劉月莉 郭成林 / LIU Yueli, GUO Chenglin
超低能耗綠色建筑技術(shù)辨析
劉月莉 郭成林 / LIU Yueli, GUO Chenglin
本文針對(duì)超低能耗綠色建筑技術(shù)的特點(diǎn),進(jìn)行了被動(dòng)式建筑和主動(dòng)式建筑的技術(shù)差異性研究,以得到在工程實(shí)踐中被證實(shí)適用的創(chuàng)新節(jié)能技術(shù)。同時(shí),對(duì)社會(huì)普遍關(guān)注的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行分析和評(píng)價(jià),著重探討綠色建筑技術(shù)在不同氣候區(qū)的使用情況,以期促進(jìn)超低能耗綠色建筑技術(shù)的推廣。
超低能耗綠色建筑技術(shù) 被動(dòng)式建筑 主動(dòng)式建筑
煤、石油、天然氣等傳統(tǒng)能源的使用,對(duì)人類的生存環(huán)境產(chǎn)生了極為惡劣的影響,全球氣候變化成為當(dāng)今人類所面臨的極為嚴(yán)峻的環(huán)境挑戰(zhàn)。目前,世界能源日趨緊張,建筑能耗已經(jīng)占全球總能耗的30%~40%,人類也正在承受著環(huán)境破壞帶來的惡果。
當(dāng)人們認(rèn)識(shí)到過度使用化石能源對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的嚴(yán)重惡劣影響后,采取了積極主動(dòng)的措施,努力開發(fā)地?zé)崮堋L(fēng)能和太陽能等可再生能源,同時(shí)關(guān)注各種環(huán)境保護(hù)技術(shù)。隨著國(guó)際上建筑節(jié)能技術(shù)的進(jìn)步,建筑成為節(jié)能減排、應(yīng)對(duì)氣候變化最重要的領(lǐng)域之一。由于低碳發(fā)展理念的深入人心,世界各國(guó)節(jié)能、環(huán)保意識(shí)的逐漸提高,節(jié)能建筑、生態(tài)建筑、綠色建筑和低碳建筑等概念被逐步提出,實(shí)現(xiàn)超低能耗建筑乃至零能耗建筑的技術(shù)途徑正在積極探索中。
歐盟各國(guó)、北美、日本和韓國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家都相繼制定了從節(jié)能建筑、超低能耗建筑、近零能耗建筑到零能耗建筑的節(jié)能路線圖(表1)。例如,2010年修訂的歐盟《建筑能效指令》(Energy Performance of Building Directive,EPBD)中提出,到2020年歐盟國(guó)家所有新建建筑都必須達(dá)到近零能耗水平;美國(guó)在2009年10月簽署的第13514號(hào)總統(tǒng)行政令中提出,到2015年所有的新建建筑和大型公共建筑改造項(xiàng)目以及15%的既有建筑,均要達(dá)到高效、可持續(xù)建筑導(dǎo)則的規(guī)定,并要求自2020年開始新建項(xiàng)目采用“零碳建筑”設(shè)計(jì),到2030年將全面實(shí)施。
表1 歐盟各國(guó)及美國(guó)建筑節(jié)能發(fā)展目標(biāo)
可以看出,雖然各個(gè)國(guó)家關(guān)于零能耗建筑的定義、政策和推廣方式不盡相同,但是主要發(fā)達(dá)國(guó)家政府均相繼制定了邁向零能耗建筑的發(fā)展目標(biāo),都在尋找適合本國(guó)的零能耗建筑發(fā)展的技術(shù)體系和優(yōu)化路徑。
1.1 超低能耗建筑的定義
一般而言,超低能耗綠色建筑(以下簡(jiǎn)稱“超低能耗建筑”)是指適應(yīng)氣候特征和自然條件,通過熱工性能優(yōu)良的圍護(hù)結(jié)構(gòu),采用高效通風(fēng)熱回收技術(shù),最大程度地降低建筑物供暖供冷需求,并充分利用可再生能源,以更少的能源消耗,為使用者提供舒適的室內(nèi)環(huán)境并能滿足綠色建筑基本要求的建筑。
1.2 超低能耗建筑技術(shù)的分類
