趙國良 董成 王雷 王誠杰 金坎輝
【摘要】被動式節(jié)能建筑自二十世紀九十年代出現(xiàn)后,在德國得到了快速發(fā)展。我國與德國的氣候特點有很大相似點,近年來隨著我國對綠色節(jié)能建筑的大力提倡,被動式建筑在我國的使用獲得非常好的機會,最近幾年全國多地出現(xiàn)被動式建筑。但由于我國建筑業(yè)與德國存在一定差異,個別項目在運行效果上與預期有一定差距,本文結(jié)合被動式建筑在國內(nèi)外的使用情況,提出了幾點被動房在我國推廣使用的建議。
【關鍵詞】被動式建筑? 節(jié)能? 綠色
一、被動房概念介紹
被動房,起源于瑞典和德國,最早由瑞典隆德大學的Bo Adamson教授和德國被動式房屋研究所的Wolfgang Feist博士于二十世紀九十年代確立起來。被動式建筑是通過使用高氣密性的圍護結(jié)構(gòu)、高性能的保溫系統(tǒng)以及高效的能量回收系統(tǒng),再對可再生資源進行充分利用,已達到不對建筑主動供能,就可以將建筑室內(nèi)溫度保持在人體感覺較為舒適的一個區(qū)間。
被動房主要設計要求指標有以下幾個,供熱能耗特性值:最大15kWh/(年·㎡) (供熱消耗,用戶端的,不包括供熱制熱損失,不是一次能源);壓力測試換氣指數(shù)n50 最大0.6次/h(在50帕的大氣壓下,每小時的換氣次數(shù)小于等于0.6次);所有熱橋的熱橋損失系數(shù) <0.01W/(mK)(1m厚材料兩側(cè)溫差為1℃,在1秒時間內(nèi)傳遞熱量小于0.01瓦)。
二、國外使用情況
德國地處溫帶,北部為海洋氣候,氣溫主要處于0℃-22℃之間。東部與東南部隨著地勢升高,氣候差異變大,呈現(xiàn)大陸性氣候,氣溫主要處于-10℃-30℃之間。德國的氣候特點是其被動式建筑成功運用的因素之一。德國的被動式節(jié)能建筑技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的比較成熟。德國被動房發(fā)展最快,普及率最高,相關配套產(chǎn)業(yè)也更完善。
1991年德國的卡拉尼西斯太茵的節(jié)能示范項目通過采用一系列節(jié)能措施,達到了非常良好的節(jié)能效果,在此基礎上形成了被動房最初的設計標準。
1999年開始,德國北威州對400個被動房建筑節(jié)能項目給予了資助,也取得了良好的效果。德國是一個利用核能比例較高的國家,在近年來部分國家出現(xiàn)核泄漏給國家和人民帶來很大影響,德國為提高能源安全水平,2011年以后進一步提高節(jié)能目標,以逐步降低核能占比。為達到這一目標,德國政府要求2021年以后的新建筑物實現(xiàn)(近)零能耗,至二十一世紀中葉建筑能耗將至目前的20%左右。截止至2016年,僅在德國已建成的被動式房屋已達6萬棟,包括各種用途建筑,如住宅、辦公樓、醫(yī)院等。被動式建筑在德國的應用獲得了極大的成功,節(jié)能效果明顯。
三、國內(nèi)使用情況
我國很多地區(qū)與德國的這種氣候特點接近,因此被動式建筑在德國的成功運用對我國也具有很大的可借鑒性。而且,我國是一個人口大國,能源消耗量大、能源利用率較低是我國目前的一個客觀情況。為保護生態(tài)環(huán)境,提高能源利用率,我國近年來對大力提倡綠色節(jié)能建筑,為提高我國建筑能源利用率,2009年,我國住建部節(jié)能司開始推動和引進被動房項目,2011年住建部與德國交通部、城市建設部進一步明確了合作重點。2012年,我國被動房建筑便開始出現(xiàn)。
目前,被動的應用已出現(xiàn)在全國多個地區(qū),河北省起步較早,2015年5月1日制定實施了《被動式低能耗居住建筑節(jié)能設計標準》,這是我國首部標準,同時也是世界上的第二部用于被動房設計的規(guī)范文件。
目前河北省已出現(xiàn)多個被動式建筑,如石家莊市的河北省建筑科技研發(fā)中心,是一座6層辦公樓,是我國采用該技術(shù)建造的面積較大的辦公用建筑。還有秦皇島的“在水一方”項目是我國建成的第一個被動式住宅,該項目獲得了德國被動式房屋研究所的被動式建筑認證;另外河北涿州的“河北新華幕墻有限公司辦公樓”項目于2015年建成,該項目保溫材料、新風系統(tǒng)等采用了德國進口產(chǎn)品,門窗、幕墻等使用國內(nèi)產(chǎn)品,也獲得了德國被動式房屋研究所的被動式建筑認證,節(jié)能效果明顯。
被動房使用效果與設計方案、建筑材料、門窗特性、保溫材料、新風系統(tǒng)、輔助供能利用率、施工技術(shù)等多個方面密切相關,這不僅是一種新理念的推廣,也對建筑材料提出了更高的要求,同時也對當前傳統(tǒng)施工手法提出了更高要求。被動房的推廣實際上是建筑節(jié)能的一次革命,它摒棄了傳統(tǒng)的采暖、制冷方式,崇尚追求建筑“零”能耗。
四、存在問題及建議
我國被動式建筑的應用處于初級階段,還沒有形成完善的產(chǎn)業(yè)體系,如國產(chǎn)保溫材料、新風系統(tǒng)、遮陽設備等于被動式建筑要求存在一定差距,再如被動式建筑施工工藝暫時還沒有統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)程,缺乏可以進行專業(yè)安裝生產(chǎn)的工人等等。我國個別已建成“被動式”建筑被爆出用電嚴重過高等問題,不僅達不到節(jié)能效果,還對室內(nèi)人員帶來不適感。
根據(jù)目前被動式建筑在我國的運行的實際情況,提出以下幾點建議:1.加快被動式建筑體系建設,鼓勵企業(yè)盡快研發(fā)符合被動式建筑要求的建材、設備等。2.被動房作為新生事物在我國進行推廣的初期,在實際運行成熟之前,可以考慮“新型+傳統(tǒng)”的方式,比如在被動式建筑預留傳統(tǒng)能源接口位置,預防被動房運行不良的補救措施。3.被動式建筑與我國正在大力提倡的裝配式建筑深度融合,提高被動式建筑本土化適應能力。
參考文獻:
[1]周正楠.北京大興被動式實驗農(nóng)宅設計與實測分析[J].建筑學報,2015(3):93-97.
[2]張小玲.被動房-房屋發(fā)展的必然趨勢[J].實踐探索,2015:46-49.
[3]崔源聲.被動房的轉(zhuǎn)型升級:從被動走向主動[J].散裝水泥,2019(4):9-12.
作者簡介:趙國良(1985-),男,漢族,河北滄州人,工學碩士,河北水利電力學院后勤處,工程師,研究方向:工程管理技術(shù);董成(1988-),女,漢族,河北滄州人,工學碩士,河北水利電力學院基礎部,講師,研究方向:工程管理技術(shù);王雷(1986-),男,漢族,河北滄州人,工學碩士,河北水利電力學院交通學院,講師,研究方向:工程管理技術(shù);王誠杰(1980-),男,漢族,河北滄州人,工學碩士,河北水利電力學院人事處,正高工,研究方向:工程管理技術(shù);金坎輝(1987-),男,滿族,河北滄州人,工學碩士,河北水利電力學院人事處,講師,研究方向:工程管理技術(shù)。