37
Passive House Cer-fica-on in Scandinavia Rolf Jacobson, LEED AP ZEB, Norwegian University of Science and Technology CSBR, University of Minnesota [email protected] October 17, 2013 Lærkehaven, in Lystrup Denmark 32 PHIcer-fied apartments

Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

  • Upload
    others

  • View
    5

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

 Passive  House  Cer-fica-on  in  

Scandinavia    

Rolf  Jacobson,  LEED  AP    

ZEB,  Norwegian  University  of                      Science  and  Technology  CSBR,  University  of  Minnesota  [email protected]      October  17,  2013  

Lærkehaven,  in  Lystrup  Denmark  -­‐  32  PHI-­‐cer-fied  apartments    

Page 2: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Outline  

1.  Research  background  2.  Scandinavian  climate  3. Model  Passive  House  performance  4.  Overview:  status  of  PH  cer-fica-on  in  Scandinavia  5.  Detailed:  cer-fica-on  requirements  6.  Cer-fica-on  trends  and  implica-ons  for  North  America      

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 3: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Research  background  •     B.A.  in  physics  and  math  from  St.  Olaf  College,  2001  •     Worked  as  a  framer  building  homes  from  2002  -­‐  2005  •     Began  work  on  Master’s  thesis  in  2007,  U  of  M  •     Fulbright  scholarship  to  complete  thesis  and  study  cold  climate                envelopes  in  Norway  in  2010/2011,  NTNU  •     Currently  -­‐  energy  modeling  and  envelope  design  consultant  (PHPP,  REMRate,  WUFI,  THERM)                          

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 4: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Background  •   In  Norway,  studied  at  the  Center  for  Zero  Emissions  Buildings    (ZEB)          •   Housed  within  the  Norwegian  technical          university,  NTNU,  in  Trondheim,  and  associated          with  na-onal  research  group  SINTEF    •   Thesis  focused  on  passive  house  envelopes        in  cold  climates  -­‐  construc-on  types  and  details,          thermal  bridging,  hygrothermal  performance,          life-­‐cycle  environmental  impacts    •   Twice  abended  Scandinavian  Passivhus      conference  (Passivhus  Norden),  toured  new      building  projects  in  Norway  and  Denmark,      learned  about  Scandinavian  residen-al  building        techniques  and  regula-ons  including  “Passivhus”              Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 5: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Scandinavian  Climate  

Hea-ng  degree  day  (HDD  65°F)  map  of  Europe.      

12600 10800 9000 7200 5400 3600 1800 0 (°F)

 (Image  from  European  Reanalysis  and  Observa-ons  for  Monitoring)  

Denmark  –  similar  to  Germany  Sweden  and  Norway  –  most  areas  substan-ally  colder  

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 6: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Scandinavian  Climate  

Hea-ng  degree  day  (HDD  65°F)  map  of  Europe.      

12600 10800 9000 7200 5400 3600 1800 0 (°F)

 (Image  from  European  Reanalysis  and  Observa-ons  for  Monitoring)  

La-tude  –  most  of  Europe  is  north  of  the  con-nental  U.S.      

La-tude  45°N  Minneapolis,  MN  

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 7: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Arc-c  circle  

Scandinavian  Climate  

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 8: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Model  Passive  House  Performance  

footprint:  24’  x  36’  2,240  sf  floor  area  walkout  basement,  loj    

• R-­‐60  above  grade  walls    

• R-­‐50  below  grade  walls    • R-­‐80  roof  

• R-­‐60  floor  slab  

• Op-win  windows:      U-­‐0.15,        SHGC  0.52      

• assumed  air-ghtness:        6  ACH@50Pa  

south  eleva-on  

west  eleva-on  north  eleva-on  

east  eleva-on  

Model  Passive  house  used  in  PHPP  to  inves-gate  climate  effects  

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 9: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Model  Passive  House  Performance  

Denver,  Chicago,  Copenhagen  similar  with  6000  HDD  Minneapolis  more  similar  to  Scandinavian  ci-es  with  roughly  8000  HDD  

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 10: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Model  Passive  House  Performance  

Model  house  easily  meets  15  kWh/m2/yr  requirement  in  Denver,  Chicago,  just  passes  in  Minneapolis.  Model  house  fails  in  all  Scandinavian  ci-es  except  Copenhagen.  

CONCLUSION  –  R60  walls  and  slab,  R80  roof  not  adequate  in  Norway  and  Sweden  

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 11: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Model  Passive  House  Performance  

Midwestern  ci-es  have  2x  more  winter  radia-on  on  average  than  Scandinavian  ci-es  and  Denver  has  close  to  3x  as  much.  

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 12: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Model  Passive  House  Performance  

Solar  savings  frac-on  averages  55%  in  Midwestern  ci-es  (not  including  Denver  at  70%),  only  40%  in  Scandinavian  ci-es.  

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 13: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Model  Passive  House  Performance  To  achieve  a  specific  space  heat  demand  of  15kWh/m2/yr  or  less  in  the  Oslo  climate  requires  the  model  house  built  with:  •     R100  above  grade  walls  •     R80  below  grade  walls  •     R140  roof  •     R80  floor  slab  

And  Oslo  is  not  the  most  challenging  Scandinavian  climate!  

