中國(guó)本土化被動(dòng)房案例分析
——山西長(zhǎng)治發(fā)泡水泥裝配式被動(dòng)房

田桂萍

（建筑材料工業(yè)技術(shù)情報(bào)研究所，北京 100024）

中國(guó)本土化被動(dòng)房案例分析
——山西長(zhǎng)治發(fā)泡水泥裝配式被動(dòng)房

田桂萍

（建筑材料工業(yè)技術(shù)情報(bào)研究所，北京 100024）

本文主要介紹了中國(guó)第一個(gè)本土化被動(dòng)房的具體情況，包括項(xiàng)目建設(shè)的背景、節(jié)能環(huán)保效益分析、經(jīng)濟(jì)效益分析等，項(xiàng)目圍護(hù)結(jié)構(gòu)、新風(fēng)機(jī)組的各項(xiàng)參數(shù)，以及與建筑節(jié)能 65% 標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)性能對(duì)比分析。該項(xiàng)目節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到 86%，被稱(chēng)為被動(dòng)式超低能耗建筑，能耗僅為傳統(tǒng)節(jié)能 65% 建筑的 45%，氣密性 n50≤0.57，室內(nèi)噪音≤35db，室內(nèi)風(fēng)速≤0.15m/s，通風(fēng)設(shè)備熱回收率≥78%，采暖需求約 27kWh/(m2a)，四季恒溫，室內(nèi)溫度常年可保持在 18～26℃。

被動(dòng)房；建筑節(jié)能；案例分析

0 引言

自從中德合作的河北秦皇島被動(dòng)式低能耗住宅示范項(xiàng)目“在水一方”成功驗(yàn)收以后，全國(guó)各地的被動(dòng)房項(xiàng)目也不斷涌現(xiàn)，呈現(xiàn)出一片欣欣向榮的景象。然而，這些被動(dòng)房示范項(xiàng)目大多都是德國(guó)設(shè)計(jì)或借鑒德國(guó)的被動(dòng)房技術(shù)建造而成的，那么，我國(guó)本土化的被動(dòng)房示范項(xiàng)目的情況如何呢？下面就來(lái)介紹一下完全由中國(guó)本土設(shè)計(jì)和材料建造的被動(dòng)房的節(jié)能情況。

1 發(fā)泡水泥裝配式被動(dòng)房項(xiàng)目簡(jiǎn)介

山西泓鈺水泥發(fā)泡裝配式——低能耗綠色建筑是采用工廠(chǎng)化預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)組裝的方式建造。特別是采用水泥基化學(xué)發(fā)泡自保溫非承重建筑結(jié)構(gòu)用墻板，該墻板是以混凝土為骨架，純無(wú)機(jī)的水泥基化學(xué)發(fā)泡保溫材料填充而形成一種質(zhì)量好、結(jié)構(gòu)優(yōu)、符合標(biāo)準(zhǔn)要求的自保溫非承重墻板。該墻板具有輕質(zhì)、高強(qiáng)和保溫等特點(diǎn)，關(guān)鍵是避免了傳統(tǒng)建筑由二次保溫帶來(lái)的空鼓、開(kāi)裂、脫落、易燃、不抗老化等弊病，大大提高了建筑的耐久性。該項(xiàng)目施工周期短，對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生污染。

1.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)

（1）墻體：以鋼筋混凝土框架承重（現(xiàn)澆）與水泥基化學(xué)發(fā)泡自保溫非承重墻板緊密結(jié)合形成圍護(hù)結(jié)構(gòu)。根據(jù)設(shè)計(jì)節(jié)能目標(biāo)高低和水泥發(fā)泡保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)計(jì)算出墻的傳熱系數(shù)及墻體厚度。本項(xiàng)目墻體的傳熱系數(shù)為 0.18W/(m2·K)。

（2）地面、屋面：根椐設(shè)計(jì)節(jié)能目標(biāo)和保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)計(jì)算出傳熱系數(shù)，并以此傳熱系數(shù)為依椐，鋪設(shè)相應(yīng)的水泥發(fā)泡保溫板和 EPS 保溫板復(fù)合保溫層實(shí)現(xiàn) [0.14W/(m2·K)，0.16W/(m2·K)] 的傳熱系數(shù)。