根據(jù)是否依賴制冷、供暖系統(tǒng)等設(shè)備保持舒適的室內(nèi)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)為建筑提供采暖、空調(diào)和通風(fēng)等舒適環(huán)境控制技術(shù),超低能耗建筑可分為被動(dòng)式超低能耗建筑(以下簡(jiǎn)稱“被動(dòng)式建筑”)和主動(dòng)式超低能耗建筑(以下簡(jiǎn)稱“主動(dòng)式建筑”)兩種,超低能耗建筑技術(shù)包含被動(dòng)式建筑技術(shù)和主動(dòng)式建筑技術(shù)。
被動(dòng)式建筑節(jié)能技術(shù)是指,在建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)中通過對(duì)建筑朝向的合理布置、遮陽的設(shè)置、建筑熱工技術(shù)、有利于自然通風(fēng)的建筑開口設(shè)計(jì)以及熱回收裝置等,實(shí)現(xiàn)建筑采暖、空調(diào)、通風(fēng)等能耗的降低。
主動(dòng)式建筑節(jié)能技術(shù)是指,通過設(shè)備系統(tǒng)的科學(xué)運(yùn)行,為建筑提供采暖、空調(diào)和通風(fēng)等舒適環(huán)境控制的建筑工程技術(shù),是通過高性能的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)、高效能的設(shè)備選用的有機(jī)集成來實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的技術(shù)。
2.1 被動(dòng)式建筑
2.1.1 被動(dòng)式建筑定義
被動(dòng)式建筑的概念是在1980年代德國(guó)低能耗建筑的基礎(chǔ)上形成的。1988年,瑞典隆德大學(xué)的阿達(dá)姆森教授(Bo Adamson)和德國(guó)的沃爾夫?qū)?· 法伊斯特博士(Wolfgang Feist)首先提出了被動(dòng)式建筑的概念,并將其定義為:不需要設(shè)置傳統(tǒng)的采暖和空調(diào)系統(tǒng),就能夠?qū)崿F(xiàn)冬季和夏季室內(nèi)物理環(huán)境均舒適的建筑物。該類建筑最大的特點(diǎn)是通過被動(dòng)式設(shè)計(jì)和精細(xì)化施工以及科學(xué)的運(yùn)行管理,實(shí)現(xiàn)建筑物冬、夏季對(duì)采暖和空調(diào)用能需求的最小化。被動(dòng)式建筑通常被稱為被動(dòng)房。
2.1.2 被動(dòng)式建筑的發(fā)展歷程
1991年,法伊斯特博士在德國(guó)的達(dá)姆施塔特市克蘭尼斯坦區(qū)(Darmstadt-Kranichstein)建造了世界上第一座被動(dòng)式建筑。該建筑為白色、近似正方體的3層住宅樓,在投入使用之后的20多年里,一直在10kWh/(m2·a)的超低采暖能耗狀況下運(yùn)行,節(jié)能效果顯著;1996年,法伊斯特博士組建了德國(guó)被動(dòng)房研究所(Passive House Institute,PHI)。
之后,世界上最大的被動(dòng)式辦公建筑Energon在德國(guó)的烏爾姆落成,其建安費(fèi)用略高于普通辦公樓,實(shí)際能耗僅為70kWh/(m2·a);2006年,美國(guó)明尼蘇達(dá)州建成了北美第一個(gè)獲得認(rèn)證的被動(dòng)式建筑“Waldsee Biohaus”。目前,在德國(guó)、奧地利、瑞士和意大利等歐洲國(guó)家投入使用的被動(dòng)式建筑已有3萬余座。
根據(jù)德國(guó)被動(dòng)房研究所的要求,被動(dòng)式建筑必須要滿足全年的能耗、氣密性和基本能源需求等方面規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)。
由于被動(dòng)式建筑節(jié)能技術(shù)的研究與實(shí)踐始于德國(guó),目前在歐洲采用的技術(shù)措施多基于德國(guó)的氣候條件,均是針對(duì)提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能和建筑物的氣密性能,以盡可能降低冬季采暖的能耗。最初,獲得德國(guó)被動(dòng)房認(rèn)證的條件是:建筑采暖能耗≤15kWh/(m2·a),冬季采暖熱負(fù)荷≤10W/m2,建筑總能耗≤120kWh/(m2·a);外窗傳熱系數(shù)≤0.8W/(m2·K),外墻傳熱系數(shù)≤0.15W/(m2·K)并進(jìn)行消除熱橋設(shè)計(jì),建筑物氣密性能N50≤0.6次,排風(fēng)系統(tǒng)采用高效率的熱回收裝置。
