“十四五”規劃中明确提出了“推動形成綠色生産生活方式,加快改善生态環境”發展綠色地産,尤其是發展綠色建築、降低建築能耗,成為房地産行業轉型升級的必選項,這或許将引發被動房從試點到逐步被推廣
被動房,是通過充分利用可再生能源使所有消耗的一次性能源總和不超過120千瓦·小時/(平米.年)的房屋。
低能耗标準,是通過高隔熱隔音、密封性強的建築外牆和可再生能源得以實現。
“被動房”是國外倡導的一種全新節能建築概念,也是我國推動建築節能工作的重要契機和平台。
現在很多地産企業出于各種目的開始接觸被動房,但對于被動房的認知卻比較少,今天就跟大家講一講被動房相關知識
題綱
01 什麼是被動房
02 被動房的設計要點
03 被動房的成本情況
04 國内被動房案例
01 什麼是被動房
1. 被動房的由來
“被動房”是一種高度節能、高舒适的建築。通過自然采光、太陽能輻射等被動式節能措施與建築外圍護結構保溫隔熱節能技術相結合建成的建築。在顯著提高室内環境舒适度的同時,大幅度降低建築能耗。真正的健康、舒适、節能!
“被動房” 建築的概念是在德國上世紀80 年代低能耗建築的基礎上建立起來的,1988年瑞典隆德大學(Lund University)的阿達姆森教授(Bo Adamson)和德國的菲斯特博士(Wolfgang Feist)首先提出這一概念, 他們認為 “被動房” 建築應該是不用主動的采暖和空調系統就可以維持舒适室内熱環境的建築。1991年在德國的達姆施塔特(Darmstadt)建成了第一座“被動房”建築(Passive House DarmstadtKranichstein), 在建成至今的十幾年裡, 一直按照設計的要求正常運行,取得了很好的效果。
世界上最大的被動辦公樓energon于2002年建于德國的烏爾姆。按照達姆施塔特被動房機構公布的要求,建築必須在年熱能需求、熱負荷、空氣密度和基本能源需求等方面符合特定的标準,才能稱為合格的“被動房”。
“被動房”的建築方式不受樓宇類型的限制,包括辦公樓宇、住房、校舍、體育館以及工業用房。因此普通建築可以通過改建達到“被動房”的标準要求,具有廣泛的實踐意義。共計有6000多棟被動房在德國、奧地利、瑞士和意大利投入使用。而“漢堡之家”将成為中國境内首座獲得認證的“被動房”。
漢堡之家是中國境内首座獲得認證的“被動房”,是上海世博會德國漢堡市城市最佳實踐區案例館。“漢堡之家”每平米一年消耗相當于50度電的能量,僅相當于普通辦公樓的1/4。它在屋頂上安裝的光能利用設備可以提供建築所需電能的90%,而地源熱泵裝置則為整個建築的制冷和供暖供給能量
2. 什麼樣的建築是被動房
被動房通俗點講就是生态住宅,從概念上講,它是基于被動式技術而設計和建造的節能建築物。它不需要使用傳統建築的空調和暖氣設備,依靠自身優越的保溫性能及氣密性,從建築技術層面利用太陽、照明、人體、電器散熱等所有自然得熱方式,來實現恒溫、恒濕、恒氧、隔離霧霾。
簡單而言,這種房子不裝空調、不安裝暖氣,四季的室溫都能保持室内相對溫度20~26攝氏度,還能比普通住房節省90%以上的能源。
那達到什麼标準的房子才是被動房呢?
① 采暖能源需求不可以超過15kWh/ m2 a 這個極限值。如果超過,在中歐氣候地區,利用新風補熱就不大可能滿足建築物的剩餘采暖需求。
② 建築物外圍護結構氣密性(n50≤0.6h-1)。
③ 一次能源需求。除了采暖熱能,還包括了建築物内的全部能耗(熱水、電),以及這些能源的制備“方式”。一次能源需求不允許超過120kWh/ m2 a
國内目前被動式超低能耗建築是以康居認證為标準,所有建築材料都需要經過康居認證,網上可以查到康居認證産品選用目錄
3. 被動房如何做到節能的
地面保溫隔熱
是在整平的地基上鋪上一層擠塑聚苯闆保溫,然後進行鋼筋混凝土墊層施工
牆體保溫
也隻是在牆體裝飾前增加一層岩棉或玻璃棉等保溫材料做的保溫層
被動式門窗
斷橋鋁中空玻璃保溫門窗,一般為三層的玻璃,性能更好的有四層玻璃
屋面保溫
裝飾前增加一層岩棉或玻璃棉等保溫材料做的保溫層
新風系統
在室外新鮮空氣進入室内前,首先經過埋于地面冰凍線以下的進氣管,利用大地的熱量将其預熱至5℃,然後通過新風換氣機吸收室内渾濁氣體80%的熱量!盡可能的保證進入室内的空氣溫度适于人們生活
在一些特别嚴寒或炎熱的地區安裝太陽能空調微調室内溫度,并且提供生活熱水
02 被動房的設計要點
被動房需要依靠自身優越的保溫性能及氣密性,從建築技術層面利用太陽、照明、人體、電器散熱等所有自然得熱方式,來實現恒溫、恒濕、恒氧、隔離霧霾,因而對設計的要求非常高
其中有五點是需要特别關注的:保溫、門窗、無熱橋、氣密性、機械通風
1. 保溫
首先,要注重建築的外圍結構;
