對(duì)于沒有暖氣的南方來說,室外溫度低也就算了,最離譜的是室內(nèi)居然比室外還冷。于是南方人開始把目光瞄向暖氣片、地暖等房屋加熱材料,試圖給自己打造一個(gè)舒適的“北方冬天”。
其實(shí)還有一種建筑,不僅可以冬暖,還能夏涼。這就是源自德國(guó)的被動(dòng)式房屋。
什么是被動(dòng)式房屋呢?
被動(dòng)式房屋是將自然通風(fēng)、自然采光、太陽能輻射等各種被動(dòng)式節(jié)能手段與建筑高效節(jié)能技術(shù)相結(jié)合的低能耗建筑。我們傳統(tǒng)的取暖方式,都是在房間內(nèi)以電、煤、氣等能源驅(qū)動(dòng)暖氣或空調(diào)等提供熱或冷,且因未經(jīng)特殊處理,會(huì)向室外大量耗散,不僅耗能嚴(yán)重,而且也會(huì)對(duì)大氣造成污染。
和傳統(tǒng)房屋相比,被動(dòng)式房屋的優(yōu)越性可不止這一星半點(diǎn)兒:
(1)高舒適性
被動(dòng)式房屋高保溫性能的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)使室內(nèi)保持了宜人的舒適環(huán)境,不管是寒冷的冬季或炎熱的夏季,被動(dòng)式房屋始終能保持室內(nèi)20~26℃,40%~60%的相對(duì)濕度。同時(shí),高性能的新風(fēng)系統(tǒng)一邊回收室內(nèi)排風(fēng)熱量,一邊維持室內(nèi)良好的空氣品質(zhì)。
(2)可持續(xù)性
被動(dòng)式房屋能夠?qū)⒔ㄖ芷诰S持在一個(gè)低能耗水平,這有助于減少天然氣和石油等資源的消耗。通過利用風(fēng)能和太陽能等可再生能源,高效的節(jié)能特性徹底減少了co2排放量。對(duì)氣候保護(hù)也有重要貢獻(xiàn)。
(3)高耐久性
卓越的保溫性能、無熱橋設(shè)計(jì)及密閉的圍護(hù)結(jié)構(gòu)成就了被動(dòng)式房屋良好的物理特性,無論是梅雨季還是回南天,都不會(huì)發(fā)霉。同時(shí)被動(dòng)房的建設(shè)有著更高標(biāo)準(zhǔn)的施工工藝和精細(xì)化管理要求,這也造就了被動(dòng)式房屋固有的另一特性:長(zhǎng)壽命。
(4)創(chuàng)新推動(dòng)性
被動(dòng)式房屋的快速發(fā)展催生了對(duì)高效節(jié)能產(chǎn)品不斷擴(kuò)大的市場(chǎng)需求,因此許多企業(yè)也不斷開發(fā)高效節(jié)能的先鋒產(chǎn)品,來迎合市場(chǎng)需求。這樣一來,被動(dòng)式房屋就推動(dòng)了整個(gè)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和創(chuàng)新應(yīng)用。
(5)經(jīng)濟(jì)可行性
被動(dòng)式房屋是高質(zhì)量建筑,需要精心規(guī)劃設(shè)計(jì)并運(yùn)用性能優(yōu)良的建筑組件。因此,初期投資成本也會(huì)稍高。然而在后續(xù)使用中,被動(dòng)式房屋的優(yōu)勢(shì)盡顯:摒棄傳統(tǒng)供暖、極低的能耗費(fèi)用、舒適度的大幅提升、對(duì)環(huán)境的良好影響、建筑壽命的延長(zhǎng)等,也使它在全生命周期中與傳統(tǒng)建筑綜合相比更加經(jīng)濟(jì)。
(6)綠色減排性
被動(dòng)房技術(shù)體驗(yàn)中心通過各種被動(dòng)式建筑措施,項(xiàng)目全年供暖供冷需求顯著降低,與現(xiàn)行國(guó)家節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相比,建筑節(jié)能率達(dá)到90%以上,一次能耗節(jié)約近169萬kwh/年, 節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用約50萬元/年,每年減少碳排放量664噸。
有的讀者可能會(huì)問了:說了這么多,被動(dòng)式建筑和普通建筑到底有什么不一樣呢?難道不是用的鋼筋混凝土嗎?
