严寒地区被动式超低能耗居住建筑示范研究

中图分类号：TＵ２01. 5
文献标识码：A
0 引言
超低能耗建筑融合多种节能技术，尽可能地增加围护结构保 温性能，利用可再 生 能 源 和 热 量 回 收，在 满 足 室 内 建 筑 环 境 要 求 的前提下，明显地减少能耗需求［1］。超低能耗建筑也称作 被 动 房，早在 1988 年 5 月就在德国开始推广，目前德国 5% 建筑面积 的居住建筑是被动式建筑。德国被动房建筑相关指标统一，不区 分建筑类型，为商业性自愿推广。我国近几年也开始进行超低能 耗建筑的相关研究，尤 其 是 对 于 居 住 建 筑 的 示 范 研 究，２013 年 10 月河北 省秦皇岛市在水一方项目通过了德国能源署的验收，成 为我国第一座被动式超低能耗居住建筑，其示范带动作用在超低 能耗建筑建设中已经逐步显现。本项目以吉林建筑大学城建学 院专家公寓超低能耗示范工程为研究对象，与现有节能标准和德 国被动房进行对比分析。
但是中德建筑特点、气候特点、建筑建造体系差异大，室内环 境要求差别大，所以亟待出台适合中国国情的被动式超低能耗绿 色建筑指标体系。住房和城乡建设部正致力于被动式超低能耗
超低能耗建筑技术体系的核心在于能耗控制指标，即一次能 建筑及其指标体系的构建，《 被动式超低能耗绿色建筑技术导则》
源需求应该达到的要求。本项目采用建筑能耗模拟软件 eQＵEST 正在研究和编制过程中。等正式导则正式出台后，本示范工程各
表 1 超低能耗建筑各项设计指标对比
各项指标 屋面传热系数 ／ W·（ m２·K）- 1 外墙传热系数 ／ W·（ m２·K）- 1 外窗传热系数 ／ W·（ m２·K）- 1 地面传热系数 ／ W·（ m２·K）- 1
体形系数 气密性
室内温度 ／ ℃ 空气相对湿度 ／ %
CO２ 浓度 ／ ppm 热量回收利用率 ／ %
发展植物纤维材 料，对 我 国 经 济 的 可 持 续 发 展 有 着 重 大 的 意 义， 植物纤 维 水 泥 复 合 材 料 必 定 会 成 为 我 国 新 型 材 料 发 展 的 趋势［6-9］。
1 试验概况
1. 1 试件制作
表 1 试件配合比
kg
试件编号 1 ２ 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1２ 13 14 15
济的发展，有大量 的 建 筑 物 需 要 拆 迁，会 产 生 大 量 的 建 筑 垃 圾 无 法处理，不仅造成了巨大的浪费，还占用了宝贵的土地资源，使用
植物纤维水泥复 合 材 料，可 以 对 建 筑 垃 圾 进 行 回 收 处 理，不 仅 节 约资源，还可以对建筑垃圾做到无害化处理，减少对环境的污染。
对专家公寓示范工程进行对比分析可见，在设计指标上比现 有的吉林省节能 65% 建筑有明显的提高，基本满足德国被动房的 设计指标。通过 eQＵEST 软件进行能耗模拟计算，结果完全符合 德国被动房的能耗控制指标。虽然专家公寓示范工程位于严寒 地区，建筑供暖能 耗 较 大，在 各 项 措 施 的 保 证 下 也 达 到 了 德 国 被 动房的要求，可见严寒地区的居住建筑具有巨大的节能潜力。
60（ 夏季）
—
≤1 000
—
78
表 2 能耗控制指标对比
kWｈ（／ m２ ·年）
各项指标 年供暖一次能源需求量 年供冷一次能源需求量
德国被动房 ≤15 ≤15
城建学院专家公寓 13. 41 14. 1
区，冬季寒冷而漫长，采暖室外设计温度为 - ２1. 1 ℃ ，室内设定温
供暖、供冷和照明一次能源消耗
高岭土 0. 34 0. 34 0. 34 0. 34 0. 34 0. 34 0. 34 0. 34 0. 34 0. 34 0. 34 0. 34 0. 34 0. 34 0. 34
砂 3. 33 1. 66 0. 95 0. 76
0 3. 33 1. 66 0. 95 0. 76
0 3. 33 1. 66 0. 95 0. 76
中图分类号：TＵ２01. 5
文献标识码：A
0 wenku.baidu.com言
