如何实现被动式超低能耗?

住建部科技发展促进中心的一份可行性研究报告中提到了建议严禁在西藏、青海等地区进行集中供暖设施建设,转换资金投入直接用被动式房屋解决采暖需求;建议限制在淮河以南地区进行集中采暖设施建设,因为该地区的采暖期过短,大规模的基础建设存在人力和物力上的浪费。

理想的节能建筑是建筑的运行能耗为“零”的建筑,而被动式超低能耗建筑设计是实现零能耗建筑的重要前置阶段。

1
我国能源发展问题
  • 人均能源拥有量、储备量低

  • 能源结构依然以煤为主,全国年耗煤量已超过13亿吨

  • 能源资源分布不均

  • 能源利用效率低

从我国的建筑方面来讲。随着住房需求及客户对整体装修度的要求上升导致我国建筑能耗逐年大幅度上升,已达全社会能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生产能耗约13%,建筑总能耗已达全国能源总消耗量的45%。

我们不难看出庞大的建筑能耗,已经成为国民经济的巨大负担。除此之外,我国建筑的单位面积采暖能耗仍然是与我国气候条件相近的发达国家的2~3倍,国家迫切需要进一步提高节能标准来适应国际趋势。

2
我国建筑能耗高的原因

一方面是随着我国经济社会的发展,人们对建筑空间和环境品质的需求不断提高;另一方面是在快速城镇化进程中,城镇建筑缺乏对传统地域建筑文明的继承和发扬,要么“千篇一律”、“千城一面”,要么“贪大求洋”、“媚俗求怪”。

因此需要针对地域气候条件和社会经济文化背景,保证建筑室内环境的舒适性,传承建筑风貌和传统生态经验,并最大化利用太阳能、风能等自然能源,营造“被动式超低能耗建筑”。

① 夏季白天

② 夏季夜间

被动式超低能耗建筑示意图

3
如何实现被动式超低能耗

1.要认知室外气候

简而言之就是认知冬天有多冷或者夏天有多热,冷热持续的时间有多长等问题,这些被称为“室外计算参数”,而拥有准确可靠的室外计算参数是发展超低能耗建筑的重要前提。我国保温设计室外计算参数覆盖城镇分布见下图:

我国保温设计室外计算参数覆盖城镇分布图(图源:GB 50176-2016《民用建筑热工设计规范》)

室外计算参数可分为两类,一类是空气温度、空气湿度等常规气象参数,数据主要来源于我国1000多个基本地面观测台站;另一类是太阳辐射,其观测站点还不到基本地面观测站点数的6%,也就是说绝大部分地方都没有太阳辐射数据。

与常规气象参数相比,太阳辐射随海拔、地形、下垫面状况的变化而变化,其影响机制非常复杂,是当前的“卡脖子问题”。当务之急是挖掘室外气候要素的时空分布规律,准确描述其逐时变化特征,并覆盖到县一级行政单位,实现“有数可依”。

2.确定人的舒适条件

人体热舒适需求是被动式超低能耗建筑的重要基准条件。在一定区间内,夏季空调设定温度每提升1ºC,可节约10%左右的空调能耗。因此,合理设定室内基准温度可提升建筑的节能性能。

我国现行建筑节能设计的标准中,对于室内温度的设定是采用统一的定值(冬、夏季室内计算温度分别为18ºC、26ºC,幼儿园、养老院建筑等除外),这些温度指标的界定,未考量人体对环境的主动适应能力。比如在室外空气温度无显著差异的春、秋两季,人们在衣着、热感觉等方面往往存在差异,即“春捂秋冻”。

再比如研究发现我国干热干冷气候条件下吐鲁番地区居民对“热”的耐受性较强,而对“冷”的耐受性较弱。据此,可适当调整建筑室内设计温度基准来实现建筑节能。

3.要设计好建筑本体

充分利用建筑物自身热工性能的提升,并利用可再生的自然气候资源作为建筑采暖和降温的替代能源,是降低建筑能耗的最具生态属性的技术途径。

被动式太阳能采暖、自然通风、建筑蓄热、夜间通风、蒸发冷却等是普遍适用于我国的被动式技术,而对“室外气候”和“人”的认知程度直接影响到这些被动式技术的应用效果。

以窑洞建筑为例,厚重的墙体能够有效抵御室外气候的不利影响,门洞处的圆拱加上高窗使得冬季有更多的阳光进入室内,起到调节室内热环境、降低建筑能耗的作用。

再比如南方是否需要通过加大保温层厚度来提高节能率呢?事实上,南方由于冬季室内外温差小,通过围护结构传热造成的热损失相对较小,而且保温效果太好也会影响夏季室内热量散失,反而会增加能耗。

