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1、发展被动式超低能耗建筑的探讨摘要：被动房建造起源于德国。它是节能、舒适的建筑。目前欧美一些发达国家均将它作为建筑节能的发展方向。被动式超低能耗建筑重点是在保温性、气密性、新风及热回收三方面采取必要的技术措施。中国要按照本国的特点、不同气候条件、具体的自然条件和生活习惯，遵照中国自己的建筑指标体系进行规划设计，不断扩大示范规模、加强技术开发、经过精细施工，建造当地最舒适、最节能的高品质建筑。关键词：被动房、被动式超低能耗建筑、围护结构、气密性1. 被动式超低能耗建筑的概念和优势1.1被动式超低能耗建筑的概念被动式房屋是20世纪80年代初瑞典隆德大学BoAdamson教授和德国达姆施塔特房屋与环境
2、研究所WolfgangFeist博士提出的一种新理念。最早研究与实践始于德国，是指不通过传统的采暖方式和主动的空调形式来实现舒适的冬季和夏季室内环境的建筑。德国被动房研究所是被动房研究和认证的权威机构，其对被动房的定义为“被动房是一个节能、舒适的建筑节能标准，比既有建筑节能90%以上，比新建建筑节能75%以上。利用高性能围护结构、太阳得热、热回收等技术，使建筑不再需要传统的供热系统，并通过通风系统供应持续的新风”。由此可见，被动式超低能耗建筑采用先进节能设计理念和施工技术，使建筑围护结构达到最优化，极大限度地提高建筑的保温、隔热和气密性能，并通过新风系统的高效热（冷）回收装置将室内废气中的热（
3、冷）量回收利用，从而显著降低建筑的采暖和制冷要求。在此基础上，被动式超低能耗建筑还通过有效地利用自然风、自然采光、太阳辐射等来实现舒适的室内温度、湿度和采光环境，最大限度摆脱对主动式机械采暖或制冷系统的依赖，2可以少用或不用采暖和制冷设施，它是一个把能耗降到极致的建筑。1.2 被动式超低能耗建筑的优势被动式超低能耗建筑主要技术特征为：保温隔热性能更高的非透明围护结构；保温隔热性能和气密性能更高的外墙；无热桥的设计与施工；建筑整体的高气密性；高效新风热回收系统；充分利用可再生能源；至少满足绿色建筑评价标准（GB50378）星级要求。被动式超低能耗建筑的优势主要表现在：更加节能。建筑物全年供暖供冷
4、需求显著降低，严寒和寒冷地区建筑节能率达到90%以上，与现行国家节能设计标准相比，供暖能耗降低85%以上；更加舒适。建筑室内温湿度适宜；建筑内墙表面温度稳定均匀，与室内温差小，体感更舒适；具有良好的气密性和隔声效果,室内环境更安静；更好空气品质。有组织的新风系统设计，提供室内足够的新鲜空气，同时可以通过空气净化技术提升室内空气品质；更高质量保证。无热桥，高气密性设计，采用高品质材料部品，精细化施工及建筑装修一体化，使建筑质量更高，寿命更长。1由此可见，被动式超低能耗建筑比起耗能低但室内舒适度差的传统建筑和室内足够舒适但能耗非常高的高端建筑，它的最大特点在于实现高品质居住环境下的低能耗。2. 被
5、动式超低能耗建筑的主要技术指标和措施2.1 技术指标被动式超低能耗建筑技术指标应以建筑能耗值为导向，技术指标包括能耗指标、气密性指标及室内环境参数。被动式超低能耗建筑能耗指标及气密性指标1表1能耗指标及气密性指标Table1.EnergyConsumptionIndexandAirtightnessIndex气候分区耗能指标年供暖需求kWh/(m2a)年供冷需求kWh/(m2a)寒地区18温和地冷地15热冬冷地区热冬暖地区W53.5+2.O*WDH+2.2*DDH2028年供暖、供冷和照明一次能源消耗量60kWh/(m2a)(或7.4kgce/m2a)气密性指标换气次数N500.6注：表中m2
