#高效耐用的海滨住宅融合了场地敏感设计，传统材料和高科技系统

位于坎农海滩，在俄勒冈州海岸，这个家有令人叹为观止的景色，也方便位于市中心和海滩的一小段步行路程内。住宅的业主对环境的可持续性有着强烈的承诺，他们积极参与设计和建筑过程。从一开始，他们就要求建筑师内森·古德(Nathan Good)设计“一个适合居住的小房子，使用对环境影响显著降低的材料和系统”。

房子占地面积不大，其内部空间被有效地设计为多种用途;靠窗的座位也可以作为一张双人床，书房也可以作为客房。这座l形的住宅也是精心设计的，它环绕着一棵雄伟的、有200年历史的锡特卡云杉。

抗灾、生物气候设计

建筑在这样一个暴露的丘陵地区意味着住宅可能对场地产生巨大的潜在影响，反之亦然。在这种凉爽潮湿的气候下，一个持久的住宅需要非常耐用的材料和精心设计的建筑组件。冬季强风和当地茂密的森林使火灾成为另一个巨大的风险。事实上，这个地方以前的房子，以及业主以前在坎农海滩另一个地方的房子，都在一场大火中烧毁了。

详细的场地评估，包括太阳路径图和小气候研究，使全面的设计方法成为可能。该团队将住宅藏在朝南的山坡上，并将其定位为理想的被动供暖和良好的采光。被动式太阳能设计，良好的绝缘性和高热质量材料使家庭即使在长时间停电时也保持舒适。一座拉姆福德风格的燃木壁炉在需要时提供备用供暖。

住宅的植被屋顶通过吸收雨水和减少径流，减轻了城市雨水系统的负担。它也是防火的，有助于隔离房屋，并有至少50年的寿命。虽然与一些更传统的屋顶类型相比，它的初始成本更高，但它的耐用性应该会在房屋的使用寿命中得到回报。人们似乎也认为它看起来更好。内森·古德报道:“屋顶已经成为业主、邻居和那些穿过社区的人的快乐。”

有了一份全面的耐用材料清单，房子应该经得起时间的考验，几乎不需要维护。有些是天然的、当地的、传统的材料，比如雪松和石头。其他的则更现代。弯曲的钢梁构成了住宅结构的一部分，该住宅是太平洋西北地区第一个使用Durisol绝缘混凝土形式(icf)的住宅之一。这些复合ICFs由回收木屑和水泥制成，并带有矿物岩棉绝缘芯。除了抗腐、抗白蚁和防火外，它们还增加了热质量，地上r值为25，抗震性能为4级。

综合能源战略

在设计阶段进行的广泛研究和建模表明，住宅的预计能源使用量比俄勒冈州能源法规的要求低58%。采光研究和DOE-2能量建模对于创建最有效的热包层和微调机械系统和被动式太阳能设计至关重要。

住宅的主要能源是屋顶上5.9千瓦的光伏(PV)阵列。太阳能集热管和地源热泵系统的组合为生活空间和生活热水加热。多余的夏季热能被储存在房屋下方的基岩中，以便以后由热泵提取。一个“短地下室”——一个有条件的，不通风的爬行空间，包含加热管道，增加了家庭的热质量——也有助于减少温度波动。

住宅的创新能源系统最初还配备了多区域能量回收通风机(erv)，它用排出的陈旧空气的热量加热进入的新鲜空气;这些随后被替换为a单空气处理机．

高科技监测与评价

该项目的工程师和俄勒冈州能源部(ODOE)的工作人员领导了住宅系统的广泛调试过程。房子里安装了60多个传感器，ODOE和俄勒冈理工学院(OIT)可以远程跟踪房子的能源使用情况，为这个和未来的项目提供有价值的数据。设计和安装故障的早期识别使他们能够快速纠正问题，包括供暖和通风系统的过度噪音。从测量和验证中得出的最重要的发现之一是，热泵的性能约为制造商规定水平的一半。当热泵制造商的代表收到监测数据后，他们同意用更节能的2吨热泵取代1.5吨的热泵。