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 14: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Exis-ng  energy  codes  –  Norway,  Denmark,  Sweden    

Status  of  PH  cer-fica-on  in  Scandinavia  

Chart  from  Promo-on  of  European  Passive  Houses,  “Passive  House  Solu-ons”,  May  2006  

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 15: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Status  of  PH  cer-fica-on  in  Scandinavia  Sweden  •     Forum  for  Energy  Efficient  Buildings  (FEBY)  –  publicly  funded  research            group  developed  their  own  “passivhus”  standard  in  2007,  now  FEBY  ’12    •     IG  Passivhus  Sverige  –  separate  nonprofit  promo-ng  PHI  standard  •     Neither  has  been  officially  adopted  by  the  state  •     Surpassed  2000  living  units  cer-fied  to  FEBY  standard  

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 16: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Status  of  PH  cer-fica-on  in  Scandinavia  Norway  •     NS3700  adopted  as  na-onal  standard  for  “Passivhus”  construc-on    in  2010    

•     Adopted  by  the  state  with  the  express  wriben  intent  of  encouraging        low-­‐energy  and  passivhus  construc-on  

•     #  of  units  –  wai-ng  for  response,  cer-fied  to  NS3700  standard  

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 17: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Status  of  PH  cer-fica-on  in  Scandinavia  Denmark  

•     Most  projects  follow  PHI  standard  

•     Cer-fica-ons  awarded  through  Danish  PHI  affiliate,            Dansk  Passivhus  Forum  (DPHF),            danskpassivhusforum.dk    

•     Approaching  300  living            units,  plus  notable  large            commercial/ins-tu-onal            projects,  cer-fied  to            PHI  standard  

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 18: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Cer-fica-on  in  Sweden  –  FEBY’12  Cer$fica$on  Requirements   Denmark  -­‐  PHI   Sweden  -­‐  FEBY'12   Sweden  -­‐  Notes              Specific  Space  Heat  Demand    

</=  15  kWh/m2/yr   no  requirements  set  

           Specific  Space  Cooling  Demand  

</=  15  kWh/m2/yr  +  0.3  W/m2/yrK  x  CDD  no  requirements  set  

           Air$ghtness  Test   </=  0.6  ACH@50Pa   </=  0.3  l/s/m2  envelope  area  @  50Pa  (0.06  

cfm/sf  envelope  area)                (or)                                                </=  0.5  l/s/m2  floor  area  @  50Pa  for  small  houses  (0.72  ACH  @50Pa)  

First  result  is  roughly  equivalent  to  0.6  ACH  for  small  homes,  but  much  lower  as  building  size  increases.  

           Specific  Primary  Energy  Demand  

</=  120  kWh/m2/yr   </=  63,  59,  55  kWh/m2/yr  in  Climate  zone  1,2,3  respec-vely  (no  electric  heat)                        </=  31,  29,  27  kWh/m2/yr  in  Climate  zone  1,2,3  respec-vely  (electric  heat)                                      </=  78,  73,  68  kWh/m2/yr  in  Climate  zone  1,2,3  respec-vely  (district+mixed  energy)                  (district  +  mixed  energy  calculated  using  2.5*Eel  +  0.8*Eheat  +  0.4*Ecool  +  Eother  

Requirements  listed  for  buildings  less  than  400m2,  otherwise  subtract  5  kWh/m2/yr  for  no  electric  heat,  2  kWh/m2/yr  for  electric  heat,  and  5kWh/m2/yr  for  district  heat.        For  non-­‐district  heat  op-ons,  this  is  delivered  energy,  not  primary  energy,  and  only  includes  energy  used  for  hea-ng,  hot  water,  and  ven-la-on.    For  district  +  mixed  heat,  listed  energy  demand  is  primary  energy  

           Hea$ng  Load   </=  10  W/m2  (alterna-ve  to  specific  space  

heat  demand  requirement)    </=    19  w/m2  in  Climate  zone  1                                              </=  18  W/m2  in  Climate  zone  2                                            </=  17  W/m2  in  Climate  zone  3                                                            2W/m2  subtracted  for  floor  area  >  400m2    

Requirements  listed  for  buildings  less  than  400m2,  otherwise  subtract  2  W/m2/yr.    Alterna-vely,  can  use  equa-on                                            Max  VFT  =  12.3  -­‐  0.227  x  DVUT12  day    

           Cooling  Load   </=  10  W/m2  +  etc  (alterna-ve  to  specific  

space  cooling  demand  req.)  no  requirements  set  

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 19: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Cer-fica-on  in  Sweden  –  FEBY’12  

•     Country  divided  into  3  climate  zones  

•     Hea-ng  load  and  specific  primary              energy  requirements  are  variable            depending  on  climate  zone  

•       Alterna-vely,  equa-ons  can  be            used  to  calculate  exact  hea-ng  load            and  energy  requirements  for  a  given            municipality  (rarely  used)    •     Zone  1  is  the  primary  compe--on          zone  between  FEBY  and  PHI  

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 20: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Cer-fica-on  in  Sweden  –  FEBY’12  Cer$fica$on  Requirements   Denmark  -­‐  PHI   Sweden  -­‐  FEBY'12   Sweden  -­‐  Notes              Specific  Space  Heat  Demand    

