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綠色建筑 |深度了解被動(dòng)房

廣東建筑工業(yè)化展     2017-12-05     1499

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一、名詞術(shù)語


“被動(dòng)式住宅”,這一名詞,是源自西方歐美的舶來品。

中國大陸的“被動(dòng)式住宅”,在中國臺(tái)灣被稱作“被動(dòng)式節(jié)能屋”,在日本被稱作“無暖房住宅”。“被動(dòng)式住宅”的英文名字是“passive house”,德文名字是“Passivhaus”。

 

德國被動(dòng)式住宅主要組成分項(xiàng):

1、被動(dòng)墻:高效的保溫墻體

2、屋面保溫隔熱系統(tǒng):高效的屋面節(jié)能體系

3、三層玻璃被動(dòng)窗戶:保溫隔音性能極佳

4、創(chuàng)新的住宅技術(shù):太陽能新能源技術(shù)

5、基礎(chǔ)底板保溫隔熱:防潮與保溫兼顧

 

 

二、傳統(tǒng)式住宅——

“主動(dòng)式住宅”的涵義


可以通過下面的通俗說法,來理解和認(rèn)識(shí)“主動(dòng)式住宅”的涵義。

 

1、夏季,烈日炎炎,雖然僅有短暫的數(shù)十天里,室外空氣溫度會(huì)非常地高,但是,為了能夠讓人們在室內(nèi)正常地生活居住,需要對(duì)室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行人工降溫干預(yù),那么就得需要投資安裝壽命僅有十來年的制冷空調(diào)設(shè)備。

 

2、同樣,冬季,冰天雪地,寒冷的時(shí)間可能會(huì)比較漫長,為了達(dá)到室內(nèi)適宜生活居住的溫度,就得需要在冬天長期點(diǎn)燃火爐,或者事先在住宅建造初期,投入一筆較大的資金,安裝比較長久性使用的取暖設(shè)施。

 

3、總之,“主動(dòng)式住宅”,無論是在夏天,還是在冬天,都需要靠能源設(shè)施來“主動(dòng)”提供能量,都得消耗大量的“一次能源”。

補(bǔ)充說明資料:所謂一次能源,是指直接取自自然界,沒有經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換的各種能量和資源,包括:煤炭、石油、天然氣,等等。由一次能源,經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換以后,得到的能源產(chǎn)品,稱為二次能源,比如:電力、煤氣、汽油、柴油、液化石油氣,等等。

 

一次能源,又可以進(jìn)一步分為再生能源和非再生能源兩大類。

 

(1)再生能源,包括太陽能、水力、風(fēng)力、生物質(zhì)能,等等。這些再生能源,在自然界可以循環(huán)再生。

 

 

(2)而非再生能源包括:煤炭、原油、天然氣等,它們是不能再生的,用掉一點(diǎn),便會(huì)減少一點(diǎn)。

 

事實(shí)上,地球上許多一次能源,比如,石油、煤炭、天然氣等,正在日趨枯竭。所以,人類必須主動(dòng)開發(fā)一些新型的替代能源,才能更好地迎接未來的挑戰(zhàn)。)

 

三、“被動(dòng)式住宅”的涵義

 

“被動(dòng)式住宅”的涵義,與“主動(dòng)式住宅”的涵義,正好相反。“被動(dòng)式住宅”,通俗地講,可以說是“僅僅靠住宅本身的構(gòu)造設(shè)計(jì),就能到達(dá)舒適的室內(nèi)溫度,滿足‘冬暖夏涼’的要求,不需要單獨(dú)再另外安裝供暖設(shè)施的住宅,即,不需要‘主動(dòng)’提供能量的這樣一種房屋”。其實(shí),也可以這樣簡單地理解,所謂“被動(dòng)式住宅”,就是一種思想理念來自西方世界,采用現(xiàn)代保溫隔熱技術(shù)手段,建造的新一代的節(jié)能住宅。


這種“被動(dòng)式住宅”僅消耗運(yùn)行一臺(tái)吹風(fēng)機(jī)的能量,就可以供給需要的所有熱量和熱水。“被動(dòng)式住宅”,使用了超厚的保溫隔熱斷熱材料,在住宅的上面、下面、左面、右面、前面、后面,六個(gè)方向上,進(jìn)行了圍護(hù)和密封。

 

△地面保溫體系

△超厚外墻保溫體系


外墻上的門扇和窗戶,無論是窗框,還是中間使用的采光玻璃,都是使用具有現(xiàn)代保溫構(gòu)造特點(diǎn)的產(chǎn)品。采光玻璃,使用低輻射的多層中空玻璃。有些甚至還會(huì)安裝使用雙層窗扇的窗戶。

 

