

Il mentore di Trey, l'architetto Hugh Jefferson Randolph, ha collaborato alla prima fase di progettazione con i Farmers.

Non hanno cambiato l'orientamento della casa, che corre da est a ovest.Hanno mantenuto l'impronta originale e hanno aggiunto 670 piedi quadrati sul retro.La casa ora è di 2.100 piedi quadrati.La facciata e la linea del tetto originali sono state ricostruite e tutti i dettagli sono gli stessi."[Fare questo] ha reso le cose più facili con alcuni dei permessi e volevamo mantenere il fascino e la bellezza originali della casa dell'artigiano", afferma Trey.Il retro della casa è contemporaneo, con un tetto piano e grandi finestre che sfruttano la vista del centro.

In che modo la costruzione ha raggiunto gli standard Passive House?

Le caratteristiche includono:

Pannelli solari da 6.500 W sul lato sud del tetto
Apparecchi elettrici
Finestre a triplo vetro
Isolamento continuo R-30 (il doppio del codice): gli agricoltori hanno utilizzato i batuffoli di lana di roccia all'interno della casa e la guaina integrata Zip System (R-6) per l'esterno.
Uno scaldabagno a pompa di calore situato in uno spazio condizionato, e
Un ventilatore a recupero di energia (ERV)

Come si applicano le linee guida per la casa passiva in Texas?

Gli standard Passive House si concentrano sul consumo di energia.“Aggiungi più isolamento;le finestre sono in genere migliori del codice.Abbiamo un triplo riquadro e il codice qui è doppio riquadro", afferma Trey.“Il grande vantaggio qui è l'ermeticità.Questa è la cosa della casa passiva che è la più straniera nel nostro mercato perché non è qualcosa a cui dobbiamo davvero pensare qui.

A causa della zona climatica di Austin, i codici per l'ermeticità sono bassi: cinque ricambi d'aria all'ora.“Sono tre cambiamenti in altre parti del Texas e nel resto del paese.In una casa passiva, è 0,6.Una volta scesi a 2 o 1, si ottengono notevoli risparmi energetici perché non si perdono aria che è stata riscaldata o raffreddata".

A quel livello, inoltre, non hai polvere, sostanze inquinanti o allergeni che entrano da angoli e fessure."Ottieni un grande vantaggio in termini di qualità dell'aria interna."

L'ERV funziona continuamente per portare aria fresca filtrata e temperata, quindi gli agricoltori non stanno pagando la penalità energetica dall'aria tipicamente calda e umida di Austin.Hanno anche un deumidificatore dedicato, che Trey afferma di specificare per tutti i suoi progetti di Austin.

Offerta linee guida Passive House obiettivi per il fabbisogno di riscaldamento e raffrescamento durante le condizioni di picco e il fabbisogno annuo totale.Gli obiettivi variano in base al tipo di progetto, alle dimensioni e alla posizione.Modelli la tua casa in 3D e la disponi sul sito, inclusi tutti i parametri delle finestre, gli assiemi di pareti e tetti, il sistema HVAC e gli elettrodomestici.Quel modello ti dice un'ipotesi di quanta energia utilizzerà la tua casa e se stai raggiungendo questi obiettivi.

In che modo la casa passiva ha resistito alla tempesta invernale del Texas del 2021?

A metà febbraio 2021, un vortice polare ha permesso a più tempeste di seguire la corrente a getto e devastare le comunità in tutti gli Stati Uniti.Ci sono state temperature record in Texas.Una tempesta si susseguiva e la richiesta di energia era travolgente.Il 15 febbraio, l'Electric Reliability Council of Texas (ERCOT) ha iniziato a ruotare le interruzioni di corrente. 

Gli agricoltori hanno pannelli solari, "e la casa dovrebbe essere un po' più dello zero netto", dice Trey.Ma non hanno il backup della batteria, il che significa che "quando la rete si interrompe, non abbiamo energia".Se una casa dovesse produrre energia e rimettere corrente nel sistema durante un'interruzione sanzionata, potrebbe mettere in pericolo i lavoratori della linea.“Se avessimo il backup della batteria, potremmo probabilmente alimentare la batteria se la rete non fosse disponibile.La nostra casa diventerebbe un'isola e potremmo attingere dalla batteria”.

Ci sono state tre tempeste di ghiaccio tra l'11 e il 20 febbraio.“È arrivato a una cifra domenica 14 febbraio durante la tempesta di ghiaccio, quando tutto è andato di traverso con la nostra griglia.Ci hanno detto che ci sarebbero stati continui blackout, e poi la nostra corrente si è interrotta per tre giorni”.

Quando la corrente era ancora attiva, la città di Austin aveva chiesto a tutti di abbassare il riscaldamento.Gli agricoltori avevano fissato il loro a 68°F.Lunedì mattina all'una di notte è saltata la corrente e Trey ha detto che quando si è svegliato quella mattina c'erano 9°F fuori e 62°F dentro.

“A casa del nostro vicino, che era identica alla nostra [prima del retrofit della Casa Passiva], c'erano 36°F.Potrebbero anche aver vissuto in una tenda.

