歐洲被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究及其在中國(guó)的示范應(yīng)用

歐洲被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究及其在中國(guó)的示范應(yīng)用

隨著世界氣候惡化，歐盟國(guó)家加強(qiáng)了溫室氣體排放。根據(jù)聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署的統(tǒng)計(jì),歐美國(guó)家建筑能耗占社會(huì)終端能耗的比重越來(lái)越大,約為30%~40%以上,建筑領(lǐng)域溫室氣體的排放已達(dá)到世界溫室氣體排放總量的30%左右。由于建筑節(jié)能的成本收益相對(duì)于其他行業(yè)(工業(yè)、交通)更高,因此建筑節(jié)能成為歐盟實(shí)現(xiàn)其減排目標(biāo)的優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。2007年3月歐盟國(guó)家與政府首腦會(huì)議提出了三個(gè)“20%”的節(jié)能減排目標(biāo):即在2020年以前將溫室氣體的排放量在1990年水平上降低20%,2020年前將一次能源消耗降低20%,2020年前可再生能源的應(yīng)用比例提高20%。為了實(shí)現(xiàn)歐盟的減排目標(biāo),各成員國(guó)都開(kāi)始研究和推進(jìn)低能耗建筑、被動(dòng)房、零能耗建筑等可持續(xù)建筑的發(fā)展。如英國(guó)和瑞士正在研究的零排放(zero-carbon)建筑,或稱(chēng)為零能耗建筑,它是在建筑之外建立風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電以及用生物質(zhì)能產(chǎn)生燃?xì)獾脑O(shè)施,利用這些屬于可再生能源的電力和燃?xì)鉂M(mǎn)足建筑運(yùn)行的能源需求,實(shí)現(xiàn)消耗化石燃料為零的建筑。德國(guó)在建筑節(jié)能方面走在歐洲各國(guó)的前列,在建筑節(jié)能領(lǐng)域已建立了比較完備的法規(guī)制度、政策、標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)體系,在建筑節(jié)能的不同領(lǐng)域也制定了相應(yīng)的促進(jìn)計(jì)劃、政策工具和市場(chǎng)推廣機(jī)制。德國(guó)2007年在政府環(huán)保計(jì)劃中提出了新的節(jié)能目標(biāo):1、至2020年,溫室氣體排放比1990年降低40%;2、至2030年,用于發(fā)電的可再生能源比例增至25%~30%;3、至2020年,通過(guò)熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行發(fā)電的電能比例增至25%;4、至2020年,生物燃料的比例增至所有消耗燃料(相關(guān)燃料)的17%。為實(shí)現(xiàn)其節(jié)能目標(biāo),德國(guó)在新建建筑和既有建筑改造領(lǐng)域中通過(guò)不斷提高節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)來(lái)大力發(fā)展低能耗建筑。德國(guó)于1988年第一次提出了“被動(dòng)房”(PassiveHouse)的理念,其內(nèi)涵包括:采用各種節(jié)能技術(shù)構(gòu)造最佳的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu),極大限度地提高建筑保溫隔熱性能和氣密性,使熱傳導(dǎo)損失和通風(fēng)熱損最小化;通過(guò)各種被動(dòng)式建筑手段來(lái)盡可能實(shí)現(xiàn)室內(nèi)舒適的熱濕環(huán)境和采光環(huán)境,最大限度降低對(duì)主動(dòng)式的燃燒化石燃料的采暖和制冷系統(tǒng)的依賴(lài)或完全取消這類(lèi)采暖和制冷設(shè)施。如建筑在冬季僅靠太陽(yáng)輻射得熱、室內(nèi)設(shè)備和人體散熱可以滿(mǎn)足90%以上室內(nèi)采暖需求,剩余的采暖需求可以通過(guò)引入帶熱回收的新風(fēng)系統(tǒng)加熱新風(fēng)滿(mǎn)足室內(nèi)的采暖需求,從而大大降低了一次能源的消耗。