目前,被動(dòng)式建筑標(biāo)準(zhǔn)僅是科技研究人員達(dá)成的共識(shí),尚未上升到某一國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)層面。
2.2 主動(dòng)式建筑
2.2.1 主動(dòng)式建筑理念
主動(dòng)式建筑(Active House)理念于2010年由丹麥威盧克斯集團(tuán)(VELUX)主導(dǎo)提出,它倡導(dǎo)未來建筑應(yīng)該實(shí)現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量良好,居住舒適,感官優(yōu)美,具備充足的天然采光和清新的空氣,實(shí)現(xiàn)能耗效率與最佳室內(nèi)環(huán)境之間的均衡,對(duì)環(huán)境和資源產(chǎn)生最小的影響,避免生態(tài)破壞,同時(shí)充分利用可再生能源,實(shí)現(xiàn)零碳排放。
在這一理念的指導(dǎo)下,建筑將自主產(chǎn)能,以可持續(xù)發(fā)展的形式利用資源,有效改善人們的健康水平和居住舒適度。
它將有效地溝通人類與生存環(huán)境的關(guān)系,促進(jìn)未來技術(shù)與普通生活常識(shí)之間的良性互動(dòng)。
2.2.2 主動(dòng)式建筑的發(fā)展歷程
2005~2008年期間,為主動(dòng)式建筑理念的探索階段。作為該理念的提出者,威盧克斯集團(tuán)一直身體力行地不斷探索,努力打造能耗、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量和環(huán)境資源均衡的建筑。
2009~2013年期間,主動(dòng)式建筑理念進(jìn)入向建筑實(shí)踐發(fā)展的階段。2010年6月25日,丹麥、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、瑞士、荷蘭、俄羅斯和波蘭等國(guó)家的40余位建筑行業(yè)和建筑研究機(jī)構(gòu)的代表匯聚于哥本哈根,組建了“Active House聯(lián)盟”,提出了一種應(yīng)對(duì)能源和氣候挑戰(zhàn)的前瞻性理念——“主動(dòng)式建筑”,即建筑開發(fā)應(yīng)重視低能源消耗,室內(nèi)環(huán)境健康舒適,適應(yīng)具體建筑特性并實(shí)現(xiàn)與地區(qū)氣候條件之間的良性互動(dòng)。截至2016年6月,威盧克斯集團(tuán)在14個(gè)國(guó)家推動(dòng)完成了既保證建筑品質(zhì)的持續(xù)提高、維持高水平生活質(zhì)量,又能降低能耗和CO2排放水平的26個(gè)主動(dòng)式建筑。例如,2011年在俄羅斯莫斯科市郊區(qū)設(shè)計(jì)并已竣工的一幢木結(jié)構(gòu)的主動(dòng)式住宅(圖1),該建筑所需能源主要是太陽能,其總能耗為110kWh/(m2·a),約為俄羅斯建筑平均能耗的1/7~1/8。
2011年4月14日,在布魯塞爾舉辦的聯(lián)合國(guó)可持續(xù)建筑聯(lián)盟會(huì)議上通過了《Active House可持續(xù)建筑國(guó)際準(zhǔn)則》。
2014年~2017年,將是主動(dòng)式建筑實(shí)踐與推廣的重要時(shí)期。
3.1 我國(guó)建筑節(jié)能的發(fā)展
從1980年代中期開始,我國(guó)的建筑節(jié)能工作經(jīng)歷了快速發(fā)展階段,建筑節(jié)能、綠色建筑、低能耗乃至超低能耗建筑的技術(shù)研究和推廣受到了廣泛關(guān)注。
自2005年3月22日,我國(guó)首座超低能耗建筑示范樓在清華大學(xué)竣工剪彩后,上海市建筑科學(xué)研究院莘莊綜合樓和深圳市建筑科學(xué)研究院有限公司辦公樓等建筑相繼落成(圖2、3),實(shí)現(xiàn)了“可持續(xù)發(fā)展能力不斷增強(qiáng),生態(tài)環(huán)境得到改善,資源利用效率顯著提高,促進(jìn)人與自然的和諧,推動(dòng)整個(gè)社會(huì)走上生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好的文明發(fā)展道路”的綠色建筑目標(biāo)。
