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綠色建筑 | 被動(dòng)房知識科普盛宴

廣東建筑工業(yè)化展     2018-02-23     1198

 

被動(dòng)房建設現在在國內已經(jīng)大范圍鋪開(kāi)。作者在此將先前總結的與被動(dòng)房相關(guān)的知識貼出來(lái)分享于大家,希望更多的朋友了解和學(xué)習被動(dòng)房。文章借鑒了被動(dòng)房研究所、被動(dòng)式發(fā)展聯(lián)盟等分享的知識,以及參考了網(wǎng)絡(luò )上流傳的分散的被動(dòng)房科普文章,在此感謝熱心朋友們的貢獻。首先把咱們國內著(zhù)名的布魯克被動(dòng)房的視頻在此轉發(fā)出來(lái),希望能為你鋪墊一下最基礎的知識。


“被動(dòng)房”是什么意思
            
從學(xué)術(shù)的角度,目前人們對“被動(dòng)房”或者“被動(dòng)式建筑”比較流行的解釋是:不通過(guò)傳統的采暖方式和主動(dòng)的空調形式來(lái)實(shí)現舒適的冬季和夏季室內環(huán)境的建筑。

 

實(shí)際上,“被動(dòng)房”三個(gè)字是從德語(yǔ)“Passivhaus”直譯過(guò)來(lái)的,也有人將其翻譯為“被動(dòng)式住宅”、“被動(dòng)式建筑”以及“被動(dòng)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(wú)暖房住宅”;到了中國臺灣被翻譯為“被動(dòng)式節能屋”??梢哉f(shuō)在德語(yǔ)語(yǔ)境里,“Passivhaus”是一個(gè)能生動(dòng)體現這類(lèi)建筑含義的詞語(yǔ),但是在漢語(yǔ)語(yǔ)境中,人們通常會(huì )把“被動(dòng)”理解為消極的貶義詞。因此,“被動(dòng)房”這一并不能體現積極向上和陽(yáng)光含義的名稱(chēng),在國內一直不為世人所理解。


現在,各類(lèi)推廣被動(dòng)房發(fā)展的聯(lián)盟的人員一直在構思,給這種超低能耗建筑取一個(gè)既能生動(dòng)表示其實(shí)際含義和理念,也能接地氣的中文名稱(chēng)?;蛟S,當這個(gè)比較恰當的名稱(chēng)出世之后,將會(huì )有更多的人理解、支持、推廣和建設這種代表著(zhù)建筑節能發(fā)展方向和理念的建筑物。


在現在這個(gè)時(shí)點(diǎn),只有非常專(zhuān)業(yè)的人士才知道“被動(dòng)房”的定義和理念,在建筑節能事業(yè)飛速發(fā)展的今天,如果不了解被動(dòng)房,你就真的OUT了。


在國內,還有幾個(gè)相近的詞語(yǔ),比如“被動(dòng)房建筑”“被動(dòng)式低能耗建筑”等,都是描述這一類(lèi)節能理念的建筑,有這么多不同稱(chēng)呼的原因是國內一直沒(méi)有找到一個(gè)合適的統一的名稱(chēng)??梢哉f(shuō)“被動(dòng)房”、“被動(dòng)式房屋”“被動(dòng)式建筑”都是從“Passivhaus”直譯過(guò)來(lái)的,只不過(guò)漢語(yǔ)博大精深,有多種闡釋方式。而“被動(dòng)房建筑”就有些用詞重復了。“被動(dòng)式低能耗建筑”是中國本土新造的組合詞語(yǔ),盡管字數較長(cháng),卻是最能將其節能含義體現出來(lái)的一個(gè)名稱(chēng)。當然,中國現在已經(jīng)完工的很多“被動(dòng)式低能耗建筑示范工程”卻未必就達到了德國“Passivhaus”的終極目標。這類(lèi)示范工程與本書(shū)中所說(shuō)的“被動(dòng)房”在應用技術(shù)上存在細微差異,為了方便理解,在后續所有闡述被動(dòng)式技術(shù)時(shí),“被動(dòng)房”和“被動(dòng)式低能耗建筑”都統一用稱(chēng)呼,即“被動(dòng)房”。


這是德國的一棟按照被動(dòng)式設計思想建造的獨立小宅,可以理解為一棟小型的“被動(dòng)式住宅”


“被動(dòng)房”中“被動(dòng)”怎么理解?

