廣東建筑工業(yè)化展 2018-02-23 1322
實際上,“被動房”三個字是從德語“Passivhaus”直譯過來的,也有人將其翻譯為“被動式住宅”、“被動式建筑”以及“被動式房屋”。在世界上其他國家都有不同的翻譯,例如到了英國,意思很接近,叫作“Passive house”;到了日本被翻譯為“無暖房住宅”;到了中國臺灣被翻譯為“被動式節(jié)能屋”。可以說在德語語境里,“Passivhaus”是一個能生動體現(xiàn)這類建筑含義的詞語,但是在漢語語境中,人們通常會把“被動”理解為消極的貶義詞。因此,“被動房”這一并不能體現(xiàn)積極向上和陽光含義的名稱,在國內(nèi)一直不為世人所理解。 現(xiàn)在,各類推廣被動房發(fā)展的聯(lián)盟的人員一直在構(gòu)思,給這種超低能耗建筑取一個既能生動表示其實際含義和理念,也能接地氣的中文名稱?;蛟S,當(dāng)這個比較恰當(dāng)?shù)拿Q出世之后,將會有更多的人理解、支持、推廣和建設(shè)這種代表著建筑節(jié)能發(fā)展方向和理念的建筑物。 在現(xiàn)在這個時點(diǎn),只有非常專業(yè)的人士才知道“被動房”的定義和理念,在建筑節(jié)能事業(yè)飛速發(fā)展的今天,如果不了解被動房,你就真的OUT了。 在國內(nèi),還有幾個相近的詞語,比如“被動房建筑”“被動式低能耗建筑”等,都是描述這一類節(jié)能理念的建筑,有這么多不同稱呼的原因是國內(nèi)一直沒有找到一個合適的統(tǒng)一的名稱。可以說“被動房”、“被動式房屋”“被動式建筑”都是從“Passivhaus”直譯過來的,只不過漢語博大精深,有多種闡釋方式。而“被動房建筑”就有些用詞重復(fù)了。“被動式低能耗建筑”是中國本土新造的組合詞語,盡管字?jǐn)?shù)較長,卻是最能將其節(jié)能含義體現(xiàn)出來的一個名稱。當(dāng)然,中國現(xiàn)在已經(jīng)完工的很多“被動式低能耗建筑示范工程”卻未必就達(dá)到了德國“Passivhaus”的終極目標(biāo)。這類示范工程與本書中所說的“被動房”在應(yīng)用技術(shù)上存在細(xì)微差異,為了方便理解,在后續(xù)所有闡述被動式技術(shù)時,“被動房”和“被動式低能耗建筑”都統(tǒng)一用稱呼,即“被動房”。 這是德國的一棟按照被動式設(shè)計思想建造的獨(dú)立小宅,可以理解為一棟小型的“被動式住宅” 被動是相對主動而言。我們知道,在冬天要保證室內(nèi)溫暖舒適的效果,我國北方是采用集中供暖模式靠暖氣片給所有房間輸送熱量;炎熱的夏季,要得到?jīng)鏊氖覂?nèi)環(huán)境,就得靠空調(diào)制冷來實現(xiàn)。這些采暖制冷方式,以及當(dāng)前流行的一些其他的暖通技術(shù),比如地源熱泵+天棚輻射組合技術(shù)、分戶設(shè)置的地面采暖盤管技術(shù)等,都是“主動”的供暖制冷技術(shù),都是需要有設(shè)備機(jī)組來實現(xiàn)的。 那么,如果不采取這些設(shè)備機(jī)組,僅僅靠建筑物本身的蓄熱蓄冷防熱保溫的措施,同樣的達(dá)到室內(nèi)冬暖夏涼的效果,這類建筑就是“被動式建筑”,所采用的技術(shù)措施就是被動式技術(shù)。 被動式技術(shù)中的卓越的保溫隔熱性能和高效的熱回收系統(tǒng)使得整個建筑幾乎整年都不需要主動采取任何供暖或制冷措施,就能保證室內(nèi)舒適。這需要較高的初投資,而在使用和維護(hù)時只需要較低的投入,即達(dá)到了節(jié)能的目標(biāo)。被動式安全裝置、被動式過濾裝置、被動式制冷以致被動式房屋,都是被動式原理的典型成功案例。 當(dāng)然,實際建成投入使用的“被動房”也并非嚴(yán)格意義的“被動”,或多或少的還是存在一些“主動”因素,因為“被動房”也不是完全沒有能耗。被動式的應(yīng)用,更多強(qiáng)調(diào)的是一種設(shè)計理念,一種智能的設(shè)計,以最小限度的利用復(fù)雜系統(tǒng)和不可再生能源達(dá)成建筑節(jié)能目標(biāo)。 被動房建設(shè)代表著建筑節(jié)能發(fā)展的高端技術(shù),是未來建筑發(fā)展的方向,主動選擇發(fā)展被動房建設(shè)和開拓被動房技術(shù)業(yè)務(wù)的,都將在建筑行業(yè)里處于不敗之地;而對建筑節(jié)能事業(yè)棄之不顧的任性企業(yè),將會在激烈的競爭中出局。
