筑龙首页

[分享]【经验】被动房、主动房、产能房……有什么不同

发表于2018-01-04    873人浏览    2人跟帖    筑龙币+50  复制链接  只看楼主

筑龙币+50

混凝土搬运工

       目前,建筑节能问题已成为全社会普遍关注的重要话题之一。面对日益严重的能源危机和环境污染,与普通的标准房屋相比,被动式房屋能耗更低、碳排放更少。同时,在解决南方地区集中供暖、推动产业转型升级方面也将大有作为,是未来建筑节能减排的重要途径。
  与此同时,一批新的名词向我们飞驰而来:
  被动房、主动房、近零能耗建筑、净零能耗建筑、产能房……
  这些到底是什么建筑?
  来吧,跟随小编一起去看看:
  被动房
  “被动房”(也称被动式房屋、被动式住宅、英文Passive house)一词源于德国,由德国被动房研究所(Passive House Institute)拥有商标知识产权,是近零能耗建筑技术体系之一。
  被动房并无明确定义,由其技术准则确定,其技术路线为通过大幅度提升围护结构热工性能和气密性,同时利用高效新风热回收技术,将建筑供暖需求降低到15kWh(㎡·a)以下,从而可以使建筑物摆脱传统的集中供热系统。
  由于中德合作的特殊背景,“被动房”一词在我国传播的比较广泛,与被动房概念类似,德国专家也提出了“无源建筑”(energy autonomoushouse,也称self-sufficient solar house),“三升油建筑”等相近定义。
【经验】被动房、主动房、产能房……有什么不同_2
上图:世界上的第一栋被动房,现仍在正常使用且能耗水平较低
【经验】被动房、主动房、产能房……有什么不同_3
上图:中国夏热冬冷地区的的第一栋被动房,位于湖州的布鲁克酒店,由朗诗地产开发建设
  近零能耗建筑
  近零能耗建筑一词源于欧盟《建筑能效指令》(Energy Performanceof Building Directive recast, EPBD)。
  《指令》要求:确保在2018年12月31日后,所有政府拥有或使用的建筑应达到“近零能耗建筑”;要求在2020年12月31日前,所有新建建筑达到“近零能耗建筑”。
  由于欧盟成员国经济不平衡,气候区跨度大,EPBD定义零能耗建筑为“具有非常高能效”的建筑,以各国实际情况为基础,及充分考虑节能技术成本效益比为前提,并没有统一明确的节能目标。瑞士的“近零能耗房”(Minergie,也称迷你能耗房或迷你能耗标准),要求按此标准建造的建筑其总体能耗不高于常规建筑的75%,化石燃料消耗低于常规建筑的50%。意大利的“气候房”(Climate House,Casaclima),指全年供暖通风空调系统的能耗在30Kwh/(㎡·a)以下的建筑。
  近零能耗建筑设计技术路线为强调通过建筑自身的被动式、主动式的设计,大幅度降低建筑供热供冷的能耗需求,使能耗控制目标绝对值降低。
  净零能耗建筑
  “净零能耗建筑”(net zero energy building)一词源于美国。2009年10月Federal Leadership in Environmental,Energy,and Economic Performance,13514号行政命令,对联邦政府管理和使用的建筑提出强制性节能要求:自2020年起,所有计划新建或租赁的联邦建筑须以建筑物达到零能耗为导向进行设计,使建筑物可在2030年达到净零能耗。
  国能源部建立“Net-Zero Energy Commercial Building Initiative”,提出到2030年,所有新建公共建筑将按照净零能耗标准进行建造;到2040年,50%的既有公共建筑达到净零能耗要求;到2050年,所有公共建筑达到净零能耗。
  净零能耗建筑技术路线为在被动式、主动式建筑节能措施外,通过太阳能光电技术、智能微电网技术、蓄能技术联合应用,存储、提供和储存电能,使建筑物可以达到能量供给和使用的长期平衡。2015年9月,美国能源部发布零能建筑官方定义:以一次能源为衡量单位,其全年消耗能源小于或等于在线可再生能源产生能源的节能建筑。
  主动房
  丹麦、法国、德国等国家提出“主动房”(Active House)概念,强调通过日光照射和蓄能,而不只是增强保温,增加冬季室内舒适度。强调舒适、环境和能源三者的统一,有一打分赋值的评价体系。
  产能房
  尽量使用回收建材,借助太阳能发电板等新技术新产品,实现对清洁能源、可再生能源的利用——产能房不仅节能减碳,还可发电赚钱。
  在德国和美国,都有这样的产能房已经被建造并试验使用中。在那里,设计师计算出所需的太阳能板面积,并且找出屋顶倾斜的最佳角度来产生最多的电力。
【经验】被动房、主动房、产能房……有什么不同_4
上图:产能房建筑,利用倾斜的屋面布置太阳能发电板
  除了发电之外,节能也很重要,基本要承袭被动房技术的节能措施才行。
  当然,在这里建筑设计师至关重要——关键是如何把一些发电与节能产品融入在建筑设计中,使它们看起来不会突兀。
【经验】被动房、主动房、产能房……有什么不同_5
上图:产能房也需要采用被动房的节能技术
  相互关系
  在建筑物迈向更低能耗的方向上,国际上尚无统一定义,但目标是一致的,即通过建筑被动式、主动式设计和高性能能源系统及可再生能源系统应用,最大幅度减少化石能源消耗。从定义涵盖范围来看,被动房属于近零能耗建筑,其核心内涵为通过被动式手段达到近零能耗;净零能耗建筑较近零能耗建筑更增加了智能电网、分布式能源等概念,与我国传统意义的建筑节能有所不同。
  另外一个方面,上面提到的建筑新概念,的确会比一般房屋来的昂贵,但是长远来看,可替屋主省下不少电费,而且伴随着其他好处,如较佳的室内温度和通风系统、更多采光和更好的防冷、隔热效果等。
  中国特殊性
  有人认为建设低碳城市,照搬发达国家的经验就好,其实不然。我们只能借鉴其经验并汲取教训,并结合本地实际情况来考虑。中国与发达国家居民的居住形态、生活习惯等都有所不同,不能一概而论。
  中国的建筑形态与发达国家不一样,主要是高密度聚居区,而“零能耗建筑”虽然不用商业能源,但依靠的太阳能板、地源热泵管道等,这些都需要非常大的占地面积,在实际使用中受到客观条件的限制。在中国,大型住宅建筑也较少使用中央空调,因为中国消费者具有节俭的好习惯,分体式空调的能耗反而更低。
  不过,在小编看来,最大的问题在于:被动房等建筑节能方案,更适用于北欧、中国北方等寒冷地区。而在中国长江以南的大片区域内,夏热冬冷的气候环境下,还要解决夏季制冷的问题。
  这就决定了,我们只能借鉴发达国家的经验并汲取教训,并结合本地实际情况来考虑。所以,中国的被动式建筑,在设计建造时,不要盲从于德国设计师的要求,最好还是寻找中国本土的建筑节能设计师或获得PHI认证的中国设计师。只有这些人,才能针对中国的气候环境,给出最佳的设计方案。
  中国发展近零能耗建筑的特殊性:1)室内环境标准;2)建筑特点;3)气候差异;4)生活习惯;5)用能特点;6)能源核算方法
【经验】被动房、主动房、产能房……有什么不同_6
上图:中国的建筑节能之路,仍然需要中国的本土设计师探索和开拓
  未来中国
  30%新建建筑达到超低能耗,可再生能源满足新建建筑30%能耗,既有建筑改造30%达到超低能耗
  展望
  2016年国家标准计划——GB《近零能耗建筑技术标准》立项,预计2016年下半年启动,2018年完成报批,2019年颁布实施。预计到2020年,我国至少建成5000个超低能耗建筑,建筑面积超过1亿平米,产业规模达到千亿级,促进建筑规划、设计、施工、咨询、建材、设备行业的全面升级换代。
  建筑节4.0!——迈入超低能耗时代!
(本文部分参考了徐伟、朱颖心等专家的意见,顺致谢意)

