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建筑的發展趨勢:被動式建筑對被動窗的需求

文章出處:廣東興發鋁業有限公司 人氣:-發表時間:2018-09-12

    現我國經濟由高速發展階段轉向高質量發展階段,在高質量發展和綠色環保等理念的要求下,建筑行業也在不斷進行深刻調整,打造節能環保的綠色建筑和生態宜居的人居環境,是人們追求的一種發展趨勢。 

被動式建筑的發展背景

    自20世紀以來,人類雖依靠智慧發明了各種各樣的取暖和制冷設備,在很大程度上解決了居住環境的室溫問題,但這種人工環境不僅消耗了大量的資源和能源,也讓人們日益遠離生態與自然。在巨大的能源危機和環境污染問題之下,被動式建筑逐漸走入人們的生活。

    被動式建筑(Passive House)是由瑞典隆德大學的Mr.Bo Adamson教授和德國達姆斯塔特房屋與環境研究所的Mr.Wolfgang Feist博士在1988年提出來的,據了解是受到中國陜北窯洞、閩西土樓等傳統建筑的理念影響,用西方的技術和方法完善和提高建筑性能,經過多年的潛心鉆研逐步發展起來的。目標是設計一種不需要“采暖空調主動供冷熱”的房屋,因此命名為“被動式建筑”。它不但將極大地節省能源,使建筑擺脫對化石能源的依賴,還能延長建筑壽命,有效地保護資源與環境。

土樓600.jpg 

圖:閩西土樓

    被動式建筑概念在德國已經有20多年的歷史了。1990年世界第一幢被動式標準的建筑是位于德國中南部城市達姆施塔特市(Damrstadt) Kranichstein城區的一幢普通的三層高居住建筑,1991年經過節能改造以后投入使用。被動房在中國的首次出現,最早可以追溯到2010年的上海世博會。德國最大的港口城市漢堡,把經過PHI被動房研究所認證的名為漢堡之家的被動房作為世博會的禮物贈送給上海。

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圖:“漢堡之家”模擬圖

被動式建筑的顯著特征是舒適健康并且冬暖夏涼“零”能耗。

關于被動式建筑

    被動式建筑即被動式超低能耗建筑,它是一種全新的節能建筑概念,也是一種高節能和高舒適的建筑。被動式建筑通過自然采光、太陽能輻射等各種被動式節能措施與建筑外圍護結構保溫隔熱節能技術相結合建造而成的建筑。不需要主動安裝大功率供暖降溫設施,在顯著提高室內環境舒適度的同時,大幅度降低建筑能耗。

    被動式建筑的主要技術思想是,一方面憑借高保溫隔熱與高密閉性的建筑圍護結構,來抵御冬天室外低溫與夏天太陽輻射、室外高溫給室內熱環境造成的影響;一方面是利用建筑圍護結構墻體靠室內一側的高蓄熱重質材料,來實現冬天利用太陽能采暖,夏天利用通風蓄冷降溫的高效節能目標。

    來自世界可持續發展委員會的調研數據顯示:在人類建筑、工業、交通三大能耗中,建筑能耗占比約40%,窗能耗約占建筑總能耗的30%~50%,那么可以得出這樣一個結論:窗能耗約占社會總能耗的10%~20%。窗是建筑物外圍護結構中最為薄弱的環節。 

    外窗作為被動式建筑最關鍵的部位之一,不但要滿足保溫、隔熱要求,還要滿足得熱和采光要求。同傳統意義上的節能外窗相比,被動式建筑的出現對外門窗提出了更加嚴格的要求。不僅是對傳熱系數和遮陽系數的要求,而且對窗的得熱系數,采光系數以及抗風壓性、水密性、氣密性和安裝系統提出了嚴格規定。

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圖:興發被動窗整窗傳熱系數Kw值0.8 

    窗有一個最主要的節能指標就是整窗的傳熱系數Uw值,它的Uw值越大,單位時間內熱量傳遞越多,門窗性能就越差。反之Uw值越小,單位時間內熱量傳遞得越少,門窗性能就越好。 

    我國首部被動房標準——《被動式低能耗居住建筑節能設計標準》(以下簡稱《標準》)經審查,已被批準為河北省工程建設標準已于201551日起實施。它標志著我國被動式建筑的發展趨于規范化、標準化,是我國被動房發展過程中新的里程碑。 

    河北省被動房標準中對門窗的要求是Kw值小于或等于1.0W/(mK),玻璃遮陽系數大于0.4,因為中國K值和歐洲U值在檢測條件上的差異,中國整窗傳熱系數Kw值為1.0W/(mK)幾乎相當于歐洲Uw0.8W/(mK)的標準。德國PHI(被動房研究所)也同樣規定被動窗整窗傳熱系數Uw小于或等于0.8W/(mK)

中國熱工分布圖600.jpg 

圖:中國熱工分布圖

被動式建筑的應用

    被動式房屋的概念適用于世界各地,無論寒冷地區還是溫暖地區都可建設,其基本原理是一致的。但在不同國家建設,不僅要考慮地區性氣候環境差異,還要根據現狀有針對性地調整技術手段和措施。中國作為一個歷史悠久、國土廣袤的多民族發展中大國,在氣候環境、建筑特點、居民生活習慣和建筑用能強度等方面都有很多獨特之處。在中國發展被動房,有其自身的產品和技術特點。

    實現被動式建筑節能一要在建筑的場址選擇和規劃階段考慮節能,二要在建筑的設計階段考慮節能,包括通過單體建筑的朝向和體型選擇,三是建筑外圍護結構節能和機械設備系統本身節能。以上三個層面成為節能設計不可分割的組成部分,在建筑設計中,只有綜合考慮了以上三個層面的節能策略和措施,建筑物在各個方面才會變得更為協調,才能產生舒適、經濟、節能的生態可持續建筑。

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圖:被動式建筑示意圖

    建筑業是國家支柱產業之一,發展綠色建筑有利于推動相關傳統產業技術升級與產品更新換代,引領新能源、新材料、節能環保等戰略性產業發展,帶動建筑產業升級和轉型,提高工程質量,進而拉動有效投資,促進經濟轉型升級以及建筑產業更高水平發展。


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