</=  15  kWh/m2/yr   no  requirements  set  

           Specific  Space  Cooling  Demand  

</=  15  kWh/m2/yr  +  0.3  W/m2/yrK  x  CDD  no  requirements  set  

           Air$ghtness  Test   </=  0.6  ACH@50Pa   </=  0.3  l/s/m2  envelope  area  @  50Pa  (0.06  

cfm/sf  envelope  area)                (or)                                                </=  0.5  l/s/m2  floor  area  @  50Pa  for  small  houses  (0.72  ACH  @50Pa)  

First  result  is  roughly  equivalent  to  0.6  ACH  for  small  homes,  but  much  lower  as  building  size  increases.  Qualify  for  0.5  l/s/m2  if  form  factor  >  1.7.                                                                                (Form  factor  =  envelope  area/floor  area)  

           Specific  Primary  Energy  Demand  

</=  120  kWh/m2/yr   </=  63,  59,  55  kWh/m2/yr  in  Climate  zone  1,2,3  respec-vely  (no  electric  heat)                        </=  31,  29,  27  kWh/m2/yr  in  Climate  zone  1,2,3  respec-vely  (electric  heat)                                      </=  78,  73,  68  kWh/m2/yr  in  Climate  zone  1,2,3  respec-vely  (district+mixed  energy)                  (district  +  mixed  energy  calculated  using  2.5*Eel  +  0.8*Eheat  +  0.4*Ecool  +  Eother  

Requirements  listed  for  buildings  less  than  400m2,  otherwise  subtract  5  kWh/m2/yr  for  no  electric  heat,  2  kWh/m2/yr  for  electric  heat,  and  5kWh/m2/yr  for  district  heat.        For  non-­‐district  heat  op-ons,  this  is  delivered  energy,  not  primary  energy,  and  only  includes  energy  used  for  hea-ng,  hot  water,  and  ven-la-on.    For  district  +  mixed  heat,  listed  energy  demand  is  primary  energy  

           Hea$ng  Load   </=  10  W/m2  (alterna-ve  to  specific  space  

heat  demand  requirement)    </=    19  w/m2  in  Climate  zone  1                                              </=  18  W/m2  in  Climate  zone  2                                            </=  17  W/m2  in  Climate  zone  3                                                            2W/m2  subtracted  for  floor  area  >  400m2    

Requirements  listed  for  buildings  less  than  400m2,  otherwise  subtract  2  W/m2/yr.    Alterna-vely,  can  use  equa-on                                            Max  VFT  =  12.3  -­‐  0.227  x  DVUT12  day    

           Cooling  Load   </=  10  W/m2  +  etc  (alterna-ve  to  specific  

space  cooling  demand  req.)  no  requirements  set  

model  house  form  factor  =  1.9,    requirement  is  approx.  0.7  ACH@50Pa  

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 21: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Cer-fica-on  in  Sweden  –  FEBY’12  Cer$fica$on  Requirements   Denmark  -­‐  PHI   Sweden  -­‐  FEBY'12   Sweden  -­‐  Notes              Specific  Space  Heat  Demand    

</=  15  kWh/m2/yr   no  requirements  set  

           Specific  Space  Cooling  Demand  

</=  15  kWh/m2/yr  +  0.3  W/m2/yrK  x  CDD  no  requirements  set  

           Air$ghtness  Test   </=  0.6  ACH@50Pa   </=  0.3  l/s/m2  envelope  area  @  50Pa  (0.06  

cfm/sf  envelope  area)                (or)                                                </=  0.5  l/s/m2  floor  area  @  50Pa  for  small  houses  (0.72  ACH  @50Pa)  

First  result  is  roughly  equivalent  to  0.6  ACH  for  small  homes,  but  much  lower  as  building  size  increases.  

           Specific  Primary  Energy  Demand  

</=  120  kWh/m2/yr   </=  63,  59,  55  kWh/m2/yr  in  Climate  zone  1,2,3  respec-vely  (no  electric  heat)                        </=  31,  29,  27  kWh/m2/yr  in  Climate  zone  1,2,3  respec-vely  (electric  heat)                                      </=  78,  73,  68  kWh/m2/yr  in  Climate  zone  1,2,3  respec-vely  (district+mixed  energy)                  (district  +  mixed  energy  calculated  using  2.5*Eel  +  0.8*Eheat  +  0.4*Ecool  +  Eother  

Requirements  listed  for  buildings  less  than  400m2,  otherwise  subtract  5  kWh/m2/yr  for  no  electric  heat,  2  kWh/m2/yr  for  electric  heat,  and  5kWh/m2/yr  for  district  heat.        For  non-­‐district  heat  op-ons,  this  is  delivered  energy,  not  primary  energy,  and  only  includes  energy  used  for  hea$ng,  hot  water,  and  ven$la$on.    For  district  +  mixed  heat,  listed  energy  demand  is  primary  energy  

           Hea$ng  Load   </=  10  W/m2  (alterna-ve  to  specific  space  

heat  demand  requirement)    </=    19  w/m2  in  Climate  zone  1                                              </=  18  W/m2  in  Climate  zone  2                                            </=  17  W/m2  in  Climate  zone  3                                                            2W/m2  subtracted  for  floor  area  >  400m2    