關(guān)于被動房概念的緣起,這里有一個美麗的傳說。據(jù)說早在上個世紀(jì)八十年代,瑞典隆德大學(xué)(Lund University)的阿達(dá)姆森教授(Bo Adamson)和德國的菲斯特博士(Wolfgang Feist)在考察中國的時候,發(fā)現(xiàn)我國以秦嶺-淮河為分界線,以北地區(qū)冬季集中供暖,以南地區(qū)沒有集中供暖的待遇。 其時,我國南方地區(qū),例如按照氣候分區(qū)的夏熱冬暖地區(qū),冬季不集中供暖也沒有什么問題,因為這個地區(qū)的冬季氣溫也沒那么低。只有長江流域,所謂的夏熱冬冷地區(qū),在冬季的氣溫還是比較低的。一般室外氣溫低于5℃的時候,室內(nèi)若沒有取暖設(shè)備,住宅房子里感覺很不舒適的。而這個地區(qū)的居民,在冬季卻沒有我國北方居民那么幸運(yùn),享受到漫長冬季長久的室內(nèi)溫暖舒適的待遇了。 好了,這里回到“被動房”的由來。話說當(dāng)年這兩位專家到我國考察,發(fā)現(xiàn)在長江流域的住宅,由于冬季沒有集中供暖政策,這一帶的人們冬季生活非常不舒適,就提出了一套能夠適應(yīng)夏熱冬冷氣候環(huán)境的舒適性建筑,利用建筑物優(yōu)良的外圍護(hù)條件,達(dá)到冬季沒有集中供暖,居住在里面的人們也能感受到春天般的舒適。于是,兩位專家回到歐洲之后就著手這類建筑的實踐。 在1991世界上第一座被動房建筑終于在年德國的達(dá)姆施塔特建成,而且從建成至今的十幾年里,一直按照設(shè)計的要求正常運(yùn)行,取得了很好的效果。可以說,這一理念的建筑率先在德國實現(xiàn)了落地。后來,菲斯特博士還在德國達(dá)姆施塔特創(chuàng)建了被動房研究所,旨在將這類建筑推廣到世界范圍。 如果傳說是真的,那么你會驚詫的發(fā)現(xiàn),這一按照高節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計建筑的理念,原來最初是為我國夏熱冬冷地區(qū)的氣候環(huán)境設(shè)想出來的??! 傳說歸于傳說,但是,事實至少是這樣的,1988年,瑞典隆德大學(xué)的阿達(dá)姆森教授和德國的菲斯特博士首先提出這一概念,他們認(rèn)為"被動房"建筑應(yīng)該是不用主動的采暖和空調(diào)系統(tǒng)就可以維持舒適室內(nèi)熱環(huán)境的建筑。1991年在德國的達(dá)姆施塔特建成了第一座被動房建筑并取得了成功,然后建立了研究機(jī)構(gòu),并在世界范圍內(nèi)推廣被動式建筑建造技術(shù)。目前,在歐洲已經(jīng)有上萬座被動房建筑建成,并且被動房的理念已經(jīng)不再只局限于住宅建筑中,在一些公共建筑中,也逐漸開始采用被動房的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)。而我國的被動房建設(shè)浪潮剛剛卷起,2014年著名的綠色地產(chǎn)公司朗詩綠色地產(chǎn)公司安全按照德國被動房標(biāo)準(zhǔn)建造的“布魯克被動房”竣工,以及各類被動房產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟陸續(xù)成立,預(yù)示著我國發(fā)展超低能耗建筑的時代來臨了。
被動房能效指標(biāo)為: (1)供暖需熱量≤15kWh/(m²a) ,或樓宇熱負(fù)荷≤10 W/m² (2)有效制冷需求≤15 kWh/(m²a) (3)總一次能源需求≤120 kWh/(m²a) (4)樓宇氣密性≤ 0.6 /h (5)超溫頻率≤10 % 這里用一張簡單的圖片來展示被動房的能效目標(biāo)。可以看出,被動房在相對于現(xiàn)在我國的節(jié)能建筑,更為節(jié)能。 被動房除了節(jié)能還有哪些優(yōu)勢 (1)舒適 就像保溫瓶的保溫原理一樣,被動式房屋高保溫性能的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)是室內(nèi)保持了宜人的溫度。不管是寒冷的冬季或炎熱的夏季,被動式房屋都能保持室內(nèi)恒溫,不會產(chǎn)生溫度起伏以及室內(nèi)干燥。 同時,高性能的新風(fēng)系統(tǒng)還能在保證室溫恒定的條件下,提供充足的新鮮空氣,維持室內(nèi)良好的空氣質(zhì)量。 (2)可持續(xù) 被動式房屋從一開始能耗很低,這有助于減少天然氣和是有等資源的消耗。它還能利用風(fēng)能和太陽能等可再生能源:節(jié)能建筑的事半功倍,意味著僅需在建筑小部分外表面積上安裝可再生能源裝置就能經(jīng)濟(jì)可行得滿足剩余能源需求。