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    什么是被動(dòng)式住宅

    2018-06-02


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    理解什么是被動(dòng)式住宅
    一、名詞術(shù)語(yǔ)
    有“被動(dòng)式住宅”這一說(shuō)法,我認為,相對應,那么就會(huì )有“主動(dòng)式住宅”這一概念,其實(shí),可以說(shuō)“主動(dòng)式住宅”,也就指“傳統的采暖住宅”。
    “被動(dòng)式住宅”,這一名詞,是源自西方歐美的舶來(lái)品。
    中國大陸的“被動(dòng)式住宅”,在中國臺灣被稱(chēng)作“被動(dòng)式節能屋”,在日本被稱(chēng)作“無(wú)暖房住宅”。
    “被動(dòng)式住宅”的英文名字是“passive house”,德文名字是“Passivhaus”。
    (以下內容,為部分歐美被動(dòng)式獨立小住宅的外觀(guān)圖片資料。)

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    德國被動(dòng)式住宅主要組成分項:
    1、被動(dòng)墻
    2、屋面集熱系統
    3、三層玻璃被動(dòng)窗戶(hù)
    4、創(chuàng )新的住宅技術(shù)
    5、基礎底板保溫隔熱
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    (以下內容,為歐美某幢被動(dòng)式獨立住宅的圖片資料)
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    二、傳統式住宅——“主動(dòng)式住宅”的涵義
    可以通過(guò)下面的通俗說(shuō)法,來(lái)理解和認識“主動(dòng)式住宅”的涵義。
    1、夏季,烈日炎炎,雖然僅有短暫的數十天里,室外空氣溫度會(huì )非常地高,但是,為了能夠讓人們在室內正常地生活居住,需要對室內環(huán)境進(jìn)行人工降溫干預,那么就得需要投資安裝壽命僅有十來(lái)年的制冷空調設備。
    2、同樣,冬季,冰天雪地,寒冷的時(shí)間可能會(huì )比較漫長(cháng),為了達到室內適宜生活居住的溫度,就得需要在冬天長(cháng)期點(diǎn)燃火爐,或者事先在住宅建造初期,投入一筆較大的資金,安裝比較長(cháng)久性使用的取暖設施。
    3、總之,“主動(dòng)式住宅”,無(wú)論是在夏天,還是在冬天,都需要靠能源設施來(lái)“主動(dòng)”提供能量,都得消耗大量的“一次能源”。
    (補充說(shuō)明資料:
    所謂一次能源,是指直接取自自然界,沒(méi)有經(jīng)過(guò)加工轉換的各種能量和資源,包括:煤炭、石油、天然氣,等等。
    由一次能源,經(jīng)過(guò)加工轉換以后,得到的能源產(chǎn)品,稱(chēng)為二次能源,比如:電力、煤氣、汽油、柴油、液化石油氣,等等。
    一次能源,又可以進(jìn)一步分為再生能源和非再生能源兩大類(lèi)。
    再生能源,包括太陽(yáng)能、水力、風(fēng)力、生物質(zhì)能,等等。這些再生能源,在自然界可以循環(huán)再生。
    而非再生能源包括:煤炭、原油、天然氣等,它們是不能再生的,用掉一點(diǎn),便會(huì )減少一點(diǎn)。
    事實(shí)上,地球上許多一次能源,比如,石油、煤炭、天然氣等,正在日趨枯竭。所以,人類(lèi)必須主動(dòng)開(kāi)發(fā)一些新型的替代能源,才能更好地迎接未來(lái)的挑戰。)
    三、“被動(dòng)式住宅”的涵義
    “被動(dòng)式住宅”的涵義,與“主動(dòng)式住宅”的涵義,正好相反。
    “被動(dòng)式住宅”,通俗地講,可以說(shuō)是“僅僅靠住宅本身的構造設計,就能到達舒適的室內溫度,滿(mǎn)足‘冬暖夏涼’的要求,不需要單獨再另外安裝供暖設施的住宅,即,不需要‘主動(dòng)’提供能量的這樣一種房屋”。
    其實(shí),也可以這樣簡(jiǎn)單地理解,所謂“被動(dòng)式住宅”,就是一種思想理念來(lái)自西方世界,采用現代保溫隔熱技術(shù)手段,建造的新一代的節能住宅。
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    這種“被動(dòng)式住宅”僅消耗運行一臺吹風(fēng)機的能量,就可以供給需要的所有熱量和熱水。
    “被動(dòng)式住宅”,使用了超厚的保溫隔熱斷熱材料,在住宅的上面、下面、左面、右面、前面、后面,六個(gè)方向上,進(jìn)行了圍護和密封。
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    外墻上的門(mén)扇和窗戶(hù),無(wú)論是窗框,還是中間使用的采光玻璃,都是使用具有現代保溫構造特點(diǎn)的產(chǎn)品。采光玻璃,使用低輻射的多層中空玻璃。有些甚至還會(huì )安裝使用雙層窗扇的窗戶(hù)。
