被動(dòng)式節(jié)能屋（德語：Passivhaus）又可譯為被動(dòng)式房屋，是基于被動(dòng)式設(shè)計(jì)而建造的節(jié)能建筑物。被動(dòng)房屋的基本原則就是能效。杰出的保溫墻體、創(chuàng)新的門窗技術(shù)、高效的建筑通風(fēng)、電器節(jié)能都是解決能效的基礎(chǔ)。
被動(dòng)式低能耗建筑的基本要求
被動(dòng)式房屋基本原理及作用
| 當(dāng)房屋的外墻與屋頂保溫隔熱性能足夠好時(shí)， 當(dāng)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫層到達(dá)一定厚度時(shí)，房屋通過外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能量損失達(dá)到最低。在冬季可以憑借房屋自然得熱維持室內(nèi)溫度達(dá)到20度以上；在夏季足以抵抗太陽的幅射不傳到室內(nèi)。U≤0.15W/(m2K) |
| 當(dāng)房屋的外窗采光、隔熱和保溫性能足夠好時(shí)， 室內(nèi)可以外窗的自然光滿足照明要求，從而將用電照明降到最低。外窗在滿足采光的同時(shí)，將造成室內(nèi)冷負(fù)荷的紅外線隔絕在室外從而最大地降低冷負(fù)荷g≥0.5； 外窗在滿足采光同時(shí)，窗的傳熱系數(shù)足夠的低，從而降低通過窗的熱傳導(dǎo)。 |
| 采用通風(fēng)效率≥75%新風(fēng)設(shè)施。 必須滿足人體的新風(fēng)需求，在每次換氣時(shí)將能量損失降到最低。 |
被動(dòng)式房屋的效益與作用
1.全面提升建筑室內(nèi)環(huán)境
1）良好的溫濕度環(huán)境；
2）足夠的新風(fēng)。
2.全面降低采暖空調(diào)能耗
供暖需熱量≤15kW·h/(m2a) 或樓宇熱負(fù)荷≤10W/m2
有效制冷需求≤15kW·h/(m2a)
總一次能源需求≤120kW·h/(m2a)
3.全面提升建筑質(zhì)量
樓宇氣密性n50≤0.6/h
4.促進(jìn)節(jié)能產(chǎn)業(yè)升級
被動(dòng)式房屋的設(shè)計(jì)要求
1.被動(dòng)式低能耗建筑用自身的得熱滿足冬季采暖的需求；
被動(dòng)式低能耗建筑保證室內(nèi)空氣質(zhì)量的高品質(zhì)
2.用一次能源做限定性指標(biāo)
追求的是建筑物總一次能源的降低克服了此消彼長的問題。
1）不能因?yàn)檎陉柦档椭评淠芎亩岣吡苏彰髂芎摹?/span>
2）不能因?yàn)榻档土硕镜牟膳芎奶岣吡讼募镜目照{(diào)能耗。
3）不能因?yàn)槭褂玫卦礋岜梅炊岣吡艘淮文茉吹男枨蟆?/span>
追求的建筑用能總體的降低不是單一方面的降低：遮陽如果降低了自然采光不能滿足要求從而增加了能耗。禁用雙層窗(雙層皮爭論)。
3.室內(nèi)環(huán)境要求
室內(nèi)環(huán)境一年四季宜處舒適狀態(tài)，應(yīng)同時(shí)滿足如下規(guī)定：
室內(nèi)溫度20～ 26℃
室內(nèi)相對濕度在40～60%
超溫頻率≤5%
室內(nèi)二氧化碳含量≤1000ppm
室內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度溫差不得超過3℃
門窗室內(nèi)一側(cè)無結(jié)露現(xiàn)象。
4.噪音限值
通過管網(wǎng)和輔助通道傳遞聲音限值，應(yīng)滿足如下規(guī)定：
機(jī)房≤ 35dB
功能房≤ 30dB
起居室≤ 20dB
5.氣密性要求
被動(dòng)式低能耗房屋的氣密性必須滿足N50≤0.6，即在室內(nèi)外壓差50Pa的條件下，每小時(shí)的換氣次數(shù)不得超過0.6次。
6.熱回收率要求
冬季通風(fēng)換氣時(shí)必須對排出空氣進(jìn)行熱回收，熱回收率宜滿足下式要求Rh≥75%
被動(dòng)式房屋的設(shè)計(jì)原則
1.緊湊型設(shè)計(jì)
房屋體型宜緊湊，體型系數(shù)宜≤0.4
2.無熱橋設(shè)計(jì)