（3）屋頂：采用輕鋼龍骨為骨架，屋頂安裝樹(shù)脂瓦作為排水系統(tǒng)。

（4）門(mén)窗：采用三玻兩中空（中空層充 Low-E）玻璃結(jié)構(gòu)，門(mén)窗的綜合傳熱系數(shù)為 1.2W/(m2·K)。

（5）利用地下淺表土壤冷、熱交換提供清潔能源。

該示范項(xiàng)目的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)如表 1 所示。

表 1 發(fā)泡水泥裝配式被動(dòng)房各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)

1.2 新風(fēng)系統(tǒng)

新風(fēng)機(jī)組是中央式熱回收除霾能源環(huán)境機(jī)，具有如下特點(diǎn)：

（1）高效過(guò)濾：PM2.5、煙塵、揮發(fā)性有機(jī)化合物等去除率達(dá) 99.9%，讓家人 24 小時(shí)健康呼吸。

（2）新風(fēng)調(diào)節(jié)：當(dāng)室內(nèi) CO2濃度超標(biāo)時(shí)，自動(dòng)引進(jìn)室外新風(fēng)，室內(nèi)空氣質(zhì)量永遠(yuǎn)保持清潔新鮮。

（3）智能運(yùn)行：當(dāng)選擇自動(dòng)運(yùn)行模式時(shí)，設(shè)備根據(jù)智能監(jiān)測(cè)的室內(nèi)溫度、CO2濃度值，自動(dòng)運(yùn)行。

（4）節(jié)能環(huán)保：采用中央熱回收除霾能源一體機(jī)，排風(fēng)熱回收效率達(dá) 75% 以上，設(shè)備能效比高，室內(nèi)空氣質(zhì)量達(dá)到健康標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，設(shè)備進(jìn)入智能待機(jī)狀態(tài)。

排風(fēng)熱回收裝置的原理圖見(jiàn)圖 1。

圖 1 排風(fēng)熱回收裝置原理圖

1.3 氣密性和噪音測(cè)試

氣密性測(cè)試是由河北省建筑科學(xué)研究院有關(guān)專(zhuān)家采用 DG-700 建筑氣密性測(cè)試系統(tǒng)（美國(guó) TEC 公司開(kāi)發(fā)）和氣密性測(cè)試分析軟件 TECTITE 對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行的氣密性測(cè)試。測(cè)試了建筑內(nèi)外壓差為 50Pa 時(shí)的空氣滲透量。負(fù)壓測(cè)試結(jié)果為 n-50=0.59h-1，正壓測(cè)試結(jié)果為 n+50=0.56h-1，項(xiàng)目測(cè)試結(jié)果為 n-50=0.5×(n+50＋n-50)=0.58h-1

經(jīng)測(cè)試，臥室噪音≤36dB，起居室噪音≤36dB。

1.4 項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì)

（1）設(shè)計(jì)多樣化。根據(jù)住戶(hù)的需要，裝配式住宅常采用大開(kāi)間靈活分割的方式，而高強(qiáng)輕質(zhì)水泥發(fā)泡板材恰恰是最好輕質(zhì)隔墻材料。

（2）功能科技化。墻體自保溫?zé)o需外墻保溫，而且防火、降噪、輕質(zhì)，最大限度地降低冬季采暖和夏季空調(diào)的能耗，整體建筑采取高性能密封提高了氣密性和隔熱保溫效果，配置中央式熱回收除霾能源環(huán)境機(jī)，對(duì)室內(nèi)溫度、濕度、新風(fēng)過(guò)濾、熱交換等功能全程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制或遠(yuǎn)程控制。

（3）生產(chǎn)工廠(chǎng)化。裝配式建筑外墻板通過(guò)模具、化學(xué)發(fā)泡、工廠(chǎng)化生產(chǎn)及預(yù)埋工藝制造，完全替代散裝保溫材料。

（4）施工裝配化。進(jìn)度快，可在短期內(nèi)交付使用；節(jié)省勞動(dòng)力，施工成本低，大幅度降低現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)，有利于環(huán)境保護(hù)。

（5）住宅舒適化。主要體現(xiàn)在室內(nèi)有新風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，空氣常新、溫度均恒、環(huán)境潔靜、噪音低，健康節(jié)能兼顧。

2 社會(huì)效益分析

2.1 節(jié)能環(huán)保效益分析

該住宅冬無(wú)需燃煤供暖，夏天不用空調(diào)，依靠建筑本體的保溫、隔熱性能，配套地下淺表土壤冷、熱交換提供清潔能源。和相應(yīng)節(jié)能門(mén)窗、新風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充少許冷（熱）量，即可實(shí)現(xiàn)一年四季室溫維持在20～26℃，建筑能耗超低，節(jié)能率達(dá)到 85% 以上，為住戶(hù)提供了舒適的現(xiàn)代生活環(huán)境。

