被动式低能耗建筑技术的优缺点V5

建筑要节约80%一次能源。实现上述目标将为德国节省出近40%左右的社会终
端能耗 。
中德对建筑节能要求差异
• 用一次能源消耗量做限制性指标而不用50%或65%这类的相对指标或耗热量指
标来表示建筑物能耗的高低 • 对建筑的采暖能耗、制冷能耗和建筑物的总能耗做限制而不是仅对采暖或制
冷做限制
• 对建筑物的气密性进行了严格的规定并制定了检测方法，而我国标准对此没 做规定 • 必须安装带有高效热回收装置的通风设施，而我国标准对此方面不做要求
外墙保温锚栓钉
固定苯板保温钉空隙发泡后再装 保温钉
优点
主体工程中防热桥预留洞的处理
防热桥预留洞施工现场照片
优点
各种套管、防水、气密性处理
优点
隔断热桥的阳台
施工现场照片
优点
优点
外墙空调、太阳能热水器、雨水管支架安 装照片
各种支架与墙体之间垫装20mm厚保 温垫
优点
2.外窗
与国内 传统的 窗安装 方式不 一样
采暖能流图 被动式低能耗建筑-用一次能源做限定性指标 能耗计算 采暖空间 极限平衡 QS QL QT QI 有效能
获取
QH
传递
（空间极限 = 热套封）
分配
转化 保存 生产 运输
最终能量
（楼宇极限）
原始 能量
来源：PHD
被动式房屋在德国能源战略的作用
• • 福岛核电站事故后,德国率先宣布放弃使用核能,而核能占其能源供应的40%. 德国2011年提出了新的节能目标：自2019年1月1日起, 政府办公建筑将成为(近) 零能耗；自2021年1月1日起, 所有的新建建筑将建成(近)零能耗；2050年所有
被动式建筑的意义
大大地延长房屋的使用寿命
国家住建部下一步计划
• 尽快完成河北省被动式房屋标准的编制工作。 • 开展对设计、施工和监理等技术人员被动式房屋 技术培训。 • 加强被动式房屋技术研究。研究在不同气候区的 被动式房屋技术并开展示范。 • 引导建筑节能材料与产品的更新换代。促进研发 能够满足被动房技术要求的建筑材料与部件，如 高性能的外窗、保温材料、密封材料、高效热回 收功能的新风机组、通风管道等。 • 研究推动被动式房屋发展的激励政策，鼓励更多 的开发商建造被动式房屋。
2
中德合作“在水一方”示范项目
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项目介绍
在水一方C区鸟瞰图
项目位于秦皇岛 17层的住宅楼 总用地面积 12.05万㎡ 地上总建筑面积 38.69万㎡ 被动房屋示范面 积 8万㎡，已于 2013年1月成功 通过被动房验收
项目介绍
技术支持
德国能源署
执行机构
国家住建部科技促进中心
示范单位
秦皇岛五兴房地产有限公司
二氧化碳含量 噪声 新风热回收率
40%～65%
≤1000ppm < 35dB > 75%
室内风速
1～1.5m/s
被动式建筑的意义
建造被动式房屋可以极大地缓解我国夏季用电负荷
中国近些年许多新建的电厂、电网仅为满足电力空调全年 1～3个月的运转，直接导致电力设备年负荷利用小时数的 下降，造成国家在电力行业投入的巨资在大部分的时间闲 置 • 秦皇岛（居住建筑）小于20W/m² • 石家庄（办公建筑）小于40W/m² • 福建南安（办公建筑）小于25W/m²。
•
•
室内环境得到极大改善,完全取消了传统供暖系统
我国建筑热工环境仍需改善,能耗仍需进一步降低
被动式建筑的意义
1.节能、环保 – 大大缓解决我国城镇化进程中的供暖和制冷引起的能源、温 室气体排放、雾霾、环境污染等问题。 – 中国北方新建建筑都按现行节能标准建造，还要再增加至少 ５亿吨标准煤的采暖需求。但是被动式房屋几乎不需要供暖 设施，从而避免了每年冬季由于北方采暖会带来一些社会问 题、如能耗和排放问题 。 2.提高舒适度 – 尤其是中国南方，通过建造被动式建筑，可以解决冬季提高 热舒适度的问题。近几年南方居民呼吁冬季供暖，但是出于 能耗、环保、投资等压力，南方地区冬季提供传统方式的供 暖有一定难度。但是如果实施被动式建筑，可以在不增加供 暖设施、能耗和环境压力的前提下，极大提高居民冬季舒适 性，室内温度达到20摄氏度以上，解决居民、政府的诉求， 实现共赢。
