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1、我国被动房节能技术适宜性分析 林波荣 清华大学建筑学院 2017.03.25 第十三届清华大学建筑节能学术周 汇报内容 被动房发展现状 被动房技术适宜性讨论 不同气候区被动房节能效果分析 总结和展望 2 被动房发展现状 被动式房屋的概念最早由德国达姆施塔特被动房研究所提出， 并在德国、奥地利等欧洲国家发展多年。 3 被动房发展现状 近年来，被动房开始逐渐进入中国，并引起各方面的高度重视和 广泛关注。 国内获得住房和城乡建设部科技发展促进中心和德国能源署“被动式房屋质量标识”的被动式房屋 秦皇岛“在水一方”C区 2014年 哈尔滨“溪树庭院” 2015年 潍坊“未来之家” 2015年 4 国内已
2、经获得过德国被动房研究所颁证的项目 Source: http:/ 被动房发展现状 5 德国被动房认证网站-被动房技术要求 6 我国被动房的能耗指标 被动式超低能耗绿色建筑技术导则（居住建筑）中的能耗 指标及气密性指标 气候分区 严寒 地区 寒冷 地区 夏热冬 冷地区 夏热冬 暖地区 温和 地区 能耗指标 年供暖需求 kWh/m2 a 18155 年供冷需求 kWh/m2 a 3.5+2.0WDH20+2.2DDH28 年供暖、供冷和照 明一次能源消耗量 60 kWh/m2 a（或7.4kgce/m2 a） 气密性指标换气次数N500.6 注： 1.WDH20为一年中室外湿球温度高于20时刻的湿
3、球温度与20差值的累计值（单位：kKh） 2.DDH28为一年中室外干球温度高于28时刻的干球温度与28差值的累计值（单位：kKh） 3.N50即在室内外压差50Pa的条件下，每小时的换气次数 7 我国被动房的舒适性指标 被动式超低能耗绿色建筑技术导则（居住建筑）中的室内 环境参数指标 室内环境参数冬季夏季 温度（）2026 相对湿度（%）3060 新风量（m3/h 人）30 噪声dB（A）昼间 40；夜间 30 温度不保证率10%10% 8 2016年2月6日，中共中央、国务院印发的 关于进一步加强城市规划建设管理工作的 若干意见明确提出发展被动式房屋等绿色 节能建筑，这是首次在国家文件中明
4、确发展 被动式建筑。 山东、河北等地也陆续出台针对被动房的激 励措施。 在全面推进被动房建设的同时，要注意技术 适宜性，避免一刀切 9 被动房发展技术适宜性 10 被动房常用技术 包括： 高保温围护结构 高气密性门窗 集中新风系统 热回收装置 可再生能源系统 Dirk Mller Dr.-Ing., Universittsprofessor Institute for Energy Efficient Buildings and Indoor Climate Technischen Universitt Aachen Passive house works well in single fam
5、ily house, if owners are disciplined to the requirements of that technology. 当住户可以严格按照设备系统要求进行操作时，被动房理念应用于 独栋住宅中是行之有效的。 国际专家对于发展被动房的思考 Passive House Standard is NOT suitable for all kinds of buildings. Schools, for example, should NOT be built following Passive House Standard. 被动房标准并非适用于所有类型的建筑。例如，学
6、校就不适宜套用 被动房标准。因为上课时，教室突然坐满，通风系统迅速过载，必 须开窗通风。 只有最初的1012英寸保温层比较有效，继续增厚保温层增加对增 强保温作用不明显 Only the first 10 to 12 inches to be effective Then the efficiency of the insulating material decreases. D. Mller, T. Berker, Passive House at the crossroads: The past and the present of a voluntary standard that ma
7、naged to bridge the energy efficiency gap, Energy Policy, 60 (2013) 586-593. 12 国际专家对于被动房的思考室内过热问题1 英国学者Davies与Oreszczyn研究发现，加强建筑气密性虽 然有助于减小建筑冬季供暖能耗，但同时会带来冬季室内过热 （Overheated）以及哮喘等空气疾病问题。 客厅过热小时数卧室过热小时数 Davies, M. & Oreszczyn, T (2012) The unintended consequences of decarbonizing the built environmen
8、t: A UK case study. Energy and Buildings, 46 80 - 85. 13 国际专家对于被动房的思考室内过热2 比利时学者Hens研究发现，被动房在夏季也会存在室内过热 的问题，例如：住户如果长时间不在家，通风系统处于长时间 关闭状态，热量蓄积使得房间被不断加热，使得住户在返回家 中后的很长时间内，温度也难以降低。 H. Hens, F. Professor, Performance assessment of “passive houses“ based on extensive measuring, (2005). 冬季（左）与夏季（右）典型周的室内温