被動(dòng)是相對主動(dòng)而言。我們知道,在冬天要保證室內溫暖舒適的效果,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氖覂拳h(huán)境,就得靠空調制冷來(lái)實(shí)現。這些采暖制冷方式,以及當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(hù)設置的地面采暖盤(pán)管技術(shù)等,都是“主動(dòng)”的供暖制冷技術(shù),都是需要有設備機組來(lái)實(shí)現的。


 

那么,如果不采取這些設備機組,僅僅靠建筑物本身的蓄熱蓄冷防熱保溫的措施,同樣的達到室內冬暖夏涼的效果,這類(lèi)建筑就是“被動(dòng)式建筑”,所采用的技術(shù)措施就是被動(dòng)式技術(shù)。


被動(dòng)式技術(shù)中的卓越的保溫隔熱性能和高效的熱回收系統使得整個(gè)建筑幾乎整年都不需要主動(dòng)采取任何供暖或制冷措施,就能保證室內舒適。這需要較高的初投資,而在使用和維護時(shí)只需要較低的投入,即達到了節能的目標。被動(dòng)式安全裝置、被動(dòng)式過(guò)濾裝置、被動(dòng)式制冷以致被動(dòng)式房屋,都是被動(dòng)式原理的典型成功案例。


當然,實(shí)際建成投入使用的“被動(dòng)房”也并非嚴格意義的“被動(dòng)”,或多或少的還是存在一些“主動(dòng)”因素,因為“被動(dòng)房”也不是完全沒(méi)有能耗。被動(dòng)式的應用,更多強調的是一種設計理念,一種智能的設計,以最小限度的利用復雜系統和不可再生能源達成建筑節能目標。


被動(dòng)房建設代表著(zhù)建筑節能發(fā)展的高端技術(shù),是未來(lái)建筑發(fā)展的方向,主動(dòng)選擇發(fā)展被動(dòng)房建設和開(kāi)拓被動(dòng)房技術(shù)業(yè)務(wù)的,都將在建筑行業(yè)里處于不敗之地;而對建筑節能事業(yè)棄之不顧的任性企業(yè),將會(huì )在激烈的競爭中出局。



被動(dòng)還是主動(dòng),生存的選擇?

被動(dòng)房的概念是什么時(shí)候創(chuàng )立的

 

關(guān)于被動(dòng)房概念的緣起,這里有一個(gè)美麗的傳說(shuō)。據說(shuō)早在上個(gè)世紀八十年代,瑞典隆德大學(xué)(Lund University)的阿達姆森教授(Bo Adamson)和德國的菲斯特博士(Wolfgang Feist)在考察中國的時(shí)候,發(fā)現我國以秦嶺-淮河為分界線(xiàn),以北地區冬季集中供暖,以南地區沒(méi)有集中供暖的待遇。




其時(shí),我國南方地區,例如按照氣候分區的夏熱冬暖地區,冬季不集中供暖也沒(méi)有什么問(wèn)題,因為這個(gè)地區的冬季氣溫也沒(méi)那么低。只有長(cháng)江流域,所謂的夏熱冬冷地區,在冬季的氣溫還是比較低的。一般室外氣溫低于5℃的時(shí)候,室內若沒(méi)有取暖設備,住宅房子里感覺(jué)很不舒適的。而這個(gè)地區的居民,在冬季卻沒(méi)有我國北方居民那么幸運,享受到漫長(cháng)冬季長(cháng)久的室內溫暖舒適的待遇了。


好了,這里回到“被動(dòng)房”的由來(lái)。話(huà)說(shuō)當年這兩位專(zhuān)家到我國考察,發(fā)現在長(cháng)江流域的住宅,由于冬季沒(méi)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)良的外圍護條件,達到冬季沒(méi)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(zhuān)家回到歐洲之后就著(zhù)手這類(lèi)建筑的實(shí)踐。


在1991世界上第一座被動(dòng)房建筑終于在年德國的達姆施塔特建成,而且從建成至今的十幾年里,一直按照設計的要求正常運行,取得了很好的效果??梢哉f(shuō),這一理念的建筑率先在德國實(shí)現了落地。后來(lái),菲斯特博士還在德國達姆施塔特創(chuàng )建了被動(dòng)房研究所,旨在將這類(lèi)建筑推廣到世界范圍。


如果傳說(shuō)是真的,那么你會(huì )驚詫的發(fā)現,這一按照高節能標準設計建筑的理念,原來(lái)最初是為我國夏熱冬冷地區的氣候環(huán)境設想出來(lái)的??!


