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理解什么是被动式住宅

2015-5-14 15:19| 发布者: lucca| 查看: 657| 评论: 0|来自: 民智一郎的博客

摘要: 有“被动式住宅”这一说法,我认为,相对应,那么就会有“主动式住宅”这一概念,其实,可以说“主动式住宅”,也就指“传统的采暖住宅”。 “被动式住宅”,这一名词,是源自西方欧美的舶来品。 中国大陆的“被动 ...

 

有“被动式住宅”这一说法,我认为,相对应,那么就会有“主动式住宅”这一概念,其实,可以说“主动式住宅”,也就指“传统的采暖住宅”。

 

“被动式住宅”,这一名词,是源自西方欧美的舶来品。

 

中国大陆的“被动式住宅”,在中国台湾被称作“被動式節能屋”,在日本被称作“無暖房住宅”。

 

“被动式住宅”的英文名字是“passive house”,德文名字是“Passivhaus”。

 

(以下内容,为部分欧美被动式独立小住宅的外观图片资料。)

 

 

理解什么是被动式住宅

 


理解什么是被动式住宅

 

德国被动式住宅主要组成分项:

 

1、被动墙

 

2、屋面集热系统

 

3、三层玻璃被动窗户

 

4、创新的住宅技术

 

5、基础底板保温隔热

 


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(以下内容,为欧美某幢被动式独立住宅的图片资料)

 


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二、传统式住宅——“主动式住宅”的涵义

 

可以通过下面的通俗说法,来理解和认识“主动式住宅”的涵义。

 

1、夏季,烈日炎炎,虽然仅有短暂的数十天里,室外空气温度会非常地高,但是,为了能够让人们在室内正常地生活居住,需要对室内环境进行人工降温干预,那么就得需要投资安装寿命仅有十来年的制冷空调设备。

 

2、同样,冬季,冰天雪地,寒冷的时间可能会比较漫长,为了达到室内适宜生活居住的温度,就得需要在冬天长期点燃火炉,或者事先在住宅建造初期,投入一笔较大的资金,安装比较长久性使用的取暖设施。

 

3、总之,“主动式住宅”,无论是在夏天,还是在冬天,都需要靠能源设施来“主动”提供能量,都得消耗大量的“一次能源”。

 

补充说明资料:

 

所谓一次能源,是指直接取自自然界,没有经过加工转换的各种能量和资源,包括:煤炭、石油、天然气,等等。

 

由一次能源,经过加工转换以后,得到的能源产品,称为二次能源,比如:电力、煤气、汽油、柴油、液化石油气,等等。

 

一次能源,又可以进一步分为再生能源和非再生能源两大类。

 

再生能源,包括太阳能、水力、风力、生物质能,等等。这些再生能源,在自然界可以循环再生。

 

而非再生能源包括:煤炭、原油、天然气等,它们是不能再生的,用掉一点,便会减少一点。

 

事实上,地球上许多一次能源,比如,石油、煤炭、天然气等,正在日趋枯竭。所以,人类必须主动开发一些新型的替代能源,才能更好地迎接未来的挑战。)

 

三、“被动式住宅”的涵义

 

“被动式住宅”的涵义,与“主动式住宅”的涵义,正好相反。

 

“被动式住宅”,通俗地讲,可以说是“仅仅靠住宅本身的构造设计,就能到达舒适的室内温度,满足‘冬暖夏凉’的要求,不需要单独再另外安装供暖设施的住宅,即,不需要‘主动’提供能量的这样一种房屋”。

 

其实,也可以这样简单地理解,所谓“被动式住宅”,就是一种思想理念来自西方世界,采用现代保温隔热技术手段,建造的新一代的节能住宅。


理解什么是被动式住宅

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这种“被动式住宅”仅消耗运行一台吹风机的能量,就可以供给需要的所有热量和热水。

 

 

 

“被动式住宅”,使用了超厚的保温隔热断热材料,在住宅的上面、下面、左面、右面、前面、后面,六个方向上,进行了围护和密封。

 


理解什么是被动式住宅

理解什么是被动式住宅

 

