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1、被动式低能耗房屋在中国的实践,2023/1/30,被动房的由来-解决中国南方的供暖,中德示范项目-被动式房屋,质量控制住房和城乡建设部科技发展促进中心德国能源署Dena-Deutsche Energie-Agentur GmbH(dena),首个由德国能源署认证被动式房屋项目-在水一方-C15#、哈尔滨溪树庭院,被动式低能耗建筑的基本要求,D-A.1 32 10/09,供暖需热量15 kWh/(ma)楼宇热负荷10 W/m 制冷需求 15 kWh/(ma)总一次能源需求 120 kWh/(ma)楼宇气密性0.6 次/h 超温频率 10%,来源：PHD,控制指标,能耗指标采暖热需求：17kWh/
2、(m2a)制冷需求:15kWh/(m2a)总一次能源需求:120kWh/(m2a)；采负荷:10 W/m2；室内舒适性指标室内温度:2026；相对湿度:4060%；超温频率:10%；CO2 含量:1000ppm；室内表面温度差:3；噪音:30dB无结露发霉.,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,图片来自于Rongen Architekten/Rogen 建筑师事务所,2500,3000,13.00,9.00,15.00,1.00,5.00,19.00,17.00,0,500,13.00,7.00,11.00,9.00,3.00,100
3、0,1500,2000,21.00,2500,3000,13.00,9.00,15.00,1.00,5.00,19.00,17.00,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 1000 ppm 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,图片来自于Rongen Architekten/Rogen 建筑师事务所,被动房剖面图,图片来自于Rongen Architekten/Rogen 建筑师事务所,采暖能流
4、图,来源：PHD,被动式低能耗建筑-用一次能源做限定性指标,图片来自于Rongen Architekten/Rogen 建筑师事务所,迥然不同的结果-德国的被动式建筑实现了采暖92%的节能量,天津市发展与改委委员会下达的“十一五“期间供热系统效率及耗能目标”，即2009-2010年单位供面积耗煤量 21.8kg标准煤/m2；2010-2011年单位供热面积耗煤量20.8kg标准煤/m2。其锅炉房的一次能源相当于是169 kWh/(ma),中国建筑节能:室内环境得到改善,城镇采暖降低20%以上,室内环境得到极大改善,完全取消了传统供暖系统,热工环境仍需改善,能耗仍需进一步降低,追求的是建筑物总一
5、次能源的降低克服了此消彼长的问题,不能因为遮阳降低制冷能耗而提高了照明能耗。不能因为降低了冬季的采暖能耗提高了夏季的空调能耗不能因为使用地源热泵反而提高了一次能源的需求,室内环境要求,室内环境一年四季宜处舒适状态，应同时满足如下规定：室内温度20 26室内相对湿度在4060%超温频率 5%室内二氧化碳含量1000ppm室内围护结构内表面温度温差不得超过3门窗室内一侧无结露现象,噪音限值,通过管网和辅助通道传递声音限值，应满足如下规定 机房 35dB功能房 30dB 起居室 20dB,气密性要求,被动式低能耗房屋的气密性必须满足N500.6，即在室内外压差50Pa的条件下，每小时的换气次数不得超
6、过0.6次,热回收率要求,冬季通风换气时必须对排出空气进行热回收，热回收率宜满足下式要求Rh75%,被动式房屋的基本设计原则之一-紧凑型设计,被动式房屋的基本设计原则之二-无热桥设计,外围护结构的保温屋应连续完整，严禁出现结构性热桥。外墙宜采用外墙外保温系统，应有对外墙外保温系统性联结锚栓有阻断桥处理。,被动式房屋的基本设计原则之三-满足自然通风的要求,外窗的可开启面积不小于总面积的四分之一。房屋的平面布局宜有利于形成穿堂风。单元内除厨房外，所有房间的室内门与地板之间的距离不得小于cm,被动式房屋的基本设计原则之四-充分利用自然采光,房屋采光应满足建筑采光设计标准GB/T 5003的规定。起居
7、室与书房自然照明宜满足书写、阅读的要求。,被动式房屋的基本设计原则之五-充分利用太阳能,房屋的主朝向宜为南向。应利用房屋的太阳光充足建筑表面安装太阳能热水器。地下库等地下设施宜利用太阳光导系统满足日间照明要求。,带有调光功能的移动外遮阳可以有效地节约照明和空调用电,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
8、源战略的作用,用一次能源消耗量做限制性,尽大限度的减少建筑对化石能源的需求对建筑的采暖能耗、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，从而保证了建筑整体的气密性必须安装带有高效热回收装置的通风设施，从而保证人们在室内的需氧量和建筑质量,德国被动式房屋的终极目标,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18 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，尽
9、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（Total energy transmittance）有所限制，规定不得小于0.5。而我国标准中采用的遮阳系数限值。判定建筑是否符合节能建筑的方法是通过能耗模拟计算出一次能源并最终通过建筑实际的一次能源消耗量判定其是否为节能建筑,德国被动房的特征,被动式房屋的基本设计原则之六-建筑整体气密层规定,房屋应有包绕整个采暖体积的气密性外围护结构，这层外围护结构中应有连续完整的气密层。10cm以上的混凝土层，PE薄膜等致密性较好的材料的材料均可做为气密层，不同材料构成的气密层连接处必须
