房濤，管振忠，何文晶（1.山東建筑大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院，山東濟(jì)南　　250101；2.山東省綠色建筑協(xié)同創(chuàng)新中心，山東濟(jì)南　250101）

被動(dòng)房住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)關(guān)鍵參數(shù)研究
——以寒冷地區(qū)天津市為例

房濤1，2，管振忠1，2，何文晶1，2
（1.山東建筑大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院，山東濟(jì)南250101；2.山東省綠色建筑協(xié)同創(chuàng)新中心，山東濟(jì)南250101）

寒冷地區(qū)住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)參數(shù)中的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫層厚度、外窗傳熱系數(shù)、窗墻比等是住宅運(yùn)行能耗主要影響因素，針對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)參數(shù)的分析與優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)超低能耗這一目標(biāo)的關(guān)鍵。文章以寒冷地區(qū)天津市氣候特征為基礎(chǔ)，采用了多重能耗影響因素單一變量下的住宅能耗仿真計(jì)算方法，分析了設(shè)計(jì)階段外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)關(guān)鍵參數(shù)對(duì)住宅運(yùn)行能耗影響程度，以此確定了被動(dòng)房住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)關(guān)鍵參數(shù)值，結(jié)果表明:非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的外墻傳熱系數(shù)K為0.14 W/（m2·K），屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為0.145 W/（m2·K）；透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)南、北向均為0.78 W/（m2·K），東、西向均為1.0 W/（m2·K），太陽(yáng)得熱系數(shù)SHGC值均不小于0.474；窗墻比在選用上述圍護(hù)結(jié)構(gòu)的前提下，南向?yàn)?.7～0.8，東、西、北向按照GB 50033—2013《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)窗地比要求最小值設(shè)定。

寒冷地區(qū)；被動(dòng)房住宅；節(jié)能設(shè)計(jì)；關(guān)鍵參數(shù)

0　引言

歐洲各國(guó)自20世紀(jì)80年代以來(lái)開始關(guān)注建筑的節(jié)能問(wèn)題，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展逐漸形成了各自的節(jié)能建筑發(fā)展理念。2010年歐洲建筑性能指南EPBD（Energy Performance of Buildings Directive）對(duì)歐洲國(guó)家進(jìn)行的調(diào)查顯示，不同國(guó)家對(duì)低能耗建筑的命名各不相同，包括“低能耗建筑”“高性能房屋”“節(jié)能住宅”“三升油住宅”等［1］。各國(guó)分別制定了低能耗建筑的計(jì)算方式和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，例如丹麥的DK Low energy class1、法國(guó)的 Effinergie、瑞士的Minergie、德國(guó)的Passivhaus等［2］。2011年6月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部與德國(guó)交通、建設(shè)和城市發(fā)展部簽署了《關(guān)于建筑節(jié)能與低碳生態(tài)城市建設(shè)技術(shù)合作諒解備忘錄》，其中將“發(fā)展被動(dòng)式低能耗建筑以最大限度地降低建筑用能需求”作為重要合作內(nèi)容。“被動(dòng)式低能耗建筑”是我國(guó)引入德國(guó)“被動(dòng)房”（passive house）這一近零能耗建筑概念后形成的較高層次民用節(jié)能建筑的統(tǒng)稱，而從我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，被動(dòng)式低能耗建筑目前處于無(wú)設(shè)計(jì)、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)可供參照階段，僅有的幾項(xiàng)示范工程也是在現(xiàn)有建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)之上，這一發(fā)展思路無(wú)法完全契合“熱損最小化，太陽(yáng)能利用最大化”的被動(dòng)房發(fā)展思路。我國(guó)在被動(dòng)房研究方面，周正楠從被動(dòng)房建筑的定義、創(chuàng)建歷史、標(biāo)準(zhǔn)等情況出發(fā)，從發(fā)展概念角度提出了加強(qiáng)保溫性能、提高氣密性、機(jī)械送風(fēng)熱回收、低熱負(fù)荷的采暖方式等設(shè)計(jì)發(fā)展方向［3］，陳翚等通過(guò)對(duì)歐洲案例的介紹對(duì)我國(guó)被動(dòng)房發(fā)展的基本要素、標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和應(yīng)用前景進(jìn)行了初步探索［4］，而中國(guó)建筑科學(xué)研究院學(xué)者從歐洲各國(guó)的政策法規(guī)、技術(shù)發(fā)展計(jì)劃過(guò)程等方向提煉出我國(guó)被動(dòng)房建筑發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)策略［5］。鑒于此，我國(guó)急需建立針對(duì)不同類型氣候區(qū)的被動(dòng)房建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，因此，文章從能耗影響因素角度出發(fā)，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)參數(shù)中的主要影響因素進(jìn)行計(jì)算，依據(jù)計(jì)算建立了寒冷地區(qū)天津地市被動(dòng)房住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)關(guān)鍵參數(shù)指標(biāo)參照體系，該體系可為提高和完善寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提供理論依據(jù)，對(duì)指導(dǎo)寒冷地區(qū)被動(dòng)房設(shè)計(jì)具有重要的實(shí)踐價(jià)值。

