被动式节能建筑中的主动节能技术应用.pdfVIP

戴旭／中国建筑标准设计研究院 摘要：本文主要针对被动建筑在我国现阶段的应用状况，通过对建筑耗能的来源、种类及特征的研究，对比分析了被动 节能技术与主动节能技术的应用方式与作用，说明主动节能技术对于辅助协调被动节能技术实现建筑总体的一次能源消 耗量指标和建筑室内环境舒适度参数指标的盔要性和可行性。简要介绍了被动建筑中采用的部分主要主动节能技术。 关键词：被动式节能建筑，被动节能技术，主动节能技术，总体能耗，一次能源，可控通风，建筑自身能量，可再生能源 自动控制，质量控制 明 被动节能技术一般是指在保证室内环境舒适度前提下，通过对建筑的布局、朝向、形体、遮阳、 保温、气密性、自然通风等方面进行合理的节能优化设计，从而降低建筑总体能耗。很多中国 传统建筑中都或多或少的采用了一些被动节能原理的设计和建造方法，比如通过对建筑布局、 建筑形式的巧妙设计，适应当地气候特点，对自然通风、自然采光、太阳热能、池塘水体、植被、 土壤等进行合理有效的利用，使之为建筑环境的改善服务。东暖夏凉的陕北窑洞利用土壤作为保 温围护结构，南方民居中采用常见的池塘利用水体蒸发冷却原理降低区域温度，采用天井利用 热压原理进行自然通风等等。传统建筑作为一种经验性的实践作品，体现着古代劳动人民的智慧， 是被动技能技术的一种原始应用，而现代被动建筑所采用的被动技能技术则是建立在严谨的科 学理论、大量的实验数据以及长期的应用实践基础之上，并辅以主动节能技术手段。主动节能 技术是指通过对机电系统、自动监测控制系统的节能优化设计以及高效节能设备材料的选择， 辅助被动节能技术手段满足室内环境精确、稳定且可控的舒适性参数并实现建筑总体能耗的进 一步降低。 被动式节能建筑的两个重要判定指标：一个是建筑总体的一次能源消耗量指标，另一个是建 筑室内环境的舒适度参数指标。我国现阶段对于被动式节能建筑尚无相关标准或规范，更缺乏可 操作执行的适应我国各地域气候特征的判定方法和指标。由于地域性的差异，不同地区的气候条件、 地质条件、水文条件、生活习惯等均不尽相同，同时，即便是同一地区，随着季节的变迁、气象 状况的变化、昼夜的交替，这些都会导致相同建筑物的可用能源种类及能源效率不同，建筑总体 能耗不同。因此，因地制宜的采用与之相适应的节能策略，制定相应设计指标尤为重要。 匾国匪雹圈虽豳 2．1借鉴一下德国被动建筑的经验数值 舒适度要求常用指标如：室内相对湿度40％一60％，温度20。C～260c，超温频率10％(室 26CHINAHOUSINGFACILITIES 万方数据 内温度超出规定范围的小时数与全年小时数之比)等。被动建筑采用了诸多被动节能技术来保证 上述室内环境舒适度指标的实现，其消耗的一次能源一般仅有普通建筑的十分之一。首先通过紧 凑的外形设计以实现较小的体型系数，降低建筑总体散热外表面积：确保良好的围护结构保温隔 热性能：采用保温防潮性能、防火性能均优良的外墙及屋顶保温材料，当保温材料足够厚时，建 筑通过外墙、屋顶损失的能量足够低，且通过技术经济的比较，我们可以得到一个所谓经济保温 厚度：采用隔热透光效果好的节能外窗产品，例如三层Low-E玻璃的外窗，玻璃之间充入惰性气 体隔热，外窗要选择适当的遮阳措施，兼顾自然采光和室内冷负荷的关系：采用有效的消除围护 结构热桥的措施。注意建筑围护结构的保温设计应首先满足热工要求，对围护结构内部冷凝受潮 情况进行验算，使供暖期间围护结构中保温材料因内部冷凝受潮而增加的湿度不超过相应的允许 量，且室内外墙表面与空气之间的温差不大于3。c，避免对室内人体产生冷辐射。此外，建筑的 气密性能也十分重要，德国被动建筑要求室内外压差60Pa时，房间每小时换气次数小于O．6次， 就是为了尽量减少室外空气渗透对室内环境的影响。 2．2被动建筑自身的热损失非常小，对外部能源的依赖也极低 除了在建造施工过程中及设备安装完毕启动调试过程中所需要的外部能源，被动建筑在建 造完成之后便可以不再主动向外需求能源，而是转为可再生能源提供。冬季，主要依靠建筑自 身得热满足室内供暖需求，极寒天气热负荷不足部分和夏季供冷负荷需求尽量从可再生能源中