被動式住宅節(jié)能因素淺析

張春霞

【摘 ?要】為響應國家綠色建筑發(fā)展策略，各省市紛紛推出超低能耗建筑試點項目，預示著我國的被動式建筑將要進入新的快速發(fā)展階段。論文從被動住宅構造方面探索影響被動式住宅的節(jié)能因素，以期為今后我國被動式住宅的發(fā)展實踐提供理論思路。

【Abstract】In response to the national green building development strategy， various provinces and cities have launched pilot projects of ultra-low energy consumption buildings， which indicates that China's passive building will enter a new stage of rapid development. This paper explores the energy saving factors affecting passive residence from the perspective of passive residence structure， so as to provide theoretical ideas for the development and practice of passive residence in China in the future.

【關鍵詞】被動式建筑;節(jié)能;保溫;門窗

【Keywords】passive building; energy saving; thermal insulation; doors and windows

【中圖分類號】TU241 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2020）11-0176-02

1 引言

能源是現(xiàn)代社會運行和發(fā)展的重要驅動力，它涉及社會發(fā)展中的各行各業(yè)，甚至關系到一個國家的政治和安全。我國現(xiàn)有的房屋建筑絕大部分為高能耗型，建筑的相關總能耗已達全國能源總消耗量的46.7%。所以，通過建筑節(jié)能，降低社會能耗勢在必行?！氨粍邮浇ㄖ焙汀暗湍芎慕ㄖ睅缀跏莾蓚€相互替代的概念，又稱會呼吸的建筑，是將自然通風、采光、太陽能輻射和室內非供暖熱源等各種被動式節(jié)能手段與建筑圍護結構高效節(jié)能技術相結合建造而成的低能耗建筑。在國家節(jié)能政策的引導下，隨著建筑節(jié)能技術的研發(fā)，國家財政補貼力度加強，推動更低能耗建筑的發(fā)展，山東、河北、江蘇、湖南、福建、黑龍江等7個省及自治區(qū)的13個城市在探索建設被動式建筑上走在了前列（見表1），其建筑類型涉及不同氣候區(qū)、不同規(guī)模的學校、住宅、辦公、政府公租房、展館、被動房產業(yè)園區(qū)等公共及居住型建筑，被動建筑最大限度地提升了建筑質量，為提高建筑節(jié)能技術注入新的動力。

在考慮建筑物朝向、標準層布置、墻體和屋面構造的優(yōu)化設計前提下，在被動房節(jié)能問題的具體解決方案中，涉及五大因素：極好的圍護結構保溫、優(yōu)質的被動式門窗、無熱橋設計、良好的氣密性、帶有高效熱回收功能的新風系統(tǒng)，這五個因素必須協(xié)調處理，缺一不可。被動房不是高端技術和產品的簡單堆砌，它要求依靠建筑自身的多種集成技術被動接受和存儲來自大自然的能量，最大限度降低或完全取消采暖制冷設施。

2 外圍護結構

墻體保溫：被動式建筑要求在夏季足以抵抗太陽的輻射，在冬季可以憑借房屋自然得熱維持室內溫度達到20℃以上，其外墻的保溫層必須達到一定厚度，此時通過外圍護結構（見表2），房屋的能量損失達到最低，同時，外墻外保溫體系在使用上應與建筑同壽命。

屋面保溫：根據(jù)屋面構造，屋面保溫要做好以下幾點：基層處理要保證平整、密實，無空鼓、裂紋等現(xiàn)象;保溫隔熱層采用石墨板保溫層，也可以采用不低于200mm厚XPS聚苯板或EPS擠塑板;隔汽層可以有效隔絕室內水汽透過結構基層進入保溫層，一般采用改性瀝青隔汽卷材;屋面保溫的同時防水也至關重要，一般采用4mm厚改性瀝青防水卷材。

3 無熱橋構造

建筑外圍護結構除了墻體和屋面，還有許多邊角、接頭和穿透口，這些位置的實際熱損失都可能高于標準熱損失。增加的熱損失部分被稱為“熱橋效應”，所謂“無熱橋結構設計”是指某個細部節(jié)點處的熱橋效應為零或者甚至是負值，不要中斷保溫的圍護結構。如果穿透不可避免，則在保溫層內穿透材料的熱阻應該盡可能高，建筑構件連接處的保溫層必須無空缺地全面積搭接，邊角應盡可能選擇鈍角。

