理解什么是被动式住宅

理解什么是被动式住宅一、几个相关名词术语有“被动式住宅”这一说法，我认为，相应地，就会有“主动式住宅”这一概念.其实，也可以说“主动式住宅”，就是指的“传统的采暖住宅”。“被动式住宅”，这一名词，实际上是源自西方欧美的舶来品。中国大陆叫“被动式住宅”，中国台湾叫“被動式節能屋”，在日本则被称作为“無暖房住宅”。“被动式住宅”的英文名字是“passivehouse”，德文名字是“Passivhaus”。（以下内容，为欧美被动式独立小住宅的部分外观图片。）德国一幢按照被动式设计思想建造的独立小住宅的外观德国某幢被动式独立小住宅的技术组成分项：某栋按照被动式设计思想建造的独立小住宅的外观某栋按照被动式设计思想建造的独立小住宅的外观独立小住宅的屋顶上面，安装有两套太阳能系统。一套是：平板型太阳能集热板系统（两片），一套是：光伏太阳能发电系统的电池板（20块）。一座按照被动式设计思想建造的独立住宅的外观一座按照被动式设计思想建造的独立住宅的外观被动式独立小住宅三维立体外观效果图（以下内容，为欧美某幢被动式独立住宅的图片资料）二、传统采暖住宅——“主动式住宅”的涵义可以通过下面的介绍，来理解和认识以上所说的“主动式住宅”的涵义。1、夏季，烈日炎炎，虽然仅有短暂的数十天，室外空气温度会特别地高，但是，为了让人们在这些日子里，能够静下心来，在室内正常地生活居住，那么就得需要对室内环境，“主动”进行人工降温干预，也就是说，需要投资一定的资金，事先安装制冷空调设备，对室内空气环境进行降温制冷处理。事实上，这些空调设备，也就是十来年的使用寿命。2、同样，冬季，冰天雪地，寒冷的时间可能会比较漫长，为了达到室内适宜生活居住的温度，就得需要在冬天长期点燃火炉，或者事先在住宅建造的初期，投入一笔较大的资金，安装比较长久性使用的取暖设施。3、总之，“主动式住宅”，无论是在夏天，还是在冬天，都得需要靠事先安装的能源设施来“主动”提供能量，最终都得消耗大量的“一次能源”。三、“被动式住宅”的涵义“被动式住宅”的涵义，与“主动式住宅”的涵义，正好相反。“被动式住宅”，通俗地讲，可以说是“仅仅靠住宅本身的构造设计，就能到达舒适的室内温度，满足‘冬暖夏凉’的要求，不需要单独再另外安装供暖设施的住宅，即，不需要‘主动’提供能量的这样一种房屋”。其实，也可以这样简单地理解，所谓“被动式住宅”，就是一种思想理念来自西方世界，采用现代保温隔热技术手段，建造的新一代的节能住宅。单户家庭住宅——独立住宅,热量损失,示意图.独立住宅热量损失示意图---------------------------------------HeatLosses热损失roof屋顶（损失热量）25%～30%walls25%～30%墙体（损失热量）25%～30%floor10%～20%地面（损失热量）10%～20%windows25%～30%窗洞（损失热量）25%～30%国内某资料上，介绍的，住宅外部围护部分，相关U值情况，示意图。补充资料——什么是U值？简单地说，U值是反映通过材料传递之后，热损失率的一项指标。U值的单位是W/(m²K)在住宅设计的各个方面，应该争取尽可能低的U值。U值（U-value）越低的材料，材料本身就越保温/隔热。--------------------------------------------单层玻璃U值=5.6w/m2K双层玻璃（带空气腔）U值=2.8w/m2K双层玻璃（氩气腔）U值=2.6w/m2K双层玻璃，低辐射Low-E玻璃（带空气腔）U值=1.8w/m2K双层玻璃，低辐射Low-E玻璃（氩气腔）U值=1.5w/m2K独立住宅，外部围护部分——上下左右前后6个方向，使用保温材料，示意图安装有地埋总进气管线，安装有“能量回收通风系统ERV”的被动式住宅，示意图。安装有地埋总进气管线，安装有“能量回收通风系统ERV”的被动式住宅，示意图。