被动房在我国本土化进程浅析
2019-10-19刘超
刘超
摘 要 本文从设计方案、部品与设备、施工技术、政策文件四个方面简要分析被动房在我国本土化的进程,指出在政策进一步完善的前提下,被动房相关设计已经对标德国标准,部品及设备也有所发展,强调精细化施工是保证实现建筑节能的重要因素,需长期引导落实。
关键词 被动房;本土化;精细施工
引言
按照欧洲“被动房”建筑促进项目(Promotion of European Passive House)中被动房的定义:指不通过传统的采暖方式和主动的空调形式来实现舒适的冬季和夏季室内环境的房屋[1]。 “被动房”并不是一个技术名称,更不是靠技术堆砌而成的集合体,而是一种以人居舒适为出发点,兼顾建筑节能和环境友好的开放性建筑理念。目前被动房在欧洲推广效果显著,主要分布在德国、奥地利及瑞士等地[2]。各国也依据自身气候条件和人居特点对被动房标准中相应的参数进行了调整,形成了各自适用的本土化的“被动房”。
我国虽然幅员辽阔,但能源和耕地资源人均占有量低,属于自然资源相对贫乏的国家。随着经济的发展,节能减排、环境治理的需求也愈发迫切。建筑作为对环境和能源有着重要影响的行业,如何在确保人们生活水平和舒适度的情况下降低能耗,成为行业的热点议题。高舒适度的绿色节能建筑的应用、发展水平也成为衡量一个国家人民生活水平高低和经济发展水平的重要标准之一[3]。我国于1986年出台第一阶段建筑节能标准JGJ26-1986《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》,随后的几十年中不断地修订、提高,至今北京、天津等地率先施行四步节能标准,预期达到75%的建筑节能。经测算,执行德国被动房标准的建筑其建筑能耗较之传统建筑能够降低85%以上。
1被动房在我国本土化进程
我国最早的节能建筑研究始于20世纪80年代,主要是围绕太阳能在建筑物的高效利用,在获取大量数据的基础上编写了《被动式太阳房热工设计手册》。2011年6月我国住房和城乡建设部与德国交通建设和城市发展部签署了《关于建筑节能与低碳生态城市建设技术合作谅解备忘录》,被动房及相关产业合作在文件中作为重要合作内容之一出现[4]。下面从设计方案,部品与设备,施工技术,政策文件四个方面简要分析被动房在我国本土化进程。
1.1 设计方案
被动房的设计核心要素主要有五方面组成:高效的保温、高性能的门窗、新风系统、气密性和无热桥设计。设计工作介入越早对项目的节点及成本优化越有利,结合项目所在地的气候条件、地理环境、建筑形式和用途,通过计算模拟,最终制定切实可行的设计方案[5-6]。
德国被动房研究所基于能量守恒定律,开发了一套专用的计算方式并开发了与之对应的能耗计算软件PHPP,相较于我国建筑节能常用的DOE-2,Energy-Plus,PKPM节能等软件存在差异。PHPP以建筑的使用面积为基准并将室内照明、设备、人员得热计算在内,导致建筑的采暖负荷较高而采暖需求较低。目前,随着国内被动房设计从业人员的增加,已经能够熟练掌握PHPP的计算规则并在设计阶段进行有效调整[7]。
除了在节能计算中考虑差异外,由于我国建筑气候区域众多,不同的区域在设计方面采用的节能手段不尽相同。上海夏季炎热潮湿可采取北面开大窗,东西南面开较小窗并配备遮阳的手段,以实现冬季夏季恒温理想设计效果,上海世博会的“汉堡之家”就采用的这种设计方案;天津地处寒冷区域,四季分明,应采取南北大窗通透,东西山墙开小窗,南向窗户配备遮阳设施的方式,天津中新生态城被动房项目采用的是这种設计方案[8]。
建筑形式上包括民用住宅、办公建筑、公共事业建筑等不同类型的建筑。结构类别包括低层、多层和高层。结构形式可以有砖混、框架、剪力墙、钢结构,这表明我国的被动房现在也从住宅转向工业建筑迈进。
1.2 部品与设备
在被动房技术中被动式门窗及新风系统是核心的部门和设备,需要进行单独的认证。
德国被动房研究所根据我国建筑气候分区进一步细分,划分为寒冷、凉爽、温和、温暖等级的被动式门窗,这一举措满足了我国不同区域被动房建设的需求。国内门窗生产厂家陆续取得被动房研究所颁发的“被动门”和“被动窗”认证,例如森鹰、奥润顺达、新华幕墙等。