通過(guò)10多年的研究和實(shí)踐,德國(guó)已經(jīng)有1萬(wàn)多套被動(dòng)房,并確立了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。和德國(guó)基本類(lèi)似,奧地利也是從20世紀(jì)80年代開(kāi)始研究和發(fā)展低能耗建筑和被動(dòng)房,在該領(lǐng)域積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在其每年新建的建筑中,低能耗建筑約占40%,被動(dòng)房約占9%。目前奧地利在進(jìn)一步地研究超高能效建筑或正能耗建筑。為了實(shí)現(xiàn)更高階段的節(jié)能目標(biāo),住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技發(fā)展促進(jìn)中心從2008年開(kāi)始對(duì)歐洲被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)的進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,并探討其在中國(guó)開(kāi)展示范的可行性,從而為我國(guó)未來(lái)建造適合中國(guó)氣候特點(diǎn)和建筑形式的被動(dòng)房奠定了一定的技術(shù)基礎(chǔ)。本文簡(jiǎn)要介紹歐洲低能耗建筑和被動(dòng)房發(fā)展現(xiàn)狀。一、德國(guó)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展1、德國(guó)《建筑節(jié)能條例》對(duì)能耗的規(guī)定從1977~1995年內(nèi),德國(guó)共頒布了三部《建筑保溫法規(guī)》,其新建建筑每平方米采暖能耗從200kWh/(m2·a)降到了100kWh/(m2·a),節(jié)能率達(dá)到50%。其一次能源消耗400~500kWh/(m2·a)降低到300kWh/(m2·a)。2002年德國(guó)用《建筑節(jié)能條例》(EnEV)取代了《建筑保溫法規(guī)》和《供暖設(shè)備法規(guī)》,它對(duì)建筑保溫、供熱、熱水供應(yīng)和通風(fēng)等設(shè)備技術(shù)的設(shè)計(jì)和施工提出了全面和全新的要求。EnEV不再將單個(gè)的建筑構(gòu)件視為評(píng)判能效的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn),而是將建筑物看作一個(gè)完整的系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算和評(píng)估;同時(shí)建筑物能耗不再僅限于年采暖熱需求,而是擴(kuò)大到這個(gè)供暖、通風(fēng)、熱水制備以及相關(guān)輔助能源。《建筑節(jié)能條例》規(guī)定建筑物應(yīng)達(dá)到一個(gè)主要和一個(gè)次要條件,限定了兩個(gè)能效指標(biāo),一方面是建筑物的一次能源需求不得超過(guò)限定值;另一方面建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)必須滿(mǎn)足最低能效水平。2007年德國(guó)對(duì)《建筑節(jié)能條例》進(jìn)行了修訂,一方面是大范圍引入建筑能源證書(shū)制度,另一方面是在計(jì)算方法中引入了制冷能耗和照明電耗兩個(gè)參數(shù)。2009年德國(guó)對(duì)《建筑節(jié)能條例》再次修訂,采暖能耗限值進(jìn)一步下降到45kWh/(m2·a)。根據(jù)能源、氣候一體化計(jì)劃(IKEP),自2012年起,德國(guó)還將進(jìn)一步提高能效,最大幅度可達(dá)30%。2、被房的基本概念德國(guó)低能耗建筑是指能耗水平能夠滿(mǎn)足或低于2002年《節(jié)能條例》的建筑物,其采暖能耗平均值不得超過(guò)50kWh/(m2·a)。被動(dòng)式房屋標(biāo)準(zhǔn)是在對(duì)低能耗建筑標(biāo)準(zhǔn)不斷改進(jìn)的基礎(chǔ)上制定出來(lái)的。德國(guó)于1988年首次提出“被動(dòng)房”的概念。被動(dòng)房在中國(guó)也有被翻譯為“無(wú)源房”,即在非極端寒冷的天氣,不用“有源的供暖和空調(diào)系統(tǒng)仍可擁有舒適的室內(nèi)小氣候。