Requirements  listed  for  buildings  less  than  400m2,  otherwise  subtract  2  W/m2/yr.    Alterna-vely,  can  use  equa-on                                            Max  VFT  =  12.3  -­‐  0.227  x  DVUT12  day    

           Cooling  Load   </=  10  W/m2  +  etc  (alterna-ve  to  specific  

space  cooling  demand  req.)  no  requirements  set  

Removes  plug  loads  from  considera-on,  occupant  behavior  is  separated  from  building  design  

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 22: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Cer-fica-on  in  Sweden  –  FEBY’12  Cer$fica$on  Requirements   Denmark  -­‐  PHI   Sweden  -­‐  FEBY'12   Sweden  -­‐  Notes              Specific  Space  Heat  Demand    

</=  15  kWh/m2/yr   no  requirements  set  

           Specific  Space  Cooling  Demand  

</=  15  kWh/m2/yr  +  0.3  W/m2/yrK  x  CDD  no  requirements  set  

           Air$ghtness  Test   </=  0.6  ACH@50Pa   </=  0.3  l/s/m2  envelope  area  @  50Pa  (0.06  

cfm/sf  envelope  area)                (or)                                                </=  0.5  l/s/m2  floor  area  @  50Pa  for  small  houses  (0.72  ACH  @50Pa)  

First  result  is  roughly  equivalent  to  0.6  ACH  for  small  homes,  but  much  lower  as  building  size  increases.  

           Specific  Primary  Energy  Demand  

</=  120  kWh/m2/yr   </=  63,  59,  55  kWh/m2/yr  in  Climate  zone  1,2,3  respec-vely  (no  electric  heat)                        </=  31,  29,  27  kWh/m2/yr  in  Climate  zone  1,2,3  respec-vely  (electric  heat)                                      </=  78,  73,  68  kWh/m2/yr  in  Climate  zone  1,2,3  respec-vely  (district+mixed  energy)                  (district  +  mixed  energy  calculated  using  2.5*Eel  +  0.8*Eheat  +  0.4*Ecool  +  Eother  

Requirements  listed  for  buildings  less  than  400m2,  otherwise  subtract  5  kWh/m2/yr  for  no  electric  heat,  2  kWh/m2/yr  for  electric  heat,  and  5kWh/m2/yr  for  district  heat.        For  non-­‐district  heat  op-ons,  this  is  delivered  energy,  not  primary  energy,  and  only  includes  energy  used  for  hea-ng,  hot  water,  and  ven-la-on.    For  district  +  mixed  heat,  listed  energy  demand  is  primary  energy  

           Hea$ng  Load   </=  10  W/m2  (alterna-ve  to  specific  space  

heat  demand  requirement)    </=    19  w/m2  in  Climate  zone  1                                              </=  18  W/m2  in  Climate  zone  2                                            </=  17  W/m2  in  Climate  zone  3                                                            2W/m2  subtracted  for  floor  area  >  400m2    

Requirements  listed  for  buildings  less  than  400m2,  otherwise  subtract  2  W/m2/yr.    Alterna-vely,  can  use  equa-on                                            Max  VFT  =  12.3  -­‐  0.227  x  DVUT12  day    

           Cooling  Load   </=  10  W/m2  +  etc  (alterna-ve  to  specific  

space  cooling  demand  req.)  no  requirements  set  

If  standard  were  applied  in  Minneapolis:  Requirement  =  17  W/m2  Model  house  performs  at:  17.0  W/m2  

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 23: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Cer-fica-on  in  Sweden  –  FEBY’12  Component  performance   Denmark   Sweden                  Frequency  of  Overhea$ng  

</=  10%,  T>25C  (77F)   </=  10%,  T>26C  (79F)   this  is  a  recommenda-on  

           Thermal  Bridges   ψ  </=  0.01  W/mK,  calculated  using  

exterior  dimensions  thermal  bridge  heat  loss  included  in  hea-ng  load  calcula-on,  no  specific  reqs.  

           Mechanical  Ven$la$on  

Heat  recovery  efficiency  >/=  75%,      fan  efficiency  >/=  0.45Wh/m3  

heat  recovery  efficiency  >/=  70%   this  is  a  recommenda-on  

           Envelope  Components  

windows  </=  U-­‐0.14     average  window  U-­‐value  </=  U-­‐0.14  (calculated  on  an  area-­‐weighted  basis)  

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 24: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Cer-fica-on  in  Sweden  –  FEBY’12  Calcula$on  Methodology   Denmark   Sweden          

       Internal  Heat  Sources  

2.1  W/m2  (equipment  +  people,  standard  dwelling)  

1.13  kWh/  person/  day                                                                                                      30  kWh/m2  floor  area  for  equipment  (yearly?  hea-ng  season?)  

