被动房分析及案例
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被动房的气密性非常高,为了避免开窗通风造成的热损失,降低能源消耗,同时满足空气交换卫生方面的要求,被动房通常采用带热回收的排气和通风系统。机械通风系统可以确保室内水蒸汽排出室外,保持室内湿度适中,避免水蒸汽破坏建筑构件,产生结露;其次通风可以排出有害物质和异味,保证室内空气质量。新风系统包括带热回收的分散式通风系统和带热回收的集中式通风系统。“热回收装置包括叉流板式热交换器、逆流式热交换器、转轮式热交换器,其热交换效率都在75%以上。”(北京住宅院,2016)
(1)被动式采暖技术
被动式采暖技术就是通过建筑朝向、周围环境布置、建筑材料选择和建筑平、立面构造等多方面的设计,使建筑物在冬季能最大限度地利用太阳能采暖而夏季又不至于过热。主要方式是是加大房间向阳立面的窗,如做成落地式大玻璃窗或增设高侧窗,让阳光直接进到室内加热房间。采用这种被动式太阳能技术的前提是窗户密封性较高,并配有保温窗帘或保温窗扇板防止夜间从窗户向外的热损失。
(2)主动式采暖技术和设备
①与带热回收新风系统结合的采暖当被动房采暖热负荷低于10W/m2,可以采用带热回收的通风系统进行采暖。从厨卫区域(浴室、厕所、厨房)中抽出的废气要先流经热交换器,在这里,废气近90%的热量会被吸
收掉并传导给新风,然后废气被排除。新风通过进风口进入室内,经过过滤器,然后到达热交换器进行预热送入到房间。
在有些情况下,新风在到达热交换器前还要经过一段长距离的“地热交换器”,即安装在底下1.5~2m左右的管网,新风便可以吸收地下存储的热量。通过地热交换器预热后,外面空气温度可由-15。C升至0~5。C,这样不仅可以防止热交换器进气风扇的截流阀或开关控制结霜,也可大大提高冬天通风排气设备的效率。在有些工程申通风系统还装有电除霜保护加热系统和后加热器( post heater)以保证热交换的稳定性,避免热交换器结冰。
目前是世界上最大的,地热交换器埋于地下深至3米,管道长度(从进气口到通风系统)长达6公里。在最冷的天气,被动房每平米的最大采暖需求达到10W,可以利用需要高效的采暖设施进行辅助加热,如冷凝式锅炉、木屑燃烧锅炉、带热泵和储热罐的通风供暖和热水成套设备。
⑦利用可再生能源的采暖系统可再生能源采暖系统包括太阳能采暖系统和浅层地能热泵采暖系统。欧洲很多采用地源热泵技术辅助太阳能系统为低能耗建筑供热或被动房辅助供热。地源热泵的末端采暖系统通常是辐射式采暖系统如地板辐射采暖系统或楼板埋管系统。
遮
阳技术
欧洲被动式一低能耗建筑通过合理选择建筑朝向,处理好建筑立面,进行被动式的遮阳或自遮阳。如通过建筑构件本身,特别是窗户部分的缩紧形成阴影区,形成自遮阳:或是利用建筑互相造影形成建筑互遮阳。
建筑外遮阳可以是固定的建筑遮阳结构,如遮阳板、屋檐等:也可以是活动式的,如百叶、活动挡板等。除了外遮阳,还有导光遮阳系统和可切换式玻璃同样能优化利用日光和降低制冷负荷。
国外被动房案例
日本出现了第一栋通过正式认证的被动房。它位于东京的西南方向、距其50英里的镰仓市的乡间。这栋叫做“阶梯房”的乡间别墅,不仅节省能耗,并且,它的“阶梯”造型,打破了被动房的呆板形象,而且,还有助于建立起友好亲密的邻里关系。
这所被动房和日本传统的建筑相去甚远。通常传统日本建筑会使用较薄的墙面以及单一块面的窗户。而在这所房子里,使用的则是较厚的墙面以及三层式玻璃。三层玻璃是被动房最常用的一种形式,它起着“保暖外壳”的作用。作为建筑外壳的墙面和玻璃,是建造一个被动房非常重要的因素,如果外壳的质量不过关,就无法保持室内的气温。这样的外壳可以保证有最少的接缝,因此不容易发生空气泄漏和热量的流失。
整栋房屋采暖通风的核心是HRV,即废热回收系统。通过这个系统可以源源不断地供应过滤后的新鲜空气,以及为室内地板下的加热系统提供能源,此外还设计了一个火炉可供生火。考虑到日本的气候环境,这种
被动房将节省大量的能源消耗。