近年來,在研究、實(shí)踐中學(xué)習(xí)和吸取國(guó)外先進(jìn)國(guó)家建筑節(jié)能成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合國(guó)情,考慮不同地區(qū)的氣候特點(diǎn)及對(duì)采暖、空調(diào)和通風(fēng)的要求,我國(guó)開展了建筑節(jié)能技術(shù)的深入研究,取得了大量的科研成果。
圖1 俄羅斯莫斯科市郊外木結(jié)構(gòu)主動(dòng)式住宅(來源:VELUX)
圖2 上海建科院莘莊綜合樓(來源:生態(tài)城市與綠色建筑,2011)
圖3 深圳建科院辦公樓(來源:深圳建科院)
3.2 超低能耗建筑的中國(guó)歷程
1986年,城鄉(xiāng)建設(shè)環(huán)境保護(hù)部與瑞典建筑研究委員會(huì)簽訂了中瑞(典)科技合作協(xié)議《利用被動(dòng)太陽能技術(shù)開展“節(jié)能住宅”設(shè)計(jì)技術(shù)研究》,首次引進(jìn)了被動(dòng)式建筑的概念。1990年代至2006年,為我國(guó)建筑節(jié)能快速發(fā)展階段,全國(guó)各氣候區(qū)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)逐步編制完成,建筑節(jié)能要求不斷提高。2010年開始,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部和德國(guó)交通、建設(shè)和城市發(fā)展部共同簽署了《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》,進(jìn)一步推動(dòng)了被動(dòng)式建筑在我國(guó)的發(fā)展,為邁向更高標(biāo)準(zhǔn)的建筑節(jié)能階段做準(zhǔn)備。
為了貫徹落實(shí)黨中央、國(guó)務(wù)院推進(jìn)生態(tài)文明和新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的戰(zhàn)略部署,進(jìn)一步提高建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展水平,促進(jìn)被動(dòng)式建筑技術(shù)的合理應(yīng)用,提高能效,推動(dòng)建筑行業(yè)健康快速發(fā)展,指導(dǎo)和規(guī)范不同氣候區(qū)超低能耗建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行管理,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部組織相關(guān)單位制定了《被動(dòng)式超低能耗綠色建筑技術(shù)導(dǎo)則》(以下簡(jiǎn)稱《導(dǎo)則》),并于2015年11月發(fā)布?!秾?dǎo)則》結(jié)合我國(guó)已有工程實(shí)踐,借鑒國(guó)外被動(dòng)式建筑的經(jīng)驗(yàn),明確了我國(guó)超低能耗建筑的定義、不同氣候區(qū)的技術(shù)指標(biāo)及設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行和評(píng)價(jià)的技術(shù)要點(diǎn),并建立了我國(guó)超低能耗建筑評(píng)價(jià)和認(rèn)證體系?!秾?dǎo)則》編制以健康、節(jié)能作為基本原則,充分考慮我國(guó)的地域、建筑和用能特點(diǎn),對(duì)建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)、建造、評(píng)價(jià)、運(yùn)營(yíng)進(jìn)行全過程控制,以能耗指標(biāo)作為超低能耗建筑的唯一衡量標(biāo)準(zhǔn)。超低能耗建筑技術(shù)指標(biāo)包括能耗指標(biāo)、氣密性指標(biāo)及室內(nèi)環(huán)境參數(shù),《導(dǎo)則》為我國(guó)超低能耗建筑的建設(shè)提供科學(xué)有力的技術(shù)支撐。
