یکی از راهکارهای کاهش مصرف انرژی استفاده از خانه ‌های پسیو است. با توجه به قابلیت اجرایی این دانش در کشور ایران؛ خانه‌های پسیو به عنوان یکی از راه حل‌های کاهش مصرف انرژی انتخاب شده و مورد بررسی قرار گرفت.

تعریف خانه پسیو:

موسسه بین‌المللی پسیو هاوس آلمان ،خانه‌های پسیو را به عنوان ساختمان‌هایی که در آب و هوای بسیار سرد نیازمند انرژی حرارتی قابل اغماض )کم( بوده و در نتیجه نیاز به سیستم حرارتی فعال ندارند، تعریف کرده است.

چنین خانه‌هایی را می‌توان با استفاده از منابع گرمایی موجود داخلی، انرژی خورشیدی جذب شده توسط پنجره‌ها و عایق بندی درست با سیستم تهویه مطبوع بدون آنکه هوای داخل خانه خیلی گرم شود، در دمای آسایش قرار داد. تاکید ایده ‌پردازان خانه پسیو ابتدا بیشتر بر روی تامین انرژی گرمایشی مورد نیاز ساختمان بود؛ اما در فاصله زمانی کوتاهی مشخص شد که بهینه سازی مصرف انرژی نباید فقط به سیستم گرمایشی محدود شود، بلکه تمام مصارف انرژی خانوار باید به حداقل برسد.

به منظور دست ‌یابی به مصرف انرژی کم در ساختمان، نیازهای اصلی آن یعنی گرمایش و سرمایش، تامین آب گرم، تامین انرژی الکتریکی و جلوگیری از هدر رفت انرژی بررسی شده و برای هر کدام راه حلی در نظر گرفته شد. پس این راه حل‌ها به مرحله اجرا درآمده و میزان مصرف انرژی در نمونه‌های ساخته شده مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان دهنده آن بود که انرژی مورد نیاز در یک ساختمان پسیو آنقدر کم است که می‌تواند توسط انرژی بدست آمده از خورشید یا دیگر منابع تجدید پذیر در سایت ساختمان تامین شود؛ لذا یک خانه پسیو آسایش را از جنبه‌های مختلف و غیر همسان با مصرف انرژی بسیار کم فراهم می‌کند.

به طور کلی ساختمان‌های خانۀ پسیو، آسایش و راحتی در داخل ساختمان را همراه با مصرف بسیار پایین انرژی، همه جانبه تأمین می‌کنند. کیفیت طراحی و نیروی کار ماهر به همراه پنجره‌ها و بدنۀ عایق بندی شده بسیار خوب و تهویه با بازیافت حرارتی، اجزاء بنیادی هستند که باعث تمایز ساخت خانۀ پسیو می‌شوند. خانۀ پسیو، استاندارد عملکرد ساختمان را مشخص می‌کند نه روش چگونگی ساخت آن را، و در نتیجه با کارآیی مناسب انرژی، نمای ساختمان نیز با ساختمان‌های مجاور سازگار است. به عبارت دیگر، از آنجا که ساختمان‌های خانۀ پسیو باید اهداف مشخص شده برای انرژی مورد تقاضای ساختمان را تأمین کنند، طراحان اینگونه ساختمان‌ها در انتخاب بهترین روش‌ها برای رسیدن به این اهداف اختیار عمل کامل دارند.

اصول اساسی طراحی خانه پسیو :

طراحی خانه‌های پسیو نیازمند رعایت ۵ اصل اساسی است که عبارتند از:

۱- ضریب هدایت حرارتی

مصالح و عناصر ساختمانی که به صورت ویژه برای خانه‌های پسیو طراحی و ساخته می‌شوند همگی ضریب هدایت حرارتی مشخصی دارند که هر چه مقدار آن کمتر باشد نشان دهنده آن است که در یک بازه زمانی مشخص، انرژی حرارتی کمتری در آن ماده ساختمانی از دست می‌رود. روشن است که هر چقدر مقدار ضریب هدایت حرارتی کمتر باشد، ضخامت اعضاء سازه‌ای در طراحی می تواند کاهش پیدا کند .

۲- عایق‌بندی با کیفیت بال و حذف پل‌های حرارتی

یکی از خصوصیات اصلی خانه‌های پسیو داشتن استاندارد عایق بندی بالا است. با تامین عایق‌بندی مناسب، میزان افت گرما در ساختمان کاهش پیدا کرده و نیاز به انرژی گرمایی حتی در سردترین روزهای سال بسیار کم می شود. در این شرایط، در بسیاری از مواقع تنها با پیش گرمایش هوای ورودی از سیستم تهویه به فضاهای داخلی، می‌توان گرمایش مورد نیاز خانه را تامین کرد. عایق‌بندی صحیح هم چنین از تجمع رطوبت و تخریب در سازه ساختمان جلوگیری می‌کند.

۳- پنجره‌های عایق‌بندی شده

پنجره‌ها اجازه ورود نور طبیعی به فضا را داده و به کمک آن دمای فضاهای داخلی را بالا نگه می‌دارند .در خانه‌های پسیو به جهت استفاده از حداکثر نور دریافتی پیشنهاد می‌شود از پنجره‌های ۳ جداره که فاصله بین لایه‌های شیشه آن با گاز پر شده، استفاده شود. در اغلب اقلیم ها باید بازشوها و نماهای شیشه‌ای را رو به خط استوا ) در نیمکره شمالی رو به جنوب) در نظر گرفت.