在建筑通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損失和通風(fēng)熱損失最小化的情況下,采用高效熱回收通風(fēng)設(shè)施不僅給建筑提供足夠的新鮮空氣,還可以通過(guò)對(duì)新鮮空氣后加熱或后制冷來(lái)滿(mǎn)足制冷或采暖的需求。”(《無(wú)源房屋》,中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2010)。在極端寒冷的天氣下,使用很少的輔助能源,通常消耗極少可再生能源滿(mǎn)足室內(nèi)舒適性要求。歐洲對(duì)“被動(dòng)房”的定義是必須滿(mǎn)足相應(yīng)的能效指標(biāo):(1)年采暖終端熱耗≤15kWh/(m2·a);(2)最大供熱負(fù)荷≤10w/m2;(3)用于采暖、生活熱水和家庭用電的年一次能源消耗≤120kWh/(m2·a);(4)空氣滲透率為n50≤0.6/h;(5)超溫頻率≤10%。實(shí)現(xiàn)被動(dòng)房的主要設(shè)計(jì)理念和技術(shù)應(yīng)用的基本原則包括:(1)建筑物形體緊湊,體系系數(shù)小,單棟建筑的體型系數(shù)宜為0.8,多層住宅樓(不高于4層)宜為0.4,高層建筑盡量不超過(guò)0.2;(2)非透明外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能卓越,傳熱系數(shù)≤0.15W/(m2·k);(3)采取氣密性措施,空氣滲透率達(dá)到n50≤0.6/h;(4)通過(guò)有針對(duì)性的朝陽(yáng)布置建筑物和窗戶(hù)朝向(考慮遮陽(yáng)),被動(dòng)式利用太陽(yáng)能光照替代人工照明并在冬季利用太陽(yáng)能得熱;(5)采用機(jī)械通風(fēng)保持室內(nèi)的濕度、空氣衛(wèi)生。在保溫和建筑氣密性十分優(yōu)越的情況下,當(dāng)建筑采暖負(fù)荷峰值不超過(guò)10w/m2,帶有熱回收的機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)就可以滿(mǎn)足室內(nèi)采暖需求剩余的采暖需求,熱回收設(shè)備的效率達(dá)到80%以上;(6)利用可再生能源提供輔助采暖和制冷,如太陽(yáng)能、淺層地?zé)岬取６?、能耗控制指?biāo)奧地利建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的要求與德國(guó)基本類(lèi)似。奧地利目前的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)分為普通節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)、低能耗節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)、被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)和超高能效標(biāo)準(zhǔn)四個(gè)等級(jí),其采暖(制冷)能耗控制指標(biāo)分別為100kWh/(m2·a)、40kWh/(m2·a)、15kWh/(m2·a)和10kWh/(m2·a)。不同的能效標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)不同的節(jié)能技術(shù)方案。三、低能耗建筑和被動(dòng)住房的關(guān)鍵技術(shù)1、對(duì)建筑保溫層和被房保溫性能的探討外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)主要包括保溫隔熱技術(shù)、窗戶(hù)節(jié)能技術(shù)。(1)保溫隔熱系統(tǒng)低能耗建筑和被動(dòng)房最顯著的優(yōu)點(diǎn)是高效的保溫隔熱性能。寒冷或嚴(yán)寒地區(qū)冬季采暖煤耗量高,夏季空調(diào)電耗高大部分是由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)與外界環(huán)境的熱交換造成的。因此被動(dòng)式-低能耗建筑的節(jié)能重點(diǎn)是提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能,降低傳熱系數(shù),減少熱損失。