１）外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫屋應(yīng)連續(xù)完整，嚴(yán)禁出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性熱橋。
２）外墻宜采用外墻外保溫系統(tǒng)，應(yīng)有對外墻外保溫系統(tǒng)性聯(lián)結(jié)錨栓有阻斷橋處理。
屋頂做法
3.滿足自然通風(fēng)的要求
1）外窗的可開啟面積不小于總面積的四分之一。
2）房屋的平面布局宜有利于形成穿堂風(fēng)。
3）單元內(nèi)除廚房外，所有房間的室內(nèi)門與地板之間的距離不得小于２cm。
4.充分利用自然采光
房屋采光應(yīng)滿足《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50033的規(guī)定。起居室與書房自然照明宜滿足書寫、閱讀的要求。
5.充分利用太陽能
1）房屋的主朝向宜為南向。
2）應(yīng)利用房屋的太陽光充足建筑表面安裝太陽能熱水器。
3）地下庫等地下設(shè)施宜利用太陽光導(dǎo)系統(tǒng)滿足日間照明要求。
德國被動(dòng)房的特征
1）強(qiáng)調(diào)建筑物首先要滿足建筑熱工的要求，嚴(yán)禁結(jié)露發(fā)霉，然后才是對建筑能物能耗的要求。
2）提出對建筑物舒適度要求。它要求室內(nèi)相對濕度在是40-60%，溫度控制在18～ 26℃，并且超溫頻率10%，并且新風(fēng)量必要滿足人體需求
3）強(qiáng)調(diào)充分利用自然通風(fēng)。被動(dòng)式房屋在室外氣候條件在舒適范圍內(nèi)，盡可能不啟動(dòng)設(shè)備對室內(nèi)調(diào)節(jié)而利用自然通風(fēng)。
4）充分利用自然采光。被動(dòng)式房屋對窗墻比沒有限制，但對通過窗進(jìn)入到室內(nèi)的太陽光得熱（Total energy transmittance）有所限制，規(guī)定不得小于0.5。而我國標(biāo)準(zhǔn)中采用的遮陽系數(shù)限值。
5）判定建筑是否符合節(jié)能建筑的方法是通過能耗模擬計(jì)算出一次能源并最終通過建筑實(shí)際的一次能源消耗量判定其是否為節(jié)能建筑。
6.建筑整體氣密層規(guī)定
1）房屋應(yīng)有包繞整個(gè)采暖體積的氣密性外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，這層外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中應(yīng)有連續(xù)完整的氣密層。
2）10cm以上的混凝土層，PE薄膜等致密性較好的材料的材料均可做為氣密層，不同材料構(gòu)成的氣密層連接處必須妥善處理以保證氣密層的完整性。
3）嚴(yán)禁使用雙層窗和大孔砌塊。
被動(dòng)式房屋建造的經(jīng)驗(yàn)要點(diǎn)
經(jīng)驗(yàn)之一：中國可以建造出來被動(dòng)房，施工質(zhì)量是制約因素：
N50≤0.6(N50指室內(nèi)外壓差50帕的狀態(tài)下房屋每小時(shí)換氣次數(shù)小于0.6次)成為能否實(shí)現(xiàn)被動(dòng)式房屋最終效果的最關(guān)鍵因素。
經(jīng)驗(yàn)之二：選擇正確的材料與產(chǎn)品以及構(gòu)造成為開發(fā)商的必然選擇；
1.從圖便宜到首先挑選正確的材料與產(chǎn)品。
2.能與建筑同壽命的外墻外保溫(B1)體系得到應(yīng)用。
3.窗臺板和女兒墻蓋板成了必然選擇。
4.基礎(chǔ)與散水放棄傳統(tǒng)做法,采用更為合理的構(gòu)造。
經(jīng)驗(yàn)之三：設(shè)計(jì)施工培訓(xùn)和德國專家的指導(dǎo)使中國人自己完成被動(dòng)式房屋的建造成為可能。
經(jīng)驗(yàn)之四：絕大多數(shù)材料中國可以自已解決。
K≤0.8
窗口的密封材料只能從德國進(jìn)口。
窗的內(nèi)部密封強(qiáng)度大于外部密封；
內(nèi)側(cè)為防水隔氣膜,外則為防水透氣膜；
耐老化與建筑同壽命。
高性能門窗密封材料基本缺失，國內(nèi)完全可以生產(chǎn)K≤0.8 的LOW-E玻璃，國內(nèi)能生產(chǎn)出型材的廠商少之又少。
