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中国的被动房发展
——健康、舒适、经济与可持续

2016-12-23沃尔夫冈菲斯特郭凌WolfgangFeistGUOLing

生态城市与绿色建筑 2016年3期
关键词:气候区被动窗户

沃尔夫冈 · 菲斯特 郭凌 / Wolfgang Feist, GUO Ling

译_盛巳宸 姜慧君/ Translated by SHENG Sichen, JIANG Huijun

校_姚义 司大雄/ Proofread by YAO Yi, SI Daxiong

中国的被动房发展
——健康、舒适、经济与可持续

沃尔夫冈 · 菲斯特 郭凌 / Wolfgang Feist, GUO Ling

译_盛巳宸 姜慧君/ Translated by SHENG Sichen, JIANG Huijun

校_姚义 司大雄/ Proofread by YAO Yi, SI Daxiong

被动房是建筑热舒适性最佳解决方案之一。这是一个具有开放性特点的标准,在有效利用该标准的基础上,所有人都可以使用本土资源修建被动房。根据研究,被动房比传统建筑体系节能80%~90%以上,使全球范围内的能源供应实现可持续。相关研究和实践证实,被动房在中国的气候带跟在其他任何国家一样行之有效。本文对被动房的基本原则进行了详细解读,并展示了在气候复杂多样的中国建造被动房的各类因素和实施工具。

被动房 健康 舒适 经济 可持续

被动房正在改变世界。在过去的25年里,已经有50多个国家参与了被动房标准发展的历史进程,而且这一态势仍将在全球继续发展。越来越多的国家开始把国际被动房标准作为其国内建筑的基础标准强制执行。由于完全使用可再生能源和地域性能源,实现了高效节能,被动房在健康、舒适、经济和可持续方面给人们带来了无与伦比的体验。

1 建筑节能的背景

工业化国家往往通过能源消耗来保证建筑的高舒适度,拥有最高的生活水平,是大多数其他国家所追寻的目标。作为最传统、使用便捷且易于存储的能源,化石能源在过去的几十年里一直保持着较低的价格水平。在寒冷气候区,冬季的供暖能耗最大,而此时可再生能源的利用率却极低。在炎热气候区,夏季出现的能耗峰值会对电网造成巨大压力。改善能效水平能够在可再生能源利用率低的季节,降低建筑对化石能源的需求;同时,通过降低内墙表面与室内空气温差,提高室内舒适度;利用新风过滤系统改善室内通风环境,并降低能源成本。

被动房的实践经验证明,建筑能效的改善潜力是巨大的。与传统建筑相比,被动房可以节约80%~90%的供暖与制冷能耗,使建筑性能提升5~10倍。改善建筑能效与提高其经济性一样简单,通过改善建筑围护结构即可实现,如提高保温性能、减少冷热桥的合理设计、提高窗户的隔热性与气密性,以及从排风中进行全热/显热回收。

在超过25年的发展经验中,通过建筑工程事务所、木工队伍、玻璃供应商、泥瓦匠与水管工人等群体的实践和探索,一些中小型企业已经可以生产适用于混凝土结构、钢结构以及木质结构的组件。这不仅促进了经济发展,并且创造了很多自主就业的机会。

2 何为被动房

被动房的理念是在极低的建筑供暖及制冷需求的基础上,实现舒适度的最优化。无论在何种气候条件下,被动房都有统一的定义:即在将供暖与制冷负荷降至10W/m2以下的基础上,通过被动式措施就能满足ISO 7730中热舒适的要求。就能耗数值而言,被动房的供暖与制冷负荷约为传统建筑的1/10,几乎可以忽略不计,因而被动房有时也被称为“近零能耗建筑”。

供暖与制冷需求大幅降低,使得被动房供暖或制冷系统的实现变得非常简单。例如,80m²公寓的供暖或制冷需要的最大功率为800W,相当于一个小电吹风的功率或20只蜡烛燃烧的热值,实际上,一台小型的、经济的分体式暖通空调(Heating,Ventilation and Air Conditioning,简称HVAC)系统,即可满足该公寓供暖或制冷需求。在满足最佳室内舒适度时,暖通空调所需的电力峰值不超过400W,即便是对于发展中地区的弱电网系统而言,也不是负担。更重要的是,住宅中供暖与制冷的实现不受室内安装地点、系统方式和时间(24h)的限制,都能提供同等优质的热舒适度。

