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什么是被動式住宅

2018-06-02


前言:為了讓大家深入認識了解加氣混凝土的知識,把大連加氣混凝土砌塊(大連加氣塊)、板材(大連加氣板)的應用更好的推廣起來,我們整理了一些文章推薦給大家。

理解什么是被動式住宅
一、名詞術語
有“被動式住宅”這一說法,我認為,相對應,那么就會有“主動式住宅”這一概念,其實,可以說“主動式住宅”,也就指“傳統的采暖住宅”。
“被動式住宅”,這一名詞,是源自西方歐美的舶來品。
中國大陸的“被動式住宅”,在中國臺灣被稱作“被動式節能屋”,在日本被稱作“無暖房住宅”。
“被動式住宅”的英文名字是“passive house”,德文名字是“Passivhaus”。
(以下內容,為部分歐美被動式獨立小住宅的外觀圖片資料。)

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德國被動式住宅主要組成分項:
1、被動墻
2、屋面集熱系統
3、三層玻璃被動窗戶
4、創新的住宅技術
5、基礎底板保溫隔熱
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(以下內容,為歐美某幢被動式獨立住宅的圖片資料)
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二、傳統式住宅——“主動式住宅”的涵義
可以通過下面的通俗說法,來理解和認識“主動式住宅”的涵義。
1、夏季,烈日炎炎,雖然僅有短暫的數十天里,室外空氣溫度會非常地高,但是,為了能夠讓人們在室內正常地生活居住,需要對室內環境進行人工降溫干預,那么就得需要投資安裝壽命僅有十來年的制冷空調設備。
2、同樣,冬季,冰天雪地,寒冷的時間可能會比較漫長,為了達到室內適宜生活居住的溫度,就得需要在冬天長期點燃火爐,或者事先在住宅建造初期,投入一筆較大的資金,安裝比較長久性使用的取暖設施。
3、總之,“主動式住宅”,無論是在夏天,還是在冬天,都需要靠能源設施來“主動”提供能量,都得消耗大量的“一次能源”。
(補充說明資料:
所謂一次能源,是指直接取自自然界,沒有經過加工轉換的各種能量和資源,包括:煤炭、石油、天然氣,等等。
由一次能源,經過加工轉換以后,得到的能源產品,稱為二次能源,比如:電力、煤氣、汽油、柴油、液化石油氣,等等。
一次能源,又可以進一步分為再生能源和非再生能源兩大類。
再生能源,包括太陽能、水力、風力、生物質能,等等。這些再生能源,在自然界可以循環再生。
而非再生能源包括:煤炭、原油、天然氣等,它們是不能再生的,用掉一點,便會減少一點。
事實上,地球上許多一次能源,比如,石油、煤炭、天然氣等,正在日趨枯竭。所以,人類必須主動開發一些新型的替代能源,才能更好地迎接未來的挑戰。)
三、“被動式住宅”的涵義
“被動式住宅”的涵義,與“主動式住宅”的涵義,正好相反。
“被動式住宅”,通俗地講,可以說是“僅僅靠住宅本身的構造設計,就能到達舒適的室內溫度,滿足‘冬暖夏涼’的要求,不需要單獨再另外安裝供暖設施的住宅,即,不需要‘主動’提供能量的這樣一種房屋”。
其實,也可以這樣簡單地理解,所謂“被動式住宅”,就是一種思想理念來自西方世界,采用現代保溫隔熱技術手段,建造的新一代的節能住宅。
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這種“被動式住宅”僅消耗運行一臺吹風機的能量,就可以供給需要的所有熱量和熱水。
“被動式住宅”,使用了超厚的保溫隔熱斷熱材料,在住宅的上面、下面、左面、右面、前面、后面,六個方向上,進行了圍護和密封。