1　被動(dòng)房住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)參數(shù)確立依據(jù)

住宅能耗一般是指住宅在正常使用過(guò)程中的采暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)和照明所消耗的能源總量，這其中不包括生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)性的能源消耗。因此，從能量供給的角度來(lái)看，我國(guó)寒冷地區(qū)被動(dòng)房發(fā)展應(yīng)從住宅運(yùn)行能耗的影響因素出發(fā)，研究其對(duì)室內(nèi)環(huán)境改變作用的機(jī)理，將各因素對(duì)住宅運(yùn)行能耗的影響進(jìn)行量化分析，通過(guò)數(shù)據(jù)分析建立起我國(guó)寒冷地區(qū)被動(dòng)房住宅的節(jié)能設(shè)計(jì)關(guān)鍵參數(shù)體系。

目前，國(guó)外針對(duì)住宅運(yùn)行能耗影響因素的研究多集中于節(jié)能設(shè)計(jì)參數(shù)中圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫層厚度、透明圍護(hù)構(gòu)件傳熱系數(shù)、氣密性等幾個(gè)主要方面。如Tommerup等指出對(duì)現(xiàn)有建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能進(jìn)行提升后可接近被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)［6］。Parker指出提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能和氣密性、南向立面采用大面積玻璃窗等技術(shù)可使住宅符合被動(dòng)房要求［7］。Mahdav從圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫層厚度、外窗類型、空氣質(zhì)量、通風(fēng)系統(tǒng)四個(gè)方面對(duì)比后指出，被動(dòng)房住宅采暖能耗僅為普通低能耗住宅的35%［8］。Ferrante等認(rèn)為被動(dòng)房實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能、遮陽(yáng)和通風(fēng)熱回收技術(shù)［9］。Ferrara等利用TRNSYS對(duì)一棟獨(dú)立式住宅的現(xiàn)有設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化組合后，住宅的采暖制冷能耗可降低20%［10］。我國(guó)高等院校、科研院所的眾多學(xué)者對(duì)住宅建筑中的能耗影響因素進(jìn)行了深入分析和研究。葉曉莉等指出提升圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能和氣密性是建筑實(shí)現(xiàn)能源需求最小化的關(guān)鍵［11］。金林輝等指出在夏熱冬冷地區(qū)住宅采用圍護(hù)結(jié)構(gòu)真空保溫、相變材料、熱回收技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能80%目標(biāo)［12］。張時(shí)聰?shù)日J(rèn)為被動(dòng)式設(shè)計(jì)、高性能圍護(hù)結(jié)構(gòu)、高效能源系統(tǒng)是建筑實(shí)現(xiàn)能源需求最小化目標(biāo)的關(guān)鍵［13］。Fong等指出香港地區(qū)村屋朝向?qū)χ评淠芎牡挠绊懽饔蒙跷ⅲ?4］。

綜上所述，住宅本體節(jié)能設(shè)計(jì)參數(shù)中的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫層厚度、外窗傳熱系數(shù)、窗墻比等對(duì)住宅采暖和制冷能耗影響最為直接。因此，文章將上述三個(gè)主要節(jié)能設(shè)計(jì)因素對(duì)住宅采暖制冷能耗影響作用進(jìn)行量化統(tǒng)計(jì)分析，以分析結(jié)果形成我國(guó)寒冷地區(qū)被動(dòng)房住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)指標(biāo)參照體系。