“被動(dòng)式住宅”,由于圍護(hù)密封性能強(qiáng),勢必會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)的空氣容易混濁。長期生活在不夠清新的室內(nèi)空氣環(huán)境中,將會(huì)直接影響居住者的身體健康。所以,“被動(dòng)式住宅”,往往還會(huì)安裝耗電量非常少的“能量回收通風(fēng)系統(tǒng)ERV (Energy Recovery Ventilation )”。

 

“能量回收通風(fēng)系統(tǒng)ERV (Energy Recovery Ventilation )”的工作原理是這樣的,系統(tǒng)能夠?qū)㈩A(yù)排出室外的室內(nèi)廢氣中的熱量留住,再使用這個(gè)熱量,加熱吸入的新鮮空氣,這樣,就能保證室內(nèi)空氣的清新,同時(shí),也能減少因室內(nèi)外空氣的通風(fēng)循環(huán),損失消耗過多的能源。

 

能量回收通風(fēng)系統(tǒng)ERV(Energy recovery ventilation)核心設(shè)備,工作性能示意圖。ERV能量回收通風(fēng)系統(tǒng),核心設(shè)備,吸收欲排出室外的蓄含熱量的室內(nèi)廢氣( 20℃)中的絕大部分熱量,預(yù)熱吸入的室外新鮮低溫冷空氣(0℃),達(dá)到(18℃)后,送入室內(nèi)各個(gè)房間。

 

據(jù)有關(guān)資料介紹說,獨(dú)立小住宅,中央通風(fēng)系統(tǒng),采用精巧的新型設(shè)計(jì),進(jìn)氣管和排氣管并排安置,溫暖室內(nèi)空氣排出去的同時(shí),清潔的室外冷空氣引進(jìn)來,熱交換效率可達(dá)90%左右。

 

在歐美國家,為了符合標(biāo)準(zhǔn),“被動(dòng)式住宅”建造完工時(shí),必須要經(jīng)過使用專用設(shè)備,進(jìn)行“通風(fēng)測試”,以表明其在壓力環(huán)境下,空氣損失最小。

 

 

“被動(dòng)式住宅”安裝有一些窗戶,所有窗戶都能夠開啟。事實(shí)上,在北半球上的“被動(dòng)式住宅”,朝南開的窗戶,要比朝北的開的多。

 

 

德國被動(dòng)式住宅

 

“被動(dòng)式住宅”的能量,可以是充分利用來自大自然中太陽的光和熱,也可以是室內(nèi)家用電器或居住者身體所釋放的熱量。雖然,“被動(dòng)式住宅”幾乎沒有能量的散失,從理論上講,無需“主動(dòng)”供應(yīng)能量。但在實(shí)際應(yīng)用中,對(duì)于北方,冬季非常寒冷的地區(qū)來說,“被動(dòng)式住宅”的內(nèi)部,實(shí)際上,往往還得需要安裝一個(gè)小的備用熱源。

 


 

“被動(dòng)式住宅”的建造,適合住宅體量比較緊湊的情況,不太適合大體量的住宅。

 

在“被動(dòng)式住宅”建造的初期,投資成本,肯定也要比傳統(tǒng)住宅的建造要高。據(jù)國外的數(shù)據(jù)資料介紹,大約要高出10%左右。“被動(dòng)式住宅”與太陽能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉磁浜线\(yùn)行使用,會(huì)節(jié)省下很多因需要添置節(jié)能產(chǎn)品而產(chǎn)生的昂貴費(fèi)用,從而可以達(dá)到節(jié)能減排的目的。(西方國家,個(gè)人建造住宅,使用太陽能技術(shù)產(chǎn)品,享受政府的資金補(bǔ)貼。)“被動(dòng)式住宅”的應(yīng)用和推廣,是世界住宅建造領(lǐng)域的流行趨勢。

 

四、 “被動(dòng)式住宅”在德國

 

“被動(dòng)式住宅”,或者說是“現(xiàn)代節(jié)能住宅”,對(duì)大多數(shù)中國人來說,還是個(gè)比較陌生的名詞術(shù)語。其實(shí),這一技術(shù)早在20世紀(jì)七八十年代,就開始在國外發(fā)展了。德國在“被動(dòng)式住宅”方面,處于世界領(lǐng)先的地位。“被動(dòng)式住宅(Passive House)”,是由瑞典隆德大學(xué)的Mr. Bo Adamson教授和德國達(dá)姆斯塔特房屋與環(huán)境研究所的Mr. Wolfgang Feist博士,在1988年提出來的,目標(biāo)是設(shè)計(jì)一種不需要“采暖空調(diào)主動(dòng)供冷熱”的住宅,因此命名為“被動(dòng)式住宅”。

 