只有明晰室外气候、人在被动式控制环境下的热舒适需求规律以及与“气候”和“人”相适应的被动式超低能耗建筑设计方法,才能真正实现被动式超低能耗建筑。

目前,很多设计师及建筑师为了追求视觉冲击会存在过度设计、同质化设计以及夸张设计等,这些设计不仅照旧了原料浪费更与美好建筑背道而驰。建筑设计最重要的是人与环境,视觉反而应是次要的,但很多设计师都弄混了,这也是为什么需要建筑节能,需要被动式超低能耗建筑设计师。

一起get被动房技能吧

每日一条

用1分钟来了解被动房

【第543条】国内被动房项目-兰州新区中建大厦:兰州新区中建大厦1号办公楼项目的建筑用能系统设置合理,通过了中国被动式超低能耗建筑联盟的评审。项目的光源采用建筑光伏一体化设计,采暖制冷系统采用高效率的蒸发冷却智能机组。

(0)

相关推荐

  • 大力发展绿色节能建筑业

    陕建五建 何亮 2020年12月,陕西建工集团提前两年实现整体上市目标,创全国建筑行业A股上市最快纪录,成为陕西首家营业收入超千亿元的上市公司.陕西建工集团整体上市,在陕西建筑业发展历史上具有里程碑意 ...

  • 这样式的建筑,你造么

    "被动房"也称之为被动式节能建筑.超低能耗建筑,是无需主动供应能量就能满足制冷和采暖需求的房屋.简单来说,是一种高度节能和高舒适宜居的建筑. 被动式节能建筑先进节能的设计理念和施工 ...

  • 阳光雨屋 | 被动式超低能耗设计项目

    位置:迪凯特,佐治亚州,美国 面积:260平米 建成时间:夏天,2009年 阳光雨屋是一栋两层小楼,占地260平米,有三间卧室,它坐落于美国佐治亚州迪凯特的一处1/3英亩大小的地方.周围邻近区域的独户 ...

  • 河南 | 组织申报2017被动式超低能耗绿色建筑示范项目

    近日,河南省住房和城乡建设厅发布<关于组织申报2017年建筑节能及绿色建筑相关示范储备项目的通知>(豫建科[2017]6号),文件要求:按照国家及省政府节能减排综合性工作方案要求,为进一步 ...

  • 图表|山东省《被动式超低能耗居住建筑节能设计标准》

    由山东省建筑科学研究院和山东同圆设计集团有限公司联合主编,山东省住房和城乡建设厅和山东省质量技术监督局联合发布的山东省工程建设标准--<被动式超低能耗居住建筑节能设计标准(DB37/T5074- ...

  • 共融 | 被动房or被动式超低能耗绿色建筑

    概念介绍 1.被动房(Passive house) 又称被动式房屋,采用各种节能技术构造最佳的建筑围护结构和室内环境,极大限度地提高建筑保温隔热性能和气密性,使建筑物对采暖和制冷需求降到最低. 在此基 ...

  • 绿色低碳、超低能耗!这种建筑将来到我们身边

    ◎ 科技日报记者 华凌 我国幅员辽阔,南北跨越热.温.寒气候带.伴随不同地域建筑总量的不断攀升和居住舒适度的提高,与工业耗能.交通耗能相比,建筑耗能呈不断上涨趋势. 近年来,国家陆续颁布支持超低能耗建 ...

  • 超低能耗 高炉水冲渣烟气冷凝除尘协同消雾技术

    超低能耗  高炉水冲渣烟气冷凝除尘协同消雾技术 消白 节水 脱硫 除尘 河北煜剑节能技术有限公司 中煤玮坤(北京)环保节能科技有限公司 高炉水冲渣烟气简介 高炉在冶炼过程中产生约3倍铁水体积.温度15 ...

  • 河南郑州:装配式超低能耗房屋推介会召开,助力绿色环保新建筑模式

    环球网校 · 2020年8月3日 14:10:52 住房和城乡建设部科技与产业化发展中心<建筑技术>和<住宅产业>助理主编龚志平,清华大学建筑设计研究院工程分院特色产业镇研究中 ...

  • 装配式超低能耗铝合金玻璃幕墙开发与应用

    装配式超低能耗铝合金玻璃幕墙开发与应用

  • line WORK | 上海首个超低能耗住宅:融信旭辉·世纪古美

    - 在房地产的后开发时代,市场需求增长趋向平稳,新房开发规模.供应规模都在趋向减少.此外,受疫情冲击.多项政策干预的政府宏观调控下,房产市场正趋于回归理性.当行业渐入成熟期,市场转而对房企的管理能力. ...