国内新风空调企业针对被动房建设需求,添加了热回收模块,并逐步完善配套服务,已经可以完成从前期咨询到后期安装、调试的一站式服务。
被动房部品及设备的本土化一方面推动了国内相关企业的科研攻关能力,提高了行业的整体生产水品;另一方面大大降低了国内被动房项目建设的成本,为后期的市场推广奠定了基础。
1.3 施工技术
被动房建设过程中的精细化施工主要体现在保温层保护措施、气密性保障措施和减少热桥措施等方面,这些在被动窗安装节点上得到了集中体现。被动窗的安装与普通窗户安装的最大区别在于被动窗采用外挂式安装,窗体须安置于保温层上。为保证其安装的气密性需在窗户内侧粘贴防水隔汽膜,外侧粘贴防水透气膜,在施工时须保证贴膜平整和完整,保温层的间断处须注意密封与保护。
传统的粗放式的施工方式已经不适合现阶段我国对建筑质量的要求,随着绿色建筑、装配式建筑、被动式建筑的推广,施工技术精细化的要求也在逐渐提升。一方面要对施工队伍进行透彻的技术交底及培训工作,另一方面要通过监督、鼓励等手段提高施工人员的责任感。如何平稳的过度,让现有的施工人员摒弃固有的粗放施工的惯性,接受精细化施工的管理是建设工程中的重点和难点,也是被动房技术在我国本土化进行中的一项长期工作。
1.4 政策文件
2015年11月国家住建部发布《被动式超低能耗绿色建筑技术导则(试行)(居住建筑)》,随后山东、河北等地相继出台相应的地方性技术导则。其中,由住房城乡建设部科技发展促进中心和河北省建筑科学研究院会同有关单位编制的《被动式低能耗居住建筑节能设计标准》,该标准是我国首部地方性被动式居住建筑节能标准,也是世界范围内继瑞典《被动房低能耗住宅规范》后第二本有关被动式房屋的标准。
国务院印发的《“十三五”节能减排综合工作方案》,明确了“十三五”节能减排工作的主要目标和重点任务,对全国节能减排工作进行全面部署。《方案》明确指出,实施建筑节能先进标准领跑行动,开展超低能耗及近零能耗建筑建设试点。强化既有居住建筑节能改造,实施改造面积5亿平方米以上,2020年前基本完成北方采暖地区有改造价值城镇居住建筑的节能改造。
2018年9月至今国内多个省市均颁布了被动房相关技术指导文件和鼓励政策,包括北京、天津、黑龙江省、江苏省等地。
技术指导文件多是遵循被動房技术指标同时根据当地实际情况进行编制的,具有极高的实际指导意义。鼓励政策旨在推进被动房市场化进程,因此对于报批的被动房项目从土地开发、容积率、建筑面积销售溢价等方面给予不同形式的政策倾斜,符合现阶段国家对房地产的宏观管控方向。
2结束语
(1)我国的被动房在设计阶段要充分考虑项目所在地的建筑气候,并合理加以利用。
(2)被动房本土化有效促进了建筑部品、设备行业的技术进步。
(3)建筑工业化及施工技术精细化是实现建筑节能的必然趋势。
(4)被动房及其他的建筑节能形式的发展与国家的鼓励政策密切相关,需要多行业、多维度的综合规划,也是我们建筑节能工作者在开展工作时需要密切关注的。
参考文献
[1] 邱乐.德国被动房在大连地区多层住宅中的设计与应用研究[D].辽宁:大连理工大学,2014.
[2] 方修睦.严寒、寒冷地区被动房建筑能耗指标研究[J].建筑科学,2017,33(4):158-163.
[3] 尹成辉.低能耗建筑及其推广应用[D].山东:青岛理工大学,2016.
[4] 邹芳睿,宋昆,戚建强,等.被动房评价指标对比分析研究[J].建筑节能,2017,(2):108-112.
[5] 黄秋平,马伟俊,范一飞.德国“被动房”中国本土化设计实现探讨[J].绿色建筑,2012,(3):19-23.
[6] 黄欣.浅议被动式房屋设计要点[J].太原城市职业技术学院学报,2013,(8):177-178.
[7] 林波,赵昕,尹文超.被动房与传统建筑能耗计算方法的差异辨析[J].建设科技,2015,(19):24-25.
[8] 朱正阳,朱剡.绿色与低碳建筑设计策略与德国被动房设计实践[J].建筑安全,2012,27(2):56-59.