------------------------------------图中下方内部的“电热吹风机”，说明：这种“被动式住宅”仅消耗运行一台吹风机的能量，就可以供给住宅内部所需要的所有热量和热水。“被动式住宅”，最显著的特征就是，使用了超厚的保温隔热断热材料，在住宅的上面、下面、左面、右面、前面、后面，六个方向上，进行了围护和密封。轻型木结构独立住宅三维立体剖解示意图---------------------------------------构造组成，从里到外：防火纸面石膏板+木搁条+硬质聚氨酯泡沫保温板+单方向透气薄膜+承重轻型木结构框架+木框架中间填充保温材料+木质OSB定向刨花板+防水薄膜卷材+非承重围护性机制粘土砖墙（清水钩缝）外墙上的门扇和窗户，无论是窗框，还是中间使用的采光玻璃，都是使用具有现代保温构造特点的产品。采光玻璃，使用低辐射的多层中空玻璃。有些甚至还会安装使用双层窗扇的窗户。“被动式住宅”，由于围护密封性能强，势必会导致室内的空气容易混浊。长期生活在不够清新的室内空气环境中，将会直接影响居住者的身体健康。所以，“被动式住宅”，往往还会安装耗电量非常少的“能量回收通风系统ERV（EnergyRecoveryVentilation）”。“能量回收通风系统ERV（EnergyRecoveryVentilation）”的工作原理是这样的，系统能够将预排出室外的室内废气中的热量留住，再使用这个热量，加热吸入的新鲜空气，这样，就能保证室内空气的清新，同时，也能减少因室内外空气的通风循环，损失消耗过多的能源。图中橙色的，几乎围绕房屋下部基础部分四周的，为吸收室外空气，进入住宅内部的总进气管道的线路。总进气管道，深埋在土壤中，土壤中蓄含的热量，通过管壁直接与管道内的空气，进行热量交换。在冬季，室外空气温度较低，通过与土壤中的热量进行交换之后，进入“能量回收通风系统ERV主机”中的室外空气，被预先进行了预热处理；在夏季，室外空气温度较高，通过与土壤中的热量进行交换之后，进入“能量回收通风系统ERV主机”中的室外空气，被预先进行了预冷处理，这样能够充分利用自然地热自源，减少独立住宅，因调节室内空气温度，而开销的能源消耗。能量回收通风系统ERV（Energyrecoveryventilation）核心设备，工作性能示意图。-------------------------------------ERV能量回收通风系统，核心设备，吸收欲排出室外的蓄含热量的室内废气（20℃）中的绝大部分热量，预热吸入的室外新鲜低温冷空气（0℃），达到（18℃）后，送入室内各个房间。室外安装“地埋地热交换器”——第一次热量交换，室内安装“能量回收通风系统ERV”（ERV主机安装在住宅上部阁楼空间）——第二次热量交换，独立住宅三维立体剖解示意图。室外安装“地埋地热交换器”——第一次热量交换，室内安装“能量回收通风系统ERV”（REV主机安装在地下室的设备间）——第二次热量交换，独立住宅三维立体剖解示意图。室外“地埋地热交换器”——第一次热量交换，与室内“能量回收通风系统ERV”——第二次热量交换，连结关系示意图。室外“地埋地热交换器”——第一次热量交换，与室内“能量回收通风系统ERV”——第二次热量交换，连结关系示意图。独立住宅，室外地坪下方，地埋进气总管，与土壤热量交换，示意图。在德国，“被动式住宅”，中央通风系统，又采取了更进一步的设计思想，即，室内“能量回收通风系统ERV”的前端总管部分，为分层隔离设计的进气和排气复合管构造。此种情况的独立住宅，下部无地下室，“能量回收通风系统ERV”的主机，安装在住宅上部的阁楼内部，分层隔离设计的进气和排气复合管，放大示意图。此种情况的独立住宅，下部有地下室，“能量回收通风系统ERV”的主机，安装在地下室设备间内部，独立小住宅，室外地坪下方，地埋复合总管，1、外层进气管层中的空气，通过管壁的外表面，与土壤直接进行热量交换，而通过管壁的内表面，则与里层排气管中的排出气体进行热量交换，2、复合管中，里层排气管中的空气，在室内“能量回收通风系统ERV”主机位置，实际上，已经将排气中的热量提取了大部分。