6、为套内使用面积。套内使用面积应包括卧室、起居室（厅）、餐厅、厨房、卫生间、过厅、过道、储藏室、壁柜等使用面积的总和。WDH为一年中室外湿球温度高于20C时刻的湿球温度与20C差值的累计20值（单位：kKh）。DDH为一年中室外干球温度高于28C时刻的干球温度与28C差值的累计28值（单位：kKh）。 N即在室内外压差50Pa的条件下，每小时的换气次数。502.1.2被动式超低能耗建筑室内环境参数1表2室内环境参数Table2.IndoorEnvironmentParameters温度（C）室内环境参数2.2技术措施被动式超低能耗建筑重点是在保温性、气密性、新风及热回收三个方面采取必要的技术措施
7、。2.2.1保温性围护结构的保温性能是被动式超低能耗建筑设计和建造中最重要的技术措施。建筑外墙和屋面是围护结构的主体，保温层必须达到一定厚度，并采取高效的保温材料，使房屋通过围护结构损失的能量达到最低。2外窗的保温性能对玻璃和窗框提出了很高的要求。被动式超低能耗建筑外窗通常采用3层Low-E玻璃，玻璃间充惰性气体，配合带保温夹层的窗框。外窗进行外挂式固定为好，窗框边缘嵌在外保温层内。在提高围护结构阻热性能时，还要注意处理好热桥/冷桥部位。它不仅传热较高，热桥的部位容易结露、沾灰、逐渐变黑，从而长菌发霉。施工时要求围护结构的保温层连续完整，严禁出现结构性热桥，对外墙联结锚栓要有阻断桥处理。管道穿
8、外墙部位做好保温填堵，达到热桥最小化。2.2.2 气密性气密性对于被动式超低能耗建筑非常重要。它除了可以降低热量损失外，还可以控制室内环境的湿度和降低噪音。为实现气密性要求，首先要构建连续完整的外围护结构气密层。混凝土层或PE薄膜等致密性较好的材料均可做为气密层，不同材料构成的气密层连接处要处理好，以保证气密层的完整性；其次，要做好各种管道间隙的封堵，2墙体电线管路、开关插座错位安装，套管密封处理。2.2.3 新风及热回收要保持室内空气的清洁与新鲜必须具备一定的新风量。被动式超低能耗建筑是通过机械通风的方式来完成的。室内的污浊空气从厨房和卫生间的排风口排入风管中，新鲜空气则从起居室和卧室的送风
9、口中进入房间；在排风和送风过程中，把建筑排风中的热量回收，用以预热室外的新鲜空气，并送入室内。这种热交换器的热回收效率可以达到75%以上。在新风的处理过程中，还可以过滤室外空气的尘土、控制空气的湿度，大幅提高空气质量，在雾霾较多的环境下更有优势。23. 被动房在国外发展概况联合国环境署曾表示：建筑全寿命期产生的碳排放占全球碳排放总量的30%如按现有速度继续增长，到2050年建筑相关碳排放将占全球碳排放总量的50%，针对建筑物展开专项节能减排工作非常必要。世界上第一座被动房经历了20多年的考验，依然运行完好。目前欧美一些发达国家均将被动房作为建筑节能的发展方向，成为研发和应用的重要领域，已经或正
10、在制定适合本国国情的被动房技术体系，并全面提升建筑能效储备技术和产品质量。德国被动房已经成为具有完备技术体系的自愿性超低能耗建筑标准。目前已有6万多栋的房屋按照被动房标准建造。其中有约3万栋建筑获得了被动房的认证。主要以住宅为主，也有办公、学校、酒店等类型的建筑。德国被动房标准体系比较成熟，受到了多国关注，正在学习和参考德国被动房标准体系开展适用于本国特色的建筑标准体系的研发和推广。其他国家推广被动房的方式可分为三类：第一类为直接应用德国被动房标准；第二类为根据本国的气候条件和国情在德国被动房标准的基础上进行调整；第三类国家仅接受被动房理念，针对本国情况重新开发。4. 被动式超低能耗建筑在我国