無論有沒有利用可再生能源,被動式房屋高效的節(jié)能特性都徹底減少了CO2排放量。因此對氣候保護(hù)也有重要貢獻(xiàn)。 (3)創(chuàng)新性 被動式房屋是現(xiàn)代化的建筑標(biāo)準(zhǔn),為建筑師和工程師開拓了新視角。同樣被動式房屋的快速發(fā)展也催生了對高效節(jié)能產(chǎn)品不斷擴(kuò)大的市場需求,因此許多企業(yè)也不斷開發(fā)高效節(jié)能的先鋒產(chǎn)品,積極推向市場,來迎合市場需求。 這樣一來,被動式房屋就推動了整個社會的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和創(chuàng)新應(yīng)用,同時對舒適度和節(jié)能的投資也提升了整個產(chǎn)業(yè)鏈的附加值。 (4)可靠性 過去20年,已有成千上萬棟被動式房屋被建造,而這些建筑在使用過程中表現(xiàn)出來的性能也十分優(yōu)異。其中,有數(shù)百棟房屋受到了嚴(yán)格監(jiān)測,其測試結(jié)果始終保持良好。 (5)彈性 被動式房屋能保持宜居的室內(nèi)溫度達(dá)數(shù)周之久,在沒有能源供應(yīng)的冬天也能應(yīng)對自如。因此在緊急狀況下可作為避難所,這是其他建筑類型所不具備的。被動式房屋通過降低用電需求,也使得緊張的電力系統(tǒng)壓力得以緩解。 (6)耐久性 卓越的保溫性能、無熱橋設(shè)計及密閉的圍護(hù)結(jié)構(gòu)是被動式房屋節(jié)能的三大要素,成就了其良好的建筑物理特性,同樣這也造就了被動式房屋固有的另一特性:長壽命 。 (7)簡單 被動式房屋不需要使用說明書。相反,適宜的室溫、不漏風(fēng)、充足的新鮮空氣這些優(yōu)點(diǎn)都是源于其優(yōu)秀的設(shè)計,而這并不需要什么復(fù)雜的科學(xué)技術(shù)。被動式房屋,簡單實用! (8)特殊性 被動式房屋并不是一部建筑規(guī)程。這一自愿性標(biāo)準(zhǔn)對人們的吸引力在于其帶來的便捷與收益。建設(shè)經(jīng)驗、建筑組件和設(shè)計軟件都是公開的,因此任何建筑都可以在不降低舒適度的情況下滿足被動式標(biāo)準(zhǔn),實現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展。無論其設(shè)計是普通還是特殊,被動式房屋本身就是一類特有的建筑。 (9)經(jīng)濟(jì)可行性 被動式建筑是高質(zhì)量建筑,需要精心規(guī)劃設(shè)計并運(yùn)用性能優(yōu)良的建筑組件。因此,投資成本也會稍高。然而,在后續(xù)使用中,被動式房屋的優(yōu)勢盡顯:極低的能耗費(fèi)用也使它比周圍的傳統(tǒng)建筑更加經(jīng)濟(jì)。 (1)高效新風(fēng)系統(tǒng) 首先,被動式建筑需要新風(fēng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能在房間的氣密性比較好的條件下,將屋外的空氣通過過濾、加濕或者除濕輸入房間,改善房間空氣,同時保持房間的恒溫。第二個重要的因素是氣密性。對此,質(zhì)量控制是一個重要元素。被動式建筑也需要用電,一個重要標(biāo)準(zhǔn)是:房間制冷和制熱的年需求不能超過15瓦。15瓦是一個測算值,在這一測試過程中先判斷能耗需求不超過15度,排除了太陽能等輔助設(shè)施,僅指建筑能耗需求是15度。 (2)好的保溫性和緊湊性 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的所有材料必須具有非常好的保溫性能。 邊沿,轉(zhuǎn)角,連接處以及滲透處均需做特別的考慮和處理,來避免熱橋的產(chǎn)生。 所有建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)里不透光的建筑材料必須具有很好的隔熱性能,并且導(dǎo)熱系數(shù)(U值,之前稱k值)小于0,15 W/(m²K) , 也就是在每一度的溫度變化下, 每平方米外立面最多會損失0,15瓦的熱量。 (3)建筑朝向以及遮陽 合適的建筑朝向和遮陽是被動式建筑優(yōu)化利用太陽光和其他關(guān)鍵熱能的前提條件。這條應(yīng)用于小型的獨(dú)棟建筑。 大型多層和其他緊湊性建筑也可以在不考慮朝向的情況下,實現(xiàn)被動式建筑。 (4)好的玻璃以及窗框 窗戶(玻璃加窗框)必須使用U值為0.80 W/(m²K), g值為50%(g值=總能量通過率)這條適用與歐洲,對于中國可以使用U值為1,2W/(m²K)的窗戶。 (5)建筑氣密性 用不低于低50帕的壓力對不可控制的縫隙導(dǎo)致的空氣泄漏進(jìn)行測試, 空氣總泄漏量必須小于每小時建筑體積的0.6倍。 (6)被動式新風(fēng)預(yù)熱/預(yù)冷 新風(fēng)可以先通過地下熱量器,即使在最冷的冬天天氣,新風(fēng)也可以先預(yù)熱到攝氏5度以上。這是一個非常有意義的做法,但是不是必須的。 (7)通過高效的逆流熱交換器來實現(xiàn)排出廢氣的熱回增益 經(jīng)過熱回增益后的舒適新風(fēng)的首要作用是使建筑內(nèi)有一個好的空氣質(zhì)量,第二個作用是節(jié)能。 被動式建筑至少有75%的熱量是新風(fēng)通過與廢氣進(jìn)行熱交換取得。 首先是符合老百姓的切身利益,住在房子里不受霧霾影響,舒適;因房屋造價和附加值較高,開發(fā)商也可以獲得更大的利潤;對國家而言,也有了性能更優(yōu)越的產(chǎn)品應(yīng)用,采暖和公共費(fèi)用支出會減少;對人類而言,可以促進(jìn)減排溫室氣體、減少霧霾和城市熱島,把能源和資源留給后代。為此,中國的房屋建設(shè)必須從粗放式施工轉(zhuǎn)向精細(xì)施工。 相關(guān)資料顯示,我國每年竣工的建筑面積約占世界50%以上,目前我國既有建筑面積已達(dá)460多億平方米,這些房屋存在大量的非節(jié)能建筑,既浪費(fèi)資源,又污染環(huán)境。 “十二五”期間我國要實現(xiàn)節(jié)約能源6.7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的目標(biāo)。北方居住建筑的采暖能耗目前是2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,如果從現(xiàn)在起北方新建建筑全部按被動房標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,同時將現(xiàn)有北方居住建筑進(jìn)行改造,到2050年,有望給國家節(jié)省70億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,節(jié)能效果非??捎^。 目前德國被動房研究所、德國能源署以及中國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心都頒布了關(guān)于被動房、被動式低能耗建筑的指導(dǎo)手冊。河北省還出臺了我國第一部被動式低能耗設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。 我國首部被動式建筑的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是怎樣的 根據(jù)河北省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳《2012年度河北省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計第一批編制計劃》(冀建質(zhì)〔2012〕214號)要求,由住房城鄉(xiāng)建設(shè)部科技發(fā)展促進(jìn)中心和河北省建筑科學(xué)研究院會同有關(guān)單位編制的《被動式低能耗居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》,經(jīng)組織審查,批準(zhǔn)為河北省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),編號為DB13(J)/T177—2015,自2015年5月1日起實施。該標(biāo)準(zhǔn)是世界范圍內(nèi)繼瑞典《被動房低能耗住宅規(guī)范》后第二本有關(guān)被動式房屋的標(biāo)準(zhǔn)。 該標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)內(nèi)容包括:總則,術(shù)語和符號,被動式房屋的定義和規(guī)定,被動式房屋的基本設(shè)計原則,被動式房屋的熱工和能耗計算規(guī)定,熱工計算,采暖負(fù)荷和能耗計算,冷負(fù)荷和空調(diào)能耗計算,房屋總一次能源計算項目和計算方法,圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計,照明和遮陽設(shè)計,通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計,關(guān)鍵材料和產(chǎn)品性能,防火設(shè)計,施工工法,被動式房屋的測試,被動式房屋的認(rèn)定條件,各種建筑能耗轉(zhuǎn)化成一次能源和CO2排放量的計算方法,運(yùn)行管理,以及附錄和條文說明。 