           Ven$la$on  Air  Flow  Rates  

0.3  ACH  (volume  by  TFA  *  2.5m)   >/=  0.35  l/s/m2                                                                                  (0.5  ACH,  volume  calculated  using  gross    floor  area  *  2.5)  

This  ven-la-on  rate  is  set  by  the  building  regula-ons,  not  FEBY  

           Occupancy  Rates   35  m2/person  (range  of  20  -­‐  50m2)   According  to  Sveby,  based  on  floor  area              Energy  Calcula$on  Protocol  

PHPP     EN  ISO  13790  

           Floor  Area  Calcu-­‐  la$on  Protocol  

German  Floor  Area  Ordinance  "TFA"   Set  by  BBR,  "Atemp"  =  gross  area  minus  exterior  wall  thickness  and  empty  shajs  

           Envelope  Area  Calc.  Protocol  

exterior  dimensions   interior  dimensions  

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 25: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Cer-fica-on  in  Sweden  –  FEBY‘12  Summary  of  major  changes    •     Concentra-ng  on  hea-ng  load  requirements  (rather  than  specific  space  heat  demand)            largely  removes  impact  of  solar  gain  (large  south  window  areas  less  abrac-ve  to  designers)  

•     Energy  and  hea-ng  load  requirements  become  a  func-on  of  climate  zone            (requirements  relaxed  for  colder  climates)  

•     Energy  and  hea-ng  load  requirements  also  vary  depending  on  floor  area            (requirements  -ghtened  for  larger  buildings)  

•     Air  leakage  becomes  a  func-on  of  envelope  area  –  makes  much  more  sense  especially              for  large  buildings  where  0.6  ACH  @50Pa  could  result  in  dangerously  leaky  envelopes  

•     Energy  use  requirements  disassociate  expected  occupant  behavior  from  building  design  

•     If  standard  is  applied  in  Minneapolis  climate,  model  house  -­‐  R60  walls  above  grade,  R-­‐50  below  grade,  R80  roof,  R60  floor  slab  –  just  barely  passes  hea-ng  load  requirement  

•     If  standard  is  applied  in  Stockholm  climate,  model  house  just  barely  passes  hea-ng  load  requirement  (failed  to  meet  PHI  standard)        

•     Verified  Performance  -­‐  “Cer-fikat”  awarded  during  planning  stages,  “Verifikat”  awarded  ajer  2  years    of  energy  reports  showing  successful  opera-ons  

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 26: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Cer-fica-on  in  Norway  –  NS3700  Cer$fica$on  Requirements   Denmark  -­‐  PHI   Norway  -­‐  NS3700   Norway  -­‐  Notes              Specific  Space  Heat  Demand    

</=  15  kWh/m2/yr   </=  15  kWh/m2/yr                                                                                                    for  θym    >/=  6.3C                                                          </=  15  +  2.1*(6.3  -­‐  θym)                                                                                    for  θym  <  6.3C                                                            </=  15  +  5.4*(250  -­‐  BRA)/100                                                                                          for  θym  >/=  6.3C                                                    </=  15  +  5.4*(250  -­‐  BRA)/100    +    (2.1  +  0.59*(250-­‐BRA)/100)*(6.2  -­‐    θym)        

                                                                                                                                                                       for  θym  <  6.3C    

θym  =  average  yearly  temperature                                                            BRA  =  gross  heated  floor  area                                                  first  two  results  for  BRA  >/=  250m2,                                                  second  two    results  for  BRA  <  250m2  

           Specific  Space  Cooling  Demand  

</=  15  kWh/m2/yr  +  0.3  W/m2/yrK  *  CDD   no  mechanical  cooling  allowed  

           Air$ghtness  Test   </=  0.6  ACH@50Pa   </=  0.6  ACH@50Pa  

           Specific  Primary  Energy  Demand  

</=  120  kWh/m2/yr   Delivered  Energy  <  Total  Energy  demand  -­‐  50%  DHW  energy  demand  

Delivered  energy  includes  kWh  of  electricity  plus  kWh  value  of  delivered  fossil  fuels  

           Hea$ng  Load   </=  10  W/m2  (alterna-ve  to  

specific  space  heat  demand  requirement)    

</=  0.6  W/m2/K  for  BRA  <  100m2                                                                                                                                                                    </=  0.55  W/m2/K  for  BRA    100  -­‐  250m2                                                                                                                                          </=  0.5  W/m2/K  for  BRA  >/=  250m2  

Varies  by  winter  temperature  and  home  size.    The  temperature  difference  used  in  the  heat  load  calcula-on  is  the  difference  between  interior  setpoint  and  the  coldest  month's  average  temperature    

           Cooling  Load   </=  10  W/m2  +  etc  (alterna-ve  to  

specific  space  cooling  demand  req.)  

no  mechanical  cooling  allowed  

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 27: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Cer-fica-on  in  Norway  –  NS3700  Cer$fica$on  Requirements   Denmark  -­‐  PHI   Norway  -­‐  NS3700   Norway  -­‐  Notes              Specific  Space  Heat  Demand    

</=  15  kWh/m2/yr   </=  15  kWh/m2/yr                                                                                                    for  θym    >/=  6.3C                                                          </=  15  +  2.1*(6.3  -­‐  θym)                                                                                    for  θym  <  6.3C                                                            </=  15  +  5.4*(250  -­‐  BRA)/100                                                                                          for  θym  >/=  6.3C                                                    </=  15  +  5.4*(250  -­‐  BRA)/100    +    (2.1  +  0.59*(250-­‐BRA)/100)*(6.3  -­‐    θym)        