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    “被動(dòng)式住宅”,由于圍護密封性能強,勢必會(huì )導致室內的空氣容易混濁。長(cháng)期生活在不夠清新的室內空氣環(huán)境中,將會(huì )直接影響居住者的身體健康。所以,“被動(dòng)式住宅”,往往還會(huì )安裝耗電量非常少的“能量回收通風(fēng)系統ERV (Energy Recovery Ventilation )”。
    “能量回收通風(fēng)系統ERV (Energy Recovery Ventilation )”的工作原理是這樣的,系統能夠將預排出室外的室內廢氣中的熱量留住,再使用這個(gè)熱量,加熱吸入的新鮮空氣,這樣,就能保證室內空氣的清新,同時(shí),也能減少因室內外空氣的通風(fēng)循環(huán),損失消耗過(guò)多的能源。
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    能量回收通風(fēng)系統ERV(Energy recovery ventilation)核心設備,工作性能示意圖。
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    ERV能量回收通風(fēng)系統,核心設備,吸收欲排出室外的蓄含熱量的室內廢氣( 20℃)中的絕大部分熱量,
    預熱吸入的室外新鮮低溫冷空氣(0℃),達到(18℃)后,送入室內各個(gè)房間。
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    據有關(guān)資料介紹說(shuō),獨立小住宅,中央通風(fēng)系統,采用精巧的新型設計,進(jìn)氣管和排氣管并排安置,溫暖室內空氣排出去的同時(shí),清潔的室外冷空氣引進(jìn)來(lái),熱交換效率可達90%左右。
    在歐美國家,為了符合標準,“被動(dòng)式住宅”建造完工時(shí),必須要經(jīng)過(guò)使用專(zhuān)用設備,進(jìn)行“通風(fēng)測試”,以表明其在壓力環(huán)境下,空氣損失最小。
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    “被動(dòng)式住宅”安裝有一些窗戶(hù),所有窗戶(hù)都能夠開(kāi)啟。事實(shí)上,在北半球上的“被動(dòng)式住宅”,朝南開(kāi)的窗戶(hù),要比朝北的開(kāi)的多。
    “被動(dòng)式住宅”的能量,可以是充分利用來(lái)自大自然中太陽(yáng)的光和熱,也可以是室內家用電器或居住者身體所釋放的熱量。
    雖然,“被動(dòng)式住宅”幾乎沒(méi)有能量的散失,從理論上講,無(wú)需“主動(dòng)”供應能量。但在實(shí)際應用中,對于北方,冬季非常寒冷的地區來(lái)說(shuō),“被動(dòng)式住宅”的內部,實(shí)際上,往往還得需要安裝一個(gè)小的備用熱源。
    “被動(dòng)式住宅”的建造,適合住宅體量比較緊湊的情況,不太適合大體量的住宅。
    在“被動(dòng)式住宅”建造的初期,投資成本,肯定也要比傳統住宅的建造要高。據國外的數據資料介紹,大約要高出10%左右。
    “被動(dòng)式住宅”與太陽(yáng)能、地熱能等可再生能源配合運行使用,會(huì )節省下很多因需要添置節能產(chǎn)品而產(chǎn)生的昂貴費用,從而可以達到節能減排的目的。(西方國家,個(gè)人建造住宅,使用太陽(yáng)能技術(shù)產(chǎn)品,享受政府的資金補貼。)
    “被動(dòng)式住宅”的應用和推廣,是世界住宅建造領(lǐng)域的流行趨勢。
    四、 “被動(dòng)式住宅”在德國
    “被動(dòng)式住宅”,或者說(shuō)是“現代節能住宅”,對大多數中國人來(lái)說(shuō),還是個(gè)比較陌生的名詞術(shù)語(yǔ)。其實(shí),這一技術(shù)早在20世紀七八十年代,就開(kāi)始在國外發(fā)展了。德國在“被動(dòng)式住宅”方面,處于世界領(lǐng)先的地位。
    “被動(dòng)式住宅(Passive House)”,是由瑞典隆德大學(xué)的Mr. Bo Adamson教授和德國達姆斯塔特房屋與環(huán)境研究所的Mr. Wolfgang Feist博士,在1988年提出來(lái)的,目標是設計一種不需要“采暖空調主動(dòng)供冷熱”的住宅,因此命名為“被動(dòng)式住宅”。
    1990年,世界首座被動(dòng)式住宅,在德國達姆斯塔特(Darmstadt)建成。從此,以Mr. Wolfgang Feist為首的物理學(xué)家、數學(xué)家、氣候環(huán)境學(xué)家、材料學(xué)家及專(zhuān)業(yè)工程人員組成的科研團隊,對被動(dòng)式住宅進(jìn)行了20年的系統研究與測試,形成了一整套技術(shù)和施工規范。