河北標(biāo)準(zhǔn)通過規(guī)定了被動房所應(yīng)具有室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)和能耗需求,并限定建筑物的采暖、空調(diào)和總能耗,提出滿足房屋關(guān)鍵材料的性能,最終達(dá)到工程建設(shè)人員可依據(jù)這本標(biāo)準(zhǔn)能夠建造出在能源消耗量極低的情況下,擁有健康、舒適的室內(nèi)環(huán)境的房屋。 我國建筑節(jié)能發(fā)展從1986年至今經(jīng)歷了三個階段: 第一步,1986年建設(shè)部頒發(fā)《民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住部分)》JGJ26-1986,目標(biāo)是在1980-1981年當(dāng)?shù)赝ㄓ迷O(shè)計采暖能耗基線的基礎(chǔ)上實現(xiàn)節(jié)能30%; 第二步,從1986年開始,在第一步節(jié)能目標(biāo)的基礎(chǔ)上節(jié)能30%,節(jié)能率達(dá)到50%; 第三步,在第二步節(jié)能目標(biāo)的基礎(chǔ)上再節(jié)能30%,節(jié)能率累計達(dá)到65%。采取以北京、天津等重點(diǎn)城市率先推行,逐步向其他省市擴(kuò)展的發(fā)展策略。 目前,我國北方大部分省市以及南方經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的省市,建筑節(jié)能都已到了第三步。北京市頒布的新版《居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》DB11/891-2012則標(biāo)志著75%節(jié)能率時代的到來。 人們很想知道,按照被動房能耗目標(biāo)設(shè)計的建筑,相當(dāng)于什么水平的節(jié)能率呢?以圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)為例,對比北京市75%的標(biāo)準(zhǔn)要求和被動房的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求,如表所示: 注:北京市的居住建筑按照4-8層多層建筑作為比較對象。 通過對比可以看出,被動房的各項節(jié)能設(shè)計參數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于北京市75%節(jié)能率的標(biāo)準(zhǔn)。那么,可以知道,在這個地區(qū)建設(shè)的被動房,節(jié)能率至少在75%以上。 通過一些案例可知,例如秦皇島在水一方的節(jié)能率達(dá)到了90%。這僅僅是針對居住建筑。我國公共建筑的節(jié)能發(fā)展相對滯后,目前多數(shù)地區(qū)仍然執(zhí)行50%的水平。 中國的霧霾問題這兩年越發(fā)的嚴(yán)重了。央視前記者柴靜的一個關(guān)于霧霾的紀(jì)錄片,把中國的大氣環(huán)境污染問題推送了一個舉世關(guān)注的高度。值得慶幸的是,與此紀(jì)錄片差不多同時面世的河北省《被動式低能耗居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》DB13(J)/T177—2015,又仿佛是給霧霾問題的一劑良藥,讓人們感受到政府相關(guān)機(jī)構(gòu)在治理霧霾與大氣污染方面邁出的小小一步的信心。很多專業(yè)人士都提到了發(fā)展被動房是防治霧霾影響的有效手段,那么,人們肯定相知道,被動房究竟在解決霧霾問題方面能起到怎樣的作用呢? 首先,必須弄清楚霧霾究竟是什么東西。 我們知道,當(dāng)空氣容納的水汽達(dá)到最大限度時,就出現(xiàn)飽和。如果水汽多于飽和量,多余的就會凝結(jié)出來,與空氣中微小的灰塵顆粒結(jié)合,形成小水滴或冰晶,懸浮在近地面的空氣層里,成為霧。霧本身不是污染,但產(chǎn)生霧的大氣環(huán)境處于比較穩(wěn)定的狀態(tài),空氣中的污染物不易向外擴(kuò)散,造成集聚效應(yīng),會使污染越來越重。