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外墻上的門扇和窗戶,無論是窗框,還是中間使用的采光玻璃,都是使用具有現代保溫構造特點的產品。采光玻璃,使用低輻射的多層中空玻璃。有些甚至還會安裝使用雙層窗扇的窗戶。
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“被動式住宅”,由于圍護密封性能強,勢必會導致室內的空氣容易混濁。長期生活在不夠清新的室內空氣環境中,將會直接影響居住者的身體健康。所以,“被動式住宅”,往往還會安裝耗電量非常少的“能量回收通風系統ERV (Energy Recovery Ventilation )”。
“能量回收通風系統ERV (Energy Recovery Ventilation )”的工作原理是這樣的,系統能夠將預排出室外的室內廢氣中的熱量留住,再使用這個熱量,加熱吸入的新鮮空氣,這樣,就能保證室內空氣的清新,同時,也能減少因室內外空氣的通風循環,損失消耗過多的能源。
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能量回收通風系統ERV(Energy recovery ventilation)核心設備,工作性能示意圖。
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ERV能量回收通風系統,核心設備,吸收欲排出室外的蓄含熱量的室內廢氣( 20℃)中的絕大部分熱量,
預熱吸入的室外新鮮低溫冷空氣(0℃),達到(18℃)后,送入室內各個房間。
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據有關資料介紹說,獨立小住宅,中央通風系統,采用精巧的新型設計,進氣管和排氣管并排安置,溫暖室內空氣排出去的同時,清潔的室外冷空氣引進來,熱交換效率可達90%左右。
在歐美國家,為了符合標準,“被動式住宅”建造完工時,必須要經過使用專用設備,進行“通風測試”,以表明其在壓力環境下,空氣損失最小。
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“被動式住宅”安裝有一些窗戶,所有窗戶都能夠開啟。事實上,在北半球上的“被動式住宅”,朝南開的窗戶,要比朝北的開的多。
“被動式住宅”的能量,可以是充分利用來自大自然中太陽的光和熱,也可以是室內家用電器或居住者身體所釋放的熱量。
雖然,“被動式住宅”幾乎沒有能量的散失,從理論上講,無需“主動”供應能量。但在實際應用中,對于北方,冬季非常寒冷的地區來說,“被動式住宅”的內部,實際上,往往還得需要安裝一個小的備用熱源。
“被動式住宅”的建造,適合住宅體量比較緊湊的情況,不太適合大體量的住宅。
在“被動式住宅”建造的初期,投資成本,肯定也要比傳統住宅的建造要高。據國外的數據資料介紹,大約要高出10%左右。
“被動式住宅”與太陽能、地熱能等可再生能源配合運行使用,會節省下很多因需要添置節能產品而產生的昂貴費用,從而可以達到節能減排的目的。(西方國家,個人建造住宅,使用太陽能技術產品,享受政府的資金補貼。)
“被動式住宅”的應用和推廣,是世界住宅建造領域的流行趨勢。
四、 “被動式住宅”在德國
“被動式住宅”,或者說是“現代節能住宅”,對大多數中國人來說,還是個比較陌生的名詞術語。其實,這一技術早在20世紀七八十年代,就開始在國外發展了。德國在“被動式住宅”方面,處于世界領先的地位。
“被動式住宅(Passive House)”,是由瑞典隆德大學的Mr. Bo Adamson教授和德國達姆斯塔特房屋與環境研究所的Mr. Wolfgang Feist博士,在1988年提出來的,目標是設計一種不需要“采暖空調主動供冷熱”的住宅,因此命名為“被動式住宅”。
