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能够恒温、恒湿、隔离雾霾的“被动房”:理想家离我们还有多远?

   日期:2021-03-26     来源:互联网    

对于没有暖气的南方来说,室外温度低也就算了,最离谱的是室内居然比室外还冷。于是南方人开始把目光瞄向暖气片、地暖等房屋加热材料,试图给自己打造一个舒适的“北方冬天”。

    

其实还有一种建筑,不仅可以冬暖,还能夏凉。这就是源自德国的被动式房屋。

    

什么是被动式房屋呢?

    

被动式房屋是将自然通风、自然采光、太阳能辐射等各种被动式节能手段与建筑高效节能技术相结合的低能耗建筑。我们传统的取暖方式,都是在房间内以电、煤、气等能源驱动暖气或空调等提供热或冷,且因未经特殊处理,会向室外大量耗散,不仅耗能严重,而且也会对大气造成污染。

    

和传统房屋相比,被动式房屋的优越性可不止这一星半点儿:

    

(1)高舒适性

    

被动式房屋高保温性能的外围护结构使室内保持了宜人的舒适环境,不管是寒冷的冬季或炎热的夏季,被动式房屋始终能保持室内20~26℃,40%~60%的相对湿度。同时,高性能的新风系统一边回收室内排风热量,一边维持室内良好的空气品质。

    

    

(2)可持续性

    

被动式房屋能够将建筑全生命周期维持在一个低能耗水平,这有助于减少天然气和石油等资源的消耗。通过利用风能和太阳能等可再生能源,高效的节能特性彻底减少了co2排放量。对气候保护也有重要贡献。

    

3)高耐久性

    

卓越的保温性能、无热桥设计及密闭的围护结构成就了被动式房屋良好的物理特性,无论是梅雨季还是回南天,都不会发霉。同时被动房的建设有着更高标准的施工工艺和精细化管理要求,这也造就了被动式房屋固有的另一特性:长寿命。

    


    

(4)创新推动性

    

被动式房屋的快速发展催生了对高效节能产品不断扩大的市场需求,因此许多企业也不断开发高效节能的先锋产品,来迎合市场需求。这样一来,被动式房屋就推动了整个社会的经济发展和创新应用。

    

(5)经济可行性

    

被动式房屋是高质量建筑,需要精心规划设计并运用性能优良的建筑组件。因此,初期投资成本也会稍高。然而在后续使用中,被动式房屋的优势尽显:摒弃传统供暖、极低的能耗费用、舒适度的大幅提升、对环境的良好影响、建筑寿命的延长等,也使它在全生命周期中与传统建筑综合相比更加经济。

    

(6)绿色减排性

    

被动房技术体验中心通过各种被动式建筑措施,项目全年供暖供冷需求显著降低,与现行国家节能设计标准相比,建筑节能率达到90%以上,一次能耗节约近169万kwh/年, 节约运行费用约50万元/年,每年减少碳排放量664吨。

    

有的读者可能会问了:说了这么多,被动式建筑和普通建筑到底有什么不一样呢?难道不是用的钢筋混凝土吗?

    

    

其实真正让被动式建筑如此优秀的,并不是建筑材料,而是建筑技术,包括:

    

(1)无热桥设计

    

围护结构不仅包括了墙体、屋顶、天花板等“无法破坏”的结构单元,同样也包括了边、角、连接点和渗漏点等细部节点。热量想要通过建筑围护结构传导很困难,但要通过这些细部节点传导则很容易,这种现象被称为热桥效应。因此,消除热桥是建筑节能的最有效方法之一。只需遵循数条简单原则,就能减少热桥效应带来的热损失。

    

    

(2)卓越的建筑气密性

    

空气不会轻易穿透气密性良好的建筑围护结构,所以确保建筑围护结构的气密性可以降低建筑结构损坏的风险。通过细致的规划设计和采取有效的措施,如:墙内侧全部抹灰,使用护墙板、加强型防潮纸或木质复合板等,均可以使建筑获得良好的气密性。

    

