被动式低能耗建筑技术的优缺点V5

2014年5月5日中德合作被动式低能耗建筑技术简介总目录1.被动式低能耗建筑技术介绍2.中德合作秦皇岛“在水一方”示范项目3.优点（值得借鉴的地方）4.缺点（不适合我国的地方）21被动式低能耗建筑技术介绍3被动房屋介绍被动房屋定义被动式低能耗建筑技术是采用各种被动式节能技术（如优良的外维护结构、置换式新风系统等）建造最佳的建筑，使建筑物供热和制冷的能量消耗很低。该技术不再利用传统的供热和制冷方式，利用人们生活产生的热量，并充分利用可再生能源，给居住者提供较高舒适度。实现舒适的温度、低噪音、低二氧化碳浓度、干净健康的居住环境。被动式房屋的类型“被动式低能耗技术”以德国被动房技术为代表，适用于办公楼宇、住房、校舍、体育馆以及工业用房等各种建筑类型。普通建筑也可以通过改造达到“被动房”的标准要求。被动房技术具有广泛的实际意义：节约能源和资源，保护生态环境。室内冬季没有暖气，夏季仅开少量的空调。提供更加舒适的居住环境，提高房屋品质。低碳房屋，引领节能建筑发展方向，对后代是德善之举。提高房屋质量、舒适度从而促进房屋销售。被动式房屋的基本原理3.采用通风效率75%新风设施•必须满足人体的新风需求，在每次换气时将能量损失降到最低2.房屋的外窗采光、隔热和保温性能足够好•夏季：室内可以外窗的自然光满足照明要求，从而将用电照明降到最低。外窗在满足采光的同时，将造成室内冷负荷的红外线隔绝在室外从而最大地降低冷负荷g≥0.5(相当于SC=0.588)•冬季：外窗在满足采光同时，窗的传热系数足够的低，从而降低通过窗的热传导.U1W/(m²K)1.房屋的外墙与屋顶保温隔热性能足够好•当外围护结构的保温厚到达一定厚度时,房屋通过外围护结构的能量损失达到最低.在冬季可以凭借房屋自然得热维持室内温度达到20度以上;在夏季足以抵抗太阳的幅射不传到室内.U0.15W/(m²K)被动房屋的技术参数要求供热能耗特性值：小于15kWh/(年·m2)用户端的供热消耗一次能源。气密性要求：50帕压差情况下换气次数小于0.6次/小时所有能耗的一次能源消耗总计：小于120kWh/(年·m2)包括家用电器，热水，制冷，供热等等所有耗能。以上技术参数对应的面积为能量参考面积，是在维护结构内的使用面积。D-A.13210/09绝热：U0.15W/(m²K)Uw1W/(m²K)无热桥气密性：n500,6/h通风采用75%WRG,电力需求最多0.45Wh/m³室外空气排气进气排气供暖需热量15kWh/(m²a)或楼宇热负荷10W/m²有效制冷需求15kWh/(m²a)总一次能源需求120kWh/(m²a)楼宇气密性0.6/h超温频率10%来源：PHD所有楼宇外墙的极佳绝热无任何形式的热桥三层玻璃被动式低能耗建筑用自身的得热满足冬季采暖的需求被动房剖面图进气卧室进气起居室出气浴室/卫生间出气厨房排气空气/空气热交换器新鲜空气地热热交换器空气过滤器050013.007.0011.009.003.0010001500200021.002500300013.009.0015.001.005.0019.0017.00050013.007.0011.009.003.0010001500200021.002500300013.009.0015.001.005.0019.0017.00时间无通风设备的新建筑卧室内测得的二氧化碳浓度有通风的被动房底层测得的二氧化碳浓度二氧化碳数值持续保持在1000ppm的Pettenkofer极限值以下。Pettenkofer极限（持续居住空间内保证健康的允许极限值）二氧化碳浓度被动式低能耗建筑保证室内空气质量的高品质采暖能流图分配保存生产传递QSQLQT能耗计算最终能量（楼宇极限）原始能量采暖空间极限平衡运输转化获取QHQI有效能（空间极限=热套封）来源：PHD被动式低能耗建筑-用一次能源做限定性指标•福岛核电站事故后,德国率先宣布放弃使用核能,而核能占其能源供应的40%.