改革开放以来，我 国 的 经 济 建 设 取 得 了 巨 大 成 就 的 同 时，资 源的消耗也在进 一 步 上 升，随 着 资 源 消 耗 进 一 步 加 大，我 国 的 污 染问题也变得更 加 的 严 峻，不 仅 使 我 国 的 环 境 变 得 更 加 恶 劣，而 且又制约着我国的经济发展。建材工业为我国经济的发展起到 了举足轻重的作用，大力发展建材工业还可以缓解我国的就业压 力，提供更多的工作岗位。但是建材工业也消耗了大量的化石能 源以及宝贵的土 地 资 源，同 时 还 产 生 了 大 量 的 污 染，所 以 发 展 新 型材料成了建筑工业的当务之急。新型材料的生产以及使用应 该包括以下几点要求：首先，原材料应该多使用建筑废渣，以及生 活垃圾，从而可以减少使用天然资源；其次，在新型材料的生产加 工过程中，应该使用最新的生产技术，降低生产成本，以及不使用 有毒害的物质，以减少对环境的污染；最后，新型材料不能对人体 构成伤害，在满足 经 济 性 要 求 的 同 时，还 要 保 证 材 料 的 其 他 使 用 功能［1-3］。
通过表 1 中 数 据 可 以 看 出，城 建 学 院 专 家 公 寓 与 吉 林 省 DB２２ ／ T 450—２007 居住建筑节能设计标准（ 节能 65% ）各参数相 比大大提高了围护结构的各项性能和室内环境品质，基本满足德 国被动房的要求（ 屋面传热系数一项可以通过优化设计来满足要 求）。
3 能耗控制指标对比
山西建筑
SHANＸI ARCHITECTＵRE
Ｖｏｌ. 41 Nｏ. 31
Nｏv. ２015 ·171·
文章编号：1009 - 68２5（ ２015 ）31 - 0171 - 03
天 然 植 物 纤 维 水 泥 基 复 合 材 料 力 学 特 性 分 析★
张耀跃 李昀阳 张忠强 崔 兵
（ 河北大学建筑工程学院，河北 保定 071000）
模拟分析超低能耗专家公寓能耗情况，利用 eQＵEST 建立模型，通 项参数也可验证是否满足控制指标要求，同时对严寒地区超低能
收稿日期：２015 - 08 -２6 作者简介：王杨洋（1981- ），女，讲师； 陶 进（1958- ），男，教授； 任楠楠（198２- ），女，讲师
第 41 卷 第 31 期 ２015年11 月
水泥 ２. ２9 ２. ２9 ２. ２9 ２. ２9 ２. ２9 ２. ２9 ２. ２9 ２. ２9 ２. ２9 ２. ２9 ２. ２9 ２. ２9 ２. ２9 ２. ２9 ２. ２9
粉煤灰 0. 69 0. 69 0. 69 0. 69 0. 69 0. 69 0. 69 0. 69 0. 69 0. 69 0. 69 0. 69 0. 69 0. 69 0. 69
摘 要：指出植物纤维具有环保节能、保温防火、轻体防雷等优点，将其掺入混凝土中可以改善其脆性，延缓开裂，改变水泥基稻草
纤维复合材料的水灰比和纤灰比并加入 CａCｌ２ 作为外加剂来制作试件，通过测量试件的静曲强度和观察试件断面的显微图像来 确定最优配合比，并分析了 CａCｌ２ 对稻草纤维水泥基复合板材的微观影响，得出了一些结论。 关键词：植物纤维，静曲强度，水灰比，纤灰比
德国被动房 0. 15 0. 15 0. 8 0. ２２ ≤0. 4
N50≤0. 6 ２0 ~ ２5 40 ~ 60 600 ~ 1 000
≥75
节能 65% 建筑 城建学院专家公寓
0. 4
0. 19
0. 45
0. 11
1. 6
0. 8
1. 4
0. ２２
0. 3
0. ２9
—
N50≤0. 6
18
２0
—
≤1２0
5２. 17
度 ２0 ℃ ，供暖期为 10 月 ２5 日 ~ 次年 4 月 10 日，夏季空调间歇开
目前吉林省《 居住建筑节能设计标准（ 节能 65% ）》仅对耗热
启，室内设定温度 ２6 ℃ ，空调使用时间为 7 月 1 日 ~ 8 月 31 日。 量指标做出限定，无法全面评价建筑的能耗，所以目前超低能耗
依照表 1 中的配合比称量材料，然后将称量后的水与稻草纤
耗建筑研究起到示范促进作用。 参考文献： ［1］ 刘 洋. 秦皇岛“ 在水一方”被动式房屋示范项目研究与实
践［ Ｊ］. 建设科技，２01２（17）：78-81.
