被动房之家
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白话「被动房」

来源:研习绿色建筑的留德咩


Winter is coming,

让我们给房子穿上羽绒服可好?


本文将从以下几个方面展开


被动房的发展历程

被动房的概念

被动房的闪光点

建造被动房的必要性

被动房的节能原理

被动房的设计原则


1
被动房的发展历程



“被动房” 这个概念是在德国上世纪80 年代出现的低能耗建筑理念的基础上建立起来的。由1988年瑞典隆德大学 (Lund University) 的阿达姆森教授 (Bo Adamson) 和德国的菲斯特博士 (Wolfgang Feist) 最先提出这一概念, 他们认为被动房应该是不用主动的采暖和空调系统就可以维持舒适室内热环境的建筑。


1991年在德国的达姆施塔特 (Darmstadt) 建成了第一座被动房 (Passive House Darmstadt Kranichstein), 在建成至今的十几年里, 一直按照设计的要求正常运行,取得了很好的效果。


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近二十年,随着节能环保理念深入人心,被动房也得到了快速的发展。2010年6月18日, 欧盟出台了《建筑能效2010指令》(EPBD2010),该指令规定,成员国从2020年12月31日起,所有的新建建筑都是近零能耗建筑;2018年12月31日起,政府使用或拥有的新建建筑均为零能耗建筑。


为了实现欧盟的能效提升目标,各成员国都积极推进超低能耗建筑(近零能耗建筑)的发展。


被动房的推广成为欧盟进一步挖掘建筑节能潜力,摆脱对化石能源依赖的有力措施之一。


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2
被动房的概念



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▲大开窗可以增加采光及得热


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▲被动房一般都会运用太阳能发电技术,降低对电网能源需求


更重要的是

被动房不只有帅气的外表

内在美也是相当的出众哦!


那么,究竟什么是被动房呢?

首先,何为“被动”?


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举个例子,我们用烧水壶把水烧开,这就是主动提供热量,之后我们把热水倒入保温瓶,在不消耗任何能量的前提下,水还可以持续保持一定热度,我们称之为“被动”保暖。


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▲浙江长兴被动房:中国夏热冬冷地区第一座按德国被动房标准设计建造的被动式建筑


房子也一样,普通房子在冬天要想保持室内温度舒适,必须依赖空调或暖气系统,主动为房屋提供热量,这样自然就要消耗大量电能或者其他热能,我们称之为主动供暖。与此相对,“被动房”不需要暖气等主动供热系统,只需要外层维护结构及室内热能回收系统就可以使室内温度持续保持在一定区间内,自然就降低了能源消耗。


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▲ 2010上海世博会最佳实践区内的被动房“汉堡之家”


被动房是真正同时满足了节能、舒适和经济适用为一体标准的建筑。具体指采用各种节能技术构造最佳的建筑围护结构和室内环境,极大限度地提高建筑保温隔热性能和气密性,使建筑物对采暖和制冷需求降到最低。在此基础上,通过各种“被动”式建筑手段,如自然通风、自然采光、太阳能辐射和室内非供暖热源得热等来实现室内舒适的热湿环境和采光环境,最大限度降低对主动式机械采暖和制冷系统的依赖或完全取消这类设施。



3
被动房的闪光点



首先,其很大的一个优势便是节能,它所需的单位平方米采暖和制冷能耗与传统建筑相比节能高达90%,举个例子,目前我国北方的平均取暖能耗为15千克标准煤/每平米每年。


如果每个家庭住在100平方米的房子里,每年仅供暖则要消耗1500千克标准煤,换算成废物排放,每个家庭每年大约要排放3.9吨二氧化碳,36公斤二氧化硫,10.5公斤氮氧化物。在这里不得不说,生活在南方的同学,确实为我国的环保事业做出了巨大贡献。


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而住在同等面积的被动房之中,每年则仅需要150千克标准煤,降幅达到90%,不仅为环保事业做贡献,更重要的是自己的电费,暖气费也减少了一大截。


其次,被动房是可以提高生活品质,通过新风系统,可以使室内保持恒温,恒湿,还可以对空气进行净化,减少室内PM2.5浓度,使我们生活在一个健康,舒适的环境中。


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▲ 我们舍得“黑金”就这样被烧掉么?



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建造被动房的必要性



根据前瞻产业研究院日前发布的《2013—2017年中国智能建筑行业市场前景与投资战略规划分析报告》显示,我国建筑能耗已经占到社会总能耗的33%,在能源总消费量中所占比例近三成,可以折算成11亿吨标准煤,且随着城市化进程的加快,我国建筑能耗比例将上升至35%左右,将超过交通行业的能源消耗。


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▲ 各产业能源消耗比例

听到“尾号限行”,大家可能愤愤不平,如果建筑行业不朝着绿色节能的方向发展下去,接下来可能就是自家房子“单双日限住”啦。

而与之相对的,降低建筑能耗,提升建筑舒适度的超低能耗被动式房屋能源消耗仅是常规建筑的10%,这不是让建筑能耗跌出社会能源消耗榜首,并与联想手机归到其他一类么。



5
被动房的节能原理



那在建造被动房时究竟是用了哪些技术,使其能源消耗如此低呢?


1. 通俗地讲,就像我们冬天保暖需要穿羽绒服一样,被动房的设计就相当于给房子穿了一套厚厚的羽绒服—— 被动房专用窗和由被高度隔热的屋面、楼底板及外墙所组成的建筑外围护结构将所需的热量保持在室内,或将不需要的热量隔绝在室外。



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▲ 被动房所需的三层玻璃


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▲ 外墙保温隔热系统构造


2. 被动房有效地利用太阳得热、室内热源得热以及热量回收。在较温暖的季节,被动房则利用被动制冷技术例如遮阳系统来保持室内凉爽宜人。


3. 新风系统提供持续不断的新风,保持安静及适当的风速,确保室内空气的高品质而不带有令人感到不舒适的吹风感。另外,高效的热回收装置使室内空气中带有的热量被回收利用。



6
被动房的设计原则



总的来讲,就是在设计时必须履行5大原则:

1. 无热桥设计

2. 高性能窗户

3. 带热回收的新风系统

4. 高质量保温

5. 极佳的气密结构

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▲ 被动房设计原则


至于如何运用这些原则建造出满足标准的被动房,我将在接下来的文章中逐个逐次解释,敬请期待。


本文作者为被动房认证咨询师,中德环境与能源促进中心理事,绿色建筑研习社第12期PHI学员,硕士就读于柏林工业大学经济工程专业,专业方向为低能耗建筑,绿色建筑。目前在德国能源署建筑能效部进行专业实习,为中德之间的项目合作提供支持。