像我國華北地區(qū)的一些城市,經(jīng)常處于低氣壓、無風(fēng)或小風(fēng)的條件下,城市污染物在與低層空氣中的水汽相結(jié)合,不斷加重霧霾程度。 在霧霾天氣中,PM2.5是“罪魁”。PM2.5是細(xì)顆粒物的一種稱呼,指環(huán)境空氣中空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑小于等于 2.5 微米的顆粒物。霧霾中PM2.5的主要來源有:汽車尾氣、道路揚(yáng)塵和建筑施工揚(yáng)塵、工廠制造出的二次污染、冬季取暖時燃燒煤炭低空排放的污染物、生物質(zhì)(秸稈、木柴)的燃燒以及垃圾焚燒產(chǎn)生的煙塵。其中,道路揚(yáng)塵是PM2.5的主要來源。前三項是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的結(jié)果,第四項則是因為北方地區(qū)集中供暖保持室內(nèi)舒適度而引起的。第五項占比最小,是現(xiàn)代生活難以規(guī)避的。 其次,來看看霧霾的危害。 據(jù)專家介紹,霧氣看似溫和,里面卻含有各種對 人體有害的細(xì)顆粒 、有毒物質(zhì)達(dá)20多種,包括了酸、堿、鹽、胺、酚等,以及塵埃、花粉、螨蟲、流感病毒、結(jié)核桿菌、肺炎球菌等,這些都會對人體身體健康造成影響。霧霾中的物質(zhì)會對人體的呼吸道產(chǎn)生影響,可能會引起急性上呼吸道感染(感冒)、急性氣管支氣管炎及肺炎、哮喘發(fā)作,誘發(fā)或加重慢性支氣管炎等。而小孩嬰幼兒被霧霾侵害影響更為嚴(yán)重。 治理霧霾已經(jīng)成為一個重要的任務(wù)去抓,那么發(fā)展建設(shè)被動房究竟在哪些方面發(fā)揮作用呢? 被動房是一種不需要冬季采暖的低能耗建筑,如果北方集中供暖區(qū)域的建筑,都是按照被動房的標(biāo)準(zhǔn)來建設(shè)的話,那么就不需要大批量的燒煤來提供熱能了。如此,將會減少大氣污染物的排放,同時也減少了碳排放,有利于節(jié)能降耗。 被動房可以將人與室外霧霾嚴(yán)重的空氣環(huán)境有效的隔離開,因為被動房有著非常嚴(yán)密的外圍護(hù)系統(tǒng)。外墻體上找不到一個可能傳播霧霾的孔洞,所有的外窗都按照高氣密性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)組裝和安裝在墻體上,居住在這樣的房子里,你不需要像柴靜那樣用膠帶紙去封窗戶,被動房所用窗戶的密封性能超出你的想象。霧霾環(huán)境被嚴(yán)密的隔絕在外,侵害不到居住者。人們還是需要呼吸新鮮空氣,室內(nèi)必須有新風(fēng)進(jìn)來。因此,被動房安裝的一種帶有污染物過濾裝置且熱回收效率高達(dá)75%的機(jī)械新風(fēng)系統(tǒng)能往室內(nèi)源源不斷的輸送新鮮空氣。如此,高氣密的圍護(hù)結(jié)構(gòu)+過濾式新風(fēng)系統(tǒng)組合,使被動房成為防霾侵害的重要利器。 被動房提供了一種工人居住的舒適的微環(huán)境,不論北方還是南方,在寒冷的冬季,人們都更樂意停留在室內(nèi),享受這種舒適的微環(huán)境所帶來的好處,減少外出的概率,避免駕車出行,減少汽車的尾氣排放,間接的為節(jié)能減排做出了貢獻(xiàn)。 世界第一棟被動房是何時建立的? 第一棟被動房由Feist教授于1991年10月在德國達(dá)姆施塔特建成。是一幢四戶的聯(lián)排房屋。在這棟試驗性的住宅里面,F(xiàn)eist教授展現(xiàn)了他對未來建筑的思考-節(jié)能、舒適、可持續(xù)、健康及經(jīng)濟(jì)。此被動式住宅,屋頂U(kuò)值為0.1,I型輕質(zhì)木梁,用聚乙烯板連接無焊接,12.5厚石膏板噴涂乳膠漆,構(gòu)成的445厚的孔洞填充吹入式巖棉保溫;外墻U值0.14,275厚的膨脹聚苯板(EPS)分兩層鋪設(shè)150厚+125厚,175厚的灰沙磚砌體,15厚的連續(xù)室內(nèi)石膏抹灰;地下室底板U值0.13,250厚的聚苯板,160厚的混凝土,40厚的聚苯隔聲材料,50厚的水泥,8-15厚的膠粘實木復(fù)合底板;窗戶U值0.7,三層玻璃帶low-E鍍膜,木窗框填充聚氨酯發(fā)泡;帶熱回收的新風(fēng)機(jī)組采用轉(zhuǎn)輪方式,熱回收效率約80%。該項目的能耗比同時期德國傳統(tǒng)建筑節(jié)能90%以上,不能不說是一個偉大的創(chuàng)新。