总之，通过上述设计精巧的通风系统处理之后，室内进气和排气，热交换效率可高达90%左右，因通风换气而造成的能量损耗较少。在欧美地区，为了符合相应国家的标准，“被动式住宅”建造完工时，必须要经过使用专用设备，进行“通风测试”，以表明其在压力环境下，空气损失最小。“被动式住宅”安装有一些窗户，所有窗户都能够开启。事实上，在北半球上的“被动式住宅”，朝南开的窗户，要比朝北的开的多。“被动式住宅”的能量，可以是充分利用来自大自然中太阳的光和热，也可以是室内家用电器或居住者身体所释放的热量。虽然，“被动式住宅”几乎没有能量的散失，从理论上讲，无需“主动”供应能量。但在实际应用中，对于北方，冬季非常寒冷的地区来说，“被动式住宅”的内部，实际上，往往还得需要安装一个小的备用热源。“被动式住宅”的建造，适合住宅体量比较紧凑的情况，不太适合大体量的住宅。在“被动式住宅”建造的初期，投资成本，肯定也要比传统住宅的建造要高。据国外的数据资料介绍，大约要高出10%左右。“被动式住宅”与太阳能、地热能等可再生能源配合运行使用，会节省下很多因需要添置节能产品而产生的昂贵费用，从而可以达到节能减排的目的。（西方国家，个人建造住宅，使用太阳能技术产品，能够享受政府较大比例的资金补贴。）“被动式住宅”的应用和推广，是世界住宅建造领域的流行趋势。四、“被动式住宅”在德国“被动式住宅”，或者说是“现代节能住宅”，对大多数中国人来说，还是个比较陌生的名词术语。其实，这一技术早在20世纪七八十年代，就开始在国外发展了。德国在“被动式住宅”方面，处于世界领先的地位。“被动式住宅（PassiveHouse）”，是由瑞典隆德大学的Mr.BoAdamson教授和德国达姆斯塔特房屋与环境研究所的Mr.WolfgangFeist博士，在1988年提出来的，目标是设计一种不需要“采暖空调主动供冷热”的住宅，因此命名为“被动式住宅”。1990年，世界首座被动式住宅，在德国达姆斯塔特（Darmstadt）建成。从此，以Mr.WolfgangFeist为首的物理学家、数学家、气候环境学家、材料学家及专业工程人员组成的科研团队，对被动式住宅进行了20年的系统研究与测试，形成了一整套技术和施工规范。大多数“被动式住宅”，体量都不算太大，大概每人的使用空间，大约在45平方米左右。在德国，这种“被动式住宅”的造价，仅比传统住宅——“主动式住宅”，高出约5%至7%。“被动式住宅”，在发明建造的当初，并没引起世界一些国家的注意。但随着2005年世界能源价格再一次大幅度地上涨，“被动式住宅”的独特性能，才又一次引起了世界国家的高度关注。进入2009年以后，“被动式住宅”已逐渐成为欧洲住宅节能技术的主流，并被部分欧洲国家确定为国家住宅标准，或者未来城市发展规划的方向。欧洲议会也提议，在欧洲地区，新建住宅，要符合“被动式住宅”的相关标准。“被动式住宅”，节约能源，能够减少二氧化碳的排放。推广“被动式住宅”建造设计思想，对于保护人类共同的家园——地球环境，也有着非常重要的现实意义。五、其他有关“被动式住宅”的一些介绍（一）、第一部分“被动式住宅”，是一个拥有舒适室内微气候环境的住宅。“被动式住宅”无需安装“主动”的制热和冷却系统（比如，锅炉、地热蒸汽泵，等）。住宅自身，进行冷热过程，因此称为“被动式”。“被动式住宅”，可以用非常小的能耗，将室内调节到合适的温度，非常环保。“被动式住宅”，每年的取暖需求，每平方米的居住面积，必须小于15千瓦每小时（以kWh/(m²a)形式表示）。“被动式住宅”，能量损耗非常少，与此同时，还能够提供高层次的舒适感。被动式住宅的基本特征：1、紧凑的结构和良好绝热性能：房屋外壳的所有部分都是保温隔热的，达到一个不超过0.15W/(m²K)的传热系数。2、方向定位和阴暗度的考虑：太阳能的被动使用在被动屋的设计上是一个重要因素。补充说明资料：主动式太阳房，或称主动太阳