1990年,世界首座被動式住宅,在德國達姆斯塔特(Darmstadt)建成。從此,以Mr. Wolfgang Feist為首的物理學家、數學家、氣候環境學家、材料學家及專業工程人員組成的科研團隊,對被動式住宅進行了20年的系統研究與測試,形成了一整套技術和施工規范。
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大多數“被動式住宅”,體量都不算太大,大概每人的使用空間,大約在45平方米左右。在德國,這種“被動式住宅”的造價,僅比傳統住宅——“主動式住宅”,高出約5%至7%。
“被動式住宅”,最初并沒引起世界各國的注意。但隨著2005年世界能源價格再一次大幅上漲,“被動式住宅”的獨特魅力,才又引起了有關國家的注意,并逐漸獲得了認可。
進入2009年以后,“被動式住宅”已逐漸成為歐洲住宅節能技術的主流,并被部分歐洲國家確定為國家住宅標準,或者未來城市發展規劃的方向。歐洲議會也提議,在歐洲地區,新建住宅,要符合“被動式住宅”的相關標準。
“被動式住宅”,節約能源,能夠減少二氧化碳的排放,對于保護人類共同的家園——地球環境,有著非常重要的現實意義。
五、其他介紹
“被動式住宅”,是一個擁有舒適室內微氣候環境的住宅。“被動式住宅”無需安裝“主動”的制熱和冷卻系統(比如,鍋爐、地熱蒸汽泵,等)。住宅自身,進行冷熱過程,因此稱為“被動式”。
“被動式住宅”,可以用非常小的能耗,將室內調節到合適的溫度,非常環保。
“被動式住宅”,每年的取暖需求,每平方米的居住面積,必須小于15千瓦每小時(以kWh/(m2a)形式表示)。
“被動式住宅”,能量損耗非常少,與此同時,還能夠提供高層次的舒適感。
被動式住宅的基本特征:
1、緊湊的結構和良好絕熱性能:
房屋外殼的所有部分都是保溫隔熱的,達到一個不超過0.15 W/(m2K)的傳熱系數。
2、方向定位和陰暗度的考慮:
太陽能的被動使用在被動屋的設計上是一個重要因素。
(補充說明資料:
主動式太陽房,或稱主動太陽能采暖系統,是以太陽能集熱器,作為熱源,替代以煤、石油、天然氣、電等常規能源作為燃料的鍋爐。
主動式太陽房,主要設備包括;太陽能集熱器、儲熱水箱、輔助熱源,以及管道、閥門、風機、水泵、控制系統等部件。
太陽能集熱器,獲取太陽的熱量,通過配熱系統,送至室內進行采暖。過剩熱量儲存在水箱內。當收集的熱量小于采暖負荷時,用儲存的熱量來補充,熱量不足時,由備用的輔助熱源提供。
被動式太陽房,或稱被動式太陽能采暖系統,不需要專門的集熱器、熱交換器、水泵(或風機)等主動式太陽能采暖系統中必需的部件,只是依靠住宅方位的合理布置,通過窗、墻、屋頂等住宅本身構造和材料的熱工性能,以自然交換的方式(輻射、對流、傳導)使住宅在冬季盡可能多吸收和儲蓄熱量,以達到采暖的目的。
被動式太陽房,就是根據當地的氣象條件,在基本上不添置附加設備的條件下,只在住宅構造和材料性能上下工夫,使住宅內部達到一定采暖效果的一種方法。因此,這種太陽能采暖系統構造簡單、造價便宜。)
3、節能玻璃窗和框架:
窗戶(組合的玻璃裝置和框架)應該達到一個不超過0.80 W/(m2K)的傳熱系數。被動式節能住宅的窗戶必須是0.8 W/m2K或者更好。建議使用優質的三層玻璃窗戶。
4、圍護結構氣密性:
透過不封縫的漏氣量,每小時必須小于房屋體積的0.6倍。
5、新鮮空氣的被動預熱:
通過地下管道時土壤換熱,新鮮空氣被帶入房間。即使在寒冷的冬天,新鮮空氣也將被預熱到5攝氏度(41華氏溫標)以上。高效的廢熱回收,使用了一個空對空的熱交換器:大多數廢氣中的易感熱量被轉移到引入的新鮮空氣中(熱回收率超過80%)。
6、使用可再生能源進行熱水供應:
太陽能板或蒸汽泵,給熱水提供能量。節能家用電器,低耗能冰箱、爐灶、冷柜、燈具、洗凈器、烘干機等等,這些在被動式住宅中是必不可少的。




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