延伸阅读:
看德国人如何把被动房的门窗做到极致

  一、名词术语
  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。)
 
  德国被动式住宅主要组成分项:
  1、被动墙:高效的保温墙体
  2、屋面保温隔热系统:高效的屋面节能体系
  3、三层玻璃被动窗户:保温隔音性能极佳
  4、创新的住宅技术:太阳能新能源技术
  5、基础底板保温隔热:防潮与保温兼顾
  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。
  (1)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。
  (2)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。
 
  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。
超厚屋地面保温体系
超厚外墙保温体系
  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。
 
  “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。
 
  能量回收通风系统ERV(Energy recovery ventilation)核心设备,工作性能示意图。
  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。
 
 

分享至

分享到微信朋友圈 ×

打开微信"扫一扫",扫描上方二维码
请点击右上角按钮 ,选择 

 当前离线   发表于2018-01-04  | 只看该作者      筑龙币+10

2

1.  零能耗建筑设计的要求

零能耗建筑技术不是新开发的技术,零能耗建筑就是到今开发的优秀技术的综合的应用。因此,零能耗建筑成功地实现取决于如何应用各种技术来适应给定的环境。

零能耗建筑设计应该遵守零能耗建筑技术的要求,零能耗建筑设计的要求如下。

1.1 建筑物能耗最底设计

建筑物能耗最底设计是两种,就是建筑物外周围构造的热损失最低设计与建筑所需的能量最底设计。

1)建筑物外周围构造的热损失最低设计

建筑物外周围构造的热损失最低设计包括周围构造的超保温设计、窗设计、超气密性设计、无热桥断设计。以外为建筑物外周围构造的热损失最低有建筑体型等。

一. 零能耗建筑围护结构的保温要求:使建筑物外墙体、屋顶,低板的传热系数K值降至O.1- 0.15W/ (㎡K)。

二. 零能耗建筑的窗的要求: 外窗在满足采光同时,窗的传热系数足够的低,从而降低通过窗的热传导:为了解决这个问题在零能耗建筑物中利用低能耗窗(LOE-GLASS): LOE-窗的传热系数K值降至O.8-0.12W/ (㎡K)以下,不仅窗的内面该安装保温窗铺,向外面安装遮阳板。

