被动式房屋(德语:Passivhaus),是基于被动式设计而建造的节能建筑物。
“被动式设计”是由英文Passive Design翻译而来,就是应用自然界的阳光、风力、气温、湿度的自然原理,尽量不依赖常规能源的消耗,以规划、设计、环境配置的建筑手法来改善和创造舒适的居住环境。基本不需要额外加装采暖、制冷设备。
被动式建筑并不是一种能耗标准,而是一种兼顾效能和佳舒适度的解决方案。
满足标准:
室内温度20~26℃;
围合房间各面的表面温度不低于室内温度3℃;
空气相对湿度:30%~70%;
空气速度:室内空气流速小于0.15m/s。
被动式建筑设计内容:
外围护节能系统;节能门窗系统;冷热桥规避节能设计;气密性设计;遮阳设计;高效热回收系统。
被动式低能耗建筑125平米的房间,供暖工况所需补充的少量能源,仅相当于8根蜡烛燃烧的热值。
被动房关键数据:
外围护节能系统:
部件 |
节能建筑(中国) |
常规建筑(德国) |
被动式建筑 |
屋面 |
U<1.0W/(m2K) |
U<0.20 W/(m2K) |
U<0.15 W/(m2K) |
外墙 |
U<0.7W/(m2K) |
U<0.28 W/(m2K) |
U<0.15 W/(m2K) |
被动房外墙保温系统:
无热桥的锚固件:
节能门窗系统:
部件 |
节能建筑(中国) |
常规建筑(德国) |
被动式建筑 |
屋面 |
U<2.5 W/(m2K) |
U<1.3 W/(m2K) |
U<0.8 W/(m2K) |
三层窗框:(木结构-保温芯-木结构,保温层不承重)
三玻,中间填充氪/氩惰性气体,玻璃边缘与窗扇部位,附加保温层。
型材传热系数Uf=0.72W/m²K;玻璃传热系数Ug=0.60W/m²;整窗传热系数Uw=0.80W/m²K。
冷热桥规避设计:
热桥是指围护结构中传热能力比较强,热流比较密集,能量损失明显高于附近区域的部位。
热桥部位是供暖和制冷期内热/冷损失为突出的部位。
热桥会导致建筑物结露、发霉,提前破坏。
被动房热桥:
气密性指标:鼓风门测试值(n50<0,6 h-1)
为什么要重视气密性:
避免建筑损坏:防止结露产生的建筑损坏;
提高能效:降低通风热损失。
居住质量和舒适度:
避免穿堂风;保证热舒适度,避免“冷空气团”出现。
保证围护结构保温性能;
保证隔音效果;
保障新风系统污染物过滤效果。
建筑外墙气密性差,导致冷空气渗入和室内空气渗出,
一个普通的四口之家,每天通过呼吸,洗衣,及其他生活用水蒸发到空气中的水蒸汽约8-10L。
通过损坏的气密层渗入的水蒸汽,在较冷的一侧凝结并存留在保温材料中。使保温材料损坏。
建筑物朝向向南;冬季充分利用阳光辐射得热;夏季采取遮阳措施。
根据太阳高度角设计遮阳方案;
遮阳设计方案与如下因素有关:层高;太阳高度角。
高效热回收系统:
被动式房屋通风的基本原理:
把厨房或浴室潮湿浑浊的空气抽离(排风),再把新鲜空气送人生活区域(送风)。走廊可以实现自动通风。
冬季寒冷时节,温度较高的废气所含的热量会传递到从室外进入的新鲜空气中,夏季炎热时,则反向运作。
除去潮湿和异味的同时,还可过滤空气中的花粉、粉尘和PM2.5。
新风量一般为每人每小时30m3;
为了避免温度过高,粉尘燃烧产生异味,新风加热的高温度限制为50℃,大热负荷为10W/m2。热回收效率75%以上。
阳台板断热桥形式:
悬挑阳台是一种典型的热桥结构。
解决办法:
可以应采用带热隔断的高强度支撑件。
或者采用阳台板与主体结构断开的设计,阳台板靠挑梁支撑,保温材料将挑梁整体包裹。
或阳台与主体结构脱开的设计。
建筑气密性控制:
重点:
整体气密性;细节部位。
良好的气密性并非自然而然形成的,只有做到以下几点才能有效实现气密性:
在所有环节中予以考虑;
精细的设计和施工;完工后通过测试;
尽量避免在项目后更改设计。
更改设计带来的缺陷和问题往往暴露在使用过程中:
返工,维修的代价昂贵;合理安排施工顺序;进行多次气密性测试。
施工控制:
主体阶段控制:
1、混凝土质量;
2、砌体质量;
3、窗洞口几何尺寸;
4、材料搭接面的处理;
5、穿墙孔洞封堵(脚手眼等)。
夏热冬冷地区经济版被动房方案:
屋顶保温层20-30 cm,传热系数 0.2-0.35 W/m²K;
外墙保温10-15 cm,传热系数 0.2-0.35 W/m²K;
窗户采用三玻两中空结构,传热系数0.8-1.2 W/m²K;
遮阳系统。
气密性,鼓风门测试值(n50 :0.8-1.2 h-1);
无热桥结构设计及施工;
新风系统,热回收率不低于75%。