4 氣密性構造設計

被動式低能耗房屋的氣密性必須滿足N50≤0.6，被動房建筑外圍護結構只允許有一個包裹整棟建筑的圍護結構氣密層，密層一般位于外墻內側，它同時可以作為隔氣層。氣密層要保證連續(xù)，不能中斷。管線穿墻是最容易形成缺陷的地方，兩種不同墻體的結合處由于兩種材料的熱脹冷縮系數(shù)不同，容易形成內外通縫，設計階段就應避免或減少其數(shù)量。

5 優(yōu)質門窗選擇

門窗的熱損失占建筑的總熱損失的40%以上，外門窗是被動房能源得失的敏感部位，是整個被動式建筑節(jié)能的關鍵，在被動房整體節(jié)能因素中具有舉足輕重的作用。這就對外門窗的節(jié)能提出了更高的要求，外門窗在滿足采光通風基本質量功能的前提下，更重要的是保證足夠的保溫隔熱性及密閉性，涉及框扇型材、壓線、玻璃材料及配套件制作、安裝等多項技術，下面只分析型材與玻璃。

型材：目前市場三種節(jié)能型材為斷橋鋁合金型材、塑鋼型材和木型材，鑒于鋁的高導熱系數(shù)，推薦采用后兩種。例如，維卡82系列7腔三密封塑料型材、瑞好86系列5腔三密封塑料型材、奧潤順達130鋁包木型材，其傳熱系數(shù)均低于1.0W/（m2·K）。

玻璃：門窗中玻璃占比高達75%以上，玻璃節(jié)能主要是通過降低玻璃的傳熱系數(shù)實現(xiàn)。通常采取的手段為多片Low-E玻璃、增加玻璃的厚度、增加中空氣體層厚度、充入惰性氣體、暖邊間隔條的中空玻璃、增加窗戶主型材腔體的數(shù)量和型材厚度，被動式建筑的玻璃應選用三層及以上的中空玻璃。惰性氣體氦、氖、氬、氪的活躍性差，可減緩中空玻璃內的熱對流和熱傳導，改善水平充氣后的中空玻璃，更不容易出現(xiàn)結露和上霜。Low-E玻璃即低輻射玻璃，在玻璃表面鍍上多層銀或其他化合物，對可見光有較高的透射率，對中遠紅外有很高的反射率，具有優(yōu)異的透光性和隔熱效果，比普通玻璃的傳熱系數(shù)降低30%。暖邊間隔條是節(jié)能環(huán)保的重要一環(huán)，與普通鋁質間隔條相比導熱系數(shù)大大降低，隔熱、隔音效果顯著，保證窗戶的室內側溫度較高，減少窗上的結露現(xiàn)象。例如，上海皮爾金耀華玻璃公司生產的5Low-E+12Ar+5Low-E+12Ar+5Low-E，該系統(tǒng)采用了鋼化Low-E玻璃、暖邊間隔條、沖惰性氣體等技術。再如，也可以采用Low-E中空加真空玻璃的組合技術，真空玻璃空腔內的氣體非常稀薄，幾乎接近真空，減少了熱傳導和熱對流現(xiàn)象，真空玻璃一般由普通和Low-E玻璃合成，通過輻射、傳導、對流方式，使熱散失大大降低。對兩家公司玻璃的檢測證明其傳熱系數(shù)均低于0.63W/（m2·K）。

此外，窗框與外墻連接處的隔熱密封處理，門窗的框與壓線、玻璃與型材及扇與壓線進行構造的位置，優(yōu)質的五金選擇，合理的鎖點數(shù)量及位置布置，框扇足夠搭接尺寸及膠條或者密封膠的3道密封，主輔型材加工誤差的減少，裝配精度的提高，都對增強整窗氣密性能、提高節(jié)能效果有重要的貢獻。

6 新風系統(tǒng)

被動房是一種氣密性很高的建筑，如果沒有新風送入，待在里面的人必然會產生窒息感，新風系統(tǒng)就成為這種建筑的標配。

7 結語

被動式建筑是各種技術產品的集大成者，減少建造運維過程中的能源消耗，全面提升建筑質量，促進節(jié)能產業(yè)升級。目前，各種節(jié)能政策和要求已經表明，中國發(fā)展被動式超低能耗綠色建筑勢不可當，被動房技術在中國的發(fā)展已經步入快速通道。

【參考文獻】

【1】貝特霍爾德·考夫曼，沃爾夫岡·費斯特.德國被動房設計和施工指南[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2015.

【2】易序彪.被動房與節(jié)能門窗的研究應用[J].建設科技，2014（12）：23-28.

【3】趙學全，楊華榮，龔興勇，等.被動式建筑中高性能門窗幕墻的應用研究[J].施工技術，2019，48（S1）：522-525.