傳說(shuō)歸于傳說(shuō),但是,事實(shí)至少是這樣的,1988年,瑞典隆德大學(xué)的阿達姆森教授和德國的菲斯特博士首先提出這一概念,他們認為"被動(dòng)房"建筑應該是不用主動(dòng)的采暖和空調系統就可以維持舒適室內熱環(huán)境的建筑。1991年在德國的達姆施塔特建成了第一座被動(dòng)房建筑并取得了成功,然后建立了研究機構,并在世界范圍內推廣被動(dòng)式建筑建造技術(shù)。目前,在歐洲已經(jīng)有上萬(wàn)座被動(dòng)房建筑建成,并且被動(dòng)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(kāi)始采用被動(dòng)房的標準進(jìn)行建設。而我國的被動(dòng)房建設浪潮剛剛卷起,2014年著(zhù)名的綠色地產(chǎn)公司朗詩(shī)綠色地產(chǎn)公司安全按照德國被動(dòng)房標準建造的“布魯克被動(dòng)房”竣工,以及各類(lèi)被動(dòng)房產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟陸續成立,預示著(zhù)我國發(fā)展超低能耗建筑的時(shí)代來(lái)臨了。


被動(dòng)房的能效目標標準是什么?

 

被動(dòng)房能效指標為:

(1)供暖需熱量≤15kWh/(m²a) ,或樓宇熱負荷≤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(jiǎn)單的圖片來(lái)展示被動(dòng)房的能效目標??梢钥闯?,被動(dòng)房在相對于現在我國的節能建筑,更為節能。



被動(dòng)房除了節能還有哪些優(yōu)勢

 

(1)舒適


就像保溫瓶的保溫原理一樣,被動(dòng)式房屋高保溫性能的外圍護結構是室內保持了宜人的溫度。不管是寒冷的冬季或炎熱的夏季,被動(dòng)式房屋都能保持室內恒溫,不會(huì )產(chǎn)生溫度起伏以及室內干燥。


同時(shí),高性能的新風(fēng)系統還能在保證室溫恒定的條件下,提供充足的新鮮空氣,維持室內良好的空氣質(zhì)量。


(2)可持續


被動(dòng)式房屋從一開(kāi)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(yáng)能等可再生能源:節能建筑的事半功倍,意味著(zhù)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)濟可行得滿(mǎn)足剩余能源需求。無(wú)論有沒(méi)有利用可再生能源,被動(dòng)式房屋高效的節能特性都徹底減少了CO2排放量。因此對氣候保護也有重要貢獻。


(3)創(chuàng )新性


被動(dòng)式房屋是現代化的建筑標準,為建筑師和工程師開(kāi)拓了新視角。同樣被動(dòng)式房屋的快速發(fā)展也催生了對高效節能產(chǎn)品不斷擴大的市場(chǎng)需求,因此許多企業(yè)也不斷開(kāi)發(fā)高效節能的先鋒產(chǎn)品,積極推向市場(chǎng),來(lái)迎合市場(chǎng)需求。


這樣一來(lái),被動(dòng)式房屋就推動(dòng)了整個(gè)社會(huì )的經(jīng)濟發(fā)展和創(chuàng )新應用,同時(shí)對舒適度和節能的投資也提升了整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的附加值。


(4)可靠性


過(guò)去20年,已有成千上萬(wàn)棟被動(dòng)式房屋被建造,而這些建筑在使用過(guò)程中表現出來(lái)的性能也十分優(yōu)異。其中,有數百棟房屋受到了嚴格監測,其測試結果始終保持良好。


(5)彈性


被動(dòng)式房屋能保持宜居的室內溫度達數周之久,在沒(méi)有能源供應的冬天也能應對自如。因此在緊急狀況下可作為避難所,這是其他建筑類(lèi)型所不具備的。被動(dòng)式房屋通過(guò)降低用電需求,也使得緊張的電力系統壓力得以緩解。


(6)耐久性


卓越的保溫性能、無(wú)熱橋設計及密閉的圍護結構是被動(dòng)式房屋節能的三大要素,成就了其良好的建筑物理特性,同樣這也造就了被動(dòng)式房屋固有的另一特性:長(cháng)壽命 。


(7)簡(jiǎn)單


被動(dòng)式房屋不需要使用說(shuō)明書(shū)。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)秀的設計,而這并不需要什么復雜的科學(xué)技術(shù)。被動(dòng)式房屋,簡(jiǎn)單實(shí)用!