在各級(jí)政府相關(guān)主管部門的推動(dòng)下,廣大科技人員和房地產(chǎn)企業(yè)等積極努力,截至目前,繼秦皇島“在水一方”住宅小區(qū)、CABR(China Academy of Building Research,中國(guó)建筑科學(xué)研究院)被動(dòng)式近零能耗辦公樓、長(zhǎng)興“朗詩布魯克”、烏魯木齊“幸福堡”、哈爾濱“辰能 · 溪樹庭院”、河北建筑科技研發(fā)中心研發(fā)樓、河北被動(dòng)式門窗博物館、中新天津生態(tài)城公屋展示中心等項(xiàng)目之后,山東青島中德生態(tài)園“被動(dòng)房技術(shù)體驗(yàn)中心”投入使用,國(guó)內(nèi)已有近20個(gè)被動(dòng)式建筑落成使用(圖4)。另外,秦皇島“在水一方”小學(xué)、哈爾濱“辰能 ·溪樹庭院”寫字樓和哈爾濱森鷹被動(dòng)式工廠等被動(dòng)式建筑正在建設(shè)中。
2013年5月,威盧克斯(中國(guó))總部辦公樓在河北省廊坊市落成使用(圖5)。該辦公樓為自2009年以來,威盧克斯集團(tuán)在全球14個(gè)國(guó)家開發(fā)的26個(gè)主動(dòng)式建筑之一。它具有簡(jiǎn)約的斯堪的納維亞設(shè)計(jì)風(fēng)格,建筑立面梯形設(shè)計(jì),建筑立面、屋頂及地下空間由296樘威盧克斯窗組成多條采光帶,窗上設(shè)有室外遮陽簾、內(nèi)置復(fù)合式遮光簾和全遮光簾,并可根據(jù)室內(nèi)溫度及光照的要求自動(dòng)控制,起到避免眩光和隔熱的作用。通過外窗與采暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,創(chuàng)造出了舒適的室內(nèi)物理環(huán)境。該建筑順利運(yùn)行至今,根據(jù)實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè),其建筑能耗(包括采暖、空調(diào)和照明)為33kWh/(m2·a),為普通中小型公共建筑年平均能耗的1/5~1/4之間,建筑總能耗為53kWh/(m2·a)。
圖4 中國(guó)的被動(dòng)式建筑
4.1 超低能耗建筑的共同特征
4.1.1 建設(shè)目標(biāo)
目前已建成的超低能耗建筑項(xiàng)目,相同之處是在建筑設(shè)計(jì)和建造過程中,都圍繞以下目標(biāo)進(jìn)行。
(1)營(yíng)造健康、舒適的室內(nèi)環(huán)境。超低能耗建筑室內(nèi)環(huán)境參數(shù)(溫度、相對(duì)濕度、新風(fēng)量等)應(yīng)滿足較高的舒適水平。
(2)建筑能耗達(dá)到較低的水平。與建筑物所在地的氣候和自然條件相適應(yīng),實(shí)現(xiàn)的技術(shù)途徑均包括盡可能提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。
(3)充分利用太陽能、地?zé)崮芎惋L(fēng)能等可再生能源。
4.1.2 建筑特點(diǎn)
超低能耗建筑的共同特點(diǎn)是通過優(yōu)化設(shè)計(jì)和精細(xì)化施工以及科學(xué)的運(yùn)行管理,盡可能實(shí)現(xiàn)建筑物冬、夏季對(duì)采暖和空調(diào)用能需求的最小化。
4.2 被動(dòng)式和主動(dòng)式建筑技術(shù)的差異性
被動(dòng)式和主動(dòng)式建筑技術(shù)的差異性主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。
一方面,被動(dòng)式建筑技術(shù)以建筑能耗目標(biāo)為導(dǎo)向,采用性能化設(shè)計(jì)方法,被動(dòng)優(yōu)先,主動(dòng)優(yōu)化,保證良好的室內(nèi)環(huán)境并減少能源消耗。主要表現(xiàn)為:(1)不需要使用制冷、供暖設(shè)備,即能保持一個(gè)舒適的室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量;(2)超低能耗,根據(jù)氣候特征,最大限度地降低建筑物的熱損失,歐洲認(rèn)可的被動(dòng)式建筑標(biāo)準(zhǔn)是采暖能耗≤15kWh/(m2·a),全部能耗(采暖、空調(diào)、生活熱水、照明、家電等)≤120kWh/(m2·a)。