外墙上的门扇和窗户,无论是窗框,还是中间使用的采光玻璃,都是使用具有现代保温构造特点的产品。采光玻璃,使用低辐射的多层中空玻璃。有些甚至还会安装使用双层窗扇的窗户。

 


理解什么是被动式住宅

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 “被动式住宅”,由于围护密封性能强,势必会导致室内的空气容易混浊。长期生活在不够清新的室内空气环境中,将会直接影响居住者的身体健康。所以,“被动式住宅”,往往还会安装耗电量非常少的“能量回收通风系统ERV Energy Recovery Ventilation )”。

 

“能量回收通风系统ERV Energy Recovery Ventilation )”的工作原理是这样的,系统能够将预排出室外的室内废气中的热量留住,再使用这个热量,加热吸入的新鲜空气,这样,就能保证室内空气的清新,同时,也能减少因室内外空气的通风循环,损失消耗过多的能源。

 


理解什么是被动式住宅

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能量回收通风系统ERVEnergy recovery ventilation)核心设备,工作性能示意图。

 

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ERV能量回收通风系统,核心设备,吸收欲排出室外的蓄含热量的室内废气( 20)中的绝大部分热量,

 

预热吸入的室外新鲜低温冷空气(0),达到(18)后,送入室内各个房间。

 

 


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据有关资料介绍说,独立小住宅,中央通风系统,采用精巧的新型设计,进气管和排气管并排安置,温暖室内空气排出去的同时,清洁的室外冷空气引进来,热交换效率可达90%左右。

 

在欧美国家,为了符合标准,“被动式住宅”建造完工时,必须要经过使用专用设备,进行“通风测试”,以表明其在压力环境下,空气损失最小。

 


理解什么是被动式住宅

 

“被动式住宅”安装有一些窗户,所有窗户都能够开启。事实上,在北半球上的“被动式住宅”,朝南开的窗户,要比朝北的开的多。

 

“被动式住宅”的能量,可以是充分利用来自大自然中太阳的光和热,也可以是室内家用电器或居住者身体所释放的热量。

 

虽然,“被动式住宅”几乎没有能量的散失,从理论上讲,无需“主动”供应能量。但在实际应用中,对于北方,冬季非常寒冷的地区来说,“被动式住宅”的内部,实际上,往往还得需要安装一个小的备用热源。

 

“被动式住宅”的建造,适合住宅体量比较紧凑的情况,不太适合大体量的住宅。

 

在“被动式住宅”建造的初期,投资成本,肯定也要比传统住宅的建造要高。据国外的数据资料介绍,大约要高出10%左右。

 

“被动式住宅”与太阳能、地热能等可再生能源配合运行使用,会节省下很多因需要添置节能产品而产生的昂贵费用,从而可以达到节能减排的目的。(西方国家,个人建造住宅,使用太阳能技术产品,享受政府的资金补贴。)

 

“被动式住宅”的应用和推广,是世界住宅建造领域的流行趋势。

 

四、 “被动式住宅”在德国

 

“被动式住宅”,或者说是“现代节能住宅”,对大多数中国人来说,还是个比较陌生的名词术语。其实,这一技术早在20世纪七八十年代,就开始在国外发展了。德国在“被动式住宅”方面,处于世界领先的地位。

 

“被动式住宅(Passive House)”,是由瑞典隆德大学的Mr. Bo Adamson教授和德国达姆斯塔特房屋与环境研究所的Mr. Wolfgang Feist博士,在1988年提出来的,目标是设计一种不需要“采暖空调主动供冷热”的住宅,因此命名为“被动式住宅”。

 

1990年,世界首座被动式住宅,在德国达姆斯塔特(Darmstadt)建成。从此,以Mr. Wolfgang Feist为首的物理学家、数学家、气候环境学家、材料学家及专业工程人员组成的科研团队,对被动式住宅进行了20年的系统研究与测试,形成了一整套技术和施工规范。

 


理解什么是被动式住宅

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大多数“被动式住宅”,体量都不算太大,大概每人的使用空间,大约在45平方米左右。在德国,这种“被动式住宅”的造价,仅比传统住宅——“主动式住宅”,高出约5%7%