(8)特殊性


被動(dòng)式房屋并不是一部建筑規程。這一自愿性標準對人們的吸引力在于其帶來(lái)的便捷與收益。建設經(jīng)驗、建筑組件和設計軟件都是公開(kāi)的,因此任何建筑都可以在不降低舒適度的情況下滿(mǎn)足被動(dòng)式標準,實(shí)現可持續性發(fā)展。無(wú)論其設計是普通還是特殊,被動(dòng)式房屋本身就是一類(lèi)特有的建筑。


(9)經(jīng)濟可行性


被動(dòng)式建筑是高質(zhì)量建筑,需要精心規劃設計并運用性能優(yōu)良的建筑組件。因此,投資成本也會(huì )稍高。然而,在后續使用中,被動(dòng)式房屋的優(yōu)勢盡顯:極低的能耗費用也使它比周?chē)膫鹘y建筑更加經(jīng)濟。


被動(dòng)房的主要設計因素構成

(1)高效新風(fēng)系統


首先,被動(dòng)式建筑需要新風(fēng)系統。該系統能在房間的氣密性比較好的條件下,將屋外的空氣通過(guò)過(guò)濾、加濕或者除濕輸入房間,改善房間空氣,同時(shí)保持房間的恒溫。第二個(gè)重要的因素是氣密性。對此,質(zhì)量控制是一個(gè)重要元素。被動(dòng)式建筑也需要用電,一個(gè)重要標準是:房間制冷和制熱的年需求不能超過(guò)15瓦。15瓦是一個(gè)測算值,在這一測試過(guò)程中先判斷能耗需求不超過(guò)15度,排除了太陽(yáng)能等輔助設施,僅指建筑能耗需求是15度。


(2)好的保溫性和緊湊性


建筑圍護結構的所有材料必須具有非常好的保溫性能。 邊沿,轉角,連接處以及滲透處均需做特別的考慮和處理,來(lái)避免熱橋的產(chǎn)生。 所有建筑圍護結構里不透光的建筑材料必須具有很好的隔熱性能,并且導熱系數(U值,之前稱(chēng)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(huì )損失0,15瓦的熱量。


(3)建筑朝向以及遮陽(yáng)


合適的建筑朝向和遮陽(yáng)是被動(dòng)式建筑優(yōu)化利用太陽(yáng)光和其他關(guān)鍵熱能的前提條件。這條應用于小型的獨棟建筑。 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(shí)現被動(dòng)式建筑。


(4)好的玻璃以及窗框


窗戶(hù)(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(guò)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(hù)。


(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致的空氣泄漏進(jìn)行測試, 空氣總泄漏量必須小于每小時(shí)建筑體積的0.6倍。


(6)被動(dòng)式新風(fēng)預熱/預冷


新風(fēng)可以先通過(guò)地下熱量器,即使在最冷的冬天天氣,新風(fēng)也可以先預熱到攝氏5度以上。這是一個(gè)非常有意義的做法,但是不是必須的。


(7)通過(guò)高效的逆流熱交換器來(lái)實(shí)現排出廢氣的熱回增益

 

經(jīng)過(guò)熱回增益后的舒適新風(fēng)的首要作用是使建筑內有一個(gè)好的空氣質(zhì)量,第二個(gè)作用是節能。 被動(dòng)式建筑至少有75%的熱量是新風(fēng)通過(guò)與廢氣進(jìn)行熱交換取得。


為什么說(shuō)被動(dòng)房是房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商的必由之路?
   

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(jià)和附加值較高,開(kāi)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)品應用,采暖和公共費用支出會(huì )減少;對人類(lèi)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,中國的房屋建設必須從粗放式施工轉向精細施工。


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460多億平方米,這些房屋存在大量的非節能建筑,既浪費資源,又污染環(huán)境。


 “十二五”期間我國要實(shí)現節約能源6.7億噸標準煤的目標。北方居住建筑的采暖能耗目前是2億噸標準煤,如果從現在起北方新建建筑全部按被動(dòng)房標準執行,同時(shí)將現有北方居住建筑進(jìn)行改造,到2050年,有望給國家節省70億噸標準煤,節能效果非??捎^(guān)。


被動(dòng)房建設有哪些技術(shù)規程或者指導文件?