此外高效的保溫措施還將提高建筑物的氣密性,降低能量損失,隔絕室外噪音,提高居住舒適度。(1)建筑外墻保溫建筑外墻外保溫技術(shù)起源可追溯到20世紀(jì)40年代的德國(guó),目前已成為歐美發(fā)達(dá)國(guó)家市場(chǎng)占有率最高的一種節(jié)能技術(shù)。德國(guó)低能耗建筑或被動(dòng)式建筑外墻保溫普遍采用絕熱復(fù)合系統(tǒng)(EIFS)。該系統(tǒng)使用壽命較長(zhǎng),平均30年,德國(guó)有些建筑物的外墻外保溫系統(tǒng)達(dá)到了40年左右。外墻保溫材料的種類(lèi)很多,較適合的有膨脹聚苯板、礦棉、玻璃棉、泡沫玻璃、纖維素和木質(zhì)保溫隔熱材料、真空保溫材料等。其中膨脹聚苯板(EPS)占據(jù)德國(guó)82%以上的市場(chǎng)。德國(guó)保溫材料的厚度經(jīng)歷了一個(gè)逐漸增加的過(guò)程,1980年,最早的保溫層厚度僅為4cm,隨著節(jié)能意識(shí)的逐步提高以及對(duì)保溫層作用的認(rèn)識(shí)改變,保溫層的厚度逐步從6cm增加到8cm。目前德國(guó)規(guī)定,無(wú)論什么類(lèi)型的保溫材料,安裝厚度都不低于10cm。德國(guó)對(duì)在此方面做過(guò)研究,認(rèn)為保溫厚度達(dá)到20cm的經(jīng)濟(jì)性能比最佳,因此在德國(guó)新建低能耗住宅外墻保溫層的厚度都在19~20cm,而被動(dòng)房屋中,如果采用EPS板,外墻保溫層厚度一般為24~30cm。目前德國(guó)還研發(fā)真空保溫(圖2)、納米級(jí)水凝膠保溫等一些新型保溫材料。真空保溫層通常采用微孔硅酸作為支撐,硅酸表面包裹一層薄膜,從而構(gòu)成真空保溫板。它借助滑道或粘接劑進(jìn)行固定。真空保溫板的導(dǎo)熱系數(shù)在0.007~0.009W/(m·k)之間,其保溫性能優(yōu)于傳統(tǒng)的保溫材料10倍之多,2cm的真空保溫層的保溫效果相當(dāng)于20cmEPS板的保溫效果。真空保溫板由于極易受損,而且需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制,因此相對(duì)于傳統(tǒng)保溫材料費(fèi)用較高。(2)屋頂和地面保溫被動(dòng)房對(duì)屋頂、地面及地下室的頂板的保溫要求很高。屋頂保溫要求保溫材料的厚度為24~30cm。保溫層上面需要加設(shè)防潮層。屋面保溫隔熱材料一般多分為兩類(lèi):一是板材型,如XPS板,EPS板,硬泡聚氨酯板(PU),巖棉板;二是現(xiàn)場(chǎng)澆注型材料,如現(xiàn)場(chǎng)噴涂硬泡聚氨酯整體防水屋面。地面保溫的厚度最小也有25cm。(3)熱橋的處理要使建筑保溫隔熱系統(tǒng)發(fā)揮良好的作用,除了保溫材料和厚度的選擇外,加強(qiáng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與施工,避免熱橋非常重要。避免熱橋不僅對(duì)降低熱熱損失非常重要,而且也能防止潮濕隱患和由此引發(fā)的霉菌問(wèn)題。如陽(yáng)臺(tái)采用預(yù)安裝結(jié)構(gòu),可將熱橋最小化。實(shí)現(xiàn)無(wú)熱橋要求建筑物必須無(wú)疏漏地包裹在保溫層理,避免穿透保溫隔熱平面的構(gòu)件,避免結(jié)構(gòu)件外突的建筑部件。陽(yáng)臺(tái)最好能處理成自承重移前的構(gòu)件等。(4)氣密性關(guān)鍵部位如窗洞口、空調(diào)支架與欄板、穿墻預(yù)埋件、屋頂連接處、建筑物陰陽(yáng)角包角等應(yīng)采用相應(yīng)的密封材料和配件隔絕傳熱,確保保溫系統(tǒng)的完整性。(2)節(jié)能窗戶(hù)窗戶(hù)是建筑保溫、隔熱、隔音的薄弱環(huán)節(jié)。通過(guò)窗戶(hù)的熱損失占到建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱損失的比重最大,約為33~40%。因此窗戶(hù)是節(jié)能的重點(diǎn)。1995年德國(guó)頒布保溫法規(guī)后,窗戶(hù)玻璃的傳熱系數(shù)U值需達(dá)到1.6~2.1W/(m2·k),市場(chǎng)上主要采用的是中空玻璃。德國(guó)2009年《建筑節(jié)能條例》規(guī)定,窗戶(hù)的U值不能超過(guò)1.30W/(m2·k),這就要求玻璃的U值大約為1.1W/(m2·k)(表2),基本上只有l(wèi)ow-E玻璃填充稀有氣體才能滿(mǎn)足該要求。