9、度变化情况 夏季室内过热小时数分析 14 国际专家对于被动房的思考健康相关 Shrubsole研究发现，加强建筑气密性可能使得室内空气质量 下降，引发哮喘病等诸多健康问题。 Shrubsole, C., Macmillan, A., Davies, M., & May, N. (2014). 100 Unintended consequences of policies to improve the energy efficiency of the UK housing stock. Indoor and Built Environment, 23 (3), 340-352. 15 国际专家对
10、于被动房的研究健康相关 比利时学者Hens对某被动房项目的实际运行效果进行分析时 发现，在入住不到两年的时间，该被动房就出现了严重的健康 问题，主要是新风管道污染。 H. Hens, Ashrae, Passive Houses: What May Happen When Energy Efficiency Becomes the Only Paradigm?, Ashrae Transactions 2012, Vol 118, Pt 12012, pp. 1077-1085. 新风管道中的污水 16 虽然在室外空气污染状况较为严重的地区，被动房采用具有过 滤功能的集中新风系统，相比于开窗通
11、风的方式，在保障室内 IAQ方面具备一定的优势。但是比利时学者Hens在研究中指出 “Filters have to be changed once polluted. Inhabitants forget to do so. “ Hens还指出了新风系统滤网长期不更换的几种危害： 净化效果大幅衰减 增加系统阻力，从而增加风机电耗 导致细菌、菌类繁殖，引发健康问题 国际专家对于被动房的思考新风系统 H. Hens, Passive buildings: are they really as sustainable as pretended, Technical Univ Lodz, Lodz,
12、 2010. 17 外墙: 260mm polystyrene 保温层 窗户: Triple glazing 三层玻璃 absolutely airtight 极高气密性 通风： Mechanical ventilation (heat recovery) 带热回收的机械通风 外墙: 140mm polystyrene 保温层 窗户: Thermal insulation glass 保温玻璃 通风： Simple ventilation system ENEV 2009 PASSIVE HOUSE GWW公司对两栋并排布置的对比住宅进行2年实测 被动房与普通房屋性能实测对比 18 ENEV
13、2009 + 220 /m2 PASSIVE HOUSE = ENEV 2009 67 m2 PASSIVE HOUSE = CONSTRUCTION INVESTMENT NETTO FLOOR AREA 两栋测试建筑中，被动房投资多且使用面积小： 被动房与普通房屋性能实测对比 19 被动房与普通房屋性能实测对比 20 理论： save waste 实测： waste save 原因：用户实际使用与 设计不同 1.室温实际会比设计值 高3 2.经常开窗 3.开大通风装置以满足 通风需求 回应： 1.通风设备还需调试 2.用户还需相关培训指导 实测能耗数据： Passive House Ene
14、rgy Consumption for Heating ENEV 2009 Save 1/3 采暖能耗 被动房与普通房屋性能实测对比 Passive House Electricity Consumption ENEV 2009 19000 kWh/a Waste 3 times 建筑总电耗 5000 kWh/a 21 被动房与普通房屋性能实测对比 结论： 被动房技术 在这个项目中 没有优势！ 22 被动房技术中关于室内环境参数的讨论 23 由于被动房不能开窗通风，全靠机械通风，而普通住宅可以 开窗，因此两类建筑在对比时，评价热舒适性采用的方法和 标准均不同 研究表明并非100%满足热舒适区的
15、环境是最好的，具有自 然特性的动态热环境，即温度波动范围较大，更受人们的喜 好，也更有利于健康 1 R. de Dear, et al. Developing an adaptive model of thermal comfort and preference. ASHRAE Transaction, 104(1): 145-167. 1998. 2 J.F. Nicol, M.A. Humphreys. Adaptive thermal comfort and sustainable thermal standards for buildings. Energy and Buildings
16、, 34(6): 563-572. 2002. 3 T. Parkinson and R. de Dear. Thermal pleasure in built environments: physiology of alliesthesia. Building Reserch & Information. 43(3): 288301, 2015. 不同气候区被动房节能效果分析 24 不同气候区被动房-住宅节能效果分析 使用DeST对位于不同气候区被动房进行能耗分析，并与普通房屋进行对比 标准层：4 * 102.8m2共7层 25 不同气候区被动房节能效果分析 被动房普通房屋 围护结构高保温、参考被动式超低能耗绿色 建筑技术导则 参考各地居住建筑节能设计标准
