被动房适宜性技术研究VIP

汇报内容1被动房发展现状被动房技术适宜性讨论不同气候区被动房节能效果分析总结和展望被动房发展现状2被动式房屋的概念最早由德国达姆施塔特被动房研究所提出，并在德国、奥地利等欧洲国家发展多年。被动房发展现状近年来，被动房开始逐渐进入中国，并引起各方面的高度重视和广泛关注。国内获得住房和城乡建设部科技发展促进中心和德国能源署“被动式房屋质量标识”的被动式房屋秦皇岛“在水一方”C区2014年哈尔滨“溪树庭院”2015年潍坊“未来之家”2015年3国内已经获得过德国被动房研究所颁证的项目Source:

/Item/8647.aspx被动房发展现状4德国被动房认证网站-被动房技术要求5我国被动房的能耗指标6《被动式超低能耗绿色建筑技术导则（居住建筑）》中的能耗指标及气密性指标气候分区严寒地区寒冷地区夏热冬冷地区夏热冬暖地区温和地区能耗指标年供暖需求kWh/m2·a≤18≤15≤5年供冷需求kWh/m2·a≤3.5+2.0×WDH20+2.2×DDH28年供暖、供冷和照明一次能源消耗量≤60

kWh/m2·a（或7.4kgce/m2·a）气密性指标换气次数N50≤0.6注：WDH20为一年中室外湿球温度高于20℃时刻的湿球温度与20℃差值的累计值（单位：kKh）DDH28为一年中室外干球温度高于28℃时刻的干球温度与28℃差值的累计值（单位：kKh）N50即在室内外压差50Pa的条件下，每小时的换气次数我国被动房的舒适性指标7《被动式超低能耗绿色建筑技术导则（居住建筑）》中的室内环境参数指标室内环境参数冬季夏季温度（℃）≥20≤26相对湿度（%）≥30≤60新风量（m3/h·人）≥30噪声dB（A）昼间

≤40；夜间

≤30温度不保证率≤10%≤10%2016年2月6日，中共中央、国务院印发的《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》明确提出发展被动式房屋等绿色节能建筑，这是首次在国家文件中明确发展被动式建筑。山东、河北等地也陆续出台针对被动房的激励措施。在全面推进被动房建设的同时，要注意技术适宜性，避免一刀切8被动房发展技术适宜性10被动房常用技术包括：高保温围护结构高气密性门窗集中新风系统热回收装置可再生能源系统Dirk

MüllerDr.-Ing.,UniversitätsprofessorInstitute

for

Energy

EfficientBuildings

and

Indoor

ClimateTechnischenUniversität

AachenPassive

house

works

well

in

single

family

house,

ifowners

are

disciplined

to

the

requirements

of

thattechnology.当住户可以严格按照设备系统要求进行操作时，被动房理念应用于独栋住宅中是行之有效的。Passive

House

Standard

is

NOT

suitable

for

all

kindsof

buildings.

Schools,

for

example,

should

NOT

bebuilt

following

Passive

House

Standard.被动房标准并非适用于所有类型的建筑。例如，学校就不适宜套用被动房标准。因为上课时，教室突然坐满，通风系统迅速过载，必须开窗通风。国际专家对于发展被动房的思考Only

the

first10

to

12inches

to

be

effective

…Then

the

efficiency

of

the

insulatingmaterialdecreases.只有最初的10~12英寸保温层比较有效，继续增厚保温层增加对增强保温作用不明显D.

Müller,T.

Berker,

Passive

House

at

the

crossroads:

The

past

and

the

present

ofavoluntary

standard

that

managed

to

bridge

the

energy

efficiency

gap,

EnergyPolicy,60(2013)

586-593.12国际专家对于被动房的思考——室内过热问题1英国学者Davies与Oreszczyn研究发现，加强建筑气密性虽然有助于减小建筑冬季供暖能耗，但同时会带来冬季室内过热（Overheated）以及哮喘等空气疾病问题。客厅过热小时数卧室过热小时数Davies,

M.

&

Oreszczyn,

T

(2012)

The

unintended

consequences

of

decarbonizing

thebuilt

environment:

A

UK

case

study.

Energy

and

Buildings,

46

80

-

85.13国际专家对于被动房的思考——室内过热2比利时学者Hens研究发现，被动房在夏季也会存在室内过热的问题，例如：住户如果长时间不在家，通风系统处于长时间关闭状态，热量蓄积使得房间被不断加热，使得住户在返回家中后的很长时间内，温度也难以降低。H.

Hens,

F.