被动房的定义阐释了一个完整的建筑技术概念,完全从功能角度出发,并且适用于任何气候区。选择使用“被动”一词是为了强调尽可能通过合理的被动式策略来实现高舒适度(Feist,2007)。

3 被动房在中国的可行性分析

新疆大成乌鲁木齐幸福堡商业综合体

有关被动房的中国气候带研究(Schnieders,2016)为在中国所有气候区进行系统的被动房设计提供了基础。该研究选取处于不同气候带的哈尔滨、乌鲁木齐、北京、上海、成都、拉萨、昆明、广州、琼海9个城市为代表(图1),展示了被动房的设计原则,研究表明中国所有气候区均适合建造被动房。与当前标准下的常规新建建筑相比,被动房可以节约80%~90%的供暖能耗以及约50%的制冷与除湿能耗。

目前中国已建成数个被动房范例(图2),这些建筑的实际性能与设计值相符,实现了极优的室内环境与空气质量。

3.1 寒冷地区

图1 研究选取的9个典型代表城市分布(Schnieders,2016)

该气候区建筑最重要的是高性能保温,0.1W/(m²·K)左右的U值、极佳的气密性、三玻(甚至四玻或真空)Low-E涂层玻璃,以及高效热回收通风系统(Energy Recovery Ventilator,ERV)等均是被动房的关键因素。为了提高冬季的室内相对湿度,应当使用热回收通风系统。供暖可以通过多种不同方式实现,传统的暖气片或地暖等仍可使用,但由于设计负荷较低,其规格要小得多;还可以通过加热通风系统为室内提供的新风进行供暖(可能需要少量的循环热空气进行补充)。即便是在中国最冷的气候区,夏季也会有数周的时间由于高温高湿而形成不舒适的室内环境,在中国东部尤其如此,例如在北京所处的气候区,为了提供高舒适的夏季室内环境,被动房也需采用主动制冷与除湿措施。上文提及的小型暖通空调系统(HVAC),既可用作高效的供暖设备,又可用于制冷,能够极大地简化整个系统。

图2 中国示范项目①

图3 被动房设计的五大关键原则

3.2 夏热冬冷地区

夏热冬冷地区经济相对发达,有冬季供暖和夏季制冷的需求。该地区冬季寒冷,需要良好的保温措施,但保温要求相对低于寒冷气候区,因而可使用被动式的太阳能设施;夏季白天炎热,需要采取高效的活动遮阳措施,但夜晚室外湿度极高,需排除制冷峰值时利用夜间通风制冷的方案,选择通过热回收通风系统降低除湿能耗需求。在该气候区利用热回收新风系统(可由100%~200%的循环空气进行补偿)调节温度具有明显优势,因为它可以同时实现供暖、制冷与除湿,需要注意的是低温新风相关的管道、通风口等技术细节。另一个经济、易行的方案是在室内中央房间安装传统的分体式空调机组,该方案要求室内门在一天中的一段时间内保持开启状态。另外,为了在潮湿的夏季实现舒适度与能效的最优化,应对湿度进行单独控制。

3.3 夏热冬暖地区

控制太阳辐射得热是该地区最关键的因素。窗户应当采用固定遮阳设施阻挡直接太阳辐射,并应选用高性能的遮阳玻璃(活动外遮阳在控制太阳辐射得热方面具有同样效果);墙体和屋顶可以通过提升隔热性能阻隔太阳辐射,冷色调涂料是屋顶等处的有效选择。在该地区,除湿需求高于制冷需求,高气密性的围护结构可以阻隔较高的室外湿度,热回收新风系统可起到辅助作用。该地区的制冷设备原理与夏热冬冷地区相同。

3.4 温和地区

中国南方温和的山地气候区晴朗天气居多且气候条件适中,使得多种被动房设计方案的实现成为可能,甚至不必采用机械通风系统与三玻窗户就能达到被动房标准。

表1 中国不同气候区的参考U值[单位:W/(m²·K)]

PHPP(Passive House Planning Package,被动房规划设计软件包)是在中国所有气候区进行合理设计的关键。如果在设计伊始就将PHPP的计算与模拟整合入设计方案,那么建成舒适、节能、经济的被动房并非难事。