1990年,世界首座被動(dòng)式住宅,在德國達(dá)姆斯塔特(Darmstadt)建成。從此,以Mr. Wolfgang Feist為首的物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、氣候環(huán)境學(xué)家、材料學(xué)家及專業(yè)工程人員組成的科研團(tuán)隊(duì),對(duì)被動(dòng)式住宅進(jìn)行了20年的系統(tǒng)研究與測試,形成了一整套技術(shù)和施工規(guī)范。

 


目前德國建成的大多數(shù)“被動(dòng)式住宅”,體量都不算太大,大概每人的使用空間,大約在45平方米左右。在德國,這種“被動(dòng)式住宅”的造價(jià),僅比傳統(tǒng)住宅——“主動(dòng)式住宅”,高出約5%至7%。

 

“被動(dòng)式住宅”,最初并沒引起世界各國的注意。但隨著2005年世界能源價(jià)格再一次大幅上漲,“被動(dòng)式住宅”的獨(dú)特魅力,才又引起了有關(guān)國家的注意,并逐漸獲得了認(rèn)可。

 

進(jìn)入2009年以后,“被動(dòng)式住宅”已逐漸成為歐洲住宅節(jié)能技術(shù)的主流,并被部分歐洲國家確定為國家住宅標(biāo)準(zhǔn),或者未來城市發(fā)展規(guī)劃的方向。歐洲議會(huì)也提議,在歐洲地區(qū),新建住宅,要符合“被動(dòng)式住宅”的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

 

“被動(dòng)式住宅”,節(jié)約能源,能夠減少二氧化碳的排放,對(duì)于保護(hù)人類共同的家園——地球環(huán)境,有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

 

從2014年開始,我國的大江南北刮起來一股建設(shè)被動(dòng)式住宅的浪潮,在浙江、河北、新疆、黑龍江、江蘇、福建、湖南等省份都已開工建設(shè)了被動(dòng)式住宅。

五、其他介紹

 

“被動(dòng)式住宅”,是一個(gè)擁有舒適室內(nèi)微氣候環(huán)境的住宅。“被動(dòng)式住宅”無需安裝“主動(dòng)”的制熱和冷卻系統(tǒng)(比如,鍋爐、地?zé)嵴羝?,等)。住宅自身,進(jìn)行冷熱過程,因此稱為“被動(dòng)式”。“被動(dòng)式住宅”,可以用非常小的能耗,將室內(nèi)調(diào)節(jié)到合適的溫度,非常環(huán)保。

 

如果你在上海、北京這種寸土寸金的地方有一塊寶地,那是最合適建造被動(dòng)式住宅的,因?yàn)楸粍?dòng)式住宅的節(jié)能和舒適健康性能,能夠讓你在這些城市生活的更愜意和健康!

 

“被動(dòng)式住宅”,每年的取暖需求,每平方米的居住面積,必須小于15千瓦每小時(shí)(以kWh/(m²a)形式表示)。“被動(dòng)式住宅”,能量損耗非常少,與此同時(shí),還能夠提供高層次的舒適感。

 

被動(dòng)式住宅的基本特征:

1、緊湊的結(jié)構(gòu)和良好絕熱性能:

 房屋外殼的所有部分都是保溫隔熱的,達(dá)到一個(gè)不超過0.15 W/(m²K)的傳熱系數(shù)。

 

2、方向定位和陰暗度的考慮:

太陽能的被動(dòng)使用在被動(dòng)屋的設(shè)計(jì)上是一個(gè)重要因素。

 

3、節(jié)能玻璃窗和框架:

窗戶(組合的玻璃裝置和框架)應(yīng)該達(dá)到一個(gè)不超過0.80 W/(m²K)的傳熱系數(shù)。被動(dòng)式節(jié)能住宅的窗戶必須是0.8 W/m²K或者更好。建議使用優(yōu)質(zhì)的三層玻璃窗戶。

 

4、圍護(hù)結(jié)構(gòu)氣密性:

透過不封縫的漏氣量,每小時(shí)必須小于房屋體積的0.6倍。

 

5、新鮮空氣的被動(dòng)預(yù)熱:

 通過地下管道時(shí)土壤換熱,新鮮空氣被帶入房間。即使在寒冷的冬天,新鮮空氣也將被預(yù)熱到5攝氏度(41華氏溫標(biāo))以上。高效的廢熱回收,使用了一個(gè)空對(duì)空的熱交換器:大多數(shù)廢氣中的易感熱量被轉(zhuǎn)移到引入的新鮮空氣中(熱回收率超過80%)。

 

6、使用可再生能源進(jìn)行熱水供應(yīng):

太陽能板或蒸汽泵,給熱水提供能量。節(jié)能家用電器,低耗能冰箱、爐灶、冷柜、燈具、洗凈器、烘干機(jī)等等,這些在被動(dòng)式住宅中是必不可少的。

來源:綠建節(jié)能方向標(biāo)

 

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