•德国2011年提出了新的节能目标：自2019年1月1日起,政府办公建筑将成为(近)零能耗；自2021年1月1日起,所有的新建建筑将建成(近)零能耗；2050年所有建筑要节约80%一次能源。实现上述目标将为德国节省出近40%左右的社会终端能耗。被动式房屋在德国能源战略的作用•用一次能源消耗量做限制性指标而不用50%或65%这类的相对指标或耗热量指标来表示建筑物能耗的高低•对建筑的采暖能耗、制冷能耗和建筑物的总能耗做限制而不是仅对采暖或制冷做限制•对建筑物的气密性进行了严格的规定并制定了检测方法，而我国标准对此没做规定•必须安装带有高效热回收装置的通风设施，而我国标准对此方面不做要求中德对建筑节能要求差异•强调建筑物首先要满足建筑热工的要求，严禁结露发霉，然后才是对建筑能物能耗的要求•提出对建筑物舒适度要求。它要求室内相对湿度在是40-60%，温度控制在20～26℃，并且超温频率10%，并且新风量必要满足人体需求•强调充分利用自然通风。被动式房屋在室外气候条件在舒适范围内（过度季节），尽可能不启动设备对室内调节而利用自然通风•充分利用自然采光。被动式房屋对窗墙比没有限制，但对通过窗进入到室内的太阳光得热（Totalenergytransmittance）有所限制，规定不得小于0.5。(太阳平均得热系数表征的是透过幕墙进入室内的太阳能总量与投射在幕墙外表面的太阳能总量的比值,该数值越大,表明幕墙的太阳能透过特性越好)•判定建筑是否符合节能建筑的方法不同。德国是通过能耗模拟计算出一次能源并最终通过建筑实测的一次能源消耗量判定其是否为节能建筑；而我国规定通过建筑材料和建筑构件的物理性能的检测而判定是符为节能建筑。•中国的绿色建筑标识认证是解决有没有，而德国的被动房认证是解决好不好德国被动房的标准与我国标准的差异室内环境得到极大改善,完全取消了传统供暖系统我国建筑热工环境仍需改善,能耗仍需进一步降低1.节能、环保–大大缓解决我国城镇化进程中的供暖和制冷引起的能源、温室气体排放、雾霾、环境污染等问题。–中国北方新建建筑都按现行节能标准建造，还要再增加至少５亿吨标准煤的采暖需求。但是被动式房屋几乎不需要供暖设施，从而避免了每年冬季由于北方采暖会带来一些社会问题、如能耗和排放问题。2.提高舒适度–尤其是中国南方，通过建造被动式建筑，可以解决冬季提高热舒适度的问题。近几年南方居民呼吁冬季供暖，但是出于能耗、环保、投资等压力，南方地区冬季提供传统方式的供暖有一定难度。但是如果实施被动式建筑，可以在不增加供暖设施、能耗和环境压力的前提下，极大提高居民冬季舒适性，室内温度达到20摄氏度以上，解决居民、政府的诉求，实现共赢。被动式建筑的意义北方地区，被动房节能的同时，极大地提高室内舒适度水平“在水一方”C15#楼气密性和室内环境测试结果表气密性N50≤0.6指室内外压差50帕的状态下房屋每小时换气次数室内温度20℃～26℃室外环境温度：-13.7℃～-2.8℃墙体表面温度与室内空气温度差值≤3℃湿度40%～65%二氧化碳含量≤1000ppm噪声35dB新风热回收率75%室内风速1～1.5m/s被动式建筑的意义建造被动式房屋可以极大地缓解我国夏季用电负荷中国近些年许多新建的电厂、电网仅为满足电力空调全年1～3个月的运转，直接导致电力设备年负荷利用小时数的下降，造成国家在电力行业投入的巨资在大部分的时间闲置•秦皇岛（居住建筑）小于20W/m²•石家庄（办公建筑）小于40W/m²•福建南安（办公建筑）小于25W/m²。被动式建筑的意义南方地区的房屋现状被动式建筑的意义困局：南方地区提高冬季建筑热舒适度•我国能源供给能否承受得起。•南方建筑的气密性极差。•南方一些用电采暖的家庭造成的采暖一次能源的耗费并不比北方小。•但是随着人们生活水平的提高，遏制人们冬季取暖行为几乎是不可能的。•必须要改变南方冬季室内潮湿阴冷,四壁发霉的现象。•被动式低能耗建筑也许是一个好的解决办法。