其實(shí)真正讓被動(dòng)式建筑如此優(yōu)秀的,并不是建筑材料,而是建筑技術(shù),包括:
(1)無熱橋設(shè)計(jì)
圍護(hù)結(jié)構(gòu)不僅包括了墻體、屋頂、天花板等“無法破壞”的結(jié)構(gòu)單元,同樣也包括了邊、角、連接點(diǎn)和滲漏點(diǎn)等細(xì)部節(jié)點(diǎn)。熱量想要通過建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)很困難,但要通過這些細(xì)部節(jié)點(diǎn)傳導(dǎo)則很容易,這種現(xiàn)象被稱為熱橋效應(yīng)。因此,消除熱橋是建筑節(jié)能的最有效方法之一。只需遵循數(shù)條簡(jiǎn)單原則,就能減少熱橋效應(yīng)帶來的熱損失。
(2)卓越的建筑氣密性
空氣不會(huì)輕易穿透氣密性良好的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu),所以確保建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的氣密性可以降低建筑結(jié)構(gòu)損壞的風(fēng)險(xiǎn)。通過細(xì)致的規(guī)劃設(shè)計(jì)和采取有效的措施,如:墻內(nèi)側(cè)全部抹灰,使用護(hù)墻板、加強(qiáng)型防潮紙或木質(zhì)復(fù)合板等,均可以使建筑獲得良好的氣密性。
室內(nèi)空氣流動(dòng),會(huì)引起溫度變低、濕氣冷凝,進(jìn)而引起霉變損害建筑結(jié)構(gòu)。隔音效果欠佳以及熱損失顯著也是有漏洞建筑的重要缺陷。另一方面,良好的氣密性可以避免墻體間隙產(chǎn)生氣流而形 成低溫角落造成結(jié)構(gòu)損害。
(3)高效的保溫隔熱系統(tǒng)和門窗
在所有組件中,窗框的作用尤為重要。標(biāo)準(zhǔn)尺寸的窗戶,其窗框占據(jù)了窗戶總面積的 30%到 40%。由于玻璃的保溫性能比窗框要好,大多數(shù)情況下采用窄框和大面積玻璃的配置組合。玻璃與窗框面積的比值越高,整窗采光越好。
所以窗框不僅要窄,而且要保溫。
傳統(tǒng)窗框產(chǎn)生的熱損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于具有保溫性能的窗框,但使用改進(jìn)后的暖邊條就可以大幅減少熱損失。因此,高性能的窗戶需要采用良好保溫性能的窗框:在較為寒冷的氣候條件下,必須配置三層 low-e 玻璃和保溫窗框;而在較為溫暖的氣候條件下,配置雙層玻璃和保溫性能適中的窗框就足以滿足需求。
(4)高性能的新風(fēng)系統(tǒng)
新風(fēng)系統(tǒng)在被動(dòng)式房屋中扮演著重要角色,它不僅過濾了空氣中過多的濕氣和異味,還過濾掉空氣中的花粉和粉塵,給室內(nèi)提供純凈的新鮮空氣。若通過開窗通風(fēng)達(dá)到這一效果,則會(huì)造成熱量大量流失,損失的熱量甚至?xí)纫粭澅粍?dòng)式房屋所需的全部能量還多!
因此,在寒冷氣候條件下帶熱回收的新風(fēng)系統(tǒng)必不可少。通過熱交換器,溫度較高的廢氣(排風(fēng))所含的熱量會(huì)傳遞到溫度較低從室外進(jìn)入的新鮮空氣,從而大大降低了熱損失。在夏季極其炎熱的時(shí)候,該系統(tǒng)則可以反向運(yùn)作,將預(yù)先冷卻的新鮮空氣輸入室內(nèi)。通過高效的熱交換器,90%以上的熱量可以被轉(zhuǎn)換,使進(jìn)入室內(nèi)的空氣接近室內(nèi)溫度。
恒溫、恒濕、新鮮空氣、節(jié)約能耗、綠色環(huán)保,聽起來簡(jiǎn)直就是住宅之光!但是在實(shí)際中,被動(dòng)式房屋在我國(guó)的實(shí)施成果又如何呢?
(1)世博會(huì)漢堡館“漢堡之家”
“漢堡之家”或許是國(guó)內(nèi)最早的“被動(dòng)房”最佳實(shí)踐。
漢堡館的能耗極低,每年每平方米消耗能量約50千瓦,相當(dāng)于普通辦公樓能耗的四分之一。建筑內(nèi)沒有空調(diào)與暖氣,而是采用地?zé)?a href='http://hainantop.net/sell/search-htm-kw-%E6%B3%B5.html'>泵進(jìn)行取暖、制冷。建筑內(nèi)的電能也都是采用太陽能,感應(yīng)式開關(guān)可以防止能量的浪費(fèi)。同時(shí),建筑的密封性也相當(dāng)好,進(jìn)一步降低了能耗。另外,建筑中還包括了具有熱回收功能的通風(fēng)系統(tǒng)、恒溫調(diào)節(jié)、節(jié)水配件等各種節(jié)能裝置。
據(jù)悉,“漢堡之家”由漢堡的spengler wiescholek 和dittert & reumschüssel建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所共同設(shè)計(jì),在2010年上海世博會(huì)上將作為優(yōu)秀的可持續(xù)建筑的范例得以展示,同時(shí)它也是中國(guó)第一個(gè)獲得認(rèn)證的 “被動(dòng)房”。
(2)秦皇島“在水一方”/哈爾濱“溪樹庭院”
“在水一方”和“溪樹庭院”分別是在寒冷氣候區(qū)和嚴(yán)寒氣候區(qū)的兩個(gè)示范項(xiàng)目。秦皇島“在水一方”項(xiàng)目是目前被動(dòng)房技術(shù)在中國(guó)最早、影響力最大的示范項(xiàng)目,有力地促進(jìn)了被動(dòng)房在中國(guó)的發(fā)展。哈爾濱“溪樹庭院”項(xiàng)目也是同批次的示范項(xiàng)目之一,高舒適度高層供熱采用天棚微輻射采暖及地源制冷技術(shù),全年室內(nèi)恒定溫度20℃—26℃之間。
(3)朗詩布魯克
由朗詩科技與德國(guó)被動(dòng)房研究所、德國(guó)能源署合作建成,是中國(guó)夏熱冬冷地區(qū)第一座按德國(guó)被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)建造的被動(dòng)式建筑,也將是中國(guó)第一個(gè)按照綠建三星、德國(guó)dgnb和美國(guó)leed認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的項(xiàng)目。
布魯克項(xiàng)目建筑面積約2500㎡,定位為綠色精品酒店,共有標(biāo)準(zhǔn)房間48間,套房4套。最終的氣密性測(cè)試以50pa換氣次數(shù)正壓0.34次、負(fù)壓0.37次的成績(jī)一次性通過,遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于被動(dòng)房規(guī)定的0.6次的標(biāo)準(zhǔn)。