4 如何在中国实现被动房

被动房设计的五大关键原则是:保温、避免热桥、高性能玻璃、围护结构的气密性和高效舒适的热回收通风系统(图3)。

4.1 改善保温

在外部自然环境无法提供舒适生存条件的情况下,人们学会将室内空间与外部环境分隔开,并积极营造良好的室内环境。从热力学角度来说,室内外温度有通过“供暖”或“制冷”进行平衡的倾向。而建筑围护结构的质量决定了“供暖”或“制冷”的量值,利用保温技术,可以极大地减少建筑物的热损失,与典型的传统构造的建筑相比,其能耗可降至原来的1/5~1/10。通常用热导系数(U值)衡量建筑围护组件的单位热损失,U值越低,热损失越少。一般而言,U值与保温层厚度成反比,与保温材料的导热系数(λ)成正比,当前优质保温材料的导热系数通常为0.035W/(m·K)。基于中国不同地区的气候条件,本文提出相应的参考U值(表1)。

改善保温性能的效益包括:

(1)减小室内与围护结构内表面的温差,提升舒适度,降低冷凝风险,优化建筑结构。

(2)降低供暖、制冷负荷。通过选择小型暖通空调系统(HVAC),简化供暖、制冷方案。

(3)保护和改善围护结构组件,延长使用寿命,降低维护费用。

根据PHI的组件数据库可知,任何结构系统,包括砖混结构、预制混凝土构件、木结构、钢结构以及其他所有可用于建造外墙的结构体系,都能被改善保温性能,达到被动房标准,在严寒气候区也不例外。

保温材料应选择密度小并且能够减少热辐射、热传递的各类泡沫、纤维以及多层复合材料。无论是对人类有毒还是对环境带来污染的材料都应当禁止使用,例如氯氟烃(Chloro Fluoro Carbon,CFC)泡沫等材料。

同使用保温材料所节约的一次能源相比,生产保温材料所需的一次能源非常低(在被动房中通常相差100倍)。因此,改善保温是实现建筑可持续性的最佳选择之一。

图4 无热桥结构“铅笔法则”展示说明

4.2 避免热桥

表2 中国不同气候区域的窗户使用建议

热桥是建筑围护结构的一部分,与连续区域相比,热桥部位的保温性能较差。

如果围护结构总的传递热损失(包括热桥),不高于基于建筑外部尺寸与连续建筑组件U值计算所得的热损失,则可认为该围护结构“无热桥”。不同建造方法的实践经验证实,在典型建筑几何条件下,只要所有线性热桥满足Ψ≤0.01W/(m·K),则可实现“无热桥”。

无热桥构造的一项简单有效的测试方法即所谓的“铅笔法则”:在满足最小保温结构厚度(寒冷气候区大约为200mm)要求的情况下,用铅笔沿着整个外围护结构在保温材料内画线,若能够画出一条连续的线,则说明测试的细部节点符合无热桥构造(图4)。 通过该方法可简便地找出保温性能薄弱的节点,例如外墙与地下室顶板的连接处。

使用完善、完整的建造系统②是一种避免热桥的有效方法,这类系统囊括了所有相关建筑组件连接节点的处理方案,特别是气密性要求高的节点,例如窗户、墙-墙以及墙-屋面节点的处理等,这些节点最好做到无热桥。

4.3 适宜(被动房)窗户的选择

过去的40年,窗户这一建筑围护结构组件经历了突破性的发展。

单层玻璃:1970年代早期,德国大多数窗户都是单层玻璃窗,U值为5.5W/(m²·K)左右。单玻窗户传递热损失较高,保温效果较差,使得室内温度较低,低于0℃的情况并不少见,玻璃上经常出现结霜现象。保温性能差往往会导致室内舒适度差,并使结构损害风险息增加。

双层保温玻璃:第一次石油危机之后,在新建建筑和翻新建筑中使用的所谓“保温玻璃”只是对单层玻璃进行了微小改进。这些窗户由两层玻璃板组成,中间是保温空气腔,U值为2.8W/(m²·K)左右。但在寒冷的气候条件下,室内依然寒冷潮湿,舒适度差。