 

“被动式住宅”,最初并没引起世界各国的注意。但随着2005年世界能源价格再一次大幅上涨,“被动式住宅”的独特魅力,才又引起了有关国家的注意,并逐渐获得了认可。

 

进入2009年以后,“被动式住宅”已逐渐成为欧洲住宅节能技术的主流,并被部分欧洲国家确定为国家住宅标准,或者未来城市发展规划的方向。欧洲议会也提议,在欧洲地区,新建住宅,要符合“被动式住宅”的相关标准。

 

“被动式住宅”,节约能源,能够减少二氧化碳的排放,对于保护人类共同的家园——地球环境,有着非常重要的现实意义。

 

五、其他介绍

 

“被动式住宅”,是一个拥有舒适室内微气候环境的住宅。“被动式住宅”无需安装“主动”的制热和冷却系统(比如,锅炉、地热蒸汽泵,等)。住宅自身,进行冷热过程,因此称为“被动式”。

 

“被动式住宅”,可以用非常小的能耗,将室内调节到合适的温度,非常环保。

 

“被动式住宅”,每年的取暖需求,每平方米的居住面积,必须小于15千瓦每小时(以kWh/(m²a)形式表示)。

 

“被动式住宅”,能量损耗非常少,与此同时,还能够提供高层次的舒适感。

 

被动式住宅的基本特征:

 

1、紧凑的结构和良好绝热性能:

 

    房屋外壳的所有部分都是保温隔热的,达到一个不超过0.15 W/(m²K)的传热系数。

 

2、方向定位和阴暗度的考虑:

 

    太阳能的被动使用在被动屋的设计上是一个重要因素。

 

补充说明资料

 

主动式太阳房,或称主动太阳能采暖系统,是以太阳能集热器,作为热源,替代以煤、石油、天然气、电等常规能源作为燃料的锅炉。

 

主动式太阳房,主要设备包括;太阳能集热器、储热水箱、辅助热源,以及管道、阀门、风机、水泵、控制系统等部件。

 

太阳能集热器,获取太阳的热量,通过配热系统,送至室内进行采暖。过剩热量储存在水箱内。当收集的热量小于采暖负荷时,用储存的热量来补充,热量不足时,由备用的辅助热源提供。

 

被动式太阳房,或称被动式太阳能采暖系统,不需要专门的集热器、热交换器、水泵(或风机)等主动式太阳能采暖系统中必需的部件,只是依靠住宅方位的合理布置,通过窗、墙、屋顶等住宅本身构造和材料的热工性能,以自然交换的方式(辐射、对流、传导)使住宅在冬季尽可能多吸收和储蓄热量,以达到采暖的目的。

 

被动式太阳房,就是根据当地的气象条件,在基本上不添置附加设备的条件下,只在住宅构造和材料性能上下工夫,使住宅内部达到一定采暖效果的一种方法。因此,这种太阳能采暖系统构造简单、造价便宜。)

 

3、节能玻璃窗和框架:

 

    窗户(组合的玻璃装置和框架)应该达到一个不超过0.80 W/(m²K)的传热系数。被动式节能住宅的窗户必须是0.8 W/m²K或者更好。建议使用优质的三层玻璃窗户。

 

4、围护结构气密性:

 

    透过不封缝的漏气量,每小时必须小于房屋体积的0.6倍。

 

5、新鲜空气的被动预热:

 

    通过地下管道时土壤换热,新鲜空气被带入房间。即使在寒冷的冬天,新鲜空气也将被预热到5摄氏度(41华氏温标)以上。高效的废热回收,使用了一个空对空的热交换器:大多数废气中的易感热量被转移到引入的新鲜空气中(热回收率超过80%)。

 

6、使用可再生能源进行热水供应:

 

    太阳能板或蒸汽泵,给热水提供能量。节能家用电器,低耗能冰箱、炉灶、冷柜、灯具、洗净器、烘干机等等,这些在被动式住宅中是必不可少的。


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