室内空气流动,会引起温度变低、湿气冷凝,进而引起霉变损害建筑结构。隔音效果欠佳以及热损失显著也是有漏洞建筑的重要缺陷。另一方面,良好的气密性可以避免墙体间隙产生气流而形 成低温角落造成结构损害。

    

(3)高效的保温隔热系统和门窗

    

在所有组件中,窗框的作用尤为重要。标准尺寸的窗户,其窗框占据了窗户总面积的 30%到 40%。由于玻璃的保温性能比窗框要好,大多数情况下采用窄框和大面积玻璃的配置组合。玻璃与窗框面积的比值越高,整窗采光越好。

所以窗框不仅要窄,而且要保温。

    

    

传统窗框产生的热损失远远高于具有保温性能的窗框,但使用改进后的暖边条就可以大幅减少热损失。因此,高性能的窗户需要采用良好保温性能的窗框:在较为寒冷的气候条件下,必须配置三层 low-e 玻璃和保温窗框;而在较为温暖的气候条件下,配置双层玻璃和保温性能适中的窗框就足以满足需求。

    

(4)高性能的新风系统

    

新风系统在被动式房屋中扮演着重要角色,它不仅过滤了空气中过多的湿气和异味,还过滤掉空气中的花粉和粉尘,给室内提供纯净的新鲜空气。若通过开窗通风达到这一效果,则会造成热量大量流失,损失的热量甚至会比一栋被动式房屋所需的全部能量还多!

    

    

因此,在寒冷气候条件下带热回收的新风系统必不可少。通过热交换器,温度较高的废气(排风)所含的热量会传递到温度较低从室外进入的新鲜空气,从而大大降低了热损失。在夏季极其炎热的时候,该系统则可以反向运作,将预先冷却的新鲜空气输入室内。通过高效的热交换器,90%以上的热量可以被转换,使进入室内的空气接近室内温度。

    

恒温、恒湿、新鲜空气、节约能耗、绿色环保,听起来简直就是住宅之光!但是在实际中,被动式房屋在我国的实施成果又如何呢?

    

(1)世博会汉堡馆“汉堡之家”

    

“汉堡之家”或许是国内最早的“被动房”最佳实践。

    

    

汉堡馆的能耗极低,每年每平方米消耗能量约50千瓦,相当于普通办公楼能耗的四分之一。建筑内没有空调与暖气,而是采用地热泵进行取暖、制冷。建筑内的电能也都是采用太阳能,感应式开关可以防止能量的浪费。同时,建筑的密封性也相当好,进一步降低了能耗。另外,建筑中还包括了具有热回收功能的通风系统、恒温调节、节水配件等各种节能装置。

    

据悉,“汉堡之家”由汉堡的spengler wiescholek 和dittert & reumschüssel建筑设计事务所共同设计,在2010年上海世博会上将作为优秀的可持续建筑的范例得以展示,同时它也是中国第一个获得认证的 “被动房”。

    

(2)秦皇岛“在水一方”/哈尔滨“溪树庭院”

    

“在水一方”和“溪树庭院”分别是在寒冷气候区和严寒气候区的两个示范项目。秦皇岛“在水一方”项目是目前被动房技术在中国最早、影响力最大的示范项目,有力地促进了被动房在中国的发展。哈尔滨“溪树庭院”项目也是同批次的示范项目之一,高舒适度高层供热采用天棚微辐射采暖及地源制冷技术,全年室内恒定温度20℃—26℃之间。

    

(3)朗诗布鲁克

    

    

由朗诗科技与德国被动房研究所、德国能源署合作建成,是中国夏热冬冷地区第一座按德国被动房标准设计建造的被动式建筑,也将是中国第一个按照绿建三星、德国dgnb和美国leed认证标准实施的项目。

    

布鲁克项目建筑面积约2500㎡,定位为绿色精品酒店,共有标准房间48间,套房4套。最终的气密性测试以50pa换气次数正压0.34次、负压0.37次的成绩一次性通过,远远优于被动房规定的0.6次的标准。

 
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