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被動(dòng)房是如何工作的?
時(shí)間:2024-11-19 14:30:29 作者:GBWindows 來源:行業(yè)網(wǎng)站 閱讀:1046內(nèi)容摘要:被動(dòng)房是一個(gè)世界級(jí)的節(jié)能建筑標(biāo)準(zhǔn),是通過建立室內(nèi)與外界環(huán)境的隔絕狀態(tài)以避免能量損失的一種節(jié)能建筑。隨著世界上城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷推進(jìn),城市中建筑物密度不斷增加,緊緊依靠自然通風(fēng)已無法滿足建筑物的室內(nèi)通風(fēng)需求。為滿足建筑物室內(nèi)舒適度需求,為住戶提供足夠清新、衛(wèi)生的空氣,機(jī)械式通風(fēng)系統(tǒng)逐......被動(dòng)房是一個(gè)世界級(jí)的節(jié)能建筑標(biāo)準(zhǔn),是通過建立室內(nèi)與外界環(huán)境的隔絕狀態(tài)以避免能量損失的一種節(jié)能建筑。
隨著世界上城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷推進(jìn),城市中建筑物密度不斷增加,緊緊依靠自然通風(fēng)已無法滿足建筑物的室內(nèi)通風(fēng)需求。為滿足建筑物室內(nèi)舒適度需求,為住戶提供足夠清新、衛(wèi)生的空氣,機(jī)械式通風(fēng)系統(tǒng)逐漸成為建筑物建設(shè)與舊建筑物改造的關(guān)鍵。
隨著機(jī)械式通風(fēng)系統(tǒng)的普遍應(yīng)用,被動(dòng)房的初始概念逐漸形成——能否借助新風(fēng)系統(tǒng)解決建筑物的供暖、供冷問題?在通風(fēng)系統(tǒng)一物兩用可以節(jié)省設(shè)備投資的同時(shí)可大幅度減少空氣的再循環(huán)降低室內(nèi)噪音和空氣紊流。
被動(dòng)房正是基于這一初始概念發(fā)展而來——為實(shí)現(xiàn)新風(fēng)供暖、供冷的目標(biāo),供暖、供冷負(fù)荷必須控制在10W/m2以內(nèi)。
被動(dòng)房定義
被動(dòng)房不僅僅是一個(gè)建筑物能耗標(biāo)準(zhǔn),它同時(shí)整合了最高水平的室內(nèi)舒適度需求。被動(dòng)式建筑的確切定義為:
被動(dòng)房是滿足ISO7730熱舒適標(biāo)準(zhǔn)的建筑,它通過滿足室內(nèi)空氣質(zhì)量的新鮮空氣提供室內(nèi)供暖、供冷需求,且沒有附加的空氣再利用。
這是一個(gè)純功能性定義,不附加任何數(shù)值指標(biāo),且適用于任何氣候區(qū)??梢钥闯?,被動(dòng)式建筑是一個(gè)基本概念而非隨意的標(biāo)準(zhǔn),可以由任何人根據(jù)其原則進(jìn)行解釋。下述內(nèi)容對(duì)理解被動(dòng)房的概念有所幫助:
除位于“幸運(yùn)氣候帶”內(nèi)的建筑物,所有氣密性建筑需要高效通風(fēng)系統(tǒng)保證室內(nèi)的空氣質(zhì)量,被動(dòng)房的通風(fēng)系統(tǒng)可與供暖(供冷)功能兼用,且無需增加額外的管道、技術(shù)性接口和輔助風(fēng)扇等設(shè)備、無超出保證空氣質(zhì)量需求的新風(fēng)。
圖2 通風(fēng)系統(tǒng)提供保證室內(nèi)空氣質(zhì)量的新風(fēng)
超低能耗自動(dòng)隱含在其中:畢竟為保證空氣質(zhì)量的新風(fēng)供暖能力極為有限,無附加采暖設(shè)備僅僅依靠新風(fēng)采暖只可能在熱損失極低的建筑物內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
為保證室內(nèi)空氣質(zhì)量的人均新風(fēng)量需求為30m3/h,為避免產(chǎn)生塵埃及異味,新風(fēng)溫度需控制在50°C以下??諝庠?0°C、正常氣壓下(室內(nèi)舒適溫度,ISO7730)的比熱容為0.33Wh/m2K,此時(shí)有:
30m3/hr/pers×0.33Wh/m3K×(50K-20K)=300W/pers
即滿足室內(nèi)空氣質(zhì)量的新風(fēng)供暖能力為300W/pers,按常規(guī)居住建筑中人均居住面積30m2計(jì),僅依靠新風(fēng)進(jìn)行供暖時(shí)的最大熱負(fù)荷為10W/m2——與氣候無關(guān),該數(shù)值指年間熱量需要最大的時(shí)段,被動(dòng)房的保溫級(jí)別和能耗水平取決于氣候條件,極端氣候條件區(qū)需要比溫和氣候區(qū)更高的保溫級(jí)別和較高的能耗。
供暖負(fù)荷特定值不等同于供暖能耗,由于具體的供暖能耗更容易統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè)取得,為簡化被動(dòng)房的認(rèn)證工作,認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中給出了15kWh/m2a的年度供暖能耗指標(biāo)。申請(qǐng)認(rèn)證時(shí)允許在供暖負(fù)荷指標(biāo)(10W/m2)和年度供暖能耗指標(biāo)(15kWh/m2a)之間進(jìn)行選擇。