目前德國被動(dòng)房研究所、德國能源署以及中國住房和城鄉建設部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心都頒布了關(guān)于被動(dòng)房、被動(dòng)式低能耗建筑的指導手冊。河北省還出臺了我國第一部被動(dòng)式低能耗設計標準。


我國首部被動(dòng)式建筑的設計標準是怎樣的

 

根據河北省住房和城鄉建設廳《2012年度河北省工程建設標準和標準設計第一批編制計劃》(冀建質(zhì)〔2012〕214號)要求,由住房城鄉建設部科技發(fā)展促進(jìn)中心和河北省建筑科學(xué)研究院會(huì )同有關(guān)單位編制的《被動(dòng)式低能耗居住建筑節能設計標準》,經(jīng)組織審查,批準為河北省工程建設標準,編號為DB13(J)/T177—2015,自2015年5月1日起實(shí)施。該標準是世界范圍內繼瑞典《被動(dòng)房低能耗住宅規范》后第二本有關(guān)被動(dòng)式房屋的標準。


該標準的主要技術(shù)內容包括:總則,術(shù)語(yǔ)和符號,被動(dòng)式房屋的定義和規定,被動(dòng)式房屋的基本設計原則,被動(dòng)式房屋的熱工和能耗計算規定,熱工計算,采暖負荷和能耗計算,冷負荷和空調能耗計算,房屋總一次能源計算項目和計算方法,圍護結構設計,照明和遮陽(yáng)設計,通風(fēng)系統設計,關(guān)鍵材料和產(chǎn)品性能,防火設計,施工工法,被動(dòng)式房屋的測試,被動(dòng)式房屋的認定條件,各種建筑能耗轉化成一次能源和CO2排放量的計算方法,運行管理,以及附錄和條文說(shuō)明。


河北標準通過(guò)規定了被動(dòng)房所應具有室內環(huán)境品質(zhì)和能耗需求,并限定建筑物的采暖、空調和總能耗,提出滿(mǎn)足房屋關(guān)鍵材料的性能,最終達到工程建設人員可依據這本標準能夠建造出在能源消耗量極低的情況下,擁有健康、舒適的室內環(huán)境的房屋。

 

被動(dòng)房標準在我國建筑節能三步走規劃中處于什么水平?

我國建筑節能發(fā)展從1986年至今經(jīng)歷了三個(gè)階段:


第一步,1986年建設部頒發(fā)《民用建筑節能設計標準(采暖居住部分)》JGJ26-1986,目標是在1980-1981年當地通用設計采暖能耗基線(xiàn)的基礎上實(shí)現節能30%;


第二步,從1986年開(kāi)始,在第一步節能目標的基礎上節能30%,節能率達到50%;


第三步,在第二步節能目標的基礎上再節能30%,節能率累計達到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)濟較為發(fā)達的省市,建筑節能都已到了第三步。北京市頒布的新版《居住建筑節能設計標準》DB11/891-2012則標志著(zhù)75%節能率時(shí)代的到來(lái)。


人們很想知道,按照被動(dòng)房能耗目標設計的建筑,相當于什么水平的節能率呢?以圍護結構設計參數為例,對比北京市75%的標準要求和被動(dòng)房的設計標準要求,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(guò)對比可以看出,被動(dòng)房的各項節能設計參數遠遠高于北京市75%節能率的標準。那么,可以知道,在這個(gè)地區建設的被動(dòng)房,節能率至少在75%以上。


通過(guò)一些案例可知,例如秦皇島在水一方的節能率達到了90%。這僅僅是針對居住建筑。我國公共建筑的節能發(fā)展相對滯后,目前多數地區仍然執行50%的水平。


為什么說(shuō)被動(dòng)房是防室外霧霾利器

中國的霧霾問(wèn)題這兩年越發(fā)的嚴重了。央視前記者柴靜的一個(gè)關(guān)于霧霾的紀錄片,把中國的大氣環(huán)境污染問(wèn)題推送了一個(gè)舉世關(guān)注的高度。值得慶幸的是,與此紀錄片差不多同時(shí)面世的河北省《被動(dòng)式低能耗居住建筑節能設計標準》DB13(J)/T177—2015,又仿佛是給霧霾問(wèn)題的一劑良藥,讓人們感受到政府相關(guān)機構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(zhuān)業(yè)人士都提到了發(fā)展被動(dòng)房是防治霧霾影響的有效手段,那么,人們肯定相知道,被動(dòng)房究竟在解決霧霾問(wèn)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,當空氣容納的水汽達到最大限度時(shí),就出現飽和。如果水汽多于飽和量,多余的就會(huì )凝結出來(lái),與空氣中微小的灰塵顆粒結合,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)境處于比較穩定的狀態(tài),空氣中的污染物不易向外擴散,造成集聚效應,會(huì )使污染越來(lái)越重。像我國華北地區的一些城市,經(jīng)常處于低氣壓、無(wú)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合,不斷加重霧霾程度。