双层Low-E玻璃:Low-E涂层是一种金属镀膜,位于朝向空气腔的玻璃表面。该技术的研发应用使得窗户的性能显著改善,带有木框或聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride,PVC)窗框及传统间隔条的双层Low-E玻璃窗户的U值为1.3~1.7W/(m²·K)。与没有Low-E涂层的双层保温玻璃相比,其热传递损失降低了一半。即使在寒冷气候区严重霜冻的天气中,室内温度依然可以维持在13℃左右,舒适度得到显著改善。但窗户附近依然可以感觉到向下流动的冷空气,室内温度分布不均匀的情况依然存在。

三层Low-E玻璃:三层保温玻璃是德国节能建筑的一项突破性成果。三层玻璃板形成两个空气腔,在腔内填充惰性气体,三层玻璃板中的两层带有Low-E涂层,U值为0.5~0.8W/(m²·K)。在三层Low-E玻璃技术的基础上再结合保温窗框,即为“舒适窗户”或“被动房窗户”。即使在寒冷气候条件下,采用该类型窗户的被动房每年的得热量也会高于热损失量。

此类内部填充惰性气体且带有Low-E涂层的玻璃的生产成本并没有比其他玻璃高很多。只要生产规模足够大,无论是双层、三层抑或是四层玻璃,对生产成本的影响都微乎其微。例如在德国,三玻跟二玻相比,其每平米的额外成本不到10欧元。在中国,新建建筑数量快速增长,翻新建筑需求量也很大,无疑将促成此类玻璃的大规模生产。另外,窗户的透光率应尽量提高,可根据所属气候区选择不同性能的窗户(表2)。

在寒冷气候条件下使用U值较低的窗户具有重要意义,在极寒气候条件下更是如此。与此同时,窗户也要有较高的太阳得热系数(g值),这是在冬季降低供暖需求的一种有效方式。设计时,玻璃的内表面温度不要比室内温度低过4K,即使在夜晚也同样如此,这样可以不受供暖方式的影响而始终确保较高的室内舒适度。在使用高性能的四层玻璃时,务必使用合适的间隔条,进行压力补偿,从而避免“泵浦效应”(pumping effect),使用真空玻璃也可达到类似效果。在冬季寒冷但夏季需要主动制冷的地区(例如北京),最佳策略依旧是使用南向窗户提高太阳得热量高;但在炎热的夏季需要采取遮阳措施,如安装悬挑(例如阳台)或活动遮阳(例如外遮阳百叶窗),来维持较低的制冷需求。遮阳性能对制冷需求的影响很大,可使用PHPP工具确定每个施工项目中每个窗户最适用的玻璃类型和采用的最佳遮阳策略。

即使在今天,与其他非透明的建筑组件相比,窗框依然具有相对较高的热传递损失,U值约为1.3W/(m²·K)甚至更高,这会对改良玻璃的热工性能起到反作用。因此提高窗框的性能也是实现被动房最有效的措施之一。可通过以下3种途径实现:

(1)通过使用保温材料来提高窗框的热阻,可以将其提高到之前的2倍或更高:在任何气候中,均要对铝框进行断热处理;在PVC窗户中,要避免金属固件对热工性能的影响。可参考表2中不同气候区域中所需的窗框保温水平。

(2)降低窗框的宽度:较高的U值使得窗框成为整个建筑中保温性能最薄弱的部分。降低窗框宽度意味着在寒冷气候中降低热量损失,还可减少制冷工况时的得热量。

(3)提高玻璃间隔条的保温性能:在任何气候区域中都应使用暖边间隔条。

被动房的认证文件中包含全部的窗框特点,包括Uf、Ψg、bf(窗框宽度),这些数据表单提供了使用PHPP进行能量平衡计算来实现每个项目最优化时所需的所有数值。自从被动房被引入以来,中国的部品部件市场得到了显著发展,已经有10余款适用于被动房的木门、铝木以及塑料窗框的中国本土产品获得国际被动房窗户认证,在可预见的将来会有更多产品面市。窗户与外墙之间的恰当连接也很重要③,无热桥施工原理及技术,尤其是针对这些节点方面的知识,是被动房设计师培训必含的内容。

