被動(dòng)式建筑技術(shù)舒適性與可持續(xù)性思考

Word版本，下載可自由編輯被動(dòng)式建筑技術(shù)舒適性與可持續(xù)性思考一、被動(dòng)式建造

被動(dòng)式建造的概念最早源于1988年的瑞典和德國(guó)，后續(xù)利用了一系列的討論，加之德國(guó)黑森州政府的資助下，被動(dòng)式建造的概念從而逐步被確立起來。被動(dòng)式建造主要是指使用經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)之后的建造構(gòu)造做法，傳熱系數(shù)較低的門窗、保溫性能較好的墻體材料達(dá)到比較高效的保溫、隔熱性能，利用新材料、新技術(shù)、新工藝的綜合應(yīng)用，使建造在較少使用主動(dòng)能源供給的狀況下達(dá)到舒服溫度的要求。被動(dòng)式建造是基于建造節(jié)能的基礎(chǔ)上而逐步進(jìn)展起來的，對(duì)于我國(guó)而言，是一個(gè)全新的節(jié)能概念，但在德國(guó)和瑞典等地技術(shù)已經(jīng)比較成熟。在室外溫度為-20℃的狀況下，室內(nèi)可以不必開空調(diào)取暖就保持正常生活所需的溫度，意味著房屋基本不需要主動(dòng)供給能量。

每年單位面積供熱能耗僅為15度電。而這種效果只需利用材料、設(shè)計(jì)、施工手段就可實(shí)現(xiàn)。被動(dòng)式建造有兩大重要的技術(shù)組成部分：第一部分是非常注意建造的保溫密閉性能，其次部分是可再生能源的通過。優(yōu)異的圍護(hù)結(jié)構(gòu)提升了建造的氣密性。在保溫方面，被動(dòng)式建造擁有自己的一系列技術(shù)和材料系統(tǒng)。它的外墻外保溫材料往往厚達(dá)20cm，屋頂保溫層的厚度達(dá)到30cm,而且，在兩層之間的樓板處均鋪設(shè)了保溫板。被動(dòng)式建造采納節(jié)能性比較好的三層玻璃塑鋼窗，而且在每個(gè)窗的內(nèi)腔內(nèi)都安裝有保溫材料。因此，墻體、屋面、外窗的傳熱系數(shù)均很低，使室內(nèi)外的熱交換降到了最低程度。

同時(shí)，為了盡可能多的接收陽光，房子大多為南北向，窗戶也盡量是一整片式的大窗，消退熱橋也保證了維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能。不管是在德國(guó)、瑞典還是在我國(guó)北方地區(qū)，冬季采暖是我們需要考慮的首要問題，由于熱橋?qū)ㄔ靽o(hù)結(jié)構(gòu)和能耗的影響比較突出，所以被動(dòng)式建造在地面、外墻、屋面等部位有可能浮現(xiàn)熱橋的地方設(shè)計(jì)了比較獨(dú)特的構(gòu)造以求有效地消退熱橋?qū)ㄔ焱饩S護(hù)結(jié)構(gòu)的影響。

二、太陽能及可再生資源在被動(dòng)式建造中的應(yīng)用

如何解決全球日益嚴(yán)峻的大氣污染問題、保持各國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)進(jìn)展，這些都是目前各國(guó)政府、企業(yè)必需面向和亟待解決的問題。大氣污染在很大程度上源于人類對(duì)礦物能源的依靠，建造能耗在人類的能源消耗上的比重約為40%。因此，建造的節(jié)能和可再生資源的通過方面是我們必需要突破的地方。在我國(guó)，環(huán)境問題中大氣污染日益嚴(yán)峻、人口眾多導(dǎo)致建造能源的消耗量巨大，加之我國(guó)目前建造的總體不節(jié)能性，導(dǎo)致當(dāng)前我國(guó)能源消耗問題非常嚴(yán)重，但一般老百姓往往還并無知覺。

在國(guó)外，建房者除了必需要遵守國(guó)家規(guī)定的建造節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)之外，政府通常還會(huì)要求建房者出具一份關(guān)于能源通過的計(jì)劃。該計(jì)劃涵蓋三大部分的內(nèi)容：CO2的排放量、對(duì)空氣有害的物質(zhì)以及房屋建設(shè)的費(fèi)用。在瑞典，因?yàn)槭艿疆?dāng)?shù)亟ㄔ斐杀镜闹萍s和影響，一棟被動(dòng)式住所的建造成本約為1.8萬克朗/㎡，而一般住所得建造成本約為1.6萬克朗/㎡。相比之下，造價(jià)約增強(qiáng)了13%，但其年運(yùn)行能耗卻可由之前的110KWh/㎡降低超過50%左右。

經(jīng)估算，利用7年左右的時(shí)光，其在開發(fā)環(huán)節(jié)增強(qiáng)的投入便可以收回。對(duì)于那些建筑房屋用以出租盈利的開發(fā)商和一般的購買者來說，節(jié)能性好的建造更受歡迎。因此，市場(chǎng)上對(duì)被動(dòng)式建造的需求量還是非常巨大的。被動(dòng)式建造的能源主要來源于可再生資源。主要是利用太陽能的投入使用、地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用、雨水收集及通過系統(tǒng)的投入和熱量的高效回收通過來實(shí)現(xiàn)的：

1）屋頂及墻面上的太陽能裝置可以用來供電。在被動(dòng)式建造的屋面、墻面均可以設(shè)置太陽能電池板，產(chǎn)生的電能除了能夠滿足用戶的照明、電器等基本需要外，還可為建造供暖、空調(diào)供電，以保證房屋的熱舒服度。只是在極少數(shù)狀況下需要額外的能源用于取暖。