事實(shí)上,15kWh/m2a的難度供暖能耗僅僅是一個(gè)基準(zhǔn)值,在中歐氣候區(qū)與10W/m2的供暖負(fù)荷基本相當(dāng)。但在斯德哥爾摩,10W/m2的供暖負(fù)荷相當(dāng)于的年度熱能耗約為20kWh/m2a,而在羅馬則遠(yuǎn)小于10kWh/m2a。
被動(dòng)房的實(shí)際意義在于,在任何氣候區(qū),能量消耗的服務(wù)對(duì)象永遠(yuǎn)是全人類——為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┦孢m的生活空間。被動(dòng)房是一個(gè)功能性標(biāo)準(zhǔn),不同的氣候環(huán)境下需要依靠建筑師的自由發(fā)揮建立不同的解決方案,建筑風(fēng)格和建造方法完全取決于氣候。那些建設(shè)在“幸運(yùn)氣候區(qū)”的建筑永遠(yuǎn)是被動(dòng)式建筑。
世界各地的被動(dòng)房項(xiàng)目(PHI)
基本目標(biāo)
作為被動(dòng)房,應(yīng)在滿足舒適性標(biāo)準(zhǔn)ISO7730《熱舒適環(huán)境——PMV和PPD的測(cè)定及條件》對(duì)熱舒適性的要求并保持室內(nèi)空氣的清新的基礎(chǔ)上,采取必要的措施滿足被動(dòng)房認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中各項(xiàng)指標(biāo)。與現(xiàn)行的節(jié)能建筑不同的是,被動(dòng)房更為強(qiáng)調(diào)實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果和住戶體驗(yàn),符合認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)結(jié)果和良好的住戶體驗(yàn)是被動(dòng)房取得并保持認(rèn)證的關(guān)鍵。
作為基本條件,被動(dòng)房應(yīng)滿足下述舒適性指標(biāo):
除特定業(yè)態(tài)的特殊需求外,室內(nèi)氣溫保持在20°C至25°C之間;
夏季過熱幾率hθ≤25°C≤10%;
室內(nèi)空氣CO2含量基本保持在優(yōu)良水平(≤800ppm)。
與此同時(shí),被動(dòng)房尚需滿足各項(xiàng)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的指標(biāo):
供暖、供冷負(fù)荷低于10W/m2,或按照供暖、供冷能耗計(jì),年耗能不超過15kWh/m2a。
建筑物總能耗按原生態(tài)能源消費(fèi)計(jì)算,控制在120kWh/m2a以內(nèi)。
對(duì)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的氣密性測(cè)試結(jié)果應(yīng)滿足n50≤0.6h-1。
基本措施
原則上,被動(dòng)房可以采取任何形式的保溫、節(jié)能措施,大量的建設(shè)實(shí)踐證明,通過保溫、氣密性和通風(fēng)熱回收等三個(gè)方面的措施可以將建筑物的能耗控制在一個(gè)極低水平,滿足被動(dòng)房認(rèn)證的要求。
1 良好的保溫
保溫是避免傳導(dǎo)熱損失的關(guān)鍵,被動(dòng)房通過高效保溫層、高效保溫門窗形成連續(xù)的建筑物保溫外維護(hù),阻斷室內(nèi)因外熱傳導(dǎo)所形成的熱傳導(dǎo)。
熱橋效應(yīng)隨著保溫層厚度增加而增強(qiáng),被動(dòng)房中的熱橋損失增大至與保溫層整體熱損失相當(dāng)?shù)牧考?jí),因此在被動(dòng)房的保溫設(shè)計(jì)中無熱橋設(shè)計(jì)起著決定性作用。
2 非同尋常的氣密性標(biāo)準(zhǔn)
良好的氣密性是被動(dòng)房中減少無組織通風(fēng)和避免熱對(duì)流損失的必要措施,在被動(dòng)房中,要求建筑物外維護(hù)結(jié)構(gòu)具有良好的氣密性,氣密性測(cè)試應(yīng)滿足n50≤0.6h-1(正壓、負(fù)壓),對(duì)于大體量建筑還需考慮q50指標(biāo)。

圖3 被動(dòng)房基本工作機(jī)理
3 通風(fēng)熱回收
建筑物中,因通風(fēng)換氣引起的熱損失是巨大的,缺少高效的通風(fēng)熱回收,被動(dòng)房10W/m2的供暖、供冷目標(biāo)將無從談起。在被動(dòng)房中,通風(fēng)熱回收效率通常不得低于75%。
作為一名被動(dòng)房設(shè)計(jì)師,應(yīng)正確理解并掌握被動(dòng)房的工作原理和相關(guān)的建筑物理知識(shí)。聲明:本站所有內(nèi)容,凡注明來源:綠建之窗”或“本站原創(chuàng)”的文字、圖片等,版權(quán)均屬本網(wǎng)所有,其他媒體、網(wǎng)站等如需轉(zhuǎn)載、轉(zhuǎn)貼,請(qǐng)注明來源為“綠建之窗”。凡注明"來源:XXX"的內(nèi)容,為本網(wǎng)轉(zhuǎn)載自其他媒體,轉(zhuǎn)載目的是傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)。如有侵權(quán),也請(qǐng)第一時(shí)間聯(lián)系我們。對(duì)不遵守聲明或其他違法、惡意使用本網(wǎng)內(nèi)容者,本站保留追究其法律責(zé)任的權(quán)利。管理員QQ: 4993067 32533240,緊急聯(lián)系方式:18501126985 13693161205。
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