在20多年后的今天,該房屋仍運(yùn)行良好,依然能滿足當(dāng)初的設(shè)計目標(biāo),供暖能耗小于15kWh/(㎡a)。 1995年,美國能效先驅(qū)Amory Lovins去參觀了此被動后說道,“這并不僅僅是一次科學(xué)試驗。這是一個解決方案。通過重新設(shè)計細(xì)部構(gòu)造來減少成本增量是完全可行的。 夏熱冬冷地區(qū)第一棟按照德國被動房標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計、建筑并經(jīng)過評審認(rèn)證的被動房——長興朗詩布魯克被動房,該建筑物已經(jīng)竣工和投入使用,并經(jīng)歷了一個冬季的考驗。長興布魯克被動房是經(jīng)德國被動房研究所評審認(rèn)證并頒發(fā)標(biāo)識的超低能耗建筑,項目地處浙江省湖州市長興縣的太湖之濱,附近有太湖旅游度假區(qū),風(fēng)景優(yōu)美,地理位置優(yōu)越。總建筑面積2500平方米,建筑物總工5層,高度為17.2米,主體工程于2014年5月份完工,7月份具備居住條件,8月份正式竣工,現(xiàn)在是作為一棟舒適性的酒店投入使用。布魯克被動房在建筑被動式設(shè)計方面采用了與當(dāng)?shù)爻R?guī)建筑不一樣的技術(shù)措施,按照被動優(yōu)先、主動為輔的設(shè)計理念,實現(xiàn)室內(nèi)健康舒適的居住環(huán)境。 布魯克被動房建成之后,共獲得了德國被動房研究所頒發(fā)的認(rèn)證證書,中國綠色建筑三星級認(rèn)證標(biāo)識,德國DGNB鉑金級證書,世界綠色建筑設(shè)計金獎,2014年度地產(chǎn)精瑞獎最佳實踐創(chuàng)新獎等。 一段精彩的視頻帶大家深入了解和學(xué)習(xí)布魯克被動房的建設(shè)經(jīng)歷。 被動房最初的標(biāo)準(zhǔn)是按照德國的氣候環(huán)境進(jìn)行設(shè)定的,德國的氣候相當(dāng)于我國的寒冷地區(qū),冬天較冷,夏季卻不熱。我國幅員遼闊,各地氣候差異很大,在進(jìn)行被動房的設(shè)計時,必須依照各地的氣候特點(diǎn)進(jìn)行專項的設(shè)計。我國的氣候分區(qū)如下。在夏熱冬冷地區(qū)建設(shè)被動房時就必須同時兼顧夏季隔熱和冬季保溫的效果目標(biāo)。 氣密性是被動房建筑的核心指標(biāo),建筑物內(nèi)外能量的交換,除了通過外圍護(hù)墻體和門窗之外,另一個重要部分就是聯(lián)通室內(nèi)外各種狹小縫隙。我國北方地區(qū)農(nóng)村冬季用報紙糊窗戶,就是通過提升建筑氣密性來減少冷風(fēng)滲透。通過實際測試發(fā)現(xiàn),對于一棟建筑物,單單提升門窗的密封性能還不夠,建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中有很多細(xì)微的、看不到的縫隙,這些也是空氣滲透的重要部位。對于被動房項目,應(yīng)從詳細(xì)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計和選材著手,結(jié)合現(xiàn)場嚴(yán)格管控和階段性的建筑整體氣密性測試,來保證房屋氣密性指標(biāo)達(dá)到目標(biāo)要求。對于實現(xiàn)建筑物整體氣密性目標(biāo)的關(guān)鍵措施,可以歸納為以下幾點(diǎn): (1)選用高氣密性的門窗產(chǎn)品 不同類型門窗以及不同開啟方式的門窗,氣密性水平都不一樣。根據(jù)相關(guān)的研究測試結(jié)果可知,平開窗的氣密性優(yōu)于推拉窗,塑鋼型材的門窗氣密性優(yōu)于斷熱鋁合金型材門窗。在被動房的門窗設(shè)計中,不建議設(shè)計推拉開啟方式;在門窗型材類型選擇中,宜選用塑料型材、玻璃鋼型材或者木質(zhì)型材的門窗。國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑外門窗氣密、水密、抗風(fēng)壓性能分級及檢測方法》(GB7106-2008)提出了對門窗部品的氣密性分級標(biāo)準(zhǔn),如表所示。選擇氣密性達(dá)到7級以上的門窗產(chǎn)品是被動房實現(xiàn)整體氣密性的重要手段,采購人員可以利用該控制指標(biāo)優(yōu)選符合要求的門窗。 (2)氣密性節(jié)點(diǎn)設(shè)計 在被動房概念里,建筑應(yīng)該是一個盡量不受室外環(huán)境干擾的獨(dú)立系統(tǒng)。