在霧霾天氣中,PM2.5是“罪魁”。PM2.5是細顆粒物的一種稱(chēng)呼,指環(huán)境空氣中空氣動(dòng)力學(xué)當量直徑小于等于 2.5 微米的顆粒物。霧霾中PM2.5的主要來(lái)源有:汽車(chē)尾氣、道路揚塵和建筑施工揚塵、工廠(chǎng)制造出的二次污染、冬季取暖時(shí)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,道路揚塵是PM2.5的主要來(lái)源。前三項是現代工業(yè)發(fā)展的結果,第四項則是因為北方地區集中供暖保持室內舒適度而引起的。第五項占比最小,是現代生活難以規避的。


其次,來(lái)看看霧霾的危害。


據專(zhuān)家介紹,霧氣看似溫和,里面卻含有各種對 人體有害的細顆粒 、有毒物質(zhì)達20多種,包括了酸、堿、鹽、胺、酚等,以及塵埃、花粉、螨蟲(chóng)、流感病毒、結核桿菌、肺炎球菌等,這些都會(huì )對人體身體健康造成影響。霧霾中的物質(zhì)會(huì )對人體的呼吸道產(chǎn)生影響,可能會(huì )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重。


治理霧霾已經(jīng)成為一個(gè)重要的任務(wù)去抓,那么發(fā)展建設被動(dòng)房究竟在哪些方面發(fā)揮作用呢?


被動(dòng)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域的建筑,都是按照被動(dòng)房的標準來(lái)建設的話(huà),那么就不需要大批量的燒煤來(lái)提供熱能了。如此,將會(huì )減少大氣污染物的排放,同時(shí)也減少了碳排放,有利于節能降耗。


被動(dòng)房可以將人與室外霧霾嚴重的空氣環(huán)境有效的隔離開(kāi),因為被動(dòng)房有著(zhù)非常嚴密的外圍護系統。外墻體上找不到一個(gè)可能傳播霧霾的孔洞,所有的外窗都按照高氣密性標準進(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(hù),被動(dòng)房所用窗戶(hù)的密封性能超出你的想象。霧霾環(huán)境被嚴密的隔絕在外,侵害不到居住者。人們還是需要呼吸新鮮空氣,室內必須有新風(fēng)進(jìn)來(lái)。因此,被動(dòng)房安裝的一種帶有污染物過(guò)濾裝置且熱回收效率高達75%的機械新風(fēng)系統能往室內源源不斷的輸送新鮮空氣。如此,高氣密的圍護結構+過(guò)濾式新風(fēng)系統組合,使被動(dòng)房成為防霾侵害的重要利器。


被動(dòng)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(lè )意停留在室內,享受這種舒適的微環(huán)境所帶來(lái)的好處,減少外出的概率,避免駕車(chē)出行,減少汽車(chē)的尾氣排放,間接的為節能減排做出了貢獻。


世界第一棟被動(dòng)房是何時(shí)建立的?


第一棟被動(dòng)房由Feist教授于1991年10月在德國達姆施塔特建成。是一幢四戶(hù)的聯(lián)排房屋。在這棟試驗性的住宅里面,Feist教授展現了他對未來(lái)建筑的思考-節能、舒適、可持續、健康及經(jīng)濟。此被動(dòng)式住宅,屋頂U值為0.1,I型輕質(zhì)木梁,用聚乙烯板連接無(wú)焊接,12.5厚石膏板噴涂乳膠漆,構成的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150厚+125厚,175厚的灰沙磚砌體,15厚的連續室內石膏抹灰;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(shí)木復合底板;窗戶(hù)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)機組采用轉輪方式,熱回收效率約80%。該項目的能耗比同時(shí)期德國傳統建筑節能90%以上,不能不說(shuō)是一個(gè)偉大的創(chuàng )新。在20多年后的今天,該房屋仍運行良好,依然能滿(mǎn)足當初的設計目標,供暖能耗小于15kWh/(㎡a)。