2　被動(dòng)房能耗仿真軟件、參照模型及室內(nèi)熱舒適指標(biāo)的選擇

文章從軟件的使用用途、計(jì)算類型、數(shù)學(xué)模型、編程語(yǔ)言等幾個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比，最終選用由美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室LBML（Lawrence Berkeley National Laboratory）聯(lián)合其他單位共同研發(fā)的能耗仿真計(jì)算軟件Energyplus，其吸收了DOE-2、BLAST等其他眾多能耗計(jì)算軟件的優(yōu)勢(shì)，計(jì)算結(jié)果更符合實(shí)際。研究用基礎(chǔ)模型尺寸選擇GB 50096—2011《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》［15］及J10968—2007《天津市住宅設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》［16］兩則規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)住宅層高及室內(nèi)凈高的要求，確立設(shè)計(jì)研究用基礎(chǔ)模型的基本設(shè)計(jì)尺寸為層高3 m、平面5 m×15 m的幾何體［17］?；A(chǔ)模型圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工設(shè)計(jì)參數(shù)按照DB 29—1—2010《天津市居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（下稱節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)）中要求進(jìn)行設(shè)定，窗墻比分別為南向0.5、東西向0.35、北向0.3；外圍結(jié)構(gòu)中的外墻傳熱系數(shù)取值0.45 W/（m2·K）、屋頂取值0.35 W/（m2·K），透明部分外窗傳熱系數(shù)取值1.8 W/（m2·K），地面按照節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求熱阻取值0.83m2·K/W。室內(nèi)舒適性指標(biāo)依據(jù)GB 50736—2012《民用建筑采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》中相關(guān)要求進(jìn)行設(shè)定［18］。

3　被動(dòng)房住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)能耗影響的量化統(tǒng)計(jì)分析

3.1非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)采暖制冷能耗的影響分析

住宅建筑中非透明外圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要指外墻和屋面，這兩部分的熱工性能直接影響建筑的采暖和制冷負(fù)荷與能耗，其中傳熱系數(shù)是國(guó)內(nèi)外眾多節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中所提出的嚴(yán)格指標(biāo)限值。基礎(chǔ)模型的外墻及屋面參照節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中推薦做法進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計(jì)，傳熱系數(shù)將通過(guò)改變保溫層厚度實(shí)現(xiàn)變化，取值區(qū)間最高值參照節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定，最低值以德國(guó)被動(dòng)房認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中的外墻屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)限值為參照，在此基礎(chǔ)上將外墻與屋面保溫層厚度以20 mm為單位再增加兩組，即外墻的平均傳熱系數(shù)區(qū)間為0.45 ～0.131 W/（m2·K），屋面的平均傳熱系數(shù)為0.35 ～0.136 W/（m2·K），具體構(gòu)造做法見表1、2。

表1　外墻構(gòu)造形式及相應(yīng)傳熱系數(shù)

從圖1中可知制冷能耗在保溫層逐漸增厚的過(guò)程中基本呈直線分布，表明增加保溫層厚度對(duì)夏季制冷能耗影響甚微，采暖能耗量隨保溫層厚度增加呈逐漸下降趨勢(shì)。從全年綜合能耗值分布曲線可知，保溫層厚度從60 mm增加至200 mm時(shí)，綜合能耗量降低明顯，超過(guò)260 mm后基本處于直線狀態(tài)由此可初步判定保溫層最佳厚度為260 mm，對(duì)應(yīng)外墻傳熱系數(shù)為0.14 W/（m2·K）。

表2　屋面構(gòu)造形式及相應(yīng)傳熱系數(shù)

圖1　耗能量與外墻保溫層厚度關(guān)系曲線圖

從圖2中可知制冷能耗隨保溫層厚度增加呈直線分布，表明增加屋面保溫層厚度對(duì)夏季制冷能耗影響甚微，采暖能耗量隨保溫層厚度增加呈逐漸下降趨勢(shì)。從全年綜合能耗值分布曲線可知，保溫層厚度從100 mm增加至160 mm時(shí)，綜合能耗量降低明顯，超過(guò)260 mm后基本處于直線狀態(tài)。由此可初步判定屋面保溫層最佳厚度為260 mm左右，對(duì)應(yīng)屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為0.145 W/（m2·K）。

圖2　耗能量與屋面保溫層厚度關(guān)系曲線圖

3.2透明外圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)采暖制冷能耗的影響

JGJ 26—2010《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中外窗部分傳熱系數(shù)限值是非透明外圍護(hù)結(jié)構(gòu)部分的3～4倍，隨著玻璃制造技術(shù)及門窗制造工藝的提升，門窗的保溫隔熱性能有了極大改善因此在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中住宅的窗墻比均有逐漸增大的發(fā)展趨勢(shì)［19］。針對(duì)住宅外窗傳熱系數(shù)對(duì)住宅冷熱負(fù)荷的判定，可以通過(guò)選擇不同構(gòu)造類型的典型外窗進(jìn)行整體計(jì)算分析。在實(shí)際使用過(guò)程中，質(zhì)檢部門對(duì)不同種類典型外窗均有相關(guān)熱工參數(shù)的標(biāo)定，因此文章直接選用ISO 10077質(zhì)量體系認(rèn)證的6種典型外窗進(jìn)行各立面不同窗墻比下的建筑采暖與制冷綜合能耗統(tǒng)計(jì)，6種典型外窗的主要性能參數(shù)如表3所列，最終計(jì)算結(jié)果如圖3～5所示。