Professor,

Performance

assessment

of

"passive

houses"

based

on

extensivemeasuring,(2005).冬季（左）与夏季（右）典型周的室内温度变化情况夏季室内过热小时数分析14国际专家对于被动房的思考——健康相关Shrubsole研究发现，加强建筑气密性可能使得室内空气质量下降，引发哮喘病等诸多健康问题。Shrubsole,

C.,

Macmillan,

A.,

Davies,M.,

&

May,

N.

(2014).

100

Unintendedconsequencesof

policies

to

improve

the

energyefficiency

of

the

UK

housing

stock.

Indoor

and

BuiltEnvironment,23(3),

340-352.14国际专家对于被动房的研究——健康相关比利时学者Hens对某被动房项目的实际运行效果进行分析时发现，在入住不到两年的时间，该被动房就出现了严重的健康问题，主要是新风管道污染。H.

Hens,Ashrae,

Passive

Houses:

What

May

Happen

When

Energy

Efficiency

BecomestheOnly

Paradigm?,

Ashrae

Transactions

2012,

Vol

118,

Pt

12012,

pp.

1077-1085.新风管道中的污水15虽然在室外空气污染状况较为严重的地区，被动房采用具有过滤功能的集中新风系统，相比于开窗通风的方式，在保障室内

IAQ方面具备一定的优势。但是比利时学者Hens在研究中指出

“Filters

have

to

be

changed

once

polluted.Inhabitantsforget

to

do

so.“Hens还指出了新风系统滤网长期不更换的几种危害：净化效果大幅衰减增加系统阻力，从而增加风机电耗导致细菌、菌类繁殖，引发健康问题16国际专家对于被动房的思考——新风系统H.

Hens,

Passive

buildings:

arethey

really

as

sustainable

as

pretended,

Technical

UnivLodz,

Lodz,2010.ENEV2009外墙:140mm

polystyrene保温层窗户:Thermal

insulation

glass保温玻璃通风：Simple

ventilation

systemPASSIVE

HOUSE外墙:260mm

polystyrene保温层窗户:Triple

glazing三层玻璃absolutely

airtight极高气密性通风：Mechanical

ventilation(heat

recovery)带热回收的机械通风GWW公司对两栋并排布置的对比住宅进行2年实测被动房与普通房屋性能实测对比17PASSIVE

HOUSE=ENEV

2009

–

67m2CONSTRUCTION

INVESTMENTNETTO

FLOOR

AREA两栋测试建筑中，被动房投资多且使用面积小：PASSIVE

HOUSE=ENEV

2009

+220

€/m2被动房与普通房屋性能实测对比18被动房与普通房屋性能实测对比19理论：

save >

waste实测：waste>save原因：用户实际使用与设计不同室温实际会比设计值高3℃经常开窗开大通风装置以满足通风需求回应：通风设备还需调试用户还需相关培训指导实测能耗数据：PassiveHouseENEV

2009Save1/3采暖能耗EnergyConsumption

for

Heating被动房与普通房屋性能实测对比PassiveHouseENEV200919000

kWh/a20Waste

3times建筑总电耗Electricity

Consumption5000

kWh/a被动房与普通房屋性能实测对比21结论：被动房技术在这个项目中没有优势！被动房技术中关于室内环境参数的讨论23由于被动房不能开窗通风，全靠机械通风，而普通住宅可以开窗，因此两类建筑在对比时，评价热舒适性采用的方法和标准均不同研究表明并非100%满足热舒适区的环境是最好的，具有自然特性的动态热环境，即温度波动范围较大，更受人们的喜好，也更有利于健康R.

de

Dear,

et

al.

Developing

an

adaptive

model

of

thermal

comfort

and

preference.

ASHRAE

Transaction,

104(1):145-167.1998.J.F.

Nicol,

M.A.

Humphreys.

Adaptive

thermal

comfort

and

sustainable

thermal

standards

for

buildings.

Energy

and

Buildings,34(6):

563-572.2002.T.Parkinson

and

R.

de

Dear.

Thermal

pleasure

in

built

environments:

physiology

of

alliesthesia.

