嚴寒地區(qū)被動式超低能耗居住建筑示范研究

王楊洋 陶 進 任楠楠

(吉林建筑大學城建學院，吉林 長春 130111)

嚴寒地區(qū)被動式超低能耗居住建筑示范研究

王楊洋 陶 進 任楠楠

(吉林建筑大學城建學院，吉林 長春 130111)

以吉林建筑大學城建學院專家公寓為研究對象，將專家公寓示范工程與德國被動房指標體系、吉林省《居住建筑節(jié)能設(shè)計標準(節(jié)能65%)》技術(shù)參數(shù)進行了對比分析，指出城建學院專家公寓各項設(shè)計指標在現(xiàn)有的吉林省節(jié)能65%建筑基礎(chǔ)上有明顯的提高，滿足德國被動房能耗指標體系。

嚴寒地區(qū)，被動式超低能耗，居住建筑，對比

0 引言

超低能耗建筑融合多種節(jié)能技術(shù)，盡可能地增加圍護結(jié)構(gòu)保溫性能，利用可再生能源和熱量回收，在滿足室內(nèi)建筑環(huán)境要求的前提下，明顯地減少能耗需求[1]。超低能耗建筑也稱作被動房，早在1988年5月就在德國開始推廣，目前德國5%建筑面積的居住建筑是被動式建筑。德國被動房建筑相關(guān)指標統(tǒng)一，不區(qū)分建筑類型，為商業(yè)性自愿推廣。我國近幾年也開始進行超低能耗建筑的相關(guān)研究，尤其是對于居住建筑的示范研究，2013年10月河北 省秦皇島市在水一方項目通過了德國能源署的驗收，成為我國第一座被動式超低能耗居住建筑，其示范帶動作用在超低能耗建筑建設(shè)中已經(jīng)逐步顯現(xiàn)。本項目以吉林建筑大學城建學院專家公寓超低能耗示范工程為研究對象，與現(xiàn)有節(jié)能標準和德國被動房進行對比分析。

1 項目概況

吉林建筑大學城建學院專家公寓位于吉林省長春市寬城區(qū)蘭家鎮(zhèn)(長春裝備制造產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū))，6層住宅，建筑面積近3 000 m2。對于項目研究要充分考慮長春的氣候條件，長春地處嚴寒地區(qū)C區(qū)，冬季寒冷而漫長，采暖室外設(shè)計溫度為-21.1 ℃，室內(nèi)設(shè)定溫度20 ℃，供暖期為10月25日～次年4月10日，夏季空調(diào)間歇開啟，室內(nèi)設(shè)定溫度26 ℃，空調(diào)使用時間為7月1日～8月31日。通過外墻保溫，天棚輻射供冷/供暖系統(tǒng)，置換新風熱回收系統(tǒng)，地源熱泵+太陽能系統(tǒng)等諸多技術(shù)，實現(xiàn)嚴寒地區(qū)更舒適、更健康、更低能耗的目標。

2 設(shè)計指標對比

對于嚴寒地區(qū)的居住建筑來說，保溫性能好的圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計是實現(xiàn)節(jié)能的至關(guān)重要環(huán)節(jié)。城建學院專家公寓與吉林省節(jié)能65%建筑、德國被動房在屋面、外墻、外窗、地面等圍護結(jié)構(gòu)參數(shù)、體形系數(shù)以及室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)等主要相關(guān)技術(shù)參數(shù)進行比較，具體內(nèi)容見表1。

通過表1中數(shù)據(jù)可以看出，城建學院專家公寓與吉林省DB22/T 450—2007居住建筑節(jié)能設(shè)計標準(節(jié)能65%)各參數(shù)相比大大提高了圍護結(jié)構(gòu)的各項性能和室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)，基本滿足德國被動房的要求(屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)一項可以通過優(yōu)化設(shè)計來滿足要求)。

3 能耗控制指標對比

超低能耗建筑技術(shù)體系的核心在于能耗控制指標，即一次能源需求應(yīng)該達到的要求。本項目采用建筑能耗模擬軟件eQUEST模擬分析超低能耗專家公寓能耗情況，利用eQUEST建立模型，通過氣象數(shù)據(jù)、建筑基本信息、暖通空調(diào)系統(tǒng)等參數(shù)設(shè)置進行模擬計算。模擬得到的計算結(jié)果與德國被動房指標體系進行比較，具體內(nèi)容見表2。

表1 超低能耗建筑各項設(shè)計指標對比

表2 能耗控制指標對比 kWh/(m2·年)

目前吉林省《居住建筑節(jié)能設(shè)計標準(節(jié)能65%)》僅對耗熱量指標做出限定，無法全面評價建筑的能耗，所以目前超低能耗建筑主要參考德國被動房標準。通過能耗模擬分析可以看出，城建學院專家公寓的年供暖一次能源需求量和年供冷一次能源需求量兩個能耗控制指標在德國被動房指標之內(nèi)，供暖、供冷和照明一次能源消耗控制指標不足德國被動房控制指標的一半，不但符合德國被動房的要求，也可看出具有很大的節(jié)能空間。

4 結(jié)語

對專家公寓示范工程進行對比分析可見，在設(shè)計指標上比現(xiàn)有的吉林省節(jié)能65%建筑有明顯的提高，基本滿足德國被動房的設(shè)計指標。通過eQUEST軟件進行能耗模擬計算，結(jié)果完全符合德國被動房的能耗控制指標。雖然專家公寓示范工程位于嚴寒地區(qū)，建筑供暖能耗較大，在各項措施的保證下也達到了德國被動房的要求，可見嚴寒地區(qū)的居住建筑具有巨大的節(jié)能潛力。

但是中德建筑特點、氣候特點、建筑建造體系差異大，室內(nèi)環(huán)境要求差別大，所以亟待出臺適合中國國情的被動式超低能耗綠色建筑指標體系。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部正致力于被動式超低能耗建筑及其指標體系的構(gòu)建，《被動式超低能耗綠色建筑技術(shù)導(dǎo)則》正在研究和編制過程中。等正式導(dǎo)則正式出臺后，本示范工程各項參數(shù)也可驗證是否滿足控制指標要求，同時對嚴寒地區(qū)超低能耗建筑研究起到示范促進作用。

[1] 劉 洋.秦皇島“在水一方”被動式房屋示范項目研究與實踐[J].建設(shè)科技，2012(17):78-81.

[2] 馬曉云.建筑能耗模擬軟件eQUEST及其應(yīng)用[J].建筑熱能暖通空調(diào)，2009,28(6)：78-83.

[3] 王灃浩，王東洋，羅昔聯(lián).既有建筑圍護結(jié)構(gòu)能耗模擬及節(jié)能分析[J].建筑科學，2007，23(2)：23-26.

Research on passive low-energy consumption residential buildings in rigid areas

Wang Yangyang Tao Jin Ren Nannan

(UrbanConstructionCollege,JilinArchitecturalUniversity,Changchun130111,China)

Based on the experts flat at Urban Construction College of Jilin Architectural University, the paper undertakes the comparative analysis of indicator systems for flat demonstration projects and German passive housing, and the technical parameter inDesignStandardsforEnergy-savingDesignofResidentialBuildings(Energy-savingfor65%), and points out all design indicators of the expert flat can improve the 65% of energy-saving at architectural basement in Jilin province, so as to meet the demands of the energy consumption system in Germany.

rigid area, passive low-energy consumption, residential building, comparison

2015-08-26

王楊洋(1981- )，女，講師； 陶 進(1958- )，男，教授； 任楠楠(1982- )，女，講師

1009-6825(2015)31-0170-02

TU201.5

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