پنجره‌هایی که رو به غرب و یا شر ق در نظر گرفته شده‌اند موجب گرمایش بیش از حد فضای داخلی می‌شوند لذا باید برای آنها سایه بان‌های مناسب طراحی کرد. اقلیم‌های سرد بیشترین پنجره‌های رو به جنوب را نیاز دارند؛ در حالی که در اقلیم‌های گرم باید برای پنجرها از سایه بان‌های مناسب استفاده کرد تا اجازه ورود گرمای ناخواسته به فضای داخلی را ندهند.

۴- تهویه مکانیکی با ریکاوری گرمایی

در فصل زمستان در صورت بازکردن پنجره‌ها برای تهویه طبیعی، گرمای فضاهای داخلی یک خانه از دست می‌رود؛ از سوی دیگر تهویه طبیعی در فصل زمستان معمولا مطلوب نیست و موجب ورود سوز و سرما و در برخی موارد سر و صدا و آلودگی محیط به داخل ساختمان می‌شود. لذا استفاده از یک سیستم تهویه کارآمد ضروری است.

سیستم تهویه با ریکاوری گرمایی، هوای کهنه را از فضاهای مشخصی مانند آشپرخانه، سرویس‌ها و حمام بیرون کشیده و هوای تازه را برای دیگر فضاهای اقامتی تامین می‌کند. از سویی گرمایی که در اثر تهویه از دست می‌رود، بخش مهمی از انرژی گرمایشی ساختمان است. لذا سیستم به صورتی طراحی شده که گرمای هوای کهنه در حال خروج توسط یک مبدل گرمایی دریافت شده و به هوای تازه دمیده می‌شود. این روش موجب حفظ میزان زیادی از انرژی گرمایی شده و در مصرف انرژی صرفه‌جویی می‌کند.

۵- هوابندی ساختمان

یک خانه ممکن است انرژی سرمایش یا گرمایش خود را در اثر نفوذ هوا از پنجره‌ها، دیوارها، کف‌ها، دیوارهای خارجی، سقف‌ها و یا اتصالات از دست بدهد. بنابراین لایه  بیرونی خانه پسیو باید به طور کامل هوابندی شده باشد تا مانع از دست رفتن گرما شده، از تشیکل شدن رطوبت در عناصر ساختمانی جلوگیری کند، و کیفیت هوای داخلی را افزایش دهد.

اجرای این موضوع به کمک استفاده از یک غشای هوابند یا مصالحی به عنوان جدا کننده مابین تمام عناصر ساختمان امکان‌پذیر است. بسته به نوع ساخت و ساز؛ این جدا کننده ممکن است از مصالح بنایی، غشای بخار بند، تخته های چوبی، یا متریال ها و ور ق‌هایی با ضخامت مناسب باشد.

مزیت‌های یک خانه پسیو:

به طور خلاصه مزیت‌های یک خانه پسیو را عبارتند از:

• کاهش میزان مصرف انرژی ساختمان
• سطح بالای آسایش حرارتی
• وجود مداوم هوای تازه در ساختمان
• پایداری سازه ساختمان به دلیل حذف رطوبت و آسیب‌های ناشی از آن
• کاهش هزینه سرمایش و گرمایش به صورت چشمگیر
• کیفیت بالای هوای داخل فضای مسکونی
• سادگی

به طور کلی در این خانه ها میزان مصرف انرژی نسبت به خانه های معمولی ۹۰ % کاهش یافته و در آن ها تنها به اندازه ۱۰ %خانه های معمولی به انرژی نیاز هست. خانه‌های پسیو نسبت به خانه های نوساز ۷۵ % انرژی کمتر مصرف می‌کنند. همچنین بدلیل افزایش روز افزون ساخت خانه‌های پسیو، قیمت اجرای آنها رو به کاهش بوده و تنوع روز افزون در ساخت و ساز، روش‌‌های اجراء چنین ساختمان‌هایی را در انواع خانه ها و آپارتمان‌ها زیاد کرده است. علاوه بر این، تاکنون با استاندارد ساختمان‌های پسیو، چندین ساختمان اداری و مدارس و همچنین ساختمان کارخانه در دنیا تکمیل شده اند. نظریه‌های تئوری و نمونه‌های اجرا شده تأیید می‌کنند که سکونت در خانه های منفعل بسیار راحت است. زیرا حتی در آب و هوای سرد، دمای فضاهای داخلی به دلیل عایق حرارتی بسیار مناسب، بالا باقی می‌ماند و از سرما و وزش باد اثری نیست. بازخورد دریافتی از ساکنان این خانه‌ها در فصول مختلف نیز همواره مثبت بوده است. از طرف دیگر خانه پسیو در اقلیم‌های داغ و مرطوب نیز کاربرد دارد. در چنین شرایطی، تهویه با ریکاوری، میزان گرما و رطوبت را درون ساختمان کاهش می‌دهد. لذا طراحی و اجرای خانه‌‌های پسیو را می‌توان یک راهکار مهم برای کاهش مصرف انرژی در کشور دانست.

نویسنده: مهیار پیرباوقار پژوهشگر و عضو معمار سازمان نظام مهندسی ساختمان گیلان