该团队最初设定了一个雄心勃勃的目标，让家庭能源使用尽可能接近净零(每年产生的能源与消耗的能源一样多)，对于这样一个多云的地区来说，这是一个具有挑战性的目标，如果不是不可能的话。能源顾问查理·斯蒂芬斯(Charlie Stephens)估计，该住宅目前通过其现场太阳能光伏系统产生的能源约占其能源使用量的56%。这些系统仍在进行微调，以更接近净零排放的目标。

经验教训

这个项目成功的关键在于它的综合设计过程和使用后的评估和修正。为了让所有团队成员熟悉项目的目标，熟悉新的和不熟悉的设备和系统的使用，团队在设计和施工之前和期间召开了许多会议。该团队包括建筑师、业主、室内设计师、景观设计师、能源顾问和承包商。他们进行了五个半天的训练eco-charrettes(关于在新建筑中有效利用能源和资源的想法的头脑风暴会议)，其中还包括各种内容专家和邻居。

Nathan Good指出:“让承包商尽早参与到设计过程中至关重要。“他对缩短生命周期成本评估的贡献对建筑系统和材料的选择至关重要。”Nathan强调，当地建筑官员的支持和参与对项目的成功也至关重要:“与建筑官员的设计前会议为当地的一些开创性特征铺平了道路，包括植物屋顶、ICFs、ERV系统，以及无通风和适度调节的‘短地下室’。”

简单往往是最好的
Charlie Stephens说，从这个项目中学到的主要教训之一是，“复杂性滋生问题。”例如，“监控最初允许我们发现一些系统问题，[但是]住宅项目不像商业建筑项目那样享受持续的技术支持，因此问题无法诊断，控制功能最终无法为业主提供可靠的系统。”该团队最终在很大程度上分离了监测和控制功能，以提高可靠性并降低整体能耗。

暖通空调系统的空气处理侧也得到了极大的简化。查理说:“虽然人们确实可以使用适当可控的ERV或HRV作为空气处理器，但也有缺点。当它们作为空间加热空气处理器运行时，由于效率远低于100%，它们施加了加热负荷，其中三个比单个更大的要消耗更多的能量。当时还没有配备必要控制功能的大型空气处理器，但一个带有联锁或内置HRV的单一变速空气处理器可以更好地完成工作。”事实上，业主已经安装了一个新的，更简单的空气处理器来取代erv。

查理说，现在欧洲已经有了更完整的热泵系统(主要是空气-水)，应该很快就会适用于美国市场。查理说:“当我们有更多的打包系统可以使用时，建造零能耗房屋将会容易得多，但是，一如既往，首先要注意外壳!”

能源设备的决策可能很棘手
查理指出，另一个教训是“太阳能热系统在你真正需要它的时候贡献不大:在冬季，俄勒冈海岸几乎没有阳光，”所以在这种情况下，它不是特别划算。他报告说，屋顶光伏系统总体上运行良好，尽管它的输出可能会受到海洋空气中的盐雾的轻微影响。

经过一年的数据收集，设计团队对地源热泵的性能并不满意。根据他们的发现，部件被更换了，但该系统似乎仍然没有像预期的那样有效地工作。

房屋将继续被监测和评估，作为业主追求尽可能接近实现净零能耗住宅的一部分。很明显，这个位置使这个目标具有挑战性，但他们所做的每一次调整都让他们离目标更近了一点。

一般规格及团队

地点:	坎农海滩
卧室:	2
卫生间:	2.5
生活空间:	2268
其他说明:	完成:2005年3月

建造者:Elstrom丰富,Elstrom建设俄勒冈州吉尔哈特市
师:Nathan Good, AIA;Nathan Good Architect俄勒冈州塞勒姆
室内设计师:乔治亚·厄登伯格，IIDA，Czopek & Erdenberger俄勒冈州波特兰
景观设计师:George Erdenberger，波特兰，俄勒冈州
助理设计师:Leonard Lodder, Studio 3 Architecture
机械工程师:基因约翰逊,SOLARC建筑与工程
能源顾问:查理•史蒂芬斯辅助咨询
监控顾问:鲍勃·罗杰斯，俄勒冈理工学院
太阳能顾问:道格•博林Cascade太阳能咨询公司