10、妥善处理以保证气密层的完整性。,将北方采暖地区新建居住建筑建成被动房可以在2050年时节省34亿吨标煤，并将每年采暖能耗增量控制在100万吨以内It would save 3.4 billion ton coal by 2050 and restrict 1 million increase annual for new buildings,将现有北方采暖居住建筑改造成被动房，则这部分年采暖能耗可由现在的2亿吨降低至1500万吨标煤 It would reduce heating consumption from 200 million to 15 million coal by retrof
11、itting existing residential building,如果同时实现新建建筑接被动式房式建造,每年对现有北方采暖居住建筑改造成被动房，则到2050年可以实现将北方居住建筑采暖总能耗控制在5000万吨,来源：被动房机构,图片来自于Rongen Architekten/Rogen 建筑师事务所,被动式房屋的基本原理,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,当房屋的外窗采光、隔热和保温性能足够好时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g0.5
12、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.,当房屋的外墙与屋顶保温隔热性能足够好时当外围护结构的保温层到达一定厚度时,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 0.15 W/(mK),该项目带来的影响-全面提升建筑室内环境Comfortable temperature,humidity and clean air,该项目对我国社会带来的影响-全面提升建筑质量,楼宇气密性n50 0.6/h,该项目对我国社会带来的影响-促进节能产业升级,被动式房屋必须应用的产品与技术,经验之一:中国可
13、以建造出来被动房,施工质量是制约因素,N500.6(N50指室内外压差50帕的状态下房屋每小时换气次数 小于0.6次)成为能否实现被动式房屋最终效果的最关键因素,被动房屋实际居住测试（15天温度变化）,选取西室的西南卧室的室内温度与室外温度比较（每天的7点12点和19点）,2013年2月14号至2月28号西室西南卧室的室内外温度变化曲线,室内温度最大值为21.8最小值为19温差为2.8室外温度最大值是7.1最小值是-7温差为14.1室内外最大温差为28.8室内外最小温差为11.9,经验之二:选择正确的材料与产品以及构造成为开发商的必然选择,从图便宜到首先挑选正确的材料与产品能与建筑同寿命的外墙
14、外保温(B1)体系得到应用窗台板和女儿墙盖板成了必然选择基础与散水放弃传统做法,采用更为合理的构造,经验之三:设计施工培训和德国专家的指导使中国人自己完成被动式房屋的建造成为可能,理论讲座使设计施工等技术人员掌握被动房基本原理施工培训使施工技术人员及农民工掌握基本施工工法德国专家的改图与关键细节的指点使中方人员自己设计施工图完全满足要求,经验之四:绝大多数材料中国可以自已解决,生产厂商,同方人工智能环境公司为”在水一方”研发了新风换气机组窗口的密封材料只能从德国进口K0.8,窗口的密封材料只能从德国进口,窗的内部密封强度大于外部密封内侧为防水隔气膜,外则为防水透气膜耐老化与建筑同寿命,1 外窗
15、要满足传热系数K0.8W/(m2.k)2 玻璃的太阳能总透射比g0.35、3玻璃选择性系数S1.25的性能要求,其气密性等级不应低于8级水密性等级不应低于6级抗风压性能等级不应低于9级,采用双Low-e高性能保温隔热外窗,中国市场窗的性能-质量低劣,耐久性差,大大缓解决我国城市化进程中的能源和温室气体减排压力,北方新建建筑都按现行节能标准建造，还要再增加至少亿吨标准煤的采暖需求。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,2.南方地区提供舒适的房屋,南方集中供暖?,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
16、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。,大大地延长房屋的使用寿命,被动式房屋可以克服城市的热岛效应,被动式房屋可提供安全与健康的环境,基础设施投资大幅度降低能源用量极大减少危险性设施大幅度减少大幅度降低社会成本(供暖、医疗卫生、安生),已在多地开始被动式房屋的建设,哈尔滨(学校 住宅 办公)辽宁营口(居住小区)江苏海城(办公建筑)北戴河新区(三所学校)福建南安(居住建筑)河北承德(居住建筑小区)山东日照(居住建筑小区),被动房屋实际居住测试（15天温度变化）,选取西室的西南卧室的室内温度与室外温度比较（每天的7点
17、12点和19点）,2013年2月14号至2月28号西室西南卧室的室内外温度变化曲线,室内温度最大值为21.8最小值为19温差为2.8室外温度最大值是7.1最小值是-7温差为14.1室内外最大温差为28.8室内外最小温差为11.9,被动房屋与国内65%单体建筑节能房屋投资比较,被动房屋与65%节能房屋投资比较多投入：627.8元/,其他节省的投资热计量表相关费用：3818.3元/户，折合约38.2元/;用户节约空调机费用：20000元，折合200元/;节约管道井面积1.35，按照售价7000元 按照两户计算折合47.3元/;以上合计节约资金285.5元/。节约采暖高层运行费用、室外管网及热交换站占地费用。,C15#获中德被动式建筑质量标识证书 C15#gained quality Certification of Passive housing,重度雾霾下的C15室内情况,谢谢,