在雙層玻璃之間填充惰性氣體氬氣或氪氣可以改善窗戶(hù)的U值和g值。U值大于1.3W/(m2·k)的玻璃目前在德國(guó)市場(chǎng)很難見(jiàn)到。歐洲被動(dòng)房窗戶(hù)采用三層Low-E玻璃,玻璃間充惰性氣體(氬氣或氪氣),玻璃Ug值為0.7W/(m2·k),窗框通常為高效的發(fā)泡芯材保溫多腔框架,其Uf值達(dá)到0.7W/(m2·k),窗戶(hù)的U值達(dá)到0.8W/(m2·k)。除了窗戶(hù)本身節(jié)能外,窗戶(hù)的安裝及安裝位置、窗戶(hù)的密封對(duì)于提高窗戶(hù)的氣密性都有很大的作用。被動(dòng)房窗戶(hù)是安裝在外墻外保溫的中部(圖3)。即窗框外側(cè)推出外墻一部分,窗框外側(cè)落在木質(zhì)支架上,同時(shí)借助于角鋼或小鋼板固定,整個(gè)窗戶(hù)被嵌入保溫層約三分之一的厚度。窗戶(hù)密封采用防水材料,如建筑用連接鋁或者合適的丁基膠帶,膠帶可用灰漿嵌入安裝。外部密封可采用實(shí)現(xiàn)壓縮、浸漬和敞孔的密封條,如人工樹(shù)脂阻燃的聚氨酯泡沫材料。2、機(jī)械通風(fēng)和通風(fēng)系統(tǒng)被動(dòng)房的氣密性非常高,為了避免開(kāi)窗通風(fēng)造成的熱損失,降低能源消耗,同時(shí)滿(mǎn)足空氣交換衛(wèi)生方面的要求,被動(dòng)房通常采用帶熱回收的排氣和通風(fēng)系統(tǒng)。機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)可以確保室內(nèi)水蒸汽排出室外,保持室內(nèi)濕度適中,避免水蒸汽破壞建筑構(gòu)件,產(chǎn)生結(jié)露;其次通風(fēng)可以排出有害物質(zhì)和異味,保證室內(nèi)空氣質(zhì)量。新風(fēng)系統(tǒng)包括帶熱回收的分散式通風(fēng)系統(tǒng)和帶熱回收的集中式通風(fēng)系統(tǒng)。熱回收裝置包括叉流板式熱交換器、逆流式熱交換器、轉(zhuǎn)輪式熱交換器,其熱交換效率都在75%以上。3、太陽(yáng)能作調(diào)整采暖德國(guó)的低能耗建筑和被動(dòng)房采暖方式以被動(dòng)式為主兼具優(yōu)化主動(dòng)式采暖系統(tǒng)。對(duì)于被動(dòng)房,當(dāng)采暖負(fù)荷低于10W/m2,通過(guò)帶有熱回收裝置的新風(fēng)系統(tǒng)加熱新風(fēng),即可以滿(mǎn)足室內(nèi)的采暖需求而不再需要常規(guī)的取暖。(1)被動(dòng)式采暖技術(shù)被動(dòng)式采暖技術(shù)就是通過(guò)建筑朝向、周?chē)h(huán)境布置、建筑材料選擇和建筑平、立面構(gòu)造等多方面的設(shè)計(jì),使建筑物在冬季能最大限度地利用太陽(yáng)能采暖而夏季又不至于過(guò)熱。主要方式是是加大房間向陽(yáng)立面的窗,如做成落地式大玻璃窗或增設(shè)高側(cè)窗,讓陽(yáng)光直接進(jìn)到室內(nèi)加熱房間。采用這種被動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)的前提是窗戶(hù)密封性較高,并配有保溫窗簾或保溫窗扇板防止夜間從窗戶(hù)向外的熱損失。(2)主動(dòng)式采暖技術(shù)和設(shè)備(1)與帶熱回收新風(fēng)系統(tǒng)結(jié)合的采暖當(dāng)被動(dòng)房采暖熱負(fù)荷低于10W/m2,可以采用帶熱回收的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行采暖。從廚衛(wèi)區(qū)域(浴室、廁所、廚房)中抽出的廢氣要先流經(jīng)熱交換器,在這里,廢氣近90%的熱量會(huì)被吸收掉并傳導(dǎo)給新風(fēng),然后廢氣被排除。新風(fēng)通過(guò)進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入室內(nèi),經(jīng)過(guò)過(guò)濾器,然后到達(dá)熱交換器進(jìn)行預(yù)熱送入到房間。在有些情況下,新風(fēng)在到達(dá)熱交換器前還要經(jīng)過(guò)一段長(zhǎng)距離的“地?zé)峤粨Q器”,即安裝在底下1.5~2m左右的管網(wǎng),新風(fēng)便可以吸收地下存儲(chǔ)的熱量。