图5 被动房规划设计软件包

4.4 气密性

对于不同气候条件下的建筑结构而言,提高其气密性的方式各不相同。

4.4.1 寒冷气候

对于该气候条件下耐用、干燥的建筑结构而言,最重要的是在墙体内侧或屋面内侧安装一个隔汽层,即气密层,保证外部能够进行蒸汽扩散;其次,建筑结构的外表面应采取保护措施,使建筑免受暴雨侵蚀,例如喷涂一层防雨涂料;第三,在外部增加保温设施,保持建筑温暖干燥。

4.4.2 夏热冬冷气候

在这种气候条件下,实现外部建筑组件的湿气平衡是极具挑战性的,因为全年湿气的传递方向会发生改变。需要仔细考量墙体和屋顶的结构,使用聚苯乙烯泡沫塑料(Expandable Polystyrene,EPS)作为外部保温材料,通常没有明显问题;使用岩棉板作为保温结构时,外墙抹灰的性能尤为重要,需确保较低的蒸汽扩散阻力和吸水性。

4.4.3 夏季潮湿气候

在这种气候条件下,对持久耐用的、干燥的墙体和屋面结构而言,外表面材料的吸水系数要极低,并且不影响水蒸汽的扩散。在此前提下,大部分建筑结构类型都能运行得很好,若使用具有透湿性能的外部保温材料,例如岩棉板,则要特别注意湿度情况。

4.5 舒适通风

任何有人使用的建筑都不能缺少通风——室内空气污染源无处不在,如果不使用新风进行室内空气置换,那么这些污染物就会聚积。老旧建筑的气密性很差,所以存在很多不可控的通风状况,例如通风时间不合适,外部风速大或者温度低时,通风较快,此种情况下的快速通风往往会导致室内空气过于干燥。其次,室外空气中有很多不利于人体健康的细微颗粒物,尤其是在中国一些空气质量较差的城市地区,不可控的通风会导致室内空气质量并不比室外好。因此,需要使用机械通风系统进行新风供应——使用一个可控的新风/送风通道放置过滤器,以此对室外空气进行清洁。PHI建议使用F7(70%~90%的过滤率)及以上等级的过滤器,最好是F9(在除尘方面能够达到95%以上的过滤率)。不仅能够改善室内空气质量,整个系统也将保持清洁状态(Feist,2016)。

对高质量室内空气的需求,使得带有新风过滤功能的机械通风系统备受青睐。根据实际需求,可通过使用高效风机对新风量进行控制(目前置换每立方米新风的风机耗电量在0.2kWh以下),新风量约为每人30m3/h。根据实际需求调节新风量可以降低对送入室内的空气进行调节(加热或制冷)所需的总能量;使用热湿交换器则会进一步实现大量节能。高质量逆流式热交换器可将排气/废气中80%~90%的显热回收并供应给室外空气/新风,将供暖和制冷需求分别降低到通常能耗的1/5以下。在任何一个有着显著年度供暖或制冷需求的气候区,都可以使用热交换器。在中国,适用于除了温和气候带(如昆明)以外的其他气候区域。

此外,在中国大多数气候边界条件下,建议进行湿回收:在寒冷和极寒气候中,此类系统会将湿气保留在建筑内部,进而防止空气过于干燥,而在夏季炎热潮湿的区域,湿回收则会限制进入房间的湿气。需要注意的是,在这些炎热潮湿地区需要主动除湿,例如将来自人体或因烹饪、浇水等产生的湿气从建筑内部除去。

热回收通风系统是一项已经被证明的可靠的技术——目前在全球范围内,已有250多个此类系统获得认证,适用于被动房。认证内容不仅仅包含系统的热回收效率(典型值85%左右),也包括耗电能效、系统漏风情况、噪音等级以及其他相关性能。这些性能反过来有助于使用PHPP对特定项目进行可靠的热回收系统设计和选型。

5 全球通用的物理定律

被动房原理应用了全球通用的热传递物理定律。经过数十年的使用,这些原理已为人所熟知并不断地被证明其具有可靠性。热辐射是对室内及建筑表面温度影响力最大的因素;热传导主宰着通过外部建筑组件的热传递,这也是降低其U值以及考虑其动态特性的主要原因;对流在通风以及所有基于空气的制冷和供暖系统中起主要作用。