供暖需热量 或楼宇热负荷 排气 有效制冷需求 总一次能源需求 楼宇气密性 超温频率
15 kWh/(m² a) 进气 10 W/m² 15 kWh/(m² a) 120 kWh/(m² a) 0.6 /h 10 %
来源：PHD D-A.1 32 10/09
被动式低能耗建筑用自身的得热满足冬季采暖的需求
中德合作被动式低能耗建筑技术简介
2014年5月5日
总目录
1. 2. 3. 4. 被动式低能耗建筑技术介绍 中德合作秦皇岛“在水一方”示范项目 优点（值得借鉴的地方） 缺点（不适合我国的地方）
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1
被动式低能耗建筑技术介绍
3
被动房屋定义 被动房屋介绍
被动式低能耗建筑技术是采 用各种被动式节能技术（如优 良的外维护结构、置换式新风 系统等）建造最佳的建筑，使 建筑物供热和制冷的能量消耗 很低。该技术不再利用传统的 供热和制冷方式，利用人们生 活产生的热量，并充分利用可 再生能源，给居住者提供较高 舒适度。实现舒适的温度、低 噪音、低二氧化碳浓度、干净 健康的居住环境。
德国被动房的标准与我国标准的差异
• • • • 强调建筑物首先要满足建筑热工的要求，严禁结露发霉，然后才是对建筑能物能耗的 要求 提出对建筑物舒适度要求。它要求室内相对湿度在是 40-60%，温度控制在20～ 26℃， 并且超温频率 10 %，并且新风量必要满足人体需求 强调充分利用自然通风。被动式房屋在室外气候条件在舒适范围内（过度季节），尽 可能不启动设备对室内调节而利用自然通风 充分利用自然采光。被动式房屋对窗墙比没有限制，但对通过窗进入到室内的太阳光 得热（Total energy transmittance）有所限制，规定不得小于0.5。 (太阳平均得热系数表 征的是透过幕墙进入室内的太阳能总量与投射在幕墙外表面的太阳能总量的比值,该数 值越大,表明幕墙的太阳能透过特性越好) 判定建筑是否符合节能建筑的方法不同。德国是通过能耗模拟计算出一次能源并最终 通过建筑实测的一次能源消耗量判定其是否为节能建筑；而我国规定通过建筑材料和 建筑构件的物理性能的检测而判定是符为节能建筑。 中国的绿色建筑标识认证是解决有没有，而德国的被动房认证是解决好不好
优点
外窗与墙体密封的3重措施
1.预压自膨胀密封带
优点
外窗与墙体密封的3重措施
3.内密封布
（防水隔气膜）
2.外密封布
（防水透气膜)
优点
窗台护板保护外保温层，延长外保温层寿命
优点 被动房窗户
窗的性能：三层中空玻璃充惰性气体
三层玻璃
填充稀有气体氪/氩
U< 1 W/m² K
门窗框/扇的附加隔热层
3 层模型：无支撑绝热层
包括家用电器，热水，制冷，供热等等所有耗能。 以上技术参数对应的面积为能量参考面积，是在维护结构 内的使用面积。
绝热： U 0.15 W/(m² K) Uw 1 W/(m² K) 无热桥
室外空气
排气
通风采用 75% WRG , 电力需求最多 0.45 Wh/m³
气密性： n50 0,6 /h
室内讲课
姜伟新部长：要扎扎实实地把“被动式”住房的试点工 作做好。我们应该主动做好建筑节能工作，应该在这方面进 行一场革命。秦皇岛要总结建设“被动式”超低能耗建筑的 标准，通过论证使之成为“十二五”期间此项工作的标准。 试点工作要以各方面成功为最终目标，只许成功，不许失败。
开工建设
参与人员
住建部 节能与科技 司韩爱兴副 司长、德国 能源署官员 Nicole Pillen女士、 住建部科技 中心张小玲 处长在施工 现场调研。
2.房屋的外窗采光、隔热和保温性能足够好
• 夏季：室内可以外窗的自然光满足照明要求，从而将用电照明降 到最低。外窗在满足采光的同时，将造成室内冷负荷的红外线隔 绝在室外从而最大地降低冷负荷g≥0.5(相当于SC=0.588)
•
冬季：外窗在满足采光同时，窗的传热系数足够的低，从 而降低通过窗的热传导. U 1 W/(m²K)
优点
主体工程中防热桥预留洞
1.外保温（苯板200mm左右厚度）
双层错缝安装，避免 出现通缝。 锚栓穿过两层保温板 固定在基墙上
优点
外遮阳也要保证外保温层的连续性
遮阳做法绝热系统中的百叶窗