（1）大大緩解能源和溫室氣體減排壓力。能耗模擬計(jì)算采用 Design Builder 模擬軟件，經(jīng)模擬計(jì)算，與傳統(tǒng)節(jié)能 65% 建筑相比，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)建筑能耗（除設(shè)備外）僅為其 39.1%，節(jié)能效率可達(dá)到 86.3%。表 2 是設(shè)計(jì)建筑與 65% 建筑能耗對(duì)比表。

表 2 設(shè)計(jì)建筑節(jié)能與節(jié)能 65% 建筑能耗對(duì)比

（2）全面提升建筑質(zhì)量。室內(nèi)空氣氧含量高，室溫四季控制在 20～26℃，不潮無(wú)菌，空氣質(zhì)量高。表 3為被動(dòng)房、節(jié)能 65% 建筑和示范項(xiàng)目的各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比表。

表 3 各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比

（3）加速節(jié)能產(chǎn)業(yè)升級(jí)。有助于房屋墻體、門(mén)窗等節(jié)能產(chǎn)業(yè)的升級(jí)換代。

（4）有助于解決北方地區(qū)集中供暖問(wèn)題。可減少能源供給、管網(wǎng)鋪設(shè)、供暖設(shè)備的購(gòu)置安裝。

2.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

該項(xiàng)目的各項(xiàng)性能參數(shù)與建造成本同低能耗建筑、普通住宅的性能參數(shù)對(duì)比如表 4 所示。

3 結(jié)語(yǔ)

該項(xiàng)目采用的水泥發(fā)基化學(xué)泡自保溫非承重墻板是泓鈺公司在完成國(guó)家低碳技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化示范工程“年產(chǎn) 400 萬(wàn)平方米泡沫混凝土保溫板生產(chǎn)線(xiàn)項(xiàng)目”基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)大膽創(chuàng)新自主研發(fā)的一種以混凝土為骨架，水泥基化學(xué)發(fā)泡保溫材料為填充，用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的自保溫非承重墻板，而且首次用于超低能耗建筑、被動(dòng)房等示范項(xiàng)目，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)的空白。其以傳熱系數(shù)低、A 級(jí)不燃、純無(wú)機(jī)材料生產(chǎn)（綠色低碳）、優(yōu)越的抗老化性能于建筑物壽命同期、可回收利用屬全生命周期的綠色建材，而且工廠(chǎng)化生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)裝配、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，適合高中低檔客戶(hù)選擇，隨著人們對(duì)其逐步認(rèn)識(shí)，水泥發(fā)基化學(xué)泡自保溫非承重墻板必將是超低能耗建筑、被動(dòng)式建筑的首選材料。

隨著國(guó)家的政策推動(dòng)，特別是 2016 年 9 月 30 日國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見(jiàn)》，《意見(jiàn)》指出要推動(dòng)建造方式創(chuàng)新，大力推廣裝配式建筑，不斷提高裝配式建筑在新建建筑中的比例，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級(jí)。和節(jié)能減排環(huán)境治理改善人居環(huán)境的政策推動(dòng)下，這為水泥基化學(xué)發(fā)泡自保溫非承重墻板在裝配式、被動(dòng)式、低能耗建筑中的推廣應(yīng)用帶來(lái)巨大空間。

表 4 不同住宅的性能參數(shù)比對(duì)表

Case analysis of passive housing in China

Tian Guiping
(Institute of Technical Information for Building Materials Industry, Beijing 100024)

This paper mainly introduces the specific situation of the first Chinese localized passive house, including the background of the project, energy saving and environmental protection benefit analysis, economic performance analysis, the parameters of the external building envelope and ventilation system, and compared with 65% energy-saving building (Chinese Green Building Standard). This project achieved 86% energy-saving standard comparing with traditional building, known as Passive Ultra-low Energy Building. Its energy consumption is only 45% of the Chinese Green Building Standard. Air tightness is n50≤0.57. Indoor noise is ≤ 35db. Indoor air velocity is ≤0.15m/s. Ventilation heat recovery rate is ≥ 78%. The heating demand is about 27kWh/ (m2a). Four seasons constant temperature, which can be maintained at 18-26℃.

∶passive housing; energy-saving building; case analysis

田桂萍（1982—），女，碩士，主要研究綠色建材。

［通訊地址］北京市朝陽(yáng)區(qū)管莊東里甲 1 號(hào) 226 室（100024）