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中国建筑文化中心 410
中国的建筑能耗约占社会总能耗的三分之一,在城市化高速发展的同时,用户对建筑室内舒适度的要求也越来越高,建筑领域对中国提升 整个社会能效起着举足轻重的作用。
自2010年以来,中德两国定期举行政府首脑会晤和磋商。能源、环境、气候保护等领域更是两国合作的重中之重。2011年6月,在中德 两国政府的见证下,中国住房和城乡建设部与德国交通、建设和城市发展部签署《关于建筑节能与低碳生态城市建设技术合作谅解备忘 录》,将被动式低能耗建筑作为重要合作内容予以深化推进,旨在借鉴德国被动式建筑的设计和建造经验,完善中国建筑能效专业技术, 有效提高设计、施工水平,量化建筑能效标准,促进节能技术产品的产业化发展。
2013年秦皇岛“在水一方”项目启动,成为中国首个中德合作被动式低能耗建筑示范项目。该项目不仅首次实践了被动式低能耗建筑的 技术方案,而且在国内严重缺失适用产品、国际上也没有被动式低能耗高层建筑先例的情况下,创造性地采用了阳台断热桥措施、分户式 新风空调一体机、厨房补风系统等中国方案,成功地将18层住宅楼建造为被动式低能耗建筑,实现了零的突破。
2013年10月“在水一方”项目成功验收,并获得中德合作高能效建筑——被动式低能耗建筑质量标识,成为中国建筑节能发展史上的里 程碑。自此,开始了中国被动式低能耗建筑领域政策体系、标准体系、技术体系、产品体系、管理体系、行业组织等各个方向的发展。
被动式低能耗建筑是指,适应气候特征和场地条件,采用高效的围护结构保温系统、高性能的外门窗系统、良好的建筑气密性系统、无热桥的建筑节点构造、高效热回收的通风系统,以及自然通风、自然采光、太阳辐射利用与遮蔽等被动式节能技术,大幅度降低建筑本体的能源需求,进而通过优化能源供应方案、提升能源利用效率,同时满足室内环境热舒适性和建筑能效性要求的建筑。
被动式低能耗建筑应同时满足室内舒适度、建筑气密性和建筑能效三方面的指标要求。
室内舒适度指标要求建筑室内CO2的最高浓度低于1000ppm;PM2.5的24小时平均浓度低于35µg/m3;除卧室、起居室、办公室、会议室、教室等典型人员活动空间外,公共空间,如大堂或开放式工作场所,室内允许噪声级为50dB(A),其他功能性空间参照《民用建筑隔声设计规范》GB 50118执行。
建筑气密性应符合在室内外压差50Pa的条件下,每小时换气次数不超过0.6次的规定。建筑气密性测试应在建筑气密面施工完成后,以及室内装修完成后进行,并以室内装修完成后的气密性测试结果为最终判定依据。
表中所述标准适用于我国各个气候区。建筑的采暖和制冷需求之和,以及建筑的总一次能源需求,应同时满足限值规定,其中总一次能源需求包括采暖、制冷、通风、照明、生活热水和电气设备的一次能源需求。表中所述限值对应面积为被动式低能耗建筑处理区域的建筑面积。
表中所述标准适用于居住建筑以及典型的宿舍、旅馆、办公和教育建筑。对于其他功能的建筑,由于其内部人员、照明、设备散热情况的差异,建筑的采暖和制冷需求限值应做相应调整。合理的限值应为,当技术方案进一步优化,建筑的采暖和制冷需求变化不超过1kWh/(m²·a)、采暖和制冷负荷变化不超过1W/m²、冬季外墙室内表面温度不低于19.5℃时对应的采暖和制冷需求。对于特殊用途的照备而引起的高用能需求,建筑的总一次能源需求限值可做相应调整。
被动式低能耗建筑的核心理念是,以降低建筑本体的能源需求为导向,通过提升建筑本体的性能,实现从需求侧抑制建筑的用能水平,从而尽可能地减少对主动式机械采暖和制冷设备的依赖,以及对于化石能源的依赖。
被动式低能耗建筑的技术策略是,采用性能化设计的方法,以室内环境和建筑能耗指标为约束性目标,基于建筑能效模拟,进行建筑本体和设备系统的关键参数敏感性分析,逐步优化方案,最终选取最优的性能参数与技术措施。
气密性:是决定建筑能效的核心要素之一。所谓保证建筑的气密性,并不是要限制住户主动开窗透气的意愿,而是在需要供暖和制冷的时期(也就是说在用户主观上没有自然通风的意愿时),避免室外空气通过缝隙和漏点“无控”地渗入室内。
气密层设计施工的质量在很大程度上决定了建筑的整体能效性能。如果气密性不良的漏点数量达到一定程度,整个建筑的保温隔热效果就会成比例地下降。现场施工工人的技术水平及施工细致程度与保证气密性紧密相关,尤其需要注意。
热桥:是指围护结构传热能力比较强,热流比较密集,能量损失明显高于附近区域的部位。热桥效应通常是由于建筑材料的交界或搭接(如外墙钢筋混凝土结构与加气混凝土砌块交界处)、建筑结构几何结构(如墙角处)、管道贯穿保温层,或建筑构件保温层厚度不一致(如底层楼板保温层厚度小于外墙保温层)以及悬挑阳台等原因所导致。热桥是建筑围护结构保温隔热性能的薄弱点,供暖和制冷期内热/ 冷损失最为突出的部位。相对于无热桥的部位,热桥不仅造成明显的传输热损失,而且长期以往还可能使建筑物结构受损。当温度较高的室内空气接触到墙体、窗户或屋面中温度较低的热桥部位后,湿空气在这些部位产生结露,日积月累导致霉菌滋生、涂层剥落、木结构和钢材腐蚀以及保温材料性能下降等后果。识别并避免热桥的出现需要专业知识和丰富的经验。