張延國（中國航天建設(shè)集團(tuán)有限公司濟(jì)南設(shè)計研究院,濟(jì)南 250000）

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某被動式住宅小區(qū)設(shè)計探討

張延國
（中國航天建設(shè)集團(tuán)有限公司濟(jì)南設(shè)計研究院,濟(jì)南 250000）

摘 要：現(xiàn)階段我國北方供暖大部分還是以燃煤為主，清潔燃料使用比例低，在特定天氣條件下，會起到加重空氣污染的作用。因此冬季接連出現(xiàn)霧霾現(xiàn)象，我們不難聯(lián)想到燃煤取暖成為造霾的一大主力。針對這一現(xiàn)象，建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及綠色建筑評級體系等一系列出臺及應(yīng)用，體現(xiàn)出我國目前政策的傾向性。

關(guān)鍵詞：被動式建筑；低碳建筑；建筑節(jié)能采暖能耗；綠色建筑；節(jié)能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

“被動房”（Passive House）的概念始于上世紀(jì)的德國，最初是指不用主動采暖和空調(diào)系統(tǒng)就可以維持舒適室內(nèi)熱環(huán)境的建筑。我國現(xiàn)在所說的“被動房”泛指“被動式低能耗建筑”，是指在建造成本經(jīng)濟(jì)、合理的前提下，通過建筑及設(shè)備技術(shù)，使建筑物對外熱傳導(dǎo)過程的熱損失和通風(fēng)系統(tǒng)中的熱損失最小化，并通過合理利用太陽能、地?zé)崮芗帮L(fēng)能等可再生能源，使運(yùn)行過程不消耗（或極少消耗）化石能源，室內(nèi)環(huán)境達(dá)到健康舒適要求的建筑物。設(shè)計及施工過程主要通過控制：一是提高外圍護(hù)結(jié)構(gòu)（外墻、外窗、屋頂、地板）的保溫性能及氣密性；二是排風(fēng)系統(tǒng)的高效率熱量回收（熱量回收率在75%以上）；三是可再生能源（太陽能、地?zé)崮艿龋┖侠砝?。被動式低能耗建筑的建造成本略高于一般房屋，但?jié)能率高達(dá)90%。

根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部與德國能源署合作并結(jié)合我國氣候條件等因素，共同制定被動房的參數(shù)指標(biāo)：

1 能耗要求

（1）年采暖一次能源需求量不大于15KWh/m2；

（2）年制冷一次能源需求量不大于15KWh/m2；

（3）建筑物總能耗（包括制冷、采暖及正常生活如照明等）不大于120KWh/m2。

2 建筑物本身及通風(fēng)設(shè)備要求

（1）建筑物外墻、屋頂、地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)K≤0.15W/（m2·k）；

（2）門窗傳熱系數(shù)K≤1.0W/（m2·k）；

（3）建筑物體形系數(shù)A/V≤0.4；

（4）建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)氣密性n50≤0.6次/h；

（5）外圍護(hù)結(jié)構(gòu)無熱橋：熱橋損失系數(shù)φ≤0.01w/（m·k）；

（6）通風(fēng)設(shè)備熱量回收率≥75%，耗電量＜0.45（w·h）/m3。

被動式建筑施工圖設(shè)計主要從以下四個方面著手：防熱橋及氣密性、自然采光及遮陽、主動采暖、制冷、新風(fēng)系統(tǒng)。

與傳統(tǒng)項目不同,被動房項目為了實現(xiàn)極好的保溫性能和密閉性能,采用的建造方式跟傳統(tǒng)建筑項目都有所區(qū)別。以保溫層來說,現(xiàn)在一般的項目,保溫層只有5-7厘米,而被動房的保溫層厚達(dá)20-25厘米。再如安裝太陽能熱水器支架,要先在支架下面墊上兩層保溫板才能固定,以免熱量散失。窗框體采用超級保溫復(fù)合框體，玻璃采用三玻兩腔結(jié)構(gòu)（雙LOW-E、雙暖邊、充氬氣），使其具有超強(qiáng)的保溫性能。被動房要求設(shè)置遮陽設(shè)施，冬季盡量多的吸收太陽輻射得熱以減少冬季主動采暖負(fù)荷；夏季盡量避免太陽輻射得熱，以減少夏季主動空調(diào)負(fù)荷。被動房應(yīng)注重可再生能源的利用如合理利用太陽能（太陽能輻射得熱、太陽能熱水以及光伏發(fā)電等）、地?zé)崮埽ǖ卦礋岜?、水源熱泵等）。考慮到被動房需要極少冷熱負(fù)荷，清華同方根據(jù)實際工程量身研制出供被動房使用的冷暖一體機(jī)，大大的促進(jìn)了被動房在我國的發(fā)展。由于被動房要求廢氣熱回收率，新風(fēng)機(jī)組必須滿足被動房的要求，明確新風(fēng)機(jī)組是否承擔(dān)建筑內(nèi)部的冷熱負(fù)荷，是否需要具備制冷制熱段，風(fēng)管內(nèi)空氣流速與室內(nèi)空氣流速均應(yīng)滿足被動房要求。室外新風(fēng)進(jìn)入新風(fēng)機(jī)組之前，經(jīng)土壤直接預(yù)冷、熱。各類新技術(shù)得應(yīng)用，此類被動房與現(xiàn)在常見的建設(shè)項目相比,可節(jié)能90%以上。