為了達(dá)到以上目標(biāo),必須滿足的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)為:建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能;建筑物整體氣密性;建筑熱回收通風(fēng)系統(tǒng)。
另一方面,主動(dòng)式建筑的愿景是在不對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響的前提下,為使用者創(chuàng)造出更加健康舒適的生活、工作的室內(nèi)環(huán)境。主動(dòng)式建筑技術(shù)的特征是充分考慮與自然和諧相處,有效地溝通人類與生存環(huán)境的關(guān)系,既要保證建筑室內(nèi)環(huán)境的高品質(zhì),又要降低能源和資源消耗及CO2排放水平,保護(hù)環(huán)境。主要表現(xiàn)為:(1)健康、舒適的室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量,包括熱環(huán)境(溫度)、光環(huán)境(可視性、天然采光、避免眩光)、聲環(huán)境和室內(nèi)空氣質(zhì)量(新鮮空氣供應(yīng)、避免結(jié)露和產(chǎn)生霉變);(2)建筑自主產(chǎn)能,以可持續(xù)發(fā)展的形式利用資源,充分利用可再生能源,實(shí)現(xiàn)零碳排放。
為了達(dá)到以上目標(biāo),必須滿足的關(guān)鍵要求是:在舒適、能源和環(huán)境3方面要實(shí)現(xiàn)日光、熱環(huán)境、室內(nèi)空氣質(zhì)量、能源需求、能源供給、能效、環(huán)境荷載、淡水消耗和可持續(xù)建筑9個(gè)參數(shù)的和諧均衡。
圖5 威盧克斯(中國(guó))總部辦公樓(來源:生態(tài)城市與綠色建筑,2015)
4.3 超低能耗建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能分析
表2 被動(dòng)式建筑和主動(dòng)式建筑技術(shù)的不同要求
從超低能耗建筑技術(shù)的共同特征可知,圍繞營(yíng)造健康、舒適的室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量和有效地降低建筑能耗的目標(biāo),盡可能地提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能,是降低需求端能耗的有效措施,充分利用可再生能源也是行之有效的技術(shù)途徑之一。
對(duì)兩類技術(shù)進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)(表2),被動(dòng)式建筑技術(shù)是以建筑能耗目標(biāo)為導(dǎo)向,采用性能化方法進(jìn)行設(shè)計(jì)建造;主動(dòng)式建筑技術(shù)是以建筑室內(nèi)環(huán)境的高品質(zhì)為前提,綜合考慮能源和資源消耗水平進(jìn)行設(shè)計(jì)建造。
可見,被動(dòng)式建筑和主動(dòng)式建筑技術(shù)最大的不同為是否采用制冷、供暖設(shè)備系統(tǒng),其次是室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量要求的差異,第三是建筑物整體氣密性能指標(biāo)的控制。
被動(dòng)式建筑技術(shù)強(qiáng)調(diào)無熱橋和氣密性設(shè)計(jì),規(guī)定了建筑物整體氣密性能指標(biāo),大幅度地降低了建筑能耗。與一般建筑相比,N50≤0.6(1/h)的指標(biāo)要求較高,包括建安成本的提高、施工過程的精細(xì)化管理等,其實(shí)現(xiàn)有一定的難度,但是對(duì)于以采暖需求能耗為主的建筑物來說,非常必要。