其次,要強調室内空氣質量與人體舒适度是否合适;
最後,所設計的建築項目必須經過PHPP軟件的驗證,通過認證後在施工階段,需要高質量的施工水平。
2. 被動式門窗
被動房主要采用三玻保溫窗,從外向裡數,第二和第五個面有low-e塗層,玻璃采用暖邊間隔條,玻璃盡量伸入窗框2-3cm,而普通窗戶僅為1.5cm,玻璃内填充如氩氣等惰性氣體,用來降低窗體的導熱性。
三玻兩腔的被動式窗戶,可以獲得更多的能量,同時減少能量損失;性能優于普通雙層玻璃四倍;優越的隔音效果;三道密封,氣密性極強
3. 無熱橋
如果某個細部節點處的熱橋效應為零或者甚至是負值,這就是我們所說的“無熱橋結構設計”。計算熱橋時按照建築結構的外部尺寸計算,由此計算出的标準熱損失一定大于實際熱損失
常見的熱橋主要出現在:
① 處在外牆周邊的鋼筋混凝土抗震柱、圈梁、門窗過梁,鋼筋混凝土或鋼框架梁、柱。
② 鋼筋混凝土或金屬屋面闆中的邊肋或小肋。
③ 金屬玻璃窗幕牆中和金屬窗中的金屬框和框料等
4. 氣密性
被動式低能耗建築設計人員通常需在建築平面圖中标出包裹空氣調節(采暖/制冷)空間的氣密層,它可以是包裹一棟樓,也可以是包裹部分樓層,明确氣密空間和非氣密空間的界限,從而提前規劃和設計可能穿越氣密層,導緻氣密層滲漏的管線、結構或構件,盡可能減少事後補救的措施
5. 最大采光面
被動房通過合理的建築設計,使其在冷的時候采光和得熱得到最大化,并且在熱的時候有遮陽的措施,減少制冷的能量消耗
6. 帶有熱交換系統的新風系統
為了避免能量損失,建築物要有良好的密封性,若室内潮濕的空氣不能及時的排出室外,依然會造成室内發黴及冷凝現象。換句話說:密封性越好,通風性就越重要
在被動房中,新風系統起到排出濕氣、異味的作用 , 還可以過濾掉空氣中的花粉和粉塵 ; 最重要的是給室内帶來純淨的新鮮空氣
帶有熱交換系統的新風系統,引入和排出空氣通過具有熱交換回收裝置的控制器來完成,因此是更節能環保的通風系統,該設備運行和維護相對簡單。
被動房新風系統的标準,交換率>75%
在傳統的建築中,采暖和中央空調是保持室内舒适度的核心。然而被動房因為特殊的結構和密閉性,使得新風系統在被動房中重要性顯著提升。區别于其他應用領域市場,新風系統在被動式房屋中扮演着重要角色。新風系統最為關鍵的是及時掌握溫差并調控室内不同區域的溫度,實現按需供給新風。為了保持空氣的新鮮、潔淨,被動房都會設置新風系統,自動調節室内的二氧化碳濃度,根據季節對室内環境進行恒溫調節
03 被動房的成本情況
首先說個結論,被動房建造成本高于傳統建築
但就全周期來說是需要算個大帳的,建造階段成本是增加的,但由于被動房的特點,從長遠來看,從建築全生命周期的投資和運營成本的總和來看,被動房成本要遠遠低于傳統建築。在被動房的使用壽命中,能源成本的降低足以補償最初的額外投資
我們這裡主要說下建造的成本增量
被動式建築不可或缺的一點就是具有良好保溫隔熱性質的外圍護結構,簡單來說,牆得厚一點,玻璃得好一點,同時對于材料的質量要求很高,這也造成被動房的建造成本高于傳統房屋
不同地區的被動房成本有所差異,被動式建築的附加成本約1000元/m2,比如說傳統房屋建造成本如果是2500元/m2,相對應的被動房大概要3500元/m2左右
04 國内被動房案例
1. 朗詩布魯克
朗詩地産建造,賓館類型,夏熱冬冷氣候區,是朗詩和PHI合作的成果。布魯克據說是來自于朗詩老總和PHI在歐洲布魯克斯見面時的靈感
2. 烏魯木齊幸福堡
新疆院主持設計,7790平方米,商業與居住的綜合,建成後測試結果很好
3. 青島中德生态園被動房技術體驗中心
中德生态園項目建築面積1.3萬平方米,地上9千平方米,是李克強總理和默克爾總理見證的中德被動房合作重點項目,由中國建築科學研究院與德國ROA事務所合作,是目前國内最具示範效應的被動房項目之一。個人認為,是目前定位最高端、技術最完整,建築設計與技術結合的最好的示範項目。
4. 山東城建學院被動式學校/山東省其他示範項目
山東城建學院被動式教學樓總建築面積3萬平方米左右,中國建築科學研究院與山東同圓合作設計,是目前中國最大的公共建築被動式超低能耗建築示範
05
結語
被動房被視為新一代建築,在歐洲已經發展了幾十年;而在我國,還隻是剛剛開始。
“十四五”規劃中明确提出了“推動形成綠色生産生活方式,加快改善生态環境”發展綠色地産,尤其是發展綠色建築、降低建築能耗,成為房地産行業轉型升級的必選項,這或許将引發被動房從試點到逐步被推廣
文章來源:有得管理分享彙(UDUC_management),本文已獲授權。
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