Le temperature esterne sarebbero sotto lo zero per un record di 144 ore.La casa dei contadini si è leggermente riscaldata durante il giorno a causa delle finestre rivolte a sud, ma la seconda notte è scesa a 13°C all'interno.Il giorno seguente la famiglia andò a stare da amici che avevano ancora il potere."Un vicino ha controllato casa nostra", dice Trey.

“Il terzo giorno il massimo che la nostra casa ha avuto è stato di 49 gradi.Era un po' più caldo rispetto alle esperienze di molte persone.

Verifica teorica

Uno studio del Rocky Mountain Institute del febbraio 2020, "Hours of Safety in Cold Weather: Framework for Considering Resilience in Building Envelope Design and Construction", ha esaminato per quanto tempo una casa potrebbe mantenere le soglie di comfort e sicurezza prima di raggiungere livelli di temperatura interna non sicuri.Ha rilevato che "le case con involucri edilizi standard Passive House e edifici a energia netta zero hanno mantenuto temperature interne sicure per un tempo significativamente più lungo persino rispetto ai nuovi edifici conformi al codice, durando oltre sei giorni prima che le temperature interne scendessero sotto i 40 ° F".

In che modo la casa passiva è stata paragonata alle case tradizionali durante la tempesta invernale del Texas del 2021?

Sebbene sia solo aneddotico, un recente thread di Reddit confronta tre case di Austin, ognuna delle quali ha perso energia per più di 50 ore (la terza casa a cui si fa riferimento è quella dei contadini):

Casa 1:800 piedi quadrati, costruito nel 1919 con finestre a vetro singolo, cornice a palloncino, nessun isolamento nelle pareti (sebbene il poster del blog avesse installato R-80 in soffitta e R-20 nel pavimento).È sceso sotto i 40F nel giro di cinque ore dopo aver perso potenza e si sarebbe aggirato intorno ai 31F.

Casa 2:2.300 piedi quadrati, casa costruita nel 2009, isolamento in schiuma spray standard, senza soffitta, vespaio sigillato.Il poster del blog ha confermato con il proprietario che è sceso sotto i 40F in 48 ore."Potrebbero galleggiare negli anni '50 con i loro bruciatori a gas a tutto volume".

Casa 3:2.100 piedi quadrati, costruito secondo lo standard pilota 2018 del Passive House Institute (PHIUS).Non è mai sceso sotto i 49F.

Trey controlla la sua casa usando AirThings, che tiene traccia della temperatura;umidità;qualità dell'aria interna, compreso livelli di anidride carbonica, radon, COV e particolato.

I pro e i contro della loro casa completamente elettrica

Poiché la loro casa è completamente elettrica, gli agricoltori non potevano nemmeno usare la stufa.Trey dice che molte persone che conosceva mantenevano le loro case calde facendo bollire l'acqua sulle loro stufe a gas.Ci sono compromessi con tutto e gli ospedali hanno riportato più di 300 casi di avvelenamento da monossido di carbonio nella sola Houston.

Perché è importante posizionare il tuo scaldabagno all'interno, anche al sud?

Gli agricoltori hanno uno scaldabagno a pompa di calore da 80 galloni situato in soffitta condizionata.Trey sottolinea che localizzare uno scaldabagno all'interno non è comune in Texas."È più costoso da mettere dentro perché devi usare una preziosa metratura."Alla fine, molti dei serbatoi all'aperto sono esplosi quando è andata via la corrente.“L'acqua si è congelata e ha fatto scoppiare i serbatoi.Una volta ripristinata la corrente, le persone non riuscivano ancora ad avere acqua calda perché gli idraulici non riuscivano a procurarsi le parti necessarie per riparare i serbatoi rotti”.Trey riferisce che l'acqua a casa sua era ancora calda (90°) due giorni dopo l'interruzione di corrente.«E non è esploso.»

In che modo la qualità dell'aria è stata influenzata nella casa passiva durante la tempesta invernale del Texas?

Durante la prima notte senza elettricità, Trey, Adrienne, il loro bambino e il loro cane di 70 libbre hanno dormito tutti nella camera da letto dietro una porta chiusa.Trey ha monitorato i livelli di anidride carbonica.In genere, l'anidride carbonica non è un problema, ma sebbene sia un evento raro, livelli elevati di anidride carbonica possono essere pericolosi.“Siamo arrivati ​​a 3.270 ppbl;Il limite OSHA è di 5.000 ppbl.dice Trey.Per metterlo in prospettiva, dice che volare su un aereo è regolarmente di circa 3.000 ppb.

Trey non era preoccupato.“La casa è normalmente tra 500 e 700, quindi alzarsi oltre 3K era molto, ma era solo in camera da letto;il resto della casa non ha mai superato i 1200 e sapere che eravamo ancora molto al di sotto di tutto ciò che era effettivamente pericoloso è stato utile ", dice."Avremmo potuto far entrare più aria esterna, ma faceva così freddo."Si chiede a che livello siano di solito le altre case e in camere da letto chiuse, dove non hanno ERV quindi non prendono aria fresca."Ma non molte persone stanno monitorando queste cose nelle loro case".

Trey crede che nel complesso la sua casa “abbia funzionato bene.È stato un buon caso di studio e una prova di concetto dal punto di vista della sopravvivenza passiva.


Tempo di pubblicazione: 12 ottobre 2021