通過(guò)地?zé)峤粨Q器預(yù)熱后,外面空氣溫度可由-15℃升至0~5℃,這樣不僅可以防止熱交換器進(jìn)氣風(fēng)扇的截流閥或開(kāi)關(guān)控制結(jié)霜,也可大大提高冬天通風(fēng)排氣設(shè)備的效率。在有些工程中通風(fēng)系統(tǒng)還裝有電除霜保護(hù)加熱系統(tǒng)和后加熱器(postheater)以保證熱交換的穩(wěn)定性,避免熱交換器結(jié)冰。德國(guó)環(huán)保局在德紹的辦公樓使用的地?zé)峤粨Q器目前是世界上最大的,地?zé)峤粨Q器埋于地下深至3米,管道長(zhǎng)度(從進(jìn)氣口到通風(fēng)系統(tǒng))長(zhǎng)達(dá)6公里。在最冷的天氣,被動(dòng)房每平米的最大采暖需求達(dá)到10W,可以利用需要高效的采暖設(shè)施進(jìn)行輔助加熱,如冷凝式鍋爐、木屑燃燒鍋爐、帶熱泵和儲(chǔ)熱罐的通風(fēng)供暖和熱水成套設(shè)備。(2)利用可再生能源的采暖系統(tǒng)可再生能源采暖系統(tǒng)包括太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)和淺層地能熱泵采暖系統(tǒng)。歐洲很多采用地源熱泵技術(shù)輔助太陽(yáng)能系統(tǒng)為低能耗建筑供熱或被動(dòng)房輔助供熱。地源熱泵的末端采暖系統(tǒng)通常是輻射式采暖系統(tǒng)如地板輻射采暖系統(tǒng)或樓板埋管系統(tǒng)。4、構(gòu)件制冷系統(tǒng)(1)被動(dòng)式制冷的方式是夜間通風(fēng)制冷。建筑構(gòu)件能夠?qū)⑷臻g產(chǎn)生的絕大部分熱量?jī)?chǔ)存起來(lái)。夜晚打開(kāi)通風(fēng)口,利用夜間通風(fēng)將建筑構(gòu)件內(nèi)存儲(chǔ)的熱量釋放到空氣中,從而實(shí)現(xiàn)建筑物的被動(dòng)式制冷。(2)主動(dòng)式制冷(1)混凝土樓板輻射制冷它是利用建筑物中具有儲(chǔ)存能量能力的建筑構(gòu)件,如混凝土樓板和實(shí)心墻將熱量暫時(shí)儲(chǔ)存起來(lái),利用混凝土面積大和熱惰性,一段時(shí)間后將熱量釋放出來(lái)的制冷方式。發(fā)揮建筑物構(gòu)件制冷作用的是混凝土埋管系統(tǒng),把管道埋入混凝土樓板里,管道里注入冷水對(duì)建筑構(gòu)件進(jìn)行冷卻或疏導(dǎo)熱能(圖5)。采用建筑物構(gòu)件制冷的前提是建筑要有良好的保溫隔熱性能?；炷谅窆芤部梢圆捎冒腩A(yù)制混凝土的施工方式。把塑料管道實(shí)現(xiàn)埋設(shè)在預(yù)制的混凝土中。這種工業(yè)化的預(yù)制可以不受天氣的影響。(2)冷吊頂制冷冷吊頂式在頂棚中安置冷水管以達(dá)到冷卻的作用。剩余面積可以做一般吊頂或者保持它的毛坯狀態(tài),表面做粉飾。冷吊頂通風(fēng)分為以下幾種系統(tǒng):抹灰冷吊頂、石膏板冷吊頂和封閉和敞開(kāi)式金屬冷吊頂。(3)吸附式空調(diào)該系統(tǒng)是在新風(fēng)設(shè)備中通過(guò)蒸發(fā)式制冷的方式對(duì)空氣進(jìn)行冷卻。其原理是在通風(fēng)設(shè)備中加入空氣加濕器,通過(guò)加濕排風(fēng)氣流,蒸發(fā)帶走熱量的方式冷卻排風(fēng),然后利用高效熱回收裝置進(jìn)行熱交換,冷卻進(jìn)風(fēng),從而達(dá)到空調(diào)的效果(圖7)。吸附式空調(diào)可以利用太陽(yáng)能來(lái)驅(qū)動(dòng)。5、建筑日照時(shí)數(shù)與建筑相遮陽(yáng)歐洲被動(dòng)式-低能耗建筑通過(guò)合理選擇建筑朝向,處理好建筑立面,進(jìn)行被動(dòng)式的遮陽(yáng)或自遮陽(yáng)。如通過(guò)建筑構(gòu)件本身,特別是窗戶(hù)部分的縮緊形成陰影區(qū),形成自遮陽(yáng);或是利用建筑互相造影形成建筑互遮陽(yáng)。建筑外遮陽(yáng)可以是固定的建筑遮陽(yáng)結(jié)構(gòu),如遮陽(yáng)板、屋檐等;也可以是活動(dòng)式的,如百葉、活動(dòng)擋板等。除了外遮陽(yáng),還有導(dǎo)光遮陽(yáng)系統(tǒng)和可切換式玻璃同樣能優(yōu)化利用日光和降低制冷負(fù)荷。