1995年,美國能效先驅Amory Lovins去參觀(guān)了此被動(dòng)后說(shuō)道,“這并不僅僅是一次科學(xué)試驗。這是一個(gè)解決方案。通過(guò)重新設計細部構造來(lái)減少成本增量是完全可行的。


中國第一棟獲得認證的被動(dòng)房介紹

夏熱冬冷地區第一棟按照德國被動(dòng)房標準設計、建筑并經(jīng)過(guò)評審認證的被動(dòng)房——長(cháng)興朗詩(shī)布魯克被動(dòng)房,該建筑物已經(jīng)竣工和投入使用,并經(jīng)歷了一個(gè)冬季的考驗。長(cháng)興布魯克被動(dòng)房是經(jīng)德國被動(dòng)房研究所評審認證并頒發(fā)標識的超低能耗建筑,項目地處浙江省湖州市長(cháng)興縣的太湖之濱,附近有太湖旅游度假區,風(fēng)景優(yōu)美,地理位置優(yōu)越??偨ㄖ娣e2500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,現在是作為一棟舒適性的酒店投入使用。布魯克被動(dòng)房在建筑被動(dòng)式設計方面采用了與當地常規建筑不一樣的技術(shù)措施,按照被動(dòng)優(yōu)先、主動(dòng)為輔的設計理念,實(shí)現室內健康舒適的居住環(huán)境。


布魯克被動(dòng)房建成之后,共獲得了德國被動(dòng)房研究所頒發(fā)的認證證書(shū),中國綠色建筑三星級認證標識,德國DGNB鉑金級證書(shū),世界綠色建筑設計金獎,2014年度地產(chǎn)精瑞獎最佳實(shí)踐創(chuàng )新獎等。

 

一段精彩的視頻帶大家深入了解和學(xué)習布魯克被動(dòng)房的建設經(jīng)歷。


被動(dòng)房的故事

被動(dòng)房在國內應用需要注意氣候分區嗎?

被動(dòng)房最初的標準是按照德國的氣候環(huán)境進(jìn)行設定的,德國的氣候相當于我國的寒冷地區,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(dòng)房的設計時(shí),必須依照各地的氣候特點(diǎn)進(jìn)行專(zhuān)項的設計。我國的氣候分區如下。在夏熱冬冷地區建設被動(dòng)房時(shí)就必須同時(shí)兼顧夏季隔熱和冬季保溫的效果目標。


如何實(shí)現被動(dòng)房的氣密性目標?

氣密性是被動(dòng)房建筑的核心指標,建筑物內外能量的交換,除了通過(guò)外圍護墻體和門(mén)窗之外,另一個(gè)重要部分就是聯(lián)通室內外各種狹小縫隙。我國北方地區農村冬季用報紙糊窗戶(hù),就是通過(guò)提升建筑氣密性來(lái)減少冷風(fēng)滲透。通過(guò)實(shí)際測試發(fā)現,對于一棟建筑物,單單提升門(mén)窗的密封性能還不夠,建筑外圍護結構中有很多細微的、看不到的縫隙,這些也是空氣滲透的重要部位。對于被動(dòng)房項目,應從詳細的節點(diǎn)設計和選材著(zhù)手,結合現場(chǎng)嚴格管控和階段性的建筑整體氣密性測試,來(lái)保證房屋氣密性指標達到目標要求。對于實(shí)現建筑物整體氣密性目標的關(guān)鍵措施,可以歸納為以下幾點(diǎn):


(1)選用高氣密性的門(mén)窗產(chǎn)品


不同類(lèi)型門(mén)窗以及不同開(kāi)啟方式的門(mén)窗,氣密性水平都不一樣。根據相關(guān)的研究測試結果可知,平開(kāi)窗的氣密性?xún)?yōu)于推拉窗,塑鋼型材的門(mén)窗氣密性?xún)?yōu)于斷熱鋁合金型材門(mén)窗。在被動(dòng)房的門(mén)窗設計中,不建議設計推拉開(kāi)啟方式;在門(mén)窗型材類(lèi)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(mén)窗。國家標準《建筑外門(mén)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(mén)窗部品的氣密性分級標準,如表所示。選擇氣密性達到7級以上的門(mén)窗產(chǎn)品是被動(dòng)房實(shí)現整體氣密性的重要手段,采購人員可以利用該控制指標優(yōu)選符合要求的門(mén)窗。