圖3中1～5號(hào)外窗在窗墻比為01.～0.6的區(qū)間范圍內(nèi)呈下降趨勢(shì)，在0.6～1.0的區(qū)間范圍內(nèi)呈上升趨勢(shì)。6號(hào)外窗在窗墻比為0.1～0.7的區(qū)間范圍內(nèi)呈下降趨勢(shì)，窗墻比在0.7～1.0的范圍內(nèi)呈上升趨勢(shì)。綜合6種外窗全年綜合能耗值，6號(hào)外窗（三層3 mm Low-E雙鍍膜玻璃中空窗、K6= 0.780 W/（m2·K）、SHGC6=0.474）在窗墻比為0.7～0.8的區(qū)間范圍內(nèi)出現(xiàn)全年綜合能耗最低值。

圖4中1～6號(hào)外窗全年綜合能耗曲線均隨窗前比的增大而上升，且綜合能耗曲線數(shù)值分布與外窗傳熱系數(shù)排序一致，6號(hào)外窗（三層3 mm Low-E雙鍍膜玻璃中空窗、K6=0.780 W/（m2·K）、SHGC6= 0.474）在不同窗墻比下的綜合能耗值最低。

表3　典型外窗構(gòu)造形式及相應(yīng)熱工性能參數(shù)

圖3　南向不同類型外窗及窗墻比下的耗能量曲線圖

圖4　北向不同外窗類型及窗墻比下的耗能量統(tǒng)計(jì)圖

圖5中綜合能耗統(tǒng)計(jì)曲線分布趨勢(shì)相同。1～4 號(hào)4種類型外窗在相同窗墻比下的綜合能耗值相近，5、6號(hào)外窗在相同窗墻比下的綜合能耗值相近，但兩者之間綜合能耗值相差較明顯。因此，當(dāng)東西向外窗傳熱系數(shù)在1.0 W/（m2·K）以下時(shí)，不同間層填充氣體的三層3mmLow-E雙鍍膜玻璃中空窗對(duì)基礎(chǔ)模型全年綜合能耗值影響甚微。

圖5　東、西向不同外窗類型及窗墻比下的耗能量統(tǒng)計(jì)圖

4　被動(dòng)房住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)關(guān)鍵參數(shù)確立

被動(dòng)房作為超低能耗建筑的一種，“熱損最小化，太陽(yáng)能利用最大化”是該類建筑的核心內(nèi)涵，因此以上研究?jī)?nèi)容是在對(duì)我國(guó)寒冷地區(qū)典型城市住宅運(yùn)行能耗分析與歸類的基礎(chǔ)上，通過(guò)建立住宅能耗計(jì)算用參照模型，利用計(jì)算機(jī)能耗仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)各節(jié)能設(shè)計(jì)參數(shù)的量化計(jì)算。從“熱損最小化的角度，依次對(duì)住宅非透明外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的外墻和屋頂熱工性能進(jìn)行了不同厚度保溫層下的全年能耗統(tǒng)計(jì)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果確立外墻保溫層厚度為260 mm，傳熱系數(shù)為0.14 W/（m2·K）時(shí)，參照模型全年采暖與制冷耗能量最低；屋頂保溫層厚度為260 mm，傳熱系數(shù)為0.145 W/（m2·K）時(shí)，參照模型全年采暖與制冷耗能量最低。針對(duì)外窗這一透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件，因其具備熱量散失和太陽(yáng)能輻射得熱雙重屬性，因此從“太陽(yáng)能利用最大化”角度將外窗的熱工性能和窗墻比這兩個(gè)因素進(jìn)行四個(gè)不同方位的單獨(dú)耗能量影響分析，其中南向外窗選擇傳熱系數(shù)為0.780 W/（m2·K），太陽(yáng)得熱系數(shù)為0.474窗墻比在0.7～0.8之間時(shí)可取得參照建筑全年耗能量最低值；對(duì)于北向外窗全年無(wú)太陽(yáng)直接輻射的情況下，選擇傳熱系數(shù)為0.780 W/（m2·K），太陽(yáng)得熱系數(shù)為0.474時(shí)，在不同窗墻比條件下均可取得最小耗能量，因此，針對(duì)北向外窗在滿足室內(nèi)天然采光要求的基礎(chǔ)上盡量降低開窗面積；對(duì)于東、西向外窗，從能耗統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，外窗傳熱系數(shù)在1.0 W/（m2·K）以下時(shí)，參照模型全年耗能量相差不大，變化趨勢(shì)均為隨窗墻比增大而耗能量增大，因此建議東西向外窗選擇傳熱系數(shù)為1.0 W/（m2·K），采用雙鍍膜中空Low-E玻璃，在滿足天然采光要求的前提下盡量降低窗墻面積比。

