“被动房”设计 近乎零耗能建筑的路

　　建筑是产生能耗的主因之一,源白建筑环境的温室气体排放量占全球总排放量的30-40%。

　　这一点已经获得普遍认同,但人们并未积极地采取应对措施。

　　节能与能效扮演着至关重要的作用,尤其是对亚洲而言。到2030年,当地人口将从现在的40亿急剧增长至50亿。属时,全亚洲都将面临节能和使用可再生能源的新时代。

　　建筑业所面临的挑战即打造出与环境和社会相融的建筑,使经济与美观、舒适并存一自始至终满足所有必要的功能和结构要求。

　　许多国际机构都将节能视为其重要的研究议题之一。尤其在欧洲,我们在过去的数+年间见证了激动人心的技术硕果和实施成就。

　　德国和其他北欧国家就建筑所制定的节能法规始于1978年,对墙体、地下室和屋顶的隔热值做出了明文规定。这套全新的政府法规是对石油危机的回应。政府决定改善建筑环境一40%的国家能耗来源于此。

　　80年代标志着欧洲人用创新实现节能的开端,尤其在德国卓有成效。由于建筑环境节能法规的生效,政府法规为实施创新铺平了道路。计算材料隔热值和建筑外立面（词条“建筑外立面”由行业大百科提供）最小临界值的方法被普遍采用。建筑业迫于法规开始走上创新的道路,这也导致建筑方法论的演变。而建筑法规也日益趋向严格,对建筑能效提出了更多的改迸要求,最终形成了这个高度复杂化和专业化的行业。

　　瑞典隆德大学的教授Bo Adamson和德国“住房与环境研究所”的Walflgang Feist博士对建筑设计中的能效问题做了一系列跨学科研究,创造了全新的研究领域“建筑物理”。1988年,他们发表了自己的研究结果,将这全新的概念称为“被动房”。

　　“被动房是单单通过对新鲜气团的后热或后冷处理达到良好隔热性能(符合ISO7730)的建筑,被动房要求达到特定的室内空气质量(DN1946)-无需循环空气。”

　　第一批(4栋)“被动房”由一支专业的研究团队设计规划,于1990年在德国达姆施塔特建成。

　　被动房整合了前卫的建筑设计、改善节能和热回收的通风装置、特殊隔热的窗（词条“窗”由行业大百科提供）框和百叶、无热桥结构与太阳能供暖技术。

　　被动房只有安装带高效热回收装置的可控通风系统才能发挥作用。它使用了一个逆流的空对空热交换机。当时电扇耗电率很高,这也是首次启用了带电子换向器的直流风扇。这能实现80%的热回收率。

　　对于4口之家而言,每人每小时的新鲜空气补给量为25m³,后来行业内开发了低能耗的通风系统,耗电率低至04Whl/m³。

　　在被动房中,每一间房间都会获得预先过滤好的新鲜空气,这些空气也将用于供暧或制冷。

　　这与北美及亚洲的惯常做法有很大的不同,两地通常使用空调并对空气做循环利用。

　　被动式窗户

　　只有在所有组件都满足各自技术要求的条件下,被动房概念才会起效。其中最重要的自然是一栋建筑的门和窗。

　　在建筑业中,窗的质量发展速度比其他建筑组件都要快。在过去30年间,市场上窗产品的热流失率已经降低了8个单位。在70年代初,欧洲大部分窗户都采用单层玻璃,Uw值为55。能源流失率是巨大的。

　　由于隔热质量不佳,室外的冷空气能穿过玻璃直接进入室内。80年代初期,德国新建筑革新引入了双层玻璃,它的隔热性能要好些。与单层玻璃相比,它的能源流失率降低一半。即使在极为寒冷的季节,室内表面温度（词条“表面温度”由行业大百科提供）也不会低于75℃。窗户表面仍然很冷,有冷凝水（词条“冷凝水”由行业大百科提供）。因此,在玻璃内层添加铝合金涂层是最为关键的一个步骤一这一层称之为“low-e” (低辐射)层。这个涂层能降低内玻和外玻之间的热辐射。如果将缝隙中的空气换成氩气或氪气就更能达到这个效果。

　　自1995年德国全新的“隔热条例”生效后,这些所谓的“低辐射玻璃”就成为全德国标准的建筑结构组件。通常,一扇木质、PVC或高隔热的铝合金窗（词条“铝合金窗”由行业大百科提供）在使用标准窗隔板和标准双层bw-e玻璃的情况下U值在13至17之间。在冬季,室内的平均表面温度将保持在13℃。

　　三层low-e玻璃为德国的节能窗结构实现了突破,它的U值能达到05-08。不仅是玻璃,整扇窗户都必须具备这样的隔热质量,采用了隔热窗框和隔热窗隔板。这就是“被动式窗户”。

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