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“被动房”时代来了,你需要了解哪些标准?
发布时间:2017-07-04   浏览次数:

“被动房”,对于不了解建筑行业的广大朋友而言,听起来陌生又新鲜。这个词今天已经越来越频繁地出现在行业媒体上,对于它的探讨和研究成为时下建筑行业的热门话题。那么,“被动房”与我们一般概念的房屋有什么区别?它今后能否成为建筑行业的发展潮流?这方面出台了哪些相关的行业标准?本文就此给大家介绍它的发展和行业标准制定情况。

被动房的缘起

我国建筑能耗的总量逐年上升,目前建筑能耗约占社会总能耗的33%。面临建筑能耗总量和能耗强度上行压力不断加大的情况,实施能源资源消费革命发展战略,推进城乡发展从粗放型向绿色低碳型转变,对实现新型城镇化,建设生态文明具有重要意义。

从世界范围来看,发达国家为应对气候变化、实现可持续发展战略,正在不断提高建筑能效水平。欧盟2002年通过并于2010年修订的《建筑能效指令》(EPBD),要求欧盟国家在2020年前,所有新建建筑都必须达到近零能耗水平。丹麦要求2020年后居住建筑全年冷热需求降低至20kWh/(m2·a)以下;英国要求2016年后新建建筑达到零碳,2019年后公共建筑达到零碳;德国要求2020年12月31日后新建建筑达到近零能耗,2018年12月31日后政府部门拥有或使用的建筑达到近零能耗。美国要求2020-2030年“近零耗建筑”应用在技术经济上可行。韩国提出2025年全面实现零能耗建筑目标。而“被动房”(passive house)则是实现近零能耗目标的一种技术体系。

被动式房屋(Passive House)也称为被动式超低能耗房屋、被动屋等,是一种全新的节能建筑概念,指仅依靠建筑本身的构造,就能达到舒适的室内温度,满足冬暖夏凉的要求,不需要单独再安装供暖设施的建筑,即不需要“主动”提供能量的一种建筑。高性能的外保温、无热桥设计、气密性良好的外围结构这三大特征,是影响被动房能耗的关键因素。

世界上第一幢被动式建筑是由德国设计改造的一幢普通三层居住建筑,这栋建筑在1991年经过节能改造以后投入使用,年终耗能比普通建筑降低了约78%,实测结果除1992年因墙体升温等原因略高之外,其余各年均达到了被动式建筑设计标准参数指标,特别是采暖技术指标低于每年每平方米15千瓦时。

被动房的特征

“节能”是被动式房屋最主要的功能,另外它还具备其他方面的特征。

被动房具备舒适性,能够全面改善建筑室内环境,使室内常年保持宜人的温湿度,不管是寒冷的冬季或炎热的夏季,被动式房屋都能保持室内恒温,不会产生温度起伏以及室内干燥。同时,高性能的新风系统还能在保证室温恒定的条件下,提供充足的新鲜空气,维持室内良好的空气质量。

被动房可以全面降低采暖空调能耗。被动式房屋所需能耗很低,据统计,供暖需热量≤15kW·h/(m2a) 或楼宇热负荷≤10W/m2;有效制冷需求≤15kW·h/(m2a),总一次能源需求≤120kW·h/(m2a)。还能利用风能和太阳能等可再生能源。意味着仅需在建筑小部分外表面积上安装可再生能源装置就能经济可行地满足剩余能源需求。无论有没有利用可再生能源,被动式房屋高效的节能特性都彻底减少了CO2排放量因此对气候保护也有重要贡献。

被动房全面提升了建筑质量,楼宇气密性n50≤0.6/h,过去20年已有成千上万栋被动式房屋被建造,而这些建筑在使用过程中表现出来的性能也十分优异。其中,有数百栋房屋受到了严格监测,其测试结果始终保持良好。

被动式房屋能保持宜居的室内温度达数周之久,在没有能源供应的冬天也能应对自如。因此在紧急状况下可作为避难所,这是其他建筑类型所不具备的。被动式房屋通过降低用电需求,也使得紧张的电力系统压力得以缓解。

被动式房屋对人们的吸引力在于其带来的便捷与收益。建设经验、建筑组件和设计软件都是公开的,因此任何建筑都可以在不降低舒适度的情况下满足被动式标准,实现可持续性发展。无论其设计是普通还是特殊,被动式房屋本身就是一类特有的建筑。

