某被動式住宅小區設計探討

張延國（中國航天建設集團有限公司濟南設計研究院,濟南 250000）

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某被動式住宅小區設計探討

張延國
（中國航天建設集團有限公司濟南設計研究院,濟南 250000）

摘 要：現階段我國北方供暖大部分還是以燃煤為主，清潔燃料使用比例低，在特定天氣條件下，會起到加重空氣污染的作用。因此冬季接連出現霧霾現象，我們不難聯想到燃煤取暖成為造霾的一大主力。針對這一現象，建筑節能設計標準及綠色建筑評級體系等一系列出臺及應用，體現出我國目前政策的傾向性。

關鍵詞：被動式建筑；低碳建筑；建筑節能采暖能耗；綠色建筑；節能建筑設計標準

“被動房”（Passive House）的概念始于上世紀的德國，最初是指不用主動采暖和空調系統就可以維持舒適室內熱環境的建筑。我國現在所說的“被動房”泛指“被動式低能耗建筑”，是指在建造成本經濟、合理的前提下，通過建筑及設備技術，使建筑物對外熱傳導過程的熱損失和通風系統中的熱損失最小化，并通過合理利用太陽能、地熱能及風能等可再生能源，使運行過程不消耗（或極少消耗）化石能源，室內環境達到健康舒適要求的建筑物。設計及施工過程主要通過控制：一是提高外圍護結構（外墻、外窗、屋頂、地板）的保溫性能及氣密性；二是排風系統的高效率熱量回收（熱量回收率在75%以上）；三是可再生能源（太陽能、地熱能等）合理利用。被動式低能耗建筑的建造成本略高于一般房屋，但節能率高達90%。

根據住房和城鄉建設部與德國能源署合作并結合我國氣候條件等因素，共同制定被動房的參數指標：

1 能耗要求

（1）年采暖一次能源需求量不大于15KWh/m2；

（2）年制冷一次能源需求量不大于15KWh/m2；

（3）建筑物總能耗（包括制冷、采暖及正常生活如照明等）不大于120KWh/m2。

2 建筑物本身及通風設備要求

（1）建筑物外墻、屋頂、地面傳熱系數K≤0.15W/（m2·k）；

（2）門窗傳熱系數K≤1.0W/（m2·k）；

（3）建筑物體形系數A/V≤0.4；

（4）建筑物圍護結構氣密性n50≤0.6次/h；

（5）外圍護結構無熱橋：熱橋損失系數φ≤0.01w/（m·k）；

（6）通風設備熱量回收率≥75%，耗電量＜0.45（w·h）/m3。

被動式建筑施工圖設計主要從以下四個方面著手：防熱橋及氣密性、自然采光及遮陽、主動采暖、制冷、新風系統。

與傳統項目不同,被動房項目為了實現極好的保溫性能和密閉性能,采用的建造方式跟傳統建筑項目都有所區別。以保溫層來說,現在一般的項目,保溫層只有5-7厘米,而被動房的保溫層厚達20-25厘米。再如安裝太陽能熱水器支架,要先在支架下面墊上兩層保溫板才能固定,以免熱量散失。窗框體采用超級保溫復合框體，玻璃采用三玻兩腔結構（雙LOW-E、雙暖邊、充氬氣），使其具有超強的保溫性能。被動房要求設置遮陽設施，冬季盡量多的吸收太陽輻射得熱以減少冬季主動采暖負荷；夏季盡量避免太陽輻射得熱，以減少夏季主動空調負荷。被動房應注重可再生能源的利用如合理利用太陽能（太陽能輻射得熱、太陽能熱水以及光伏發電等）、地熱能（地源熱泵、水源熱泵等）?？紤]到被動房需要極少冷熱負荷，清華同方根據實際工程量身研制出供被動房使用的冷暖一體機，大大的促進了被動房在我國的發展。由于被動房要求廢氣熱回收率，新風機組必須滿足被動房的要求，明確新風機組是否承擔建筑內部的冷熱負荷，是否需要具備制冷制熱段，風管內空氣流速與室內空氣流速均應滿足被動房要求。室外新風進入新風機組之前，經土壤直接預冷、熱。各類新技術得應用，此類被動房與現在常見的建設項目相比,可節能90%以上。

被動式住宅存在普通建筑不可比擬的的優點：

（1）后期運行節能顯著；外墻外窗等圍護結構保溫性能非常好，傳熱系數較普通住宅顯著減小。室內設二氧化碳與溫度探頭智能控制冷暖機的啟停；

（2）送入室內新風干凈清潔；房間密封性非常好，與外界換氣次數小于0.6次/h，室內所需新風經過熱回收及粗效過濾后送入室內；

（3）室內溫度范圍波動小，溫度較為適宜；由于被動式住宅外圍護結構保溫性、密封性好，熱惰性高，室內溫度精度高；

（4）采用清華同方新型產品帶熱回收式冷暖一體機代替傳統采暖形式，無熱水跑冒滴漏現象困擾；

（5）隔音效果好，減少外部噪音的污染；

（6）室溫恒定在20℃，室內溫和濕潤，非常舒適。

由于被動房建設在我國還處于探索階段還存在一些欠缺：

（1）新風量不足，設計的住宅新風量僅為90m3/h，按規范僅滿足3個人的新風量要求。一般住戶考慮3.5—4人，新風量90m3/h不滿足居住建筑所需新風量。

居住建筑設計最小換氣次數見表1：

表1

1）按90㎡戶型 層高3.1m 每戶按3.5～4人計算，20m2＜Fp=22.5～25.7m2≤50m2換氣次數為0.5，體積90m2x3.1m=279m3則滿足規范要求的最小新風換氣量為279x0.5=139.5m3/h；

2）按120㎡戶型 層高3.1m 每戶按3.5～4人計算20m2＜Fp=30～34.3m2≤50m2換氣次數為0.5，體積120m2x3.1m=372m3則滿足規范要求的最小新風換氣量為372x0.5=186m3/h；隨著新風量的加大，會影響節能的效果。

（2）由于被動房著重強調建筑的氣密性，導致室內過于密封，衛生間廚房局部排風會出現排不動的現象，室內氣味較難清除。（3）初期建設成本投入高，每平米增加約600——1000元成本。（4）設計前期、施工過程中需要專業技術指導，要求精確度高、專業性強。

總之被動式建筑相比較于傳統建筑在運行成本、舒適度、環境、照明、能耗、建筑壽命和隔音效果都有著絕對優勢。建筑在能耗和運營成本上更優于傳統建筑?？梢灶A見，隨著技術的不斷進步和成本控制的優化，被動式建筑將在未來十年里走入人們的生活成為世界節能建筑的領頭羊。

參考文獻：

［1］《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》［S］.GB50736-2012.

［2］《公共建筑節能設計標準》［S］.GB50189-2015.

［3］《綠色建筑評價標準》［S］.GB/T-50738-2014.

［4］彭夢月.歐洲超低能耗建筑和被動房的標準、技術及實踐［J］.建設科技,2011（05）：42.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.249