                                                                                                                                                                       for  θym  <  6.3C    

θym  =  average  yearly  temperature                                                            BRA  =  gross  heated  floor  area                                                  first  two  results  for  BRA  >/=  250m2,                                                  second  two    results  for  BRA  <  250m2  

           Specific  Space  Cooling  Demand  

</=  15  kWh/m2/yr  +  0.3  W/m2/yrK  *  CDD   no  mechanical  cooling  allowed  

           Air$ghtness  Test   </=  0.6  ACH@50Pa   </=  0.6  ACH@50Pa  

           Specific  Primary  Energy  Demand  

</=  120  kWh/m2/yr   Delivered  Energy  <  Total  Energy  demand  -­‐  50%  DHW  energy  demand  

Delivered  energy  includes  kWh  of  electricity  plus  kWh  value  of  delivered  fossil  fuels  

           Hea$ng  Load   </=  10  W/m2  (alterna-ve  to  

specific  space  heat  demand  requirement)    

</=  0.6  W/m2/K  for  BRA  <  100m2                                                                                                                                                                    </=  0.55  W/m2/K  for  BRA    100  -­‐  250m2                                                                                                                                          </=  0.5  W/m2/K  for  BRA  >/=  250m2  

Varies  by  winter  temperature  and  home  size.    The  temperature  difference  used  in  the  heat  load  calcula-on  is  the  difference  between  interior  setpoint  and  the  coldest  month's  average  temperature    

           Cooling  Load   </=  10  W/m2  +  etc  (alterna-ve  to  

specific  space  cooling  demand  req.)  

no  mechanical  cooling  allowed  

In  Minneapolis,  θym  =  7.2C,    If  standard  were  applied  in  Minneapolis:  requirement  =    17.3  kWh/m2,    model  house  performance  =  12.9  kWh/m2  

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 28: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Cer-fica-on  in  Norway  –  NS3700  Cer$fica$on  Requirements   Denmark  -­‐  PHI   Norway  -­‐  NS3700   Norway  -­‐  Notes              Specific  Space  Heat  Demand    

</=  15  kWh/m2/yr   </=  15  kWh/m2/yr                                                                                                    for  θym    >/=  6.3C                                                          </=  15  +  2.1*(6.3  -­‐  θym)                                                                                    for  θym  <  6.3C                                                            </=  15  +  5.4*(250  -­‐  BRA)/100                                                              for  θym  >/=  6.3C                                                    </=  15  +  5.4*(250  -­‐  BRA)/100    +    (2.1  +  0.59*(250-­‐BRA)/100)*(6.2  -­‐    θym)        

                                                                                                                                                                       for  θym  <  6.3C    

θym  =  average  yearly  temperature                                                            BRA  =  gross  heated  floor  area                                                  first  two  results  for  BRA  >/=  250m2,                                                  second  two    results  for  BRA  <  250m2  

           Specific  Space  Cooling  Demand  

</=  15  kWh/m2/yr  +  0.3  W/m2/yrK  *  CDD   no  mechanical  cooling  allowed  

           Air$ghtness  Test   </=  0.6  ACH@50Pa   </=  0.6  ACH@50Pa  

           Specific  Primary  Energy  Demand  

</=  120  kWh/m2/yr   Delivered  Energy  <  Total  Energy  demand  -­‐  50%  DHW  energy  demand  

Delivered  energy  includes  kWh  of  electricity  plus  kWh  value  of  delivered  fossil  fuels  

           Hea$ng  Load   </=  10  W/m2  (alterna-ve  to  

specific  space  heat  demand  requirement)    

</=  0.6  W/m2/K  for  BRA  <  100m2                                                                                                                                                                    </=  0.55  W/m2/K  for  BRA    100  -­‐  250m2                                                                                                                                          </=  0.5  W/m2/K  for  BRA  >/=  250m2  

Varies  by  winter  temperature  and  home  size.    The  temperature  difference  used  in  the  heat  load  calcula-on  is  the  difference  between  interior  setpoint  and  the  coldest  month's  average  temperature    

           Cooling  Load   </=  10  W/m2  +  etc  (alterna-ve  to  

specific  space  cooling  demand  req.)  

no  mechanical  cooling  allowed  

Prac-cally  speaking,  this  requirement  forces  use  of  heat  pump  or  solar  power    

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 29: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Cer-fica-on  in  Norway  –  NS3700  Cer$fica$on  Requirements   Denmark  -­‐  PHI   Norway  -­‐  NS3700   Norway  -­‐  Notes              Specific  Space  Heat  Demand    

</=  15  kWh/m2/yr   </=  15  kWh/m2/yr                                                                                                    for  θym    >/=  6.3C                                                          </=  15  +  2.1*(6.3  -­‐  θym)                                                                                    for  θym  <  6.3C                                                            </=  15  +  5.4*(250  -­‐  BRA)/100                                                                                          for  θym  >/=  6.3C                                                    </=  15  +  5.4*(250  -­‐  BRA)/100    +    (2.1  +  0.59*(250-­‐BRA)/100)*(6.2  -­‐    θym)        