被动式建筑是高质量建筑,需要精心规划设计并运用性能优良的建筑组件。因此,投资成本也会稍高。然而,在后续使用中,被动式房屋的优势尽显,极低的能耗费用也使它比周围的传统建筑更加经济。

被动房在中国

2006年中国加入亚太地区清洁发展与气候伙伴关系(APP)开始跟踪国际发达低能耗建筑。2010年上海世博会,英国零碳馆和德国的汉堡之家是我国首次建立的超低能耗建筑。在中国住房和城乡建设部与德国联邦交通、建设及城市发展部的支持下,中德自2007年起在建筑节能领域开展技术交流、培训和合作,引进德国先进建筑节能技术,以被动式超低能耗建筑技术为重点,建设了河北秦皇岛在水一方、黑龙江哈尔滨溪树庭院等被动式超低能耗绿色建筑示范工程。同时与美国、加拿大、丹麦、瑞典等多个国家开展了近零能耗建筑节能技术领域的交流与合作,示范项目在山东、河北、新疆、浙江等地陆续涌现,取得了很好的效果。目前已经建成并投入使用近20个被动式超低能耗建筑,有近50个被动式超低能耗建筑在建设中。已有超低能耗建筑示范项目已经基本覆盖所有建筑类型、覆盖除温和地区外的所有气候区,积累了许多宝贵的技术数据和工程经验,为进一步推广提供了一定的基础。

自我国本土建设的第一座被动房住宅楼通过住房和城乡建设部和德国能源署组织的专家验收之后,建材行业的领导和专家到现场进行了参观和学习。给出的结论是:被动房属于未来建筑,是下一代建筑;我国建材工业今后的发展方向,就是要以建筑业为导向,要紧密配合被动房事业进行。为此,由国家建筑材料工业技术情报研究所牵头,分别在河北省秦皇岛市、天津市组织召开了两次我国建材行业的被动房技术交流大会,并成立了中国被动式集成建筑材料产业联盟,这是国内第一家成立的有关被动房的跨行业的产业联盟。

同样引人瞩目的是位于北京市北三环东路30号中国建筑科学院里的近零能耗建筑示范楼,它是中国第一家近零能耗建筑示范楼,已经运行了两年。这个秉承了“三简”原则的近零能耗建筑,是“中美清洁能源合作”二期合作的重要项目之一。据了解,这座近零能耗建筑示范楼在2016年世界绿色建筑最佳案例评审中获得第3名,整体全自动化的健康智能建筑,即便是在雾霾天,PM值仍然能达到优的标准。这座示范楼的主设计负责人中国建筑科学研究院建筑环境与节能研究院院长徐伟介绍,最初节能设计目标是每年供暖、供冷、照明三项消耗小于等于25千瓦时/平方米,运行两年后的今天,实际消耗完全达到预期目标,约23.5千瓦时/平方米。这栋楼的能源系统充分利用了可再生能源,采用太阳能集热系统和地源热泵系统相结合的能源形式,二层办公区采用地板辐射供冷供热加溶液除湿机组,三层办公区采用了辐射吊顶供冷供热系统加新风热回收机组,实现了温湿度独立控制,不仅提高了空调环境的热舒适性与室内空气品质,而且与传统的空调系统相比有着显著的节能效果。建筑南立面设置太阳能光伏系统,采用分布式并网模式建设,系统模式为自发自用。这栋示范楼的建设和运行,具有非常深远意义。近零能耗建筑的实践是在如何保证舒适度的情况下大幅度降低建筑能耗水平进行了有益的探索,在此基础上不断总结和研究,为我国进一步提高建筑节能标准提供了有益的借鉴。

而近期从青岛市城乡建设委获悉,青岛市首家被动式建筑学校——小水清沟村改造配套学校项目日前开工建设。该项目通过独特的设计和建材应用,将极大降低建筑能耗。项目屋面采用250厚挤塑聚苯板保温,外墙采用250厚岩棉板保温,外窗采用被动式铝包木窗,玻璃为三玻两腔6+19Ar(内设遮阳)+6+V+6、双银Low-E玻璃。采用以上材料,使外围护结构具有较大的热阻,从而使房屋具有良好的蓄热性能,建成后将极大降低能耗,推动青岛市被动式建筑快速发展。

