<div dir="ltr"><div class="gmail_extra"><div class="gmail_quote">On Thu, Dec 5, 2013 at 7:04 AM, nick pine <span dir="ltr"><<a href="mailto:nick@early.com" target="_blank">nick@early.com</a>></span> wrote:<br><blockquote class="gmail_quote" style="margin:0px 0px 0px 0.8ex;border-left-width:1px;border-left-color:rgb(204,204,204);border-left-style:solid;padding-left:1ex">
Does the PHPP only allow direct gain solar heat? Is it capable of evaluating other designs, with 2 thermal masses at different temperatures? Can it even do the equivalent of a single-zone HEED or Energy-10 simulation?<br>

</blockquote></div><br></div><div class="gmail_extra">You nailed it, PHPP only computes direct gain heating for a single zone. PHPP is an Excel worksheet that calculates heat balance per EN 13790 Monthly Method and Annual Method. Not an hourly simulation; that is, only 12 timesteps per year, using monthly average climate data. The idea in the late 1990s was to make this a quick compliance worksheet that would get a designer in the ballpark and certify a project without requiring a dynamic hourly simulation. (These days it's often faster to input and run a dynamic simulation.)</div>
<div class="gmail_extra"><br></div><div class="gmail_extra">The worksheet also calculates a design heating load, a simple Q=UAdT including ventilation and infiltration. But here was the important contribution in the 1990s: PHI claims that Passive Houses [built in Germany] have at least a 72-hr time constant, so a full 24-hr avg outdoor temp and 24-hr avg solar and internal gain should be considered for the design conditions*. They look at two design load scenarios, #1 with a bright 24-hr and cold temperatures, the other #2 with a cloudy 24-hr but mild temperatures. The greater of the two loads is the Design Load. Most load calc protocols (eg ASHRAE or Manual J) disregard solar and internal gains and size equipment based on the coldest 1-hr interval, as though the building has no thermal storage and the equipment has to meet load every hour. I'm curious about the particular logic here: </div>
<div class="gmail_extra"><br></div><div class="gmail_extra">1. Why arbitrarily pick a 24-hr avg design temp rather than an 8-hr, or 28-hr? Wouldn't it depend on the time constant of the actual building being analyzed? Is 24-hr conservative for an assumed >72-hr building?</div>
<div class="gmail_extra"><br></div><div class="gmail_extra">2. By designing for a 24-hr avg. outdoor temp, they seem to be implying either: </div><div class="gmail_extra">A) the calculated "Q" is only the 24-hr average heating power, or </div>
<div class="gmail_extra">B) when you have a 72-hr building, you can actually run a heater of this size for 24-hr continuously and be functionally equivalent to an output that varies with the hourly load.</div><div class="gmail_extra">
<br></div><div class="gmail_extra">The best source material I've found is the work of Carsten Bisanz starting with his Ph.D. thesis, for example:</div><div class="gmail_extra">1. <a href="http://www.solites.de/download/literatur/Carsten%20Bisanz_Heizlast.pdf">http://www.solites.de/download/literatur/Carsten%20Bisanz_Heizlast.pdf</a></div>
<div class="gmail_extra">2. See also literatur listed at the bottom of this page: <a href="http://www.passipedia.de/passipedia_de/grundlagen/bauphysikalische_grundlagen/heizlast">http://www.passipedia.de/passipedia_de/grundlagen/bauphysikalische_grundlagen/heizlast</a></div>
<div class="gmail_extra"><br></div><div class="gmail_extra">*However some PHs I've calc'd using PHPP in California can have conventional insulation levels and still comply with Annual Heating Demand <4.75 kBTU/ft2.yr due to sunny, mild winters. Therefore time constants are short and 72-hr assumptions in PHPP Design Load worksheets don't hold. Furthermore we have 30 degF design temp at 5am and 65 degF at noon, with bright sun starting at 8am. Even conventional buildings only run heaters in the morning; load is 0 BTU/hr by 11am. Would I run a heater sized for 48 degF all day long? What about all that sun? :-) Incidentally the North Coast of California is more economical than Germany for PH, due to mild design temps and dis-proportionally high HDD.</div>
<div class="gmail_extra"><br></div><blockquote style="margin:0px 0px 0px 0.8ex;border-left-width:1px;border-left-color:rgb(204,204,204);border-left-style:solid;padding-left:1ex" class="gmail_quote"><div class="gmail_extra">
<blockquote class="gmail_quote" style="margin:0px 0px 0px 0.8ex;border-left-width:1px;border-left-color:rgb(204,204,204);border-left-style:solid;padding-left:1ex">Note Passivhaus is just an energy standard, any style will work.</blockquote>
</div></blockquote><div class="gmail_extra"><blockquote class="gmail_quote" style="margin:0px 0px 0px 0.8ex;border-left-width:1px;border-left-color:rgb(204,204,204);border-left-style:solid;padding-left:1ex"><span style="font-family:arial,sans-serif;font-size:13px">Yes, but every actual Passiv building seems to have too much insulation and airtightness and triple-glazed direct gain windows vs air heaters or low-mass sunspaces. Is this a prescriptive requirement or a lack of imagination?</span></blockquote>
</div><div class="gmail_extra"><br></div><div class="gmail_extra">I think it's Status Quo; that is, you don't have to adjust the architecture to include air heaters or overhead mass with a shiny ceiling :-). Just increase the wall thickness and buy more expensive windows, and simplify the would-be complicated conventional geometry a bit (see "starchitect") to pay for the insulation levels. What is a conventional building with no reconfiguration for passive solar? A direct-gain building.</div>
<div class="gmail_extra"><br></div><div class="gmail_extra">Beyond the scope of this email: the prescribed PH HVAC scheme seems to be electric resistance duct-heaters on the output of an HRV, with flow capped at only ~18 cfm/person per DIN 1946 (sim. to ASHRAE 62.2). Size the direct-gain envelope to this heating power, thus "heat with a hairdryer." Low installed HVAC costs, very elegant. Not necessarily low-energy or economical. Dan Perunko of Balance Point Home Performance in California pointed out that a hairdryer is 1500W, and if he provides 1500W to a heat pump at COP3 he can deliver >15,000 BTH to a more lightly insulated house with no HRV. The bottom line is the same. Best, Dan<br>
</div><div class="gmail_extra"><br></div><div class="gmail_extra"><span style="color:rgb(136,136,136);font-family:arial,sans-serif;font-size:13px">Dan Johnson | </span><font color="#ff0000" style="font-family:arial,sans-serif;font-size:13px">Design and Energy</font><span style="color:rgb(136,136,136);font-family:arial,sans-serif;font-size:13px"> | </span>510.325.5672<span style="color:rgb(136,136,136);font-family:arial,sans-serif"></span><div style="color:rgb(136,136,136);font-family:arial,sans-serif;font-size:13px">
<font size="1">Assoc. AIA, ASHRAE, LEED AP, CEPE, CPHC | </font><span style="font-size:x-small">5500 Kales Ave. Oakland California 94618</span></div></div></div>