(2)氣密性節點(diǎn)設計


在被動(dòng)房概念里,建筑應該是一個(gè)盡量不受室外環(huán)境干擾的獨立系統。因此,建筑圍護結構必須具有隔絕室外空氣向室內滲透的功能,被動(dòng)房室內外空氣交換主要依靠可控的機械通風(fēng)系統來(lái)實(shí)現,好的氣密性除了可以降低熱量損失以外,還可以控制室內環(huán)境的相對濕度和保護建筑結構。被動(dòng)房的關(guān)鍵部位如窗洞口、穿墻預埋件、屋頂連接處、建筑物陰陽(yáng)角包角等位置都采用相應的密封材料和配件,確保氣密性保溫系統的完整性。下圖展示了一般被動(dòng)房在門(mén)窗洞口、穿墻構件等部位的密封設計。


套管防水氣密性處理

(3)氣密性過(guò)程控制和竣工驗收


德國被動(dòng)房氣密性標準要求在室內外壓差為50 Pa的情況下,室內換氣次數不得大于0.6 h-1。被動(dòng)房項目可以采用三道膠條密封的門(mén)窗、嚴密的細部節點(diǎn)設計以及施工過(guò)程控制,保證了房屋有較好的整體密封性能。在實(shí)際工程建設過(guò)程中需要通過(guò)氣密性測試來(lái)檢驗房屋的換氣次數是否達標。如果測試發(fā)現建筑外圍護結構中仍然存在空氣滲漏點(diǎn),則應要求工人采取針對性的改善措施來(lái)加強各部位的密封性,直到整個(gè)建筑物的氣密性達到設定的標準要求。


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(guò)從室內向室外抽出(鼓入)空氣,使室內外形成一定的低(高)壓差。這個(gè)低壓差會(huì )使得室外的空氣通過(guò)各種密閉不嚴的縫隙溢入(溢出)建筑物內部,進(jìn)行室內外氣體交換,在對應的壓差下測試出房間的換氣次數,即可通過(guò)計算得到房間的氣密性。布魯克被動(dòng)房建設過(guò)程中,分別邀請了國內的氣密性測試團隊和國外的檢測專(zhuān)家對該建筑進(jìn)行了整體的氣密性檢測和驗收。



氣密性檢測

被動(dòng)房可以選擇的保溫材料和門(mén)窗產(chǎn)品

首先談?wù)劚粍?dòng)房可選的保溫材料?,F在市場(chǎng)使用的墻體保溫材料多達幾十種,是不是這些常用的材料都可以應用于被動(dòng)式建筑呢?單單從材料的導熱系數指標就可以做出評判。被動(dòng)房的外墻、屋面、首層地面和分戶(hù)墻等都需要非常高效的保溫系統,只有導熱系數達到非常低的保溫材料才能符合被動(dòng)房的要求。目前國內市場(chǎng)上常見(jiàn)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(lái):


(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(dòng)房項目,還需要看我國的被動(dòng)房本土化技術(shù)探索。


再談?wù)劚粍?dòng)房所用的門(mén)窗產(chǎn)品。主要考慮幾個(gè)因素,其一是非常好的氣密性,這個(gè)在前面已經(jīng)討論過(guò)。其二是具有非常好的保溫性能,即較低的傳熱系數值,一般控制在0.8W/(m2.K)以下,通常要用三層雙中空同時(shí)又設置Low-E的高節能玻璃,國內目前推廣的真空玻璃也具有非常好的效果。門(mén)窗的型材必須具有很低的傳熱系數值,一般只有塑料窗、木窗才能實(shí)現。國內門(mén)窗市場(chǎng)上比較成熟的被動(dòng)式門(mén)窗產(chǎn)品有以下幾類(lèi):

(1)塑料窗系列;

(2)鋁包木系列;

(3)鋁包塑系列。


隨著(zhù)被動(dòng)房在國內的大力推廣,生產(chǎn)被動(dòng)窗的門(mén)窗廠(chǎng)家也獲利頗豐。這對淘汰低端落后門(mén)窗技術(shù)、發(fā)展新技術(shù)極其有利。如今,國內的門(mén)窗單位所能提供的被動(dòng)窗產(chǎn)品如雨后春筍板出現,數量早已超出了作者所列舉的。小編作為被動(dòng)式低能耗建筑的推手之一,一直也在搜集各類(lèi)高節能門(mén)窗,在方便的時(shí)候引薦給有需求的開(kāi)發(fā)商和項目。歡迎門(mén)窗界的朋友們前來(lái)推薦新產(chǎn)品。

來(lái)源:國產(chǎn)建筑節能大師

 

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