［２］ 马晓云. 建筑能耗模拟软件 eQＵEST 及其应用［ Ｊ］. 建筑热 能暖通空调，２009 ，２8（ 6 ）：78 - 83 .
我国作为农业大 国，每 年 秋 收 以 后，都 会 产 生 数 以 万 计 的 农 作物废料。据官方的调查统计，一部分农作物废料当成牲口的饲 料，另一部分的农 作 物 废 料 则 当 成 了 燃 料，而 绝 大 部 分 的 农 作 物 废料几乎是直接焚烧，造成了巨大的环境污染。新型材料可以由 现有的材料中加 入 一 定 量 的 植 物 纤 维，不 仅 节 约 了 资 源，而 且 还 可以减少能源的消耗，对保护环境也起到了积极的作用。对植物 纤维水泥复合材料［4，5］及其性能进行研究，意义重大。相比较现 有的纤维材料，如 钢 纤 维，聚 丙 烯 纤 维，碳 纤 维 等 其 他 纤 维，植 物 纤维最大的特点就是取材方便，生产成本低，产量大。随着我国经
2 设计指标对比
明一次能源消耗控制指标不足德国被动房控制指标的一半，不但
对于严寒地区的居住建筑来说，保温性能好的围护结构设计 符合德国被动房的要求，也可看出具有很大的节能空间。
是实现节能的至关重要环节。城建学院专家公寓与吉林省节能 4 结语
65% 建筑、德国被动房在屋面、外墙、外窗、地面等围护结构参数、 体形系数以及室内环境品质等主要相关技术参数进行比较，具体 内容见表 1。
通过外墙保温，天棚辐射供冷 ／ 供暖系统，置换新风热回收系统， 建筑主要参考德国被动房标准。通过能耗模拟分析可以看出，城
地源热泵 ＋ 太阳能系统等诸多技术，实现严寒地区更舒适、更健 建学院专家公寓的年供暖一次能源需求量和年供冷一次能源需
康、更低能耗的目标。
求量两个能耗控 制 指 标 在 德 国 被 动 房 指 标 之 内，供 暖、供 冷 和 照
0
稻草 0. 15 0. 15 0. 15 0. 15 0. 15 1. 50 1. 50 1. 50 1. 50 1. 50 1. 16 1. 16 1. 16 1. 16 1. 16
玻化微珠 外加剂 水 0. 76 0. 0２7 1. ２ 0. 76 0. 0２7 1. 3 0. 76 0. 0２7 1. 4 0. 76 0. 0２7 1. 5 0. 76 0. 0２7 1. 6 0. 76 0. 0２7 1. ２ 0. 76 0. 0２7 1. 3 0. 76 0. 0２7 1. 4 0. 76 0. 0２7 1. 5 0. 76 0. 0２7 1. 6 0. 76 0. 0２7 1. ２ 0. 76 0. 0２7 1. 3 0. 76 0. 0２7 1. 4 0. 76 0. 0２7 1. 5 0. 76 0. 0２7 1. 6
第 41 卷 第 31 期
·170· ２ 0 1 5 年 1 1 月
山西建筑
SHANＸI ARCHITECTＵRE
Ｖｏｌ. 41 Nｏ. 31 Nｏv. ２015
文章编号：1009 - 68２5（ ２015 ）31 - 0170 - 0２
严寒地区被动式超低能耗居住建筑示范研究
王杨洋 陶 进 任楠楠
（ 吉林建筑大学城建学院，吉林 长春 130111）
摘 要：以吉林建筑大学城建学院专家公寓为研究对象，将专家公寓示范工程与德国被动房指标体系、吉林省《 居住建筑节能设计
标准（ 节能 65% ）》技术参数进行了对比分析，指出城建学院专家公寓各项设计指标在现有的吉林省节能 65% 建筑基础上有明显
的提高，满足德国被动房能耗指标体系。
关键词：严寒地区，被动式超低能耗，居住建筑，对比
1 项目概况
吉林建筑大学城建学院专家公寓位于吉林省长春市宽城区兰 家镇（长春装备制造产业开发区），6 层住宅，建筑面积近 3 000 m２ 。 对于项目研究要充分考虑长春的气候条件，长春地处严寒地区 C
过气象数据、建筑 基 本 信 息、暖 通 空 调 系 统 等 参 数 设 置 进 行 模 拟
计算。模拟得到的计算结果与德国被动房指标体系进行比较，具 体内容见表 ２。