来源：Beck & Heun 公司
优点
女儿墙
遮阳做法绝热系统中的百叶窗
来源：Beck & Heun 公司
优点
带泡沫芯的木框
优点
窗优异性能，提高了居住舒适度
来源：被动房机构
全面提升建筑室内环境
在基本上无供暖设备情况下，良好的温湿 度环境
优点
从热成像上看被动房与非被动房的区别
提高房屋质量、舒适度从而促进房屋销售。
被动式房屋的基本原理
1.房屋的外墙与屋顶保温隔热性能足够好
• 当外围护结构的保温厚到达一定厚度时,房屋通过外围护 结构的能量损失达到最低.在冬季可以凭借房屋自然得热 维持室内温度达到20度以上;在夏季足以抵抗太阳的幅射 不传到室内. U 0.15 W/(m²K)
被动式建筑的意义
北方地区，被动房节能的同时，极大地提高室内舒适度水平
“在水一方”C15#楼气密性和室内环境测试结果表
气密性 室内温度 墙体表面温度与室 内空气温度差值 N50≤0.6 20℃～ 26℃ ≤3℃ 指室内外压差50帕的状态下房屋 每小时换气次数
室外环境温度：-13.7℃～-2.8℃
湿度
所有楼宇外墙的极佳绝热 无任何形式的热桥 三层玻璃
被动房剖面图
排气
进气
卧室
出气
浴室 / 卫生间
新鲜空气
进气
起居室
出气
厨房
空气 / 空气 热交换器
空气过滤 器
地热热交换器
被动式低能耗建筑保证室内空气质量的高品质
3000
2500
2000
二氧化碳浓度
1500
Pettenkofer 极限 （持续居住空间内 保证健康的允许极限值）
被动式房屋的类型
“被动式低能耗技术”以德国被动房技术为代表，适用 于办公楼宇、住房、校舍、体育馆以及工业用房等各种建 筑类型。普通建筑也可以通过改造达到“被动房”的标准
要求。被动房技术具有广泛的实际意义：
节约能源和资源，保护生态环境。室内冬季没有暖气， 夏季仅开少量的空调。 提供更加舒适的居住环境，提高房屋品质。 低碳房屋，引领节能建筑发展方向，对后代是德善之举。
3.采用通风效率 75% 新风设施
• 必须满足人体的新风需求，在每次换气时将能量损 失降到最低
被动房屋的技ຫໍສະໝຸດ Baidu参数要求
供热能耗特性值：小于15kWh/(年·m2) 用户端的供热消耗一次能源。 气密性要求：50帕压差情况下换气次数小于0.6次/小时
所有能耗的一次能源消耗总计：小于120kWh/(年·m2)
—
* —
3
优点（值得借鉴的地方）
学习被动式低能耗技术的意义在于，我们不一定照搬 德国被动房的整体方案，但是其中有很多技术亮点，是值 得我们学习和借鉴，促进我们今后的建筑设计和工程施工， 提高产品质量，促进销售和增加利润。
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优点
主体工程中防热桥预留洞
1.外保温(连续、无热桥)
1.设计的时候注意，保温层连续， 不能有断开的地方。 2.注意可能产生热桥的节点
1000
500
0 9.00 11.00 13.00 15.00 17.00 19.00 21.00 13.00 1.00 3.00 5.00 7.00 9.00
时间
无通风设备的新建筑卧室内测得的二氧化碳浓度 有通风的被动房底层测得的二氧化碳浓度 二氧化碳数值持续保持在 1000 ppm 的 Pettenkofer 极限值以下。
被动式建筑的意义
南方地区的房屋现状
被动式建筑的意义
困局：南方地区提高冬季建筑热舒适度
• 我国能源供给能否承受得起。 • 南方建筑的气密性极差。
• 南方一些用电采暖的家庭造成的采暖一次能源的 耗费并不比北方小。 • 但是随着人们生活水平的提高，遏制人们冬季取 暖行为几乎是不可能的。 • 必须要改变南方冬季室内潮湿阴冷,四壁发霉的现 象。 • 被动式低能耗建筑也许是一个好的解决办法。
合作团队
住房和城乡建设部科技发展促进中心
秦皇岛五兴房地产有限公司
北京中建建筑设计院有限公司秦皇 岛分公司
清华同方人工环境有限公司
领导关注
住建部姜伟新部长2011,2012年两次视察该项目
姜伟新部长在调研期间， 协调财政部柯凤副司长商讨 给予被动式低能耗建筑财政 补贴事宜。 室内讲课
领导关注
住建部姜伟新部长作重要指示