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    大多數“被動(dòng)式住宅”,體量都不算太大,大概每人的使用空間,大約在45平方米左右。在德國,這種“被動(dòng)式住宅”的造價(jià),僅比傳統住宅——“主動(dòng)式住宅”,高出約5%至7%。
    “被動(dòng)式住宅”,最初并沒(méi)引起世界各國的注意。但隨著(zhù)2005年世界能源價(jià)格再一次大幅上漲,“被動(dòng)式住宅”的獨特魅力,才又引起了有關(guān)國家的注意,并逐漸獲得了認可。
    進(jìn)入2009年以后,“被動(dòng)式住宅”已逐漸成為歐洲住宅節能技術(shù)的主流,并被部分歐洲國家確定為國家住宅標準,或者未來(lái)城市發(fā)展規劃的方向。歐洲議會(huì )也提議,在歐洲地區,新建住宅,要符合“被動(dòng)式住宅”的相關(guān)標準。
    “被動(dòng)式住宅”,節約能源,能夠減少二氧化碳的排放,對于保護人類(lèi)共同的家園——地球環(huán)境,有著(zhù)非常重要的現實(shí)意義。
    五、其他介紹
    “被動(dòng)式住宅”,是一個(gè)擁有舒適室內微氣候環(huán)境的住宅?!氨粍?dòng)式住宅”無(wú)需安裝“主動(dòng)”的制熱和冷卻系統(比如,鍋爐、地熱蒸汽泵,等)。住宅自身,進(jìn)行冷熱過(guò)程,因此稱(chēng)為“被動(dòng)式”。
    “被動(dòng)式住宅”,可以用非常小的能耗,將室內調節到合適的溫度,非常環(huán)保。
    “被動(dòng)式住宅”,每年的取暖需求,每平方米的居住面積,必須小于15千瓦每小時(shí)(以kWh/(m2a)形式表示)。
    “被動(dòng)式住宅”,能量損耗非常少,與此同時(shí),還能夠提供高層次的舒適感。
    被動(dòng)式住宅的基本特征:
    1、緊湊的結構和良好絕熱性能:
    房屋外殼的所有部分都是保溫隔熱的,達到一個(gè)不超過(guò)0.15 W/(m2K)的傳熱系數。
    2、方向定位和陰暗度的考慮:
    太陽(yáng)能的被動(dòng)使用在被動(dòng)屋的設計上是一個(gè)重要因素。
    (補充說(shuō)明資料:
    主動(dòng)式太陽(yáng)房,或稱(chēng)主動(dòng)太陽(yáng)能采暖系統,是以太陽(yáng)能集熱器,作為熱源,替代以煤、石油、天然氣、電等常規能源作為燃料的鍋爐。
    主動(dòng)式太陽(yáng)房,主要設備包括;太陽(yáng)能集熱器、儲熱水箱、輔助熱源,以及管道、閥門(mén)、風(fēng)機、水泵、控制系統等部件。
    太陽(yáng)能集熱器,獲取太陽(yáng)的熱量,通過(guò)配熱系統,送至室內進(jìn)行采暖。過(guò)剩熱量?jì)Υ嬖谒鋬?。當收集的熱量小于采暖負荷時(shí),用儲存的熱量來(lái)補充,熱量不足時(shí),由備用的輔助熱源提供。
    被動(dòng)式太陽(yáng)房,或稱(chēng)被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖系統,不需要專(zhuān)門(mén)的集熱器、熱交換器、水泵(或風(fēng)機)等主動(dòng)式太陽(yáng)能采暖系統中必需的部件,只是依靠住宅方位的合理布置,通過(guò)窗、墻、屋頂等住宅本身構造和材料的熱工性能,以自然交換的方式(輻射、對流、傳導)使住宅在冬季盡可能多吸收和儲蓄熱量,以達到采暖的目的。
    被動(dòng)式太陽(yáng)房,就是根據當地的氣象條件,在基本上不添置附加設備的條件下,只在住宅構造和材料性能上下工夫,使住宅內部達到一定采暖效果的一種方法。因此,這種太陽(yáng)能采暖系統構造簡(jiǎn)單、造價(jià)便宜。)
    3、節能玻璃窗和框架:
    窗戶(hù)(組合的玻璃裝置和框架)應該達到一個(gè)不超過(guò)0.80 W/(m2K)的傳熱系數。被動(dòng)式節能住宅的窗戶(hù)必須是0.8 W/m2K或者更好。建議使用優(yōu)質(zhì)的三層玻璃窗戶(hù)。
    4、圍護結構氣密性:
    透過(guò)不封縫的漏氣量,每小時(shí)必須小于房屋體積的0.6倍。
    5、新鮮空氣的被動(dòng)預熱:
    通過(guò)地下管道時(shí)土壤換熱,新鮮空氣被帶入房間。即使在寒冷的冬天,新鮮空氣也將被預熱到5攝氏度(41華氏溫標)以上。高效的廢熱回收,使用了一個(gè)空對空的熱交換器:大多數廢氣中的易感熱量被轉移到引入的新鮮空氣中(熱回收率超過(guò)80%)。
    6、使用可再生能源進(jìn)行熱水供應:
    太陽(yáng)能板或蒸汽泵,給熱水提供能量。節能家用電器,低耗能冰箱、爐灶、冷柜、燈具、洗凈器、烘干機等等,這些在被動(dòng)式住宅中是必不可少的。




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