三. 气密性的要求: 一般建筑物的换气通过(除了集中空调)窗隙、门隙、换气口进行了,通过围护结构的间隙损失很多热(冷)量。为了防止通过空气泄漏的能损失,零能耗建筑物进行彻底的密封,提高建筑气密性,能够减少由渗风带入的冷量或热量,可以减少处理这部分负荷的能量。天气越冷越,渗风对冬季采暖能耗造成的影响十分明显:提高气密性对节能有明显的影响。零能耗建筑应该保证气密性从1级提高到8级,换气方法可以做土壤-空气换气新风热交换,可以提高换气系统的节能率超过80-100%。

四.  热桥的要求: 无热桥设计是提高建筑外周围构造的能耗之一,零能耗建筑对于凸出的构造和凹形构造必须进行热桥断或者保温,避免对于这个构造热桥现象发生。无热桥设计的准则包括:“避免发生” 准则、“穿凸”准则、“接合处”准则、“几何”准则。热传递损失在建筑外围护结构中主要来自于窗户安装、屋檐、屋脊、天花支撑、地板、基础等地方。在热桥值的计算中,应从内部到外部的尺寸进行,并对于建筑物理的影响及造成的热损失传递进行评估。窗户的安装一定要保证安装的气密性,同时要保证窗户安装无热桥。

2)建筑所需的能量最底设计

建筑所需的能是供暖、供冷、通风、照明、等,在寒冷地区供暖与供冷占建筑所能原的70-80 % 以上。

如由于可再生能源生产设备满足供暖与供冷的能,建设投资成本很大,受影响对于可再生能产设备的安装面积的限制。为了解决这些问题,在设计上反映了被动式天然能利用技术、等其他优秀的技术,必须减少建筑所需的能量。建筑所需的能量最底设计作为一种被动技术应用,包括被动式太阳房技术、土壤新风换热等技术、自然通风技术、遮阳技术、蒸发技术、采光技术、换气废热回收利用技术等等。

1.2. 建筑能高效率的设计

建筑物高效率的利用设计由于一种的节能方法,包括节能建筑设备的使用、建筑能供应及建筑能经管的智能化(集成自动化)、建筑能储存系统设计。

1) 为了建筑物高效率的利用,零能耗建筑设计时必须反映节能设备的使用:例如,智能LED灯具与智能家庭电子用品,无人自动关机的电子用品。

2)为了建筑节能,在零能耗建筑设计中必须反映建筑能供应及建筑能经管的智能化(集成自动化): 例如,房间(办公室)里无人时侯该减少建筑能供应:人留在房间里(办公室)的时间一天8 - 10个小时左右。根据实验数据,对于一座学校建筑物实现了采暖系统能供的智能化,可以减少学校建筑物供能量的60%。因此建筑能供及经管的智能在建筑节能中占有重要地位,必须适用建筑智能化技术,应该如此减少建筑物需要的能与可再生能生产能力。

3)为了建筑物高效率的利用,零能耗建筑设计必须反映建筑蓄能技术.

在零能耗建筑中蓄能技术也是重要。按照天气条件、季节、时间、白天与夜可再生能产量是不稳定的,为了提高建筑能的效率与建筑能有效的利用,建筑设计应引入蓄热技术:例如,引入相变蓄热或者土壤蓄热等的季节蓄热方式,使夏季热能可用冬季的,使冬季冷能可用夏季的。光伏与燃料电池系统产生的电能通过逆变器与国家电网连接可以储存电量。

1.3. 建筑-可再生能一体化设计。

建筑零能耗技术的重要之一是建筑-可再生能源一体化技术,为了达到建筑零能耗的目标,就必须推广诸如太阳能(半导体制能、集热器、光伏发电)、风能、浅层地能、生物质能等可再生能源在建筑中的应用, 既是可再生能源规模应与绿色建筑所需能源一样大或者以上。在可再生能源应用主要的是太阳能建筑一体化应用技术。太阳能建筑一体化技术是指将太阳能利用设备与建筑有机结合融为一体,太阳能设备不仅能产生能源,它作为建筑的一部分,也要实现与建筑外观的协调统一。 因此,保证建筑的结构及外观完美结合的同时,要满足充分地利用太阳能技术的要求。太阳能建筑-一体化设计包括太阳能集热器系统与太阳能光伏系统。

建筑-可再生能源一体化技术包括与地源热泵系统一体化、空气热源热泵一体化等。


 当前离线   发表于2018-01-05  | 只看该作者      筑龙币+10

3

很好的经验分享!谢谢楼主~~【经验】被动房、主动房、产能房……有什么不同_1

登录后才能评论,评论超过10个字,有机会获得筑龙币奖励!

猜你爱看

筑龙学社APP扫码

立即免费下载资料