被动房是怎样炼成的?
被动房——完全普通的居住建筑,对于住在里面的人,差别也不大,但仍然存在不同之处。被动房原理简单,不懂技术的人也容易理解和使用。现在请你用一点时间来找找这里对你最重要的东西。
一、保温
被动房有非常好的保温,它像一张厚厚的毛皮把整个房子包裹起来。保温可以节能,所以供暖费用非常低,对环境污染也非常小。良好的保温是被动房的必要条件,主要有两个原因:
首先,如果热损失非常小,就可以放弃常规的供暖系统。这时候只要一点点辅助热就够了,比如新风带来的一点热量。 其次,良好的保温可以提高外墙内表面和窗户的温度,即使在特别冷的冬天,也只比室内空气温度低一点点。只有在这样的条件下,才可以不用在外墙边上安装暖气片了。
完整的保温层(黄色),合理的保温厚度
由于墙壁和窗户表面都是暖和的,室内温度很均匀,墙壁再也没有“冷飕飕”的感觉了。 即使坐在外墙边上或者屋顶下面,也不会再有“抽风”了。沙发、甚至床也可以放在墙边,整个屋子得到充分利用,不用再考虑留出什么安全距离了。 暖和的墙壁不再“流汗”了,在保温不好的低温表面出现的结露损伤,在被动房上成了过去时,它对建筑物起到了保护作用。在被动房里,衣柜和其他家具可以直接靠墙摆放,背后不会潮湿霉变。
外保温加强材料
1 好事“太多了”?
即使像被动房那样特别厚的保温层,它们发挥了完全的作用; 厚的保温层可以改善舒适度,提高建筑物的质量; 没有出现因无知而担心的现象。
外墙保温隔热系统构造
常规的保温材料根本不是致密的——至少不会比抹灰和砖墙更致密。墙体的传热不是由空气流动造成的,而是在分子热运动过程中向外传导的。 普通的墙体已经很致密了,不可能通过墙体实现空气交换来满足室内健康空气的需求。
正确安装的保温可以提高蓄热功能:就像放在被子(保温层)下面的暖水袋(蓄热)热的时间要长,是不是? 蓄热的作用经常被高估了。近来建成的大量低能耗建筑的经验证明了建筑物理应早就明白的事实:保温对于能耗、舒适度(即使在夏季) 的意义比蓄热大得多。在自然界也可以看到:天冷了,鸟儿的羽毛就丰满了(保温啊!)。
德国海德堡铁路新城被动房外墙保温
2 保温密封
穿透性的接缝很容易引起结露造成建筑伤害。 不希望出现的空气交换量不断波动,流动方向也不断变换:在特定的流动条件下,起居室和卧室可能会一点都得不到外部空气。 流动方向往往非常不利:在热升力的作用下,底楼会向里渗风。 一年四季缝隙通风的曲线同样很不利:寒冷季节升力越大,进风量就大,换气次数增加。
—间房子是怎样成为被动房的?其实非常简单,就是两条原则:(1)减少损失;(2)最佳被动利用太阳能。
二、被动利用太阳能
窗户外挂太阳能集热板
被动房的窗户象太阳能集热器一样工作:被动获得太阳能是补偿热损失的最重要贡献。
每年12月、1月和2月的严冬将决定辅助供暖需求量——好的被动房除这几个月外不需要辅助供暖。非常遗憾的是,在中欧冬季这几个核心月份里,太阳能的贡献量非常小。而被动房是依靠它的呀!这几个月不仅日照少,还特别冷。
具有采光、隔热和保温性能的三玻保温窗
所以被动房要用市场上能买得到的最好的窗户:
热损失小:只能使用高级三层保温玻璃[U-值小于0.8W/(m2·K)]; 窗户四周的热损失也必须很小:要用专门为被动房研发生产的高保温窗框; 应该让太阳晒进窗户里来:这首先要注意房屋的朝向(南向在冬天是最理想的),还要防止遮挡!外立面上外挑的构件(无论是阳台、挑檐或者屏风墙)都会挡住太阳。免费的太阳能供暖少了,暖气费就得多缴。
德国海德堡铁路新城被动房窗户
即使在最冷的冬夜,这种超级窗户的玻璃表面温度也不会低于17°C,所以在窗户边上也很舒服。这是之所以能够建造被动房的关键因素之一。自从有了这种超级保温窗户,才使得可以放弃以前必须在窗户下面安装的暖气片。 在正常的居住条件下,这种窗户的内表面不再会结露。 白天太阳出来以后,窗户内表面的温度会高于室内空气温度:窗户可用于太阳能供暖!给你们的客人看看:太阳能是摸得着的。
被动房规定的能效参数值
被动房之所以能比常规居住建筑节约大量供暖能源,是因为有许多你看不见的建筑和楼宇技术细节做了贡献。
三、带回收的室内新风系统
热回收原理图
人需要好空气。所以被动房配备了室内新风系统。这种系统的首要任务是源源不断地为居室提供足够的新鲜空气:你可以在房间出风口上感觉到习习空气正在进入房间,并且能够闻到空气的新鲜!这里进来的完全是外部的空气,用过以后的污浊空气从卫浴室抽走排到室外去了。所以,所有居室、儿童房间和卧室一直有新风供应,也不需要为此而开窗了。
在送入新风的同时,乏气从空气最不好的地方被抽出去,如浴室、卫生间和厨房。通过设计合理的空气流动方向,使得那些有味道的气体和水蒸气不能进入起居室和卧室,而脏空气则很快通过排气阀门被抽走。空气很快又新鲜了,关着窗也很舒服。
带热回收功能的进风/排风系统示意图
晚上即使关着窗,也一直可以呼吸新鲜空气!这就是新风系统的责任。
由外面的风和气候变化促成的缝隙透风是很偶然的事:如果外面特别冷而又没有刮大风,那么即使是一间四处透风的房子室内空气更新也是很少的。而刮大风的时候又会灌进太多的风。现在我们用一台小风机送风,不管天气如何,可以供应你所需要的新风量,而且是在不开窗的情况下。
跟以前一样,被动房的每一间居室都有可以开启的窗户,也可以 是一种可以关闭的通风孔。原则上是不需要为了通风而开窗的。当然, 夏天早晚可以开窗把外面的凉风放进来;也可以在春暖花开时节开窗听听鸟儿鸣唱。要注意的是:开窗让空气进来或出去就不可能有效回收热量。
在奥地利CEPHEUS-Kuchl项目上的户外新风入口和乏气出口
当然机械新风系统是要用电的,用电就要花钱。但是,被动房的新风系统非常省电,好的设备节省的暖气费比消耗的电费多得多。
被动房新风系统在新鲜空气吸风口有一套高级过滤器,它可以使新风管道和热交换器保持清洁。
必须定期更换新风机组的过滤器
四、辅助供暖
被动房不是零能耗建筑,在严冬季节为了保持室内舒适度还需要一点点辅助热量。所以家里还需要有一套辅助供暖系统,但是它也只能提供一小点热量。