在所有气候带条件下的各种建筑类型中,设计良好的被动房的室内边界条件非常相似,都满足了ISO 7730规定的舒适度要求。自从范格尔(Ole Fanger)教授在1960年代进行了他的著名研究以来(Fanger,1972),实践一次又一次地证明,最佳热舒适条件并不受年龄、种族、性别以及所有社会参数影响。舒适度对衣着有一定的依赖,会导致供暖和制冷需求存在不同,但这是可以调节的,例如冬天和夏天的衣着不同。

在被动房中,为了实现不同气候中的建筑室内舒适度,建筑围护组件要根据不同的外部条件采用不同的保温厚度(表1)。使用恰当的围护组件,被动房内各组件表面之间的温差可以保持较小(窗户表面最多不超过4K,其他表面更小),此时,室内热传递将维持均质且缓慢的状态,基于此种情况,所有气候中的被动房均可使用简化后的供暖和制冷系统,即将供暖、制冷与新风系统相结合,将新风系统应用于热回收通风系统中。对中国情况的研究表明(Schnieders,2016),如果选择了恰当的围护组件,该系统可用于中国所有的气候带。

中国的气候条件比较多样、复杂,可以借鉴其他类似气候区被动房建设的成功经验。例如,斯堪的纳维亚和加拿大寒冷气候中的被动房经验可以应用到中国相应气候区的被动房设计中;南欧国家与中国夏热冬暖气候区条件相当,其被动房运行良好;韩国与中国夏季潮湿冬季寒冷气候区条件类似,也已经成功建成了一些被动房项目。

6 中国建造被动房需要的因素

向高能效建筑过渡需要建筑行业的共同努力,最重要则是建筑师和设计人员。

6.1 建筑整体规划

建造高效节能建筑并对其进行细节设计并不难——主要原理前文已述。遗憾的是,建筑专业学生对建筑物理学的基本理解常常不足。对于建筑师而言,有很多可行的专业培训,入门强化课程大约为80h,可在网上自主学习。

另外,许多国际著名建筑师已经在中国建造了被动房,项目细节可在公开出版物中查阅,可以作为参考借鉴学习。对于团队而言,应当重视“整体规划”,即建筑设计和技术细节设计的相互协调融合,以激发设计团队的创造力,这无疑是对传统工作方法的一种改进。

6.2 设计软件

被动房设计的成功首先在于实现供暖和制冷的能量平衡,因而在设计阶段的初期就必须对能量需求和供暖及制冷负荷进行预估。被动房规划设计软件包(PHPP,图5)则是为能量平衡计算专门研发的软件④,以主要影响因素为基础,可在各设计阶段计算出建筑获得能量和损失能量之间的平衡值。气候数据是建立计算的边界条件,设计师可根据所处的设计阶段,输入外表面数据和特定项目建筑组件的性能值。使用通过认证的组件可以很大程度上简化设计过程,因为相关的规格数据已经在认证文档中给出。在PHPP中,可以通过简单的下拉菜单对认证组件进行选择和激活。

辅助软件DesignPH通过SketchUp软件进行3D数据输入,提供了一个图形设计程序。首先将一个平面图草图快速转化为一个建筑热工围护结构,之后DesignPH自动识别不同的组件类别(例如屋顶、外墙、窗户等等),并将相应的组件及参数输入PHPP进行能量平衡计算。

在设计阶段初期,根据不同气候设置默认值,作为确定建筑组件规格的参考值(如窗户U值,g值,屋顶及墙体结构,等等)。在设计阶段中期,可对U值进行调整,例如选择不同玻璃类型或者改变保温厚度,以便更好地满足能量目标。高性能保温通常会降低供暖和制冷需求,但影响制冷的一个更为主要因素是太阳辐射。在既需要冬季供暖又需要夏季制冷的气候条件下似乎存在优化的冲突:较高的窗户g值会在冬季有利,但在夏季相反。

其实,在很多情况下,对于不同建筑类型而言,主要的边界条件(例如较长的冬季时长)可在初始设计阶段确定,次级时间段(例如夏季)可以在之后的阶段进行优化,最好不要妨碍已经为主要运行阶段优化好的组件信息(例如夏季临时遮阳,在冬天不改变通风率的情况下可提高夏季通风)。