11、发展的概况4.1 根据我国具体情况发展被动式超低能耗建筑我国作为历史悠久、国土广阔的多民族发展中大国，在气候条件、室内环境居民生活习惯、建筑特点和建筑能耗等方面与国外相比都有独特之处。4.1.1 气候特点不同于德国的单一气候，我国地域广阔，横跨多个气候带，五大气候分区气候特点差异很大，从供暖（供冷）度日数上看，不同气候区大不相同。因此，进行统一的能耗要求是不科学的，全国无法实施统一的被动式超低能耗建筑的能耗指标。4.1.2 室内环境标准和生活习惯特点不同气候区居住建筑室内环境有着较大的差异，主要表现在室内温度、新风量等方面。居住建筑习惯于开窗获得新风，因此，如何在尊重居民生活习惯和降低能耗的前
12、提下，适当地提高建筑环境标准，营造适合居民健康、舒适的室内环境。4.1.3 建筑物特点德国的居住建筑多为三层和三层以下，我国现在建设的楼层高，建筑密度大，容积率高，公共空间面积大等。4.1.4 建筑能耗特点不同于发达国家的高舒适度和高保证率下的高能耗，我国建筑能耗特点为低舒适度和低保证率下的低能耗，且不同年代的建筑能耗强度差异大。因此，在充分借鉴国外经验的同时，不可盲目照搬、照抄德国标准，要把源于国外的理论同中国的具体情况相结合，遵照中国自己的被动式超低能耗建筑指标体系来建造。被动式超低能耗建筑目前在我国发展概况4.2.1国家层面2015年11月10日住建部制定了被动式超低能耗绿色建筑技术导则
13、（试行）（居住建筑）。通知全国各地结合本地实际，抓好贯彻落实。导则借鉴了国外被动房的经验，结合我国已有工程实践明确了各种技术指标、设计、施工、验收、评价以及运行管理等技术要点。导则为我国被动式超低能耗建筑定义为：被动式超低能耗绿色建筑是指适应气候特征和自然条件，通过保温隔热性能和气密性能更高的围护结构，采用高效新风热回收技术，最大程度地降低建筑供暖供冷需求，并充分利用可再生能源，以更少的能源消耗提供舒适室内环境并能满足绿色建筑基本要求的建筑。1导则为全国被动式超低能耗绿色建筑的建设提供了依据和指导。4.2.2 地方层面有的省市对被动式超低能耗建筑的建设提出了政策和资金支持，编制了相关的标准及技
14、术文件。如山东省住房城乡建设厅、山东省财政厅关于组织申报省级超低能耗绿色建筑试点示范工程的通知大力支持、发展被动式超低能耗建筑合作项目，并于2014年、2015年对完成项目进行资金补贴。又如河北省于2015年2月27日下发了被动式超低能耗居住建筑节能设计标准的通知，黑龙江省被动式超低能耗居住建筑节能设计标准和山东省青岛市的被动式超低能耗建筑节能设计导则先后于2015年底编制完成。3被动式超低能耗建筑由于其舒适、节能效果显著而被大家所接受。据统计多个省市已建成100多万平方米，涉及居住、办公、旅馆、纪念馆、工厂、学校、幼儿园等。4.2.3付诸实践近期首个钢结构装配式超低能耗绿色被动房作为山东建筑
15、大学实验综合楼项目初步建成。“被动房”+“钢结构”+“装配式”的结合，除了具有被动房的特点外，尚有如下优势：“钢结构”是采用钢框架结构体系具有自重轻、强度高、施工快捷、管线布置方便，施工环境污染少的优点；“装配式”施工可保证构件的质量，施工操作方便、快捷，缩短工期，并可有效减少周转料具、人工、材料成本。这种创新性结合，全方位实现了建筑的低污染、低成本、低能耗。4.2.4广泛推广中国建筑科学研究院于2017年1月16日举行了“中美清洁能源联合研究中心CABR近零能耗示范楼运行数据发布会(20142016)”公布了示范楼实际运行能耗和运行效果。对其建设、运行及在推动中国近零能耗建筑发展上的突出贡献给予了高度肯定。2015年示范楼全年总运行电耗为34.2kWh/(m2a)，其中暖通空调和照明电耗为21.6kWh/(m2a)，比设计目标25kWh/(m2a)降低13.7%。示范楼以可再生能源为主要能源系统形式，2015年全年冬季供暖65%负荷由地源热泵系统提供，35%负荷由太阳能系统提供；全年夏季供冷80%负荷由地源热泵系统提供20%负荷由太阳能空调系统提供。示范楼采用多种光源和灯具形式，包括国际先进LED照明灯具和智能照明系统。通过高性能的建筑围护结构、高效的建筑能源系统和优质的运行管理，