推動(dòng)被動(dòng)式建筑經(jīng)濟(jì)激勵(lì)政策為了提高建筑能效以及推廣可再生能源在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用,德國(guó)聯(lián)邦政府出臺(tái)了多項(xiàng)覆蓋全國(guó)的財(cái)政資助計(jì)劃,其中“節(jié)能建筑”計(jì)劃是專(zhuān)為高效節(jié)能的“德國(guó)復(fù)興信貸銀行節(jié)能房屋”提供資助。該計(jì)劃為新建或購(gòu)買(mǎi)一棟符合資助標(biāo)準(zhǔn)的新建住房提供10年期以上的低息貸款,每套住宅最多可申請(qǐng)貸款5萬(wàn)歐元。目前有兩種資助標(biāo)準(zhǔn),即德國(guó)復(fù)興信貸銀行節(jié)能房屋85和70,指能達(dá)到2009年版《建筑節(jié)能條例》中規(guī)定的新建建筑一次能源參數(shù)的百分比。奧地利有9個(gè)聯(lián)邦州,總?cè)丝诠布s800萬(wàn)人。其中維也納有170萬(wàn)人,維也納每年大約要建成5000~9000套公寓。維也納是被動(dòng)房發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮某鞘?其被動(dòng)房的主要類(lèi)型是小型的住宅或獨(dú)立式住宅。奧地利各州都制定推動(dòng)建筑節(jié)能的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)政策。維也納推動(dòng)被動(dòng)房建設(shè)的政策有:州政府對(duì)被動(dòng)房提供貸款,每平方米居住面積(凈建筑面積,不包括墻體厚度、樓梯間和通風(fēng)管道井、電梯間面積)的貸款為510~700歐元;貸款利息低,貸款時(shí)間長(zhǎng);除貸款外,每套建筑提供每平方米60歐元的贈(zèng)款。被動(dòng)式建筑的所有成本最高不能超過(guò)每平方米1730歐元。奧地利下澳洲也有專(zhuān)門(mén)針對(duì)低能耗建筑(包括被動(dòng)式房屋)經(jīng)濟(jì)激勵(lì)計(jì)劃。獲得資助的低能耗建筑標(biāo)準(zhǔn)必須滿(mǎn)足的要求包括:達(dá)到最低采暖標(biāo)準(zhǔn)(通常為10kWh/m2·a),采用了新型的采暖系統(tǒng),如太陽(yáng)能光熱系統(tǒng),生物質(zhì)能遠(yuǎn)距離采暖,帶熱回收的通風(fēng)采暖系統(tǒng)。經(jīng)濟(jì)激勵(lì)計(jì)劃由家庭資助、積分補(bǔ)貼和低息貸款補(bǔ)貼幾部分組成。家庭資助是根據(jù)該家庭的人口及一家的年收入給予一定比例的補(bǔ)貼,通常為家庭最高收入的20%的補(bǔ)貼(一口人家庭,獲得補(bǔ)貼的收入基數(shù)最高不超過(guò)28000歐元,兩口人的收入基數(shù)最高不超過(guò)48000歐元,在此基礎(chǔ)上每增加一口人,收入基數(shù)增加7000歐元)。積分補(bǔ)貼是指通過(guò)積分來(lái)評(píng)判建筑采取的節(jié)能措施和能耗水平的高低,相應(yīng)的積分獲得相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)助?？偡e分為100,每分為300歐元。除了上述補(bǔ)助外,政府還提供為期27.5年利率為1%的長(zhǎng)期低息貸款。以一個(gè)居住面積為111m2的低能耗建筑為例說(shuō)明三類(lèi)補(bǔ)貼的構(gòu)成方式。該建筑總造價(jià)為16.1萬(wàn)歐元,4口人,補(bǔ)助收入基數(shù)為62000歐元,家庭補(bǔ)助約為12500歐元。該建筑獲得72個(gè)積分,共獲補(bǔ)助21600歐元。共獲得貸款34100歐元。貸款額占總造價(jià)約為20%。五、新建建筑多層建筑情況在歐洲,特別是在德國(guó)、奧地利等國(guó)家,被動(dòng)房筑已成為比較普遍的建筑理念和形式而被人們廣為接受。目前,德國(guó)有超過(guò)13000套住宅是依照被動(dòng)式房屋標(biāo)準(zhǔn)建成的,多數(shù)被動(dòng)房住宅為單棟建筑,也有聯(lián)排住宅和部分多層建筑。此外,還有大量的非居住建筑,如辦公樓,商業(yè)建筑、體育館、學(xué)校、幼兒園也是依據(jù)被動(dòng)式房屋建造的。其中95%是新建的被動(dòng)式房屋,5%是既有建筑改造成被動(dòng)式房屋。奧地利是全世界被動(dòng)房密度最大的國(guó)家。