相关政策和标准

自从被动式建筑出现以来,世界各国近年来相继出台了被动式超低能耗建筑以及近零能耗建筑方面的政策和法规,希望通过政策推动降低建筑行业整体的能耗水平,实现建筑绿色、低碳和环保的目标。

被动房在中国得到了长足的发展,经历了从无到有,从很少有人理解到能被普通老百姓接受、从个别的试点建筑到成规模化的住区开发、从只有居住建筑到各种建筑类型、从北方地区的试点到已在全国各气候区开展试点情况。从2015年5月1日起,河北省住房和城乡建设厅发布的《被动式低能耗居住建筑节能设计标准》开始实施,这个标准是我国第一部有关被动式房屋的标准,同时也是世界范围内继瑞典《被动房低能耗住宅规范》之后的第二个被动式房屋标准。它标志着我国被动式建筑的发展趋于规范化、标准化,标志着我国被动房发展过程中新的里程碑。它的颁布实施对被动房的发展和推广产生巨大的推动作用。

为了建立符合中国国情的超低能耗建筑技术及标准体系,并与我国绿色建筑发展战略相结合,更好地指导超低能耗建筑和绿色建筑的推广,受住房和城乡建设部委托,中国被动式超低能耗建筑联盟组织中国建筑科学研究院等单位开展了《被动式超低能耗绿色建筑技术导则》(以下简称导则)的编制工作。导则借鉴了国外被动房和近零能耗建筑的经验,结合我国已有工程实践,明确了我国被动式超低能耗绿色建筑的定义、不同气候区技术指标及设计、施工、运行和评价技术要点,为全国被动式超低能耗绿色建筑的建设提供指导。导则编制组开展了一系列支撑导则编制研究课题,包括国内外超低能耗标准体系研究、示范项目调研工作、示范项目实际测试工作、计算方法及指标体系研究、超低能耗建筑计算及认证软件开发、超低能耗建筑新风及热回收专题研究、超低能耗建筑室内热舒适性研究、居住建筑使用习惯及能耗调研、施工工艺及工法实地考察九个专题。通过专题研究,重新正确梳理了德国被动房等技术体系;对现有示范项目的技术路线、实际运行状态、能耗、成功经验和主要问题进行了测试和对关键技术进行了提炼;深入研究了超低能耗建筑的热回收、热舒适、使用方式、指标体系、计算方法、施工工艺等关键问题。为导则的编制提供了充分的实测数据和理论支撑。导则对超低能耗建筑的定义、技术指标、设计、施工、评价和运行的六大部分的关键环节进行了规定,贯穿了超低能耗建筑的全过程,建立了完整的技术体系。《导则》负责人认为,超低能耗建筑作为可实现的新一代建筑,其健康、舒适、节能的特点必将在我国新型城镇化的进程中扮演重要的角色。

而在2017年3月20日,青岛市城乡建设委员会发布《青岛市被动式低能耗建筑节能设计导则》,《导则》自2017年4月1日起开始实施。《导则》适用于青岛市新建和扩建的居住、办公、旅馆、学校、幼儿园、养老院等被动式低能耗民用建筑的节能设计,改建建筑和医院、商场、工业厂房类建筑可参照执行。《导则》由住房和城乡建设部科技与发展中心主编,编制组在借鉴德国和瑞典被动式建筑经验的基础上,总结试点经验,参照中国现行的相关标准规范,完成了编制工作。《导则》主要技术内容包括:总则,术语和符号,室内外空气计算参日数,基本规定,热工设计,采暖、制冷和房屋总一次能源计算,通风和空调系统设计,关键材料和产品性能,施工、测试、认定及运行管理,以及附录和条文说明。《导则》提出了对办公、旅馆、学校、幼儿园、养老院等的能耗和负荷采用动态控制的方法,并提供了完整的计算方法和数据库。工程技术人员可根据《导则》为不同的建筑选择最佳解决方案。

据世界绿色建筑委员会(WorldGBC)近期公布的报告《从数千到数十亿——全球合作行动推动2050年100%净零碳建筑》指出,2015年12月签署的巴黎协议被称为应对气候变化的真正历史时刻,到2050年,所有商业领域都实现零碳排放。建筑行业的能耗在全球总量中的占比约30%,因此该行业将在寻求解决方案过程中发挥着重要作用。被动式建筑因其超低能耗的排放和健康舒适的环境而越来越受到业内的青睐,“被动房”在中国正迎来发展的黄金时期,对此我们充满了期待。

来源:绝热节能网
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