被動式住宅存在普通建筑不可比擬的的優(yōu)點(diǎn)：

（1）后期運(yùn)行節(jié)能顯著；外墻外窗等圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能非常好，傳熱系數(shù)較普通住宅顯著減小。室內(nèi)設(shè)二氧化碳與溫度探頭智能控制冷暖機(jī)的啟停；

（2）送入室內(nèi)新風(fēng)干凈清潔；房間密封性非常好，與外界換氣次數(shù)小于0.6次/h，室內(nèi)所需新風(fēng)經(jīng)過熱回收及粗效過濾后送入室內(nèi)；

（3）室內(nèi)溫度范圍波動小，溫度較為適宜；由于被動式住宅外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性、密封性好，熱惰性高，室內(nèi)溫度精度高；

（4）采用清華同方新型產(chǎn)品帶熱回收式冷暖一體機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)采暖形式，無熱水跑冒滴漏現(xiàn)象困擾；

（5）隔音效果好，減少外部噪音的污染；

（6）室溫恒定在20℃，室內(nèi)溫和濕潤，非常舒適。

由于被動房建設(shè)在我國還處于探索階段還存在一些欠缺：

（1）新風(fēng)量不足，設(shè)計的住宅新風(fēng)量僅為90m3/h，按規(guī)范僅滿足3個人的新風(fēng)量要求。一般住戶考慮3.5—4人，新風(fēng)量90m3/h不滿足居住建筑所需新風(fēng)量。

居住建筑設(shè)計最小換氣次數(shù)見表1：

表1

1）按90㎡戶型 層高3.1m 每戶按3.5～4人計算，20m2＜Fp=22.5～25.7m2≤50m2換氣次數(shù)為0.5，體積90m2x3.1m=279m3則滿足規(guī)范要求的最小新風(fēng)換氣量為279x0.5=139.5m3/h；

2）按120㎡戶型 層高3.1m 每戶按3.5～4人計算20m2＜Fp=30～34.3m2≤50m2換氣次數(shù)為0.5，體積120m2x3.1m=372m3則滿足規(guī)范要求的最小新風(fēng)換氣量為372x0.5=186m3/h；隨著新風(fēng)量的加大，會影響節(jié)能的效果。

（2）由于被動房著重強(qiáng)調(diào)建筑的氣密性，導(dǎo)致室內(nèi)過于密封，衛(wèi)生間廚房局部排風(fēng)會出現(xiàn)排不動的現(xiàn)象，室內(nèi)氣味較難清除。（3）初期建設(shè)成本投入高，每平米增加約600——1000元成本。（4）設(shè)計前期、施工過程中需要專業(yè)技術(shù)指導(dǎo)，要求精確度高、專業(yè)性強(qiáng)。

總之被動式建筑相比較于傳統(tǒng)建筑在運(yùn)行成本、舒適度、環(huán)境、照明、能耗、建筑壽命和隔音效果都有著絕對優(yōu)勢。建筑在能耗和運(yùn)營成本上更優(yōu)于傳統(tǒng)建筑。可以預(yù)見，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本控制的優(yōu)化，被動式建筑將在未來十年里走入人們的生活成為世界節(jié)能建筑的領(lǐng)頭羊。

參考文獻(xiàn)：

［1］《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》［S］.GB50736-2012.

［2］《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》［S］.GB50189-2015.

［3］《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》［S］.GB/T-50738-2014.

［4］彭夢月.歐洲超低能耗建筑和被動房的標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)及實踐［J］.建設(shè)科技,2011（05）：42.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.249