数以千计的被动房项目实践经验表明,在组件选择和运行策略调准一致的情况下,可以同时实现供暖和制冷目标。另外,对于相同的建筑设计而言,不只有一个解决方案:例如,如果重点是太阳能最大优化(高g值),那么可以配以较低保温水平的临时遮阳;如果强调的是遮阳型玻璃,那么可以配以高水平保温的非透明组件(低g值,无需额外遮阳组件)。

最近几年,中国在有关地球环境保护的全球性事务上表现出越来越积极的姿态,被动房也是中国可以大有作为的一个领域。被动房研究所(PHI)将继续致力于支持被动房的全球发展,这对中国也是一个巨大的机遇。

注释

① 朗诗长兴布鲁克酒店

建筑师 :彼得 · 鲁格(Peter Ruge),建筑物理:被动房研究所(PHI),来源:http://www.passivhausprojekte.de/index.php#d_4153

新疆大成乌鲁木齐幸福堡商业综合体

建筑师:文化桥建筑设计 何理建(Hennecke,Culturebridge Architects)和Wang Wei新疆建筑设计研究 (Wang Wei, Xinjiang Architectural Design Institute),建筑物理:被动房研究所(PHI),来源:http:// www.passivhausprojekte.de/index.php#d_4246

河北新华幕墙办公楼以及宿舍

建筑师:建学建筑与工程设计所有限公司(Jianxue Architecture and Engineering Design Institute Co., Ltd.),建筑物理 :被动房研究所(PHI),来源:http://www.passivhausprojekte.de/index.php#d_4489

青岛中德生态园会议中心

建筑师:RoA建筑事务所(Rongen Tribus Vallentin GmbH),建筑物理:被动房研究所(PHI),来源:http://www.passivhausprojekte.de/ index.php#d_4674

② 满足要求的已获认证建筑系统详见www.passivehouse.com。

③ 多种举例方案详见http://www.passipedia.org。

④ 全球第20个语言版本中文版PHPP详见http://www.phpp.org.cn。

[1]Feist, W. (2007) Passivhäuser in der Praxis, in Bauphysik Kalender 2007: Schwerpunkt: Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden (ed N. A. Fouad), Wiley-VCH Verlag GmbH, D-69451 Weinheim, Germany. doi: 10.1002/9783433600672.ch19.

[2]Schnieders, J.; Schulz, T.; Feist, W.: Passive Houses in Chinese Climates; Passive House Institute, Darmstadt, 2016.

[3]Feist, W.* (2016); Peper, S.; Pfluger, R.*; Hasper, W.; Schulz, T., Saxer, A.*: Studie zur Dauerhaftigkeit von Energieeffizienzmaßnahmen-Erfahrungen nach 25 Jahren Passivhaus Darmstadt-Kranichstein; Passivhaus Institut, 2016 (in Vorbereitung) (* Universität Innsbruck, Institut für Konstruktion und Materialwissenschaften).

[4]PHPP-Passivhaus Projektierungs Paket. Programm und Handbuch, Autoren: Feist, W., Schnieders, J. et al. Passivhaus Institut, Darmstadt, 1998-2014.

[5]Schnieders, J. ; Feist, W. et al: "Passivhäuser für verschiedene Klimazonen". Passivhaus Institut. Darmstadt, Mai 2012; sowie english: "Passive Housesfor Different ClimateZones" Passive House Institute, Darmstadt, 2012.

致谢

感谢参与中国气候带研究的研究人员:Jurgen Schnieders(尤尔根 · 谢列德尔),Jessica Grove-Smith(杰西卡 · 格曼夫 · 史密斯)。

2016-05-20

PASSIVE HOUSE IN CHINA:HEALTH, COMFORT, AFFORDABILITY AND SUSTAINABILITY

Passive House is one of the future for providing best possible thermal comfort in buildings. It's an open standard available to everybody who can build by using regional resources and know-how. According to some research, it could save more than 80% of the energy compared to conventional systems and it would allow for a sustainable energy supply all over the world. It has been proven by relative research and practice that Passive House could work effective in different climate zones across China as well as in other countries. This paper details the basic principle of Passive House and shows factors and implementation tools be used to build Passive Houses in China with complex and diverse climate.

Passive House, Health, Comfort, Affordability, Sustainability

Wolfgang Feist,博士,因斯布鲁克大学建筑物理学教授,被动房研究所(PHI)所长

郭凌,德国被动房研究所的中国协调员

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