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被动式建筑国内外发展情况,中国将走向何方?

被动式建筑国内外发展情况,中国将走向何方?
点击:1815    发布单位:www.gdhfugg.com    发布时间: 2016/9/7

我国开展被动式建筑应用的特殊国情
  中国作为一个历史悠久、国土广袤的多民族发展中大国,在室内环境、建筑特点、居民生活习惯和建筑用能强度等方面与国外相比都有独特之处,且无发达国家成熟经验可供参考,这些都增加了我国被动式超低能耗建筑技术体系的研发难度。
  1室内环境标准和生活习惯
  不同气候区居住建筑室内环境有着较大的差异。主要体现在室内温度不达标、新风量不足。欧美发达国家大多严格规定满足用户的新风量,在增加建筑气密性要求的同时,使用机械通风保证新风量的供应。在我国开窗是居住建筑获得新风是最普遍的方式,并不对室内新风量进行严格要求。
  如果我国追求欧美的全空间全时间的高舒适度,对室内环境标准进行大幅度的提升势必导致建筑能耗的快速上升,因此我国被动式低能耗建筑指标体系必须立足于国情,在尊重居民生活习惯和降低建筑能耗的前提下,适当地提高建筑环境标准,营造适合我国居民的健康舒适的室内环境。
  2气候特点
  不同于德国的单一气候,我国地域广阔,横跨多个气候带,五大建筑气候分区气候特点差异大,不同气候区城市间以及中德城市间巨大的气候差异,从气候数据可以看出,对我国不同气候区进行统一的能耗要求是不科学的。从纬度上看柏林比哈尔滨更靠近北极,但其冬季供暖度日数与沈阳接近,供冷度日数与哈尔滨相近,也就是说德国相比于我国同纬度的地区气候更加温和,供暖为主而空调需求较小。从数值上看,德国夏季基本无需空调,我国多数地区夏季存在空调需求。而且,从供暖度日数和供冷度日数上来看,我国不同气候区差异大,东西南北的供暖和空调需求极不均衡,因此我国不同气候区气候的差异使得全国无法实施统一的被动式超低能耗建筑能耗指标,德国被动房指标体系更是无法适用。
  3建筑特点
  我国居住建筑与欧美存在显着差异,国内大型城市新建城镇住宅建筑以高层建筑为主,中小型城市以多层住宅为主,从分布来看,多层住宅是我国住宅的主要形式,高层住宅的比例在不断的提升。欧美居住建筑普遍为三层及三层以下的别墅,德国约85%(以面积计算)的居住建筑为三层和三层以下(Villa),15%为中高层公寓(Aparment)。与德国建筑相比我国建筑密度大,容积率高,公共空间面积大,公共外门频繁开启,导致了能耗特点的明显差异。
  我国住宅空置率偏高是另一个对被动式超低能耗建筑指标体系产生重要影响的因素,统计数据表明我国住宅的空置率在20%~30%变化。2007年对北京50个2003年~2006年入住的小区调查表明,空置住房占被调查住房的比例高达27.16%,而且空置率从市中心向外逐渐升高的现象明显。空置率过高导致的户间传热损失大和集中设备负荷率低对建筑能耗产生重要的影响,因此我国的被动式超低能耗建筑技术体系应考虑我国独特的建筑特征的影响。
  4建筑能耗特点
  不同于发达国家的高舒适度和高保证率下的高能耗,我国建筑能耗特点为低舒适度和低保证率下的低能耗,且不同年代建筑能耗强度差异大。统计数据表明,英法德意四国普通居住建筑单位面积能耗为35kgce/㎡·a(一次能源消耗量约为285kWh/㎡·a),我国普通城镇居住建筑单位面积能耗仅为14.5kgce/㎡·a(一次能源消耗量约为118kWh/㎡·a),现有居住建筑的能耗本来就满足德国被动房一次能源消耗≤120kWh/㎡·a的要求。不可否认,随着生活水平的提高,建筑能耗强度会有所上升,但就现阶段而言,德国被动房指标体系中的一次能源消耗量要求对于我国是不适用的。
  中国被动式超低能耗建筑指标体系的建立
  我国被动式超低能耗建筑的定义为“被动式超低能耗建筑指通过最大限度提高建筑围护结构保温隔热性能和气密性,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,实现舒适的室内环境并与自然和谐共生的建筑。”
  1健康舒适的建筑室内环境标准
  被动式超低能耗建筑通过供暖系统保证冬季室内温度不低于20℃,在过渡季,通过高性能的外墙和外窗遮阳系统保证室内温度在20-26℃之间波动,在夏季,当室外温度低于28℃、相对湿度低于70%时,通过自然通风保证室内舒适的室内环境,当室外温度高于28℃或相对湿度高于70%时以及其它室外环境不适宜自然通风的情况下,主动供冷系统将会启动,使室内温度≤26℃,相对湿度≤60%。当然,在一些气候区,被动式超低能耗建筑可以不使用主动供暖或供冷系统也可以保证室内有很好的舒适度,当不设供暖设施时,要求过冷小时数≤10%,当不设空调设施时,要求过热小时数≤10%。
  TIP
  过冷小时数:全年室内温度低于20℃的小时数占全年时间的比例;
  过热小时数:全年室内温度高于28℃的小时数占全年时间的比例。
  2科学合理的控制性性能指标的制定
  控制性性能指标作为被动式超低能耗建筑技术体系的核心,其科学合理对被动式超低能耗建筑的发展有着至关重要的意义。控制性性能指标由单位面积年供暖量和年供冷量要求、气密性要求、供暖空调和照明年一次能源消耗三项指标组成,单位面积年供暖量和供冷量要求主要立足于通过被动技术将建筑物的冷热需求减低到最低,低至仅新风系统即可承担建筑的冷、热负荷,不再需要传统的供热和供冷设施,尤其是集中供热,使被动式超低能耗建筑的经济性产生质的变化。气密性要求主要是保证建筑物在需要时能够与室外环境有良好的隔绝,当建筑的围护结构足够好时,室外空气渗透就成了影响建筑室内环境的主要因素。一次能源消耗指标则是要求在建筑物在能量需求极低的前提下,能源消耗最少。
  3主要技术措施
  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。被动优先、主动优化、使用可再生能源是实现被动式超低能耗建筑的基本路线,它并不是高科技的堆砌,其更重要的内涵是回归建筑的根本,科学规划设计和精细施工,建造高品质的精品建筑。
  被动式超低能耗建筑主要依赖高性能围护结构、新风热回收、气密性、可调遮阳等建筑技术,但实现被动式超低能耗的难点主要在技术的适宜性和多种技术的集成,是如何提供一个基于被动式理念的系统解决方案。被动式的核心理念强调直接利用太阳光、风力、地形、植被等场地自然条件,通过优化规划和建筑设计,实现建筑在非机械、不耗能或少耗能的条件下,全部或部分满足建筑供暖、降温及采光等需求,达到降低建筑使用能量需求进而降低能耗,提高室内环境性能的目的。因此,实现被动式超低能耗建筑需要更加科学合理的进行建筑设计,建筑师与暖通工程师的紧密配合,确定合理的建筑方案和设计,利用性能化设计方法提供实现既定目标的系统解决方案,提升建筑设计的科技含量和附加值。