因此,建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)必須具有隔絕室外空氣向室內(nèi)滲透的功能,被動房室內(nèi)外空氣交換主要依靠可控的機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)來實現(xiàn),好的氣密性除了可以降低熱量損失以外,還可以控制室內(nèi)環(huán)境的相對濕度和保護(hù)建筑結(jié)構(gòu)。被動房的關(guān)鍵部位如窗洞口、穿墻預(yù)埋件、屋頂連接處、建筑物陰陽角包角等位置都采用相應(yīng)的密封材料和配件,確保氣密性保溫系統(tǒng)的完整性。下圖展示了一般被動房在門窗洞口、穿墻構(gòu)件等部位的密封設(shè)計。 (3)氣密性過程控制和竣工驗收 德國被動房氣密性標(biāo)準(zhǔn)要求在室內(nèi)外壓差為50 Pa的情況下,室內(nèi)換氣次數(shù)不得大于0.6 h-1。被動房項目可以采用三道膠條密封的門窗、嚴(yán)密的細(xì)部節(jié)點(diǎn)設(shè)計以及施工過程控制,保證了房屋有較好的整體密封性能。在實際工程建設(shè)過程中需要通過氣密性測試來檢驗房屋的換氣次數(shù)是否達(dá)標(biāo)。如果測試發(fā)現(xiàn)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中仍然存在空氣滲漏點(diǎn),則應(yīng)要求工人采取針對性的改善措施來加強(qiáng)各部位的密封性,直到整個建筑物的氣密性達(dá)到設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)要求。 建筑氣密性測試在德國已經(jīng)被廣泛采用,常用的檢測方法是氣壓法,通過從室內(nèi)向室外抽出(鼓入)空氣,使室內(nèi)外形成一定的低(高)壓差。這個低壓差會使得室外的空氣通過各種密閉不嚴(yán)的縫隙溢入(溢出)建筑物內(nèi)部,進(jìn)行室內(nèi)外氣體交換,在對應(yīng)的壓差下測試出房間的換氣次數(shù),即可通過計算得到房間的氣密性。布魯克被動房建設(shè)過程中,分別邀請了國內(nèi)的氣密性測試團(tuán)隊和國外的檢測專家對該建筑進(jìn)行了整體的氣密性檢測和驗收。 首先談?wù)劚粍臃靠蛇x的保溫材料。現(xiàn)在市場使用的墻體保溫材料多達(dá)幾十種,是不是這些常用的材料都可以應(yīng)用于被動式建筑呢?單單從材料的導(dǎo)熱系數(shù)指標(biāo)就可以做出評判。被動房的外墻、屋面、首層地面和分戶墻等都需要非常高效的保溫系統(tǒng),只有導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到非常低的保溫材料才能符合被動房的要求。目前國內(nèi)市場上常見的墻體保溫材料中保溫性能相對較好的有以下幾種,作者特別列舉出來: (1)真空絕熱板 (2)發(fā)泡聚氨酯 (3)擠塑聚苯板 (4)酚醛板 (5)石墨聚苯板 (6)真金板 (7)膨脹聚苯板白板 (8)巖棉板 (9)泡沫玻璃板 至于上述材料體系是否適用于被動房項目,還需要看我國的被動房本土化技術(shù)探索。 再談?wù)劚粍臃克玫拈T窗產(chǎn)品。主要考慮幾個因素,其一是非常好的氣密性,這個在前面已經(jīng)討論過。其二是具有非常好的保溫性能,即較低的傳熱系數(shù)值,一般控制在0.8W/(m2.K)以下,通常要用三層雙中空同時又設(shè)置Low-E的高節(jié)能玻璃,國內(nèi)目前推廣的真空玻璃也具有非常好的效果。門窗的型材必須具有很低的傳熱系數(shù)值,一般只有塑料窗、木窗才能實現(xiàn)。國內(nèi)門窗市場上比較成熟的被動式門窗產(chǎn)品有以下幾類: (1)塑料窗系列; (2)鋁包木系列; (3)鋁包塑系列。 隨著被動房在國內(nèi)的大力推廣,生產(chǎn)被動窗的門窗廠家也獲利頗豐。這對淘汰低端落后門窗技術(shù)、發(fā)展新技術(shù)極其有利。如今,國內(nèi)的門窗單位所能提供的被動窗產(chǎn)品如雨后春筍板出現(xiàn),數(shù)量早已超出了作者所列舉的。小編作為被動式低能耗建筑的推手之一,一直也在搜集各類高節(jié)能門窗,在方便的時候引薦給有需求的開發(fā)商和項目。歡迎門窗界的朋友們前來推薦新產(chǎn)品。
來源:國產(chǎn)建筑節(jié)能大師
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