被动式建筑的意义大大地延长房屋的使用寿命被动式建筑的意义国家住建部下一步计划•尽快完成河北省被动式房屋标准的编制工作。•开展对设计、施工和监理等技术人员被动式房屋技术培训。•加强被动式房屋技术研究。研究在不同气候区的被动式房屋技术并开展示范。•引导建筑节能材料与产品的更新换代。促进研发能够满足被动房技术要求的建筑材料与部件，如高性能的外窗、保温材料、密封材料、高效热回收功能的新风机组、通风管道等。•研究推动被动式房屋发展的激励政策，鼓励更多的开发商建造被动式房屋。2中德合作“在水一方”示范项目25在水一方C区鸟瞰图项目位于秦皇岛17层的住宅楼总用地面积12.05万㎡地上总建筑面积38.69万㎡被动房屋示范面积8万㎡，已于2013年1月成功通过被动房验收项目介绍技术支持执行机构示范单位国家住建部科技促进中心秦皇岛五兴房地产有限公司德国能源署项目介绍合作团队秦皇岛五兴房地产有限公司清华同方人工环境有限公司北京中建建筑设计院有限公司秦皇岛分公司住房和城乡建设部科技发展促进中心室内讲课姜伟新部长在调研期间，协调财政部柯凤副司长商讨给予被动式低能耗建筑财政补贴事宜。领导关注住建部姜伟新部长2011,2012年两次视察该项目室内讲课姜伟新部长：要扎扎实实地把“被动式”住房的试点工作做好。我们应该主动做好建筑节能工作，应该在这方面进行一场革命。秦皇岛要总结建设“被动式”超低能耗建筑的标准，通过论证使之成为“十二五”期间此项工作的标准。试点工作要以各方面成功为最终目标，只许成功，不许失败。领导关注住建部姜伟新部长作重要指示—*—开工建设参与人员住建部节能与科技司韩爱兴副司长、德国能源署官员NicolePillen女士、住建部科技中心张小玲处长在施工现场调研。3优点（值得借鉴的地方）32学习被动式低能耗技术的意义在于，我们不一定照搬德国被动房的整体方案，但是其中有很多技术亮点，是值得我们学习和借鉴，促进我们今后的建筑设计和工程施工，提高产品质量，促进销售和增加利润。主体工程中防热桥预留洞1.外保温(连续、无热桥)优点1.设计的时候注意，保温层连续，不能有断开的地方。2.注意可能产生热桥的节点主体工程中防热桥预留洞1.外保温（苯板200mm左右厚度）优点双层错缝安装，避免出现通缝。锚栓穿过两层保温板固定在基墙上遮阳做法绝热系统中的百叶窗来源：Beck&Heun公司外遮阳也要保证外保温层的连续性优点遮阳做法绝热系统中的百叶窗来源：Beck&Heun公司女儿墙优点外墙保温锚栓钉优点固定苯板保温钉空隙发泡后再装保温钉主体工程中防热桥预留洞的处理防热桥预留洞施工现场照片优点各种套管、防水、气密性处理优点隔断热桥的阳台施工现场照片优点优点外墙空调、太阳能热水器、雨水管支架安装照片各种支架与墙体之间垫装20mm厚保温垫优点与国内传统的窗安装方式不一样优点2.外窗1.预压自膨胀密封带优点外窗与墙体密封的3重措施外窗与墙体密封的3重措施3.内密封布（防水隔气膜）2.外密封布（防水透气膜)优点窗台护板保护外保温层，延长外保温层寿命优点填充稀有气体氪/氩带泡沫芯的木框被动房窗户三层玻璃门窗框/扇的附加隔热层3层模型：无支撑绝热层U1W/m²K窗的性能：三层中空玻璃充惰性气体优点来源：被动房机构窗优异性能，提高了居住舒适度优点全面提升建筑室内环境在基本上无供暖设备情况下，良好的温湿度环境从热成像上看被动房与非被动房的区别优点入户门门共有两道，分别是外保温门和气密性门优点3.入户门密封门第二层外门采用三层密封，关闭时，三层密封条同时发挥作用，提高外门气密性。优点优点3.入户门水平隔音层施工节点优点优点4.隔音处理措施排水管道、地面隔音措施优点施工节点优点优点5.首层地面处理措施施工节点优点优点5.首层地面处理措施施工节点优点优点6.基础与散水的做法气密性检测照片气密性测试标准：n50≤0.6/h施工节点优点优点7.严格的检测措施气密性测试结果气密性测试结果被动房测试气密性测试结果气密性测试结果被动房测试气密性测试标准：n50≤0.6/h施工节点优