根據(jù)以上分析結(jié)果，對(duì)參照建筑的非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能、透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能、窗墻比等建筑節(jié)能關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)的最終計(jì)算結(jié)果進(jìn)行歸納，得到如表4所述我國(guó)寒冷地區(qū)天津市被動(dòng)房住宅外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)關(guān)鍵參數(shù)指標(biāo)。

表4　天津地區(qū)被動(dòng)房住宅外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)關(guān)鍵參數(shù)值

5　結(jié)論

文章針對(duì)上述節(jié)能設(shè)計(jì)因素對(duì)住宅采暖制冷能耗影響作用進(jìn)行仿真計(jì)算與量化統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明:

（1）寒冷地區(qū)被動(dòng)房住宅類建筑節(jié)能設(shè)計(jì)主要參數(shù)中的非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的外墻傳熱系數(shù)K值為0.14 W/（m2·K），屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為0.145 W/（m2·K）；

（2）寒冷地區(qū)被動(dòng)房住宅類建筑節(jié)能設(shè)計(jì)主要參數(shù)中的透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)依據(jù)方位分別為南向傳熱系數(shù)K值0.78 W/（m2·K），北向傳熱系數(shù)K 值0.78 W/（m2·K），東、西向傳熱系數(shù) K值1.0 W/（m2·K），太陽(yáng)得熱系數(shù)SHGC值均不小于0.474；

（3）寒冷地區(qū)被動(dòng)房住宅類建筑節(jié)能設(shè)計(jì)主要參數(shù)中的窗墻比在選用上述透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，南向?yàn)?.7～0.8，東、西、北向按照GB 50033—2013《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)窗地比要求最小值設(shè)定。

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（學(xué)科責(zé)編：李雪蕾）

Research on energy efficiency Design key parameters of Envelope for residential passive house building:A case study of cold zone in Tianjin

Fang Tao1，2，Guan Zhenzhong1，2，He Wenjing1，2
（1.School of Architecture and Urban Planning，Shandong Jianzhu University，Jinan 250001，China；2.Co-innovation Center of Green Building，Jinan 250001，China）

The insulation thickness of envelop，heat transfer coefficient of window and radio window to wall are main influencing factors to residence energy consumption in cold area.Analysis and optimization of energy efficiency design parameters of envelope for residential passive house is the key to realize the target of ultra-low energy consumption.Based on the climatic characteristics of Tianjin city，the paper used simulation calculation method of multiple factors with signal variable to analyze the influencing residence operational energy consumption，and established the energy efficiency design key parameter values of passive house.According to the calculating result，the values of heat transfer coefficient for exterior wall and roof are 0.14 W/（m2·K），0.145 W/（m2·K）.The values of heat transfer coefficient for transparent envelope are 0.78 W/（m2·K）in south and north facades，1.0 W/ （m2·K）in east and west facades，the solar heat gain coefficient must be not less than 0.474.Based on these selections of above envelops，the ratio of window to wall is 0.7～0.8 in south facade，and other facades need to meet the minimize ratio of glazing to floor area in Standard for daylighting designof buildings（GB 50033—2013）.

cold zone；residential passive house building；energy efficiency design；key parameter

TU20

A

1673-7644（2015）06-0558-08

2015-10-04

山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（ZR2014JL034），山東省綠色建筑協(xié)同創(chuàng)新中心團(tuán)隊(duì)建設(shè)科研基金項(xiàng)目（Z0024）

房濤（1982-），男，講師，博士，主要從事低能耗建筑設(shè)計(jì)理論與方法等方面的研究.E-mail:arcft0123@163.com