我国被动房(被动式超低能耗建筑)研究动向

“被动房”(Passive House)概念起源于德国,目前越来越受到各国政府的关注,在我国被动房全称为“被动式超低能耗建筑”(Passive and Ultra-Low-Energy Building)。我国目前正致力于发展适合本国国情的被动式超低能耗建筑标准体系。

1、德国等发达国家被动房标准

德国是世界上第一个建造被动房(1991年)的国家,在经历了20多年的发展后,其被动房标准体系已相当完善。在德国,被动房被认为是一个节能、舒适的建筑,需要满足以下几个标准:[1]

被动房 被动式超低能耗建筑

图:德国被动房举例

1)比既有建筑节能90% 以上,比新建建筑节能75%以上;
2)利用高性能围护结构、太阳得热、热回收等技术使建筑不再需要传统的供热系统;
3)通过通风系统供应持续的新风(有组织通风)。

由于德国特殊的气候特点,其被动房主要解决冬季供暖问题,对夏季供冷的研究较少。

在德国被动房的基础上,其他国家被动式超低能耗建筑的类型可以分为以下3 类:

A. 完全照搬德国被动房标准,如挪威、新西兰、英国、加拿大等;
B. 参照德国被动房标准,根据具体国情进行调整,如奥地利、芬兰、意大利等;
C. 仅接受被动式理念,重新建立标准,如美国、瑞士等。

被动房 被动式超低能耗建筑

图:美国西雅图公园被动房室内[2]

2、我国被动房研究方向

中国权威学者根据我国国情,将被动房初步定义为:1)最大限度提高建筑围护结构保温隔热性能和气密性;2)充分利用自然通风、自然采光、太阳辐射和室内非供暖热源得热等被动式技术手段,将供暖和空调需求降到最低;3)实现舒适的室内环境并与自然和谐共生的建筑。

图:2015第二届被动式超低能耗绿色建筑技术研讨会

具体到各项指标,我国被动房主要应符合以下几点要求:

1)不同气候区控制性指标要求[单位:kWh/(m2·a)]

被动房 被动式超低能耗建筑

2)新风量≥30m³/(h·人)
3)围护结构气密性满足n50 ≤0.6(即:室内外压差50Pa,换气次数≤0.6次/h)
4)冬季供暖室内温度设定为≥20℃
5.1)夏季室外温度≤28℃、相对湿度≤70%时,采用自然通风
5.2)夏季开启空调制冷时,温、湿度设定为≤26℃、≤60%
6)优化外墙、外窗和外窗遮阳系统,保证过渡季室内温度在20 ~ 26℃之间

通过严格执行以上指标,我国被动房将比现有标准的新建建筑显著节能。计算结果显示,冬季供热量以哈尔滨为例,仅需目前新建建筑的13.7%,夏季供冷量以广州为例仅为目前新建建筑的31.2%。

被动房 被动式超低能耗建筑

图:被动房、现有建筑年供热量比较

被动房 被动式超低能耗建筑

图:被动房、现有建筑年供冷量比较

3、我国被动房主要节能技术

被动房(被动式超低能耗建筑)的核心要素是以超低的建筑能耗值为约束目标,具有高保温隔热性能和高气密性的外围护结构,高效热回收的新风系统。

被动房 被动式超低能耗建筑

图:清华大学超低能耗示范楼

被动式超低能耗建筑将主要依赖如下节能技术:

1)高保温隔热性能外围护结构(外墙、外窗)
2)高气密性外围护结构
3)可调外遮阳系统
3)高效热回收的新风系统
4)太阳能、风能、地源热泵等可再生能源
5)充分利用自然通风、自然采光

参考资料:
[1] 徐伟,孙德宇. 中国被动式超低能耗建筑能耗指标研究[J]. 动感(生态城市与绿色建筑),2015,01:37-41.
[2] 筑龙网:西雅图公园被动房

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