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被动房的“诱惑”

来源:绿色建筑研习社 时间:2020-03-26 09:56 浏览次数:2850
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摘要:目前,被动式房屋标准被公认为世界上最高等级的建筑节能标准。在应用范围上,被动式房屋除了满足冬季供暖,还大大地改善了夏季因空调制冷而消费高额电能的局面。

  1991年,地球上第一座被动式房屋在德国达姆施塔特市(Darmstadt)建成。在那时,几乎没有人相信,在中欧的冬季气候条件下,有一种建筑能够保持室内舒适的温度和湿度而不依赖主动供暖。

  目前,被动式房屋标准被公认为世界上最高等级的建筑节能标准。在应用范围上,被动式房屋除了满足冬季供暖,还大大地改善了夏季因空调制冷而消费高额电能的局面。

被动房的概念

  被动房的概念最早由德国达姆施塔特被动房研究所(PassiveHouse Institute,PHI)提出。

  指在不采用传统采暖设施而只依靠太阳辐射、室内灯光、电器散热、人体放热等自然得热方式下,建造冬季室内温度达到20℃以上,具有必要舒适度的房屋。

  它是指采用各种节能技术构造最佳的室内环境和建筑围护结构,最大限度地提高建筑保温隔热性和气密性,使建筑物对采暖和制冷需求降到最低。

被动房的诱惑

  在此基础上,通过各种被动式手段,如太阳能辐射、自然采光、自然通风和室内非供暖热源得热等来实现室内舒适的热湿环境和采光环境,最大限度地降低对主动式机械采暖和制冷系统的依赖或完全取消这类设施。

被动房的优点

  1湿度

  湿度过高或过低都会影响健康,尤其是对皮肤和呼吸道的影响;湿度过高时会产生霉菌;湿度过低时有可能损坏镶木地板或乐器等。最佳相对湿度范围是40-60%,被动房很容易控制室内的湿度。

  2温度

  被动房内温度均匀舒适,没有局部的高温或低温辐射。亚洲人最佳温度是18~26℃,夏季自然通风温度可达29℃以下。

  3没有墙面结露与发霉

  热桥导致局部低温造成的冷凝结露,使内墙面发霉。普通房屋的外墙角,屋顶墙角等外表面积大于内表面积,散热面增大,室内局部温度降低,如果处理不当,易造成内表面结露,引起霉变。

  4没有窗表面结露与结霜

  普通节能房屋的窗传热系数约为2.5W/(m²·K),非节能窗传热系数更大,热阻小,表面温度低,易结露和结霜。

  普通窗(传热系数按2.8W/(m²·K)内表面与室内温差可达9℃以上,被动式房屋,窗表面与室内温差小于3℃(室外温度-10℃,室内温度20℃),被动房室内是温度均匀舒适的热环境。

  5空气洁净度

  通过空气换气机进行有组织的通风,过滤掉空气中的灰尘及花粉等人体过敏源,使室内干净舒适,并且能把室内二氧化碳含量控制在1000ppm以内。

被动房的诱惑

国外被动房的发展情况

  目前,被动房技术及相关产业链在德国已经成熟,在德国范围内就有6万多座被动屋,并以每年3000栋的速度增长。欧盟国家也在全面推广被动屋技术。到2020年,欧盟所有新建建筑都将采用被动房技术。

  20世纪80年代中期,低能耗住宅标准已成为瑞典和丹麦法定的能源标准。1990年德国的塔姆施塔特市(Darmstadt)建造了世界上最早的一幢“被动房”住宅。

  以此进行示范性探索和研究,这是一幢条形联排住宅,包含四个单元,每个居住单元的面积为156m²。建筑物的保温和热能回收是设计的重点,其主要设计措施如下:

  (1)外围护结构的保温效果:住宅的屋顶、外墙、地下室、窗户和通风系统做了特殊处理,使房屋隔热性能很好。

  (2)气密性和通风系统:“被动房”中气密性的要求也很高,在2001年10月的加压测试中,n50<0.3/h,建筑构件也没有形成热桥。

  (3)热源和热量回收:通常情况下,普通住宅楼面面积的年均通风热损失是35 kW·h/m²,这一数值是被动房指标的2倍,因此,只有采用控制的通风系统才能获得高效的热量回收。通过设计和优化,被动房在运行中回收了80%以上的热量。

  (4)新鲜空气:给每单元的起居和睡眠区最低可提供100m3/h的新鲜空气(按照每户4人,每人25m3/h的新风量确定),最高则可提供160~185m3/h的新鲜空气,可满足人们的新风需求。

  住宅在落成后的1年里总能耗量稍高,在以后的近10年里塔姆施塔特的被动房总能耗都在40kW·h/(m3·a)以下,远低于当时“被动房”的能耗规定,成为大规模发展“被动房”住宅及低碳住宅的成功范例。

德国方面得到的启示

  德国在建筑节能方面积累了很多成熟的经验,从上述德国低能耗住宅和被动屋住宅来看,以下几点值得注意:

  1建筑本身的保温效果

  德国低碳住宅的发展过程中,外墙、窗户、屋顶、地下室等外围护结构的热工性能不断优化,在减小热桥方面,阳台等薄弱部位几乎都与主体结构脱离,保证热桥最小化。上述两点,主要依靠材料的进步和设计的构思来实现。

  2建筑设备的能耗

  建筑设备,尤其是通风系统在降低能耗方面正起到越来越重要的作用。在结构低能耗住宅中,通风系统的作用主要是保证室内空气交换,对于空气余热尚没有再利用措施。在“被动房”住宅的通风系统中,包括了热回收功能,并与采暖系统结合进一步减少空气交换带来的热量损失。

  3可再生能源利用

  德国的住宅一方面尽可能降低能耗,另一方面通过利用可再生能源减少常规能源消耗,降低对环境的破坏,同时通过光伏电池、风力发电等措施实现建筑创能。

  4提高工业化水平,增强经济适应性

  德国在发展低能耗住宅的过程中,多数还采用非标化的生产模式,经济性不高,在推广“被动房”住宅阶段,就开始尝试将一些标准化的构件引入设计,如今已经提出了“预制能源盒”的概念,大大提高了建筑工业化的程度。

  同时,在设计中建筑师也巧妙构思,使之既满足产业化的要求,又可以根据使用者的需求灵活布置平面和剖面,甚至可以根据设计者的要求选择建筑立面。这样既满足工业化生产的需求,又兼顾到住宅的个性化,提高了经济性。

  总结

  当人们不再为居住发愁的时候,人们对居住环境的要求也越来越高,所以当务之急就成为如何建节能住房、环保住房。

  我们可以借鉴德国建筑采用节地、节水、节材、节能环保的相关产品和技术,带动我们的住宅品质和性能提升,推进住房建设和消费模式转型。

  被动式房屋不仅非常节能,而且具有非常高的居住舒适度,逐渐受到房地产企业和建筑开发商的关注,同时也吸引了来自政府的目光。此外,它在有效减少对地球大气层的CO2排放量,从而在改善城市气候、环境保护等领域起了积极的作用,这恰恰是目前中国城镇化发展中面临的一个熟悉而又严峻的课题。

  可以预见,作为一种更高水平的节能建筑,被动房在我国将得到进一步的推广和发展。





热门关键词:节能环保 绿色建筑
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