建设

基础:半条件缩短混凝土板基底;复合ICFs (R-21, Durisol)
墙:复合ICFs (R-25级以上);R-21以下，Durisol);外露框架开口处的木结构
屋顶:2x14, 16英寸。o.c。在弯曲的钢梁之间，两个1/2英寸。多层CDX胶合板;三层屋面膜;排水垫;4英寸轻质土壤;3。屋顶甲板下闭孔喷雾泡沫保温;剩余的屋顶空腔填充无甲醛玻璃纤维(R-58)

窗口:低e2双层氩气木框(U-factor = <0.32;SHGC = 0.41)

能源

• 多区域能量回收通风(ERV)系统，带有用于供气加热的在线水力线圈(随后被单个空气处理器取代)
• 被动式太阳能采暖;大部分室内接收功能性采光;使用了天窗和轻型货架
• 热质量调节加热和冷却
• 可操作的窗户提供冷却和通风
• 屋顶悬垂用于遮阳
• 高性能建筑围护结构
• 节能灯
• 楼宇自动化控制系统

能源规格

加热/冷却:水力强制空气热(真空管式太阳能集热器)，2个120加仑储水箱，带4500瓦电热元件，地源热泵，ERV;无需冷却系统
她的分数:94(旧计分法)
风门试验:50帕斯卡时每小时换气0.23次
Duct-blaster测试:80立方英尺。每分钟25帕斯卡
年能源使用量:13.3 mmbtu

使用方法:净3900千瓦时

总使用:8900千瓦时

现在pv:5000千瓦时

注:自从安装了新的空气处理机以来，这一估计没有进行过修订，因此实际的能源使用量现在可能会更少。

水效率

• 即溶热水按需循环器
• 低流量厕所和管道装置
• 高效，双抽屉洗碗机
• 用于园林绿化的本地植物;无需灌溉系统
• 过滤雨水的小型生物沼泽

室内空气质量

• 窗户和室内布局有利于自然通风
• 多区域ERV系统
• 内部材料是零voc和无脲醛
• 拉姆福德壁炉，玻璃门和室外气源
• 带有外部雨幕的透气性外墙

绿色材料和资源效率

• 透光铺平道路
• 有生命(植物)的屋顶
• fsc认证的木材全部使用，包括icf，框架，壁板，外部装饰和橱柜
• ICFs由水泥和木纤维制成，内衬矿棉绝缘
• 被风吹倒的树木，用于室内的木质框架、地板和楼梯
• 门由回收的下沉原木制成
• 窗户由可持续收获的雪松制成
• 结构钢梁和钢筋的回收含量为90-100%
• 25%粉煤灰混凝土基础;ICFs中掺35%粉煤灰混凝土
• 可回收的(挡风玻璃)瓷砖和用作浴室瓷砖的海滩鹅卵石;本地打捞浴缸
• 无PVC材料(地下电套、电线套、部分电器PVC除外)
• 95%的建筑废物被转移至堆填区;废木材被磨成锅炉燃料;抹灰衬板废料被磨碎，用作土壤改良剂

替代能源利用

光伏发电:5.9千瓦STC直流并网，屋顶安装系统，由36个165瓦模块和两个2500瓦逆变器组成。
成本:约。29000美元俄勒冈州的税收优惠使该系统的总成本节省了55%;再加上俄勒冈州能源信托基金的激励措施，该系统的投资回收期从28年缩短到不到10年

认证

地球的优势:铂