Building

Reserch

&

Information.43(3):

288–301,2015.不同气候区被动房节能效果分析24不同气候区被动房-住宅节能效果分析使用DeST对位于不同气候区被动房进行能耗分析，并与普通房屋进行对比标准层：4

*

102.8m2共7层24不同气候区被动房节能效果分析25被动房普通房屋围护结构高保温、参考《被动式超低能耗绿色建筑技术导则》参考各地居住建筑节能设计标准气密性高气密性、参考《被动式超低能耗绿色建筑技术导则》参考各地居住建筑节能设计标准新风系统24h运行，人均新风量50m3/h开窗通风热回收新风全热回收，热回收效率70%无居住建筑对比：模拟参数设置不同气候区被动房节能效果分析26居住建筑现状：严寒/寒冷地区：供暖连续运行，空调间歇运行夏热冬冷地区：供暖/空调间歇运行夏热冬暖地区：供暖/空调间歇运行三个案例被动房普通房屋严寒地区（哈尔滨）全天运行供暖：24h/空调：间歇夏热冬冷地区（上海）全天运行供暖/空调：间歇夏热冬暖地区（广州）全天运行供暖/空调：间歇*能耗组成风机能耗+供暖/空调能耗供暖/空调能耗注：被动房新风系统选型以某国外品牌中央新风系统为例，其风机能耗根据运行时间、风量、样本参数确定热回收条件：夏季室外气温高于30℃，冬季室外气温低于15℃该案例冬季采用小区集中供热，夏季采用空气源热泵严寒地区全年供暖空调节省电量为3.2kgce/m2

，节能23.5%哈尔滨全年有雾霾污染的天数高达152天，被动房还有健康的优势不同气候区被动房节能效果分析严寒地区（哈尔滨）能耗分析：10.413.63.2额外的，考虑普通房屋在雾霾天开启空气净化器，如选用分室式新风净化机，每年普通房屋还多耗0.9kgce/（m2·a）-51.2%+22.2%注：夏季空气源热泵COP取3.527该案例冬季采用小区集中供热，夏季采用空气源热泵寒冷地区全年供暖空调节省电量为0.8kgce/m2

，节能5.3%北京全年有雾霾污染的天数高达134天，被动房还有一定健康优势不同气候区被动房节能效果分析寒冷地区（北京）能耗分析：0.814.415.2额外的，考虑普通房屋在雾霾天开启空气净化器，如选用分室式新风净化机，每年普通房屋还多耗0.85kgce/（m2·a）-49.5%+24.5%注：夏季空气源热泵COP取3.528夏热冬冷地区，被动房供暖+空调能耗较低被动房风机能耗较高考虑被动房初投资（围护结构、新风系统）------投入产出比不一定具有优势注：夏季空气源热泵COP取3.2，冬季COP取2.5不同气候区被动房节能效果分析夏热冬冷地区（上海）能耗分析：11.630-39.5%9.6+16.7%夏热冬暖地区，被动房能耗更高不同气候区被动房节能效果分析夏热冬暖地区（广州）能耗分析：9.7注：空气源热泵COP全年取平均3.25.4+23.2%30不同气候区被动房节能效果分析31居住建筑被动房节能效果分析：气候区优势对比重要性对比严寒地区（哈尔滨）被动房>普通房屋保温>通风可调>遮阳寒冷地区（北京）被动房>普通房屋保温>通风可调>遮阳夏热冬冷地区（上海）被动房≈普通房屋保温≈遮阳可调>通风可调>遮阳夏热冬暖地区（广州）被动房<普通房屋遮阳≈通风可调>保温不同室内发热量被动房节能效果分析33不同气候区被动房节能效果分析额外的，对被动房在公共建筑中的节能效果进行分析：地点：夏热冬冷地区（上海）为例建筑类型：办公建筑参数设置对比被动房普通公建围护结构高保温符合当地标准保温气密性高气密性符合当地标准气密性室内发热量：10W/m220W/m230W/m2不同室内发热量，节能效果对比33室内产热越大，建筑对保温需求越低，被动房能耗越高注：系统EER夏季4.0，冬季2.4不同气候区被动房节能效果分析夏热冬冷地区（上海）公建能耗分析：21.3

≈

21.422.5

>

21.923.9

>>

22.6Q=10W/m234Q=20W/m2Q=30W/m2不同气候区被动房节能效果分析35公共建筑被动房节能效果分析：以夏热冬冷地区为例：室内产热不同优势对比重要性对比10W/m2被动房

≈普通房屋保温

≈通风20W/m2被动房

<普通房屋保温

<通风30W/m2被动房

<<普通房屋保温

<<通风对于公共建筑而言，室内产热越大，保温的重要性就越低针对室内产热大的建筑，应该着眼于通风等其他节能措施不同气候区被动房节能效果分析36公共建筑被动房节能效果分析：不同气候区：对于公共建筑而言，室内产热越大，保温的重要性就越低针对室内产热大的建筑，应该着眼于通风遮阳等其他围护结构节能措施室内产热不同重要性对比严寒寒冷地区20W/m2通风可调>保温>遮阳≈遮阳可调30W/m2通风可调>遮阳>保温>遮阳可调夏热冬冷地区20W/m2通风可调>保温≈遮阳