                                                                                                                                                                       for  θym  <  6.3C    

θym  =  average  yearly  temperature                                                            BRA  =  gross  heated  floor  area                                                  first  two  results  for  BRA  >/=  250m2,                                                  second  two    results  for  BRA  <  250m2  

           Specific  Space  Cooling  Demand  

</=  15  kWh/m2/yr  +  0.3  W/m2/yrK  *  CDD   no  mechanical  cooling  allowed  

           Air$ghtness  Test   </=  0.6  ACH@50Pa   </=  0.6  ACH@50Pa  

           Specific  Primary  Energy  Demand  

</=  120  kWh/m2/yr   Delivered  Energy  <  Total  Energy  demand  -­‐  50%  DHW  energy  demand  

Delivered  energy  includes  kWh  of  electricity  plus  kWh  value  of  delivered  fossil  fuels  

           Hea$ng  Load   </=  10  W/m2  (alterna-ve  to  

specific  space  heat  demand  requirement)    

</=  0.6  W/m2/K  for  BRA  <  100m2                                                                                                                                                                    </=  0.55  W/m2/K  for  BRA    100  -­‐  250m2                                                                                                                                          </=  0.5  W/m2/K  for  BRA  >/=  250m2  

Varies  by  winter  temperature  and  home  size.    The  temperature  difference  used  in  the  heat  load  calcula-on  is  the  difference  between  interior  setpoint  and  the  coldest  month's  average  temperature    

           Cooling  Load   </=  10  W/m2  +  etc  (alterna-ve  to  

specific  space  cooling  demand  req.)  

no  mechanical  cooling  allowed  

If  standard  were  applied  in  Minneapolis:  requirement  =  17.2  W/m2  model  house  performance  =  17.0  W/m2  

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 30: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Cer-fica-on  in  Norway  –  NS3700  Component  performance   Denmark   Norway                  

Frequency  of  Overhea$ng  

</=  10%,  T>25C  (77F)   NA  

           

Thermal  Bridges   ψ  </=  0.01  W/mK,  calculated  using  exterior  dimensions  

ψ  </=  0.03  W/m2K  (normalized  by  BRA  and  calculated  using  interior  dim.)  

           

Mechanical  Ven$la$on  

Heat  recovery  efficiency  >/=  75%,        fan  efficiency  >/=  0.45Wh/m3  

Heat  recovery  efficiency  >/=  80%,  fan  efficiency  >/=  0.417  Wh/m3  

           

Envelope  Components  

windows  </=  U-­‐0.14     exterior  wall  >/=  R-­‐38,      roof  >/=  R-­‐44,      floor  >/=  R38,                                      windows/door    </=  U-­‐0.14  

Envelope  components    must  meet  these  mandatory  minimum  R-­‐values  regardless  of  climate  or  building  size  

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 31: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Cer-fica-on  in  Norway  –  NS3700  Calcula$on  Methodology   Denmark   Norway                  Internal  Heat  Sources  

2.1  W/m2  (equipment  +  people,  standard  dwelling)  

1.95  W/m2  for  ligh-ng                                                                                  1.8  W/m2  for  equipment                                                                      1.5  W/m2  for  people  

REM  Rate  uses  roughly  4.1  W/m2  

           Ven$la$on  Air  Flow  Rates  

0.3  ACH  (volume  by  TFA  *  2.5m)   >/=  0.48  ACH  for  dwellings  >/=  110m2                        and  increasing  linearly  to  0.64  ACH  for  smallest  units  

(volume  calculated  using  BRA  *  2.5m)  

           Occupancy  Rates   35  m2/person  (range  of  20  -­‐  50m2)  ?              Energy  Calcula$on  Protocol  

PHPP     NS  3031  

           Floor  Area  Calcu-­‐  la$on  Protocol  

German  Floor  Area  Ordinance  "TFA"  

NS  3940,  "BRA"    =  gross  area  minus  exterior  wall  thickness  and  empty  shajs  

           Envelope  Area  Calc.  Protocol  

exterior  dimensions   NS  3940,  interior  dimensions  

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 32: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Cer-fica-on  in  Norway  –  NS3700  Summary  of  major  changes    •     Hea-ng  load  requirement  is  more  demanding  than  specific  space  heat  demand  –  encourages          smaller  glazing  areas  

•     Energy  and  hea-ng  load  requirements  become  a  func-on  of  climate  zone            (requirements  relaxed  for  colder  climates)  

•     Energy  and  hea-ng  load  requirements  also  vary  depending  on  floor  area            (requirements  -ghtened  for  larger  buildings)  

•     Delivered  energy  requirement  moves  in  direc-on  of  requiring  some  renewable  energy  on  site  

•     Prescrip-ve  approach  introduced  to  set  minimum  envelope  performance    

•     If  standard  is  applied  in  Minneapolis  climate,  model  house  -­‐  R60  walls  above  grade,  R-­‐50  below  grade,  R80  roof,  R60  floor  slab  -­‐    easily  passes  specific  space  heat  demand  and  narrowly  passes  hea-ng  load.      

•     If  standard  is  applied  in  Oslo  climate,  model  house  narrowly  fails  to  meet  specific  space  heat  demand  and  flunks  hea-ng  load.  