既有建筑存量中,70%為能耗較高的舊房,20%為達(dá)到最低節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的普通住宅,低能耗建筑占建筑總量的8%,被動(dòng)房占到1%左右,約為330萬(wàn)m2。超高能效建筑占到1%左右。每年新建建筑中,普通節(jié)能建筑占50%,低能耗建筑占40%,被動(dòng)房占到9%,其余的是超高能效建筑。目前維也納州大概有1000套被動(dòng)住宅已入住,850套住宅在建,1500套住宅在設(shè)計(jì)中。1、建筑節(jié)能改造Wilhelminian是建于1995年的樓房,磚石結(jié)構(gòu),總建筑面積為1007m2,外裝飾面是經(jīng)典的歐式風(fēng)格。原有的斜屋頂在二戰(zhàn)中被摧毀,現(xiàn)在只剩下閣樓。該樓改造前室內(nèi)舒適度較低,無(wú)集中供暖設(shè)施,只通過(guò)燒煤爐、壁爐燃燒木材取暖。該樓于2006年改造完,改造前公寓用于出租,改造后銷(xiāo)售給個(gè)人,售價(jià)比市場(chǎng)價(jià)高10%。該樓改造的目標(biāo)是被動(dòng)房建筑,改造前采暖能耗為230kWh/(m2·a),改造后采暖能耗為30.5kWh/(m2·a)。主要的節(jié)能改造措施如下:(1)外墻保溫:因?yàn)榕R街的外立面是屬于德國(guó)法律規(guī)定的受保護(hù)的建筑風(fēng)格,所以設(shè)計(jì)中沒(méi)有采用外墻外保溫系統(tǒng),而采用外墻內(nèi)保溫系統(tǒng),保溫層為7cm的巖棉。內(nèi)庭的外墻采用了外墻外保溫,16cm的巖棉。(2)屋頂和地下室供熱區(qū)域:采用纖維素絮片保溫,該材料的特點(diǎn)是隔熱、隔聲非常好;濕度可控;抵抗腐爛和蟲(chóng)害;擴(kuò)散排汽;生產(chǎn)耗能小。抽出后尚可再利用,生態(tài)環(huán)保。應(yīng)用的領(lǐng)域包括:坡屋頂椽間保溫隔熱,輕質(zhì)平屋頂橫粱間隔熱。導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.04~0.05W/(m·K),防火等級(jí)為B1/B2。(3)窗戶(hù):改造前是雙層中空玻璃,改造后采用三層窗,里面充氪氣,窗框的U值為1.2W/(m2·K),窗玻璃U值為0.9W/(m2·K),整窗的U值為0.8W/(m2·K)。(4)通風(fēng)系統(tǒng):采用集中式通風(fēng)系統(tǒng),帶熱泵和儲(chǔ)熱罐的通風(fēng)系統(tǒng)放在頂層閣樓。(5)可再生能源供暖:地下室裝有木屑鍋爐,燃燒木屑對(duì)建筑進(jìn)行全年供暖,年耗20噸木屑,每噸為250歐元,年消費(fèi)5000歐元。此外屋頂裝有30m2的太陽(yáng)能集熱器提供生活熱水和輔助采暖。該示范項(xiàng)目總投資160萬(wàn)歐元,其中增量成本為40萬(wàn)歐元。德國(guó)政府對(duì)既有建筑節(jié)能改造實(shí)行補(bǔ)貼,補(bǔ)貼額占增量的15%,因此補(bǔ)貼約為6萬(wàn)歐元。其中外保溫的造價(jià)約為100歐元/m2,被動(dòng)房窗戶(hù)價(jià)格為800歐元/m2。2、帶熱回收的雙組分離式采暖系統(tǒng)該公寓共有8層,是維也納最高的被動(dòng)式居住建筑,混凝土結(jié)構(gòu),總建筑面積達(dá)到5720m2,居住面積為4610m2,體型系數(shù)為0.28。其主要的節(jié)能措施包括:外墻采用30cm的EPS板,傳熱系數(shù)U=0.12W/(m2·k);屋頂采用35cmEPS板,U=0.12W/(m2·k);地下室頂板采用35cm的EPS板,U=0.1W/(m2·k)。窗戶(hù)采用被動(dòng)房窗戶(hù),U=0.8W/(m2·k)。屋頂設(shè)計(jì)由天窗進(jìn)行自然采光。該建筑的氣密性很好,新風(fēng)換氣次數(shù)為0.4/h。采用帶熱回收的新風(fēng)系統(tǒng),熱回收效率為85%。帶熱回收的新風(fēng)系統(tǒng)對(duì)進(jìn)風(fēng)除了浴室留有一個(gè)采暖器外,其它房間都取消了采暖設(shè)施。在無(wú)任何采暖設(shè)施的情況下,室溫常年保持21℃。浴室內(nèi)的暖氣片的設(shè)置,是為人們?cè)谠∈覂?nèi)提供更多的舒適度,可以將溫度達(dá)到23~24℃,但項(xiàng)目追蹤調(diào)查的結(jié)果是幾乎沒(méi)有人使用這個(gè)暖氣片。由市政供熱公司提供集中式生活熱水。建筑的