同時(shí),有學(xué)者對(duì)成都市被動(dòng)式建筑技術(shù)適應(yīng)性研究(馮雅,2016)結(jié)論也表明:因成都特殊的氣候環(huán)境——夏季悶熱潮濕、冬季陰冷少陽,導(dǎo)致該地區(qū)的建筑物既要考慮保溫、隔熱又要兼顧散熱,對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能存在需求矛盾,因此,不能一味地追求過低的傳熱系數(shù),要找到一個(gè)最適宜的平衡點(diǎn);對(duì)于我國(guó)夏熱冬冷地區(qū)和夏熱冬暖地區(qū)的超低能耗建筑而言,在黃梅季的室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量方面,N50≤0.6(1/h)的要求同樣存在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性是否合理的問題。因此,在這種氣候條件下,超低能耗建筑技術(shù)的推廣應(yīng)用值得進(jìn)一步探討。
我國(guó)地域廣闊,各氣候區(qū)氣候差異大,平原和山區(qū)的氣候差異也很大,即使是同一氣候區(qū)的冷熱負(fù)荷都有較大的差別,并且各地區(qū)的建筑特點(diǎn)以及人們的生活習(xí)慣存在很大不同,切忌盲目照搬德國(guó)、丹麥等歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家的成功經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)PHI(Passive House Institute,德國(guó)被動(dòng)房研究所)的理論體系,我國(guó)北方地區(qū)(嚴(yán)寒和寒冷地區(qū))的建筑中可以取消供暖,但我國(guó)現(xiàn)有的被動(dòng)式建筑示范工程尚無完全取消供暖的項(xiàng)目,其主要原因是建設(shè)和使用過程的不可控性,導(dǎo)致仍然有必要保留供暖設(shè)備。
超低能耗建筑不應(yīng)是高新技術(shù)的簡(jiǎn)單“堆砌”,而應(yīng)與自然和諧共生,充分考慮建筑物所在地區(qū)的氣候和資源條件、建設(shè)規(guī)模、使用功能等因素,選用適宜的技術(shù)、低蘊(yùn)能低成本的產(chǎn)品,進(jìn)行綠色建筑技術(shù)的有機(jī)集成,從而推動(dòng)超低能耗建筑的實(shí)踐推廣。應(yīng)慎重篩選適宜的節(jié)能技術(shù),通過合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)、精細(xì)化施工及科學(xué)的運(yùn)行管理來探索夏熱冬暖地區(qū)超低能耗建筑發(fā)展的技術(shù)途徑。
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2016-08-24
ANALYSIS OF ULTRA-LOW ENERGY CONSUMPTION OF GREEN BUILDING TECHNOLOGY
In order to obtain the innovative energy-saving technology which was been proven to be applicable in practice, this paper researches the difference in technology between Passive House and Active House according to the characteristics of technology of ultra-low energy consumption green building. Along the way, it analyzes and evaluates the energy-saving technology that attracts social universal attention. It fully discusses the application of green building technology in different climate zones as to promote its application.
Ultra-low Energy Consumption of Green Building Technology, Passive House, Active House
劉月莉,中國(guó)建筑科學(xué)研究院
郭成林,威盧克斯(中國(guó))有限公司