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 33: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Summary  –  required  envelope  performance  

•     Denmark:  Climate  -­‐  similar  to  Germany                          Passive  House  standard  –  retained  original  PHI  defini-on  and  model      

               Model  house  -­‐  R50  walls,  R60  floor  slab,  and    R80  roof  in  Copenhagen  

•     Sweden:        Climate  -­‐  substan-ally  more  challenging                  Passive  House  standard  -­‐  FEBY’12  relaxed  compared  to  PHI  defini-on    

                                             Model  house  -­‐  R60  walls,  R60  floor  slab,  and  R80  roof  in  Stockholm  

•     Norway:        Climate  -­‐  substan-ally  more  challenging                                                  Passive  House  standard  –  NS  3700  slightly  relaxed  compared  to  PHI  

               Model  house  -­‐  unclear  what  envelope  R-­‐values  are  required  in  Oslo                    climate  due  to  differences  in  heat  load  calcula-on  and  allowable                                    internal  gains,  but  likely  higher  than  FEBY’12    

                         Trondheim  example  –  R63  walls,  R71  floor  slab,  R87  roof  (and  that  is                  for  a  mul--­‐family  row-­‐house  in  less  challenging  climate  than  Oslo)  

   

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 34: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Implica-ons  in  Cold  North  American  Climates  •     Climate  Issue:  Climate  zones  5,  6,  7  compare  well  to  Scandinavia  in  terms  of  HDD,  but  Midwestern  regions  offer  2x  the  available  solar  insola-on.    Result  –  easier  to  meet  PHI  standard  when  substan-al  south-­‐facing  glazing  is  used.  

•     Standard  modifica-ons:  In  Scandinavia,  passive  house  defini-ons  were  created  that  adjust  for  available  solar  gain  (hea-ng  load  targets  become  primary  focus,  discouraging  large  glass  areas).    If  same  principle  was  applied  in  North  America,  what  would  that  entail?    Large  glass  areas  reduce  specific  space  heat  demand  but  can  create  comfort  issues  (and  anecdotal  evidence  suggests  they  do).    But  high  solar  insola-on  is  equally  good  for  solar  power:        $6000  investment  in  3  kW  PV  =  4000  kWh/yr  =  $440  of  electricity  ($0.11/kWh)  

 $6000  investment  in  75sf  Op-win  windows  =  1350  kWh  =  $76  of  natural  gas  ($1.50/therm)          

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 35: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Implica-ons  in  Cold  North  American  Climates  •     Climate  Issue:  Extreme  cold  temperatures  in  both  Scandinavia  and  North  America  result  in  heat  loads  that  cannot  be  met  using  ven-la-on  air  alone.      

•     Standard  modifica-ons:  Since  hea-ng  loads  cannot  be  met  with  ven-la-on  air,  a  supplemental  hea-ng  system  is  s-ll  required.    There  is  no  “tunnel  through  the  cost  barrier”,  and  the  cheapest  current  op-on  for  both  Scandinavian  and  North  American  passive  houses  is  to  use  supplemental  electric  resistance  heat.    Scandinavian  Passivhus  defini-ons  discourage  electrically  heated  homes  with  -ghter  energy  requirements.          

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 36: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Implica-ons  in  Cold  North  American  Climates  •     Social  norms:  Home  sizes  are  generally  smaller  in  Scandinavia,  but  lack  of  buildable  area  requires  careful  planning  and  promo-on  of  high  density  construc-on.    In  North  America,  home  sizes  are  much  larger,  and  growing.    Moreover,  it  is  simply  easier  to  meet  PHI  standard  with  larger  buildings  (generally  less  envelope  surface  area  to  floor  area).      

•     Standard  modifica-ons:    Scandinavian  passivhus  defini-ons  discourage  large  homes  with  -ghter  energy  requirements.    LEED  and  Energy  Star  already  do  this  in  the  U.S.      

     

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013  

Page 37: Passive!House!Cer-ficaon!in! ScandinaviaPassive!House!Cer-ficaon!in! Scandinavia! Rolf!Jacobson,!LEED!AP!! ZEB,!Norwegian!University!of!!!!!Science!and!Technology! CSBR,!University!of!Minnesota

Implica-ons  in  Cold  North  American  Climates  •     Construc-on  norms:  Scandinavian  energy  codes  are  already  quite  good,  energy  costs  are  high  but  not  exorbitant,  so  lible  incen-ve  exists  for  either  builders  or  home  buyers  to  upgrade  to  Passive  House  level  performance.    Even  less  incen-ve  exists  in  North  America,  and  the  learning  curve  and  required  improvement  in  performance  is  even  steeper.      

•     Standard  modifica-ons:    Scandinavian  Passivhus  standards  were  designed  to  move  the  construc-on  industry  forward  incrementally,  driving  larger  volume  of  construc-on,  keeping  costs  lower,  and  encouraging  adop-on  with  builders  and  home  buyers.    This  has  generally  been  a  successful  approach.        

Sweden  =  1800  units  built  in  6  years  since  adop-on  of  FEBY  in  2007  Norway  =  Several  hundred  units  built  in  3  years  since  adop-on  of  NS3700  in  2010  

     

Passive  House  Cer-fica-on  in  Scandinavia          October  17,  2013