被動(dòng)房屋與國內(nèi)65%單體建筑節(jié)能房屋投資比較
被動(dòng)房屋與65%節(jié)能房屋投資比較多投入：627.8元/㎡；
其他節(jié)省的投資：
1.熱計(jì)量表相關(guān)費(fèi)用：3818.3元/戶，折合約38.2元/㎡;
2.用戶節(jié)約空調(diào)機(jī)費(fèi)用：20000元，折合200元/㎡ ;
3.節(jié)約管道井面積1.35㎡，按照售價(jià)7000元 按照兩戶計(jì)算折合47.3元/㎡；
以上合計(jì)節(jié)約資金285.5元/㎡ 。
本課件部分引用張小玲《被動(dòng)式房屋在中國的實(shí)踐》。
案例主題：漢堡之家――寄予美好愿望的建筑《被動(dòng)式房屋在中國的實(shí)踐》。
地理位置：位于上海世博浦西園區(qū)城市最佳實(shí)踐區(qū)北部E片區(qū)。
建筑面積：3150平方米。
建筑高度：約18米，地上5層，地下1層。
案例原型：位于漢堡“港口新城”沙門碼頭60號的H2O大樓。
案例關(guān)鍵詞：一幢獲得德國權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證的“被動(dòng)房”新建筑項(xiàng)目，基本無需主動(dòng)供應(yīng)能量的生態(tài)建筑。
技術(shù)亮點(diǎn)：高隔熱隔音，對建筑設(shè)計(jì)、建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及所采用的節(jié)能技術(shù)采取了優(yōu)化措施。
案例看點(diǎn)：一幢現(xiàn)代化的漢堡建筑，參觀者可親身體驗(yàn)即使在上海悶熱的天氣里，也能在室內(nèi)享受適宜的溫度、清新的空氣，并減少能源消耗。
技術(shù)
——隔熱保溫系統(tǒng)
隔熱保溫系統(tǒng) 外墻采用雙層夾板結(jié)構(gòu)，在內(nèi)層的水泥墻和外層的紅磚之間裝有20公分厚的聚苯乙烯作為隔熱層。窗戶使用3層玻璃構(gòu)造安裝防輻射層和可移動(dòng)的網(wǎng)狀遮陽板，保證良好的氣密性和保溫效果
——太陽能設(shè)備供電
漢堡之家的屋頂裝有450平米的光伏發(fā)電設(shè)備，可以提供建筑運(yùn)行和使用所需電能的80%左右；另一個(gè)功能是遮陽，在屋頂形成大片陰影，在夏季太陽直射下降低了熱輻射，在冬季則能接受更多斜射的陽光。
——地下水泵取暖制冷
“被動(dòng)房屋”內(nèi)沒有空調(diào)，但通過幾種技術(shù)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)冬暖夏涼，其中很重要的一部分是地下水泵，它位于35米的地下，其中管道把地下水循環(huán)利用，用于采暖和制冷；
——中央通風(fēng)設(shè)備
建筑的通風(fēng)裝置也與熱循環(huán)系統(tǒng)相連，漢堡之家采用了一臺德國運(yùn)來的具有熱回收、制冷和除濕功能的通風(fēng)裝置，其熱回收功率和制冷在80%到90%，最大限度減少了能量損失。
與傳統(tǒng)建筑相比較
總結(jié)
節(jié)能環(huán)保 | 建筑本身無需主動(dòng)提供能量，而是通過地源熱泵獲得采暖、制冷、通風(fēng)和除濕，從而實(shí)現(xiàn)建筑能源供應(yīng)的自給自足和零廢氣排放。 |
能源有效利用及再生能源利用 | “漢堡之家”在結(jié)構(gòu)形式、外墻構(gòu)造、能源供給、通風(fēng)采光等多方面均體現(xiàn)了節(jié)能性的建筑方式與智慧型的建筑技術(shù)的有效結(jié)合模式，為城市可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)保的理念下的建筑設(shè)計(jì)提供了積極的啟示意義。 |
辦公、家居一體化 | 建筑的靈活性空間設(shè)計(jì)特征為該建筑實(shí)現(xiàn)辦公、居住綜合使用和高度結(jié)合提供了可能性，未來的創(chuàng)新辦公室理念，家居辦公一體化，單一或群體工作室和交流中心的建立都可以在此得以實(shí)現(xiàn)。 |