2）地源熱泵技術(shù)的使用。熱泵技術(shù)是在通過可再生能源方面的一項(xiàng)有巨大潛力的技術(shù)。無論是以空氣和水還是以土壤為熱源的熱泵，都可以在建造的可持續(xù)進(jìn)展方面發(fā)揮其巨大的經(jīng)濟(jì)效益。利用綜合通過熱泵技術(shù)、建造業(yè)的圍護(hù)材料、光伏及建造一體化等一系列措施，使建造房屋的零能耗和零排放成為現(xiàn)實(shí)，甚至終于還能達(dá)到正能量狀態(tài)和反饋到電網(wǎng)投入使用。經(jīng)過理論和實(shí)踐證實(shí)，這些目標(biāo)也是可以達(dá)到的。而且，一些發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體已部分實(shí)現(xiàn)了上述的這些目標(biāo)。

據(jù)悉，到2050年，大部分發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)80%至100%轉(zhuǎn)換到可再生能源。熱泵技術(shù)在建造方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。住所建造的熱需求總體上屬于100℃以下的供暖，熱泵技術(shù)可以經(jīng)濟(jì)、便利地滿足包括20℃左右的室溫、40℃以上的熱水洗浴等要求。熱泵技術(shù)可以吸取空氣、淺層地表水及土壤中的熱量，熱效率通常可以達(dá)到500%～600%，這種熱效率是目前各類不同供熱系統(tǒng)中所能達(dá)到的最高的熱效率。盡管還有別的技術(shù)也可以考慮使用，但都達(dá)不到熱泵技術(shù)的熱效率和它所制造的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境和社會(huì)效益等。

3）被動(dòng)式建造的雨水收集及通過系統(tǒng)。被動(dòng)式建造中有著自己的雨水回收措施即“雨水收集與通過系統(tǒng)”。利用收集與通過建造物的屋頂甚至是室外的道路等地表匯合來的雨水，經(jīng)過收集--輸水--凈水--儲(chǔ)存等渠道積蓄和通過雨水，為室內(nèi)用水、綠化和物品洗滌提供水源支持。很大程度上達(dá)到了綜合通過雨水資源和節(jié)省用水的目的，緩解了城市中水資源的緊缺和鋪張。

4）熱量的高效回收通過。對(duì)熱舉行高效回收是降低被動(dòng)式建造能耗的一個(gè)十分重要的手段。大幅度降低被動(dòng)式建造的采暖能耗的一條很重要的途徑就是采納新風(fēng)熱回收的技術(shù)。當(dāng)建造的氣密性能提高之后，采納合適的通風(fēng)換氣方式對(duì)于被動(dòng)式建造就顯得尤為重要了。必需要有一定的新風(fēng)量要保持室內(nèi)空氣的清爽與健康。在歐洲的大部分國(guó)家，換氣次數(shù)指標(biāo)對(duì)新風(fēng)量的要求為0.4-0.9次/h，在我國(guó)，北京居住建造節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的冬季換氣指標(biāo)為0.5次/h，與歐洲各國(guó)的換氣指標(biāo)要求大致相同。

在現(xiàn)在的各類建造中，間斷性地開啟門窗和門窗縫隙中空氣的滲透是實(shí)現(xiàn)建造換氣的主要方式，但這種做法在驅(qū)走了污濁空氣的同時(shí)必定也會(huì)帶來大量的熱量損失，并且冬季室外的冷風(fēng)也會(huì)給人帶來不舒服感。在被動(dòng)式建造中，這一換氣指標(biāo)徹低是利用機(jī)械通風(fēng)的方式來實(shí)現(xiàn)的。在被動(dòng)式住所建造中，室內(nèi)污濁的空氣可以利用廚房和衛(wèi)生間的排風(fēng)口排入風(fēng)管中，新奇空氣則可以利用臥房和起居室的送風(fēng)口進(jìn)入房間舉行空氣流通。

瑞典新建的被動(dòng)式住所普遍設(shè)置了集中的新風(fēng)裝置，因?yàn)橹脫Q新風(fēng)必定會(huì)帶來一定量的熱量損失，因此，熱回收技術(shù)被廣泛采納，目前熱回收率已經(jīng)能夠超過80%。無數(shù)被動(dòng)式建造在對(duì)新風(fēng)舉行加熱的同時(shí)，采納太陽能作為輔助的熱源，這種做法進(jìn)一步降低了住所建造對(duì)外界能源提供的需求量。再者，新風(fēng)熱交換器的體積比較小，通?？梢匝b在建造吊頂或者閣樓內(nèi)，有些甚至裝于屋頂用作室外裝點(diǎn)，與建造有效地融為了一體。因?yàn)楸粍?dòng)式建造對(duì)建造內(nèi)部采暖能量的需求比較少，所以新風(fēng)裝置在舉行冷空氣進(jìn)入室內(nèi)前加熱和廢氣空氣排出室內(nèi)前留住熱量的過程中無形的在空氣置換的同時(shí)不僅留住了熱量、向室內(nèi)輸入了新奇空氣，而且有利于室內(nèi)溫度的保持。

這樣一來，空氣置換所帶來的損失被進(jìn)一步降低，而且從一定程度上看，室內(nèi)不再需要安裝傳統(tǒng)意義上的空調(diào)設(shè)備和采暖系統(tǒng)了。同時(shí)，使用新風(fēng)裝置的另外一個(gè)益處就是，相比于傳統(tǒng)的通風(fēng)方式，機(jī)