寧夏第一棟被動式建筑示范工程介紹

   4月24日，由寧夏建筑科學研究院有限公司建造的“寧夏綠色建筑工程技術(shù)研究中心”在銀川舉行奠基儀式。作為該工程技術(shù)研究中心的一部分，將著力打造“寧夏第一棟被動式建筑示范工程”(以下簡稱“示范工程”)。

   “示范工程”是2014年國家中小企業(yè)發(fā)展專項資金中歐國際合作項目——《寧夏被動式建筑技術(shù)合作研發(fā)與示范》的主要研究任務，該項目由寧夏建筑科學研究院有限公司、寧夏建筑設計研究院有限公司、寧夏清潔發(fā)展機制環(huán)保服務中心、寧夏大學、上海格瑞卡低碳科技發(fā)展有限公司、哈爾濱鴻盛集團六家中方團隊，聯(lián)合挪威GK公司、挪威大使館創(chuàng)新署共同承擔。

   “示范工程”結(jié)合“寧夏綠色建筑行動”及“美麗鄉(xiāng)村建設”等重大工程建設，從寧夏經(jīng)濟發(fā)展狀況、民族特色、地方風俗及發(fā)展綠色低碳建筑的實際需求出發(fā)，充分利用當?shù)氐臍夂蛸Y源和技術(shù)條件，引進挪威被動式建筑設計、研發(fā)工程建設領(lǐng)域的專家，及被動式建筑外保溫系統(tǒng)、高效節(jié)能外窗、熱回收新風系統(tǒng)、氣密性設計和無熱橋設計、被動式太陽能利用、天然采光與自然通風，能源控制系統(tǒng)等方面的先進技術(shù)與成果，在消化吸收再創(chuàng)新的基礎(chǔ)上進行寧夏本地化改造。

   “示范工程”總建筑面積為2196m2，共4層，將根據(jù)挪威“被動式建筑和低能耗建筑標準(非住宅建筑)”建設成為被動式建筑，于2016年內(nèi)建設完成。

   寧夏被動式示范建筑外觀效果圖
   (中間最小的一棟為被動式示范建筑)

   目前，通過應用挪威GK公司被動式建筑能耗模擬軟件計算，“示范工程”的凈能源消耗和能源供應模擬計算結(jié)果分別為72 kWh /m2/年和39 kWh/ m2/年，遠遠低于國內(nèi)節(jié)能建筑能耗標準。模擬結(jié)果也表明，“示范工程”將達到能效標簽“綠色A級”，是挪威能效標簽認證制度中的最高級別，而且凈能源消耗和能源供應都會比挪威被動式建筑標準的限值要低?！笆痉豆こ獭惫?jié)省的能耗產(chǎn)生的減排量將被開發(fā)為碳資產(chǎn)，帶來額外的、可觀的經(jīng)濟效益。

   通過“示范工程”的實施，將填補寧夏在被動式建筑人才及技術(shù)與建設方面的空白，同時為區(qū)內(nèi)外開展被動式建筑設計、開發(fā)、建設提供示范與借鑒。

   附：被動式建筑技術(shù)與發(fā)展動態(tài)

   一、被動式建筑技術(shù)

   1、什么是被動式建筑

   “被動式建筑”作為當今世界領(lǐng)先的低碳節(jié)能建筑，是將自然通風、自然采光、太陽能輻射和室內(nèi)非供暖得熱等各種被動式節(jié)能手段與建筑圍護結(jié)構(gòu)的高效節(jié)能技術(shù)相結(jié)合而建造的建筑，在顯著提高室內(nèi)環(huán)境舒適性的同時，可大幅度減少建筑使用能耗，最大限度地降低對主動式機械采暖和制冷系統(tǒng)的依賴。

   寧夏第一棟被動式建筑示范工程介紹

   2、被動式建筑優(yōu)越性

   (1)能耗低

   被動式建筑最核心的部分就是：降低能耗，最大程度減小熱損失，最大程度提高能源轉(zhuǎn)換和使用效率，剩余需能量用風能、太陽能等可再生能源逐步覆蓋或完全替代。

   (2)舒適性

   在降低能耗的同時，被動式建筑并未以犧牲舒適性為代價。相反，在嚴寒的冬天和炎熱的夏天也能保持室內(nèi)溫度恒定，達到“冬暖夏涼”的效果。同時通過室內(nèi)的新風系統(tǒng)提供足夠的、清潔的新鮮空氣保證室內(nèi)空氣質(zhì)量。

   (3)可持續(xù)性

極低的能源消耗，使得被動式建筑大大降低了非可再生能源的消耗，再通過利用風能和太陽能等可再生能源，從而使得被動式建筑有效的減少了二氧化碳的排放，對大氣保護做出重要的貢獻。

   (4)經(jīng)濟性

   為保證被動式建筑的質(zhì)量，在初始建造過程中進行了周密的設計以及采用了高性能的建筑組件，因此其建造費用會相對傳統(tǒng)建筑較高一些，然而縱觀建筑的全壽命周期，由于被動式建筑極低的運營及維護費用使得整個成本相對傳統(tǒng)建筑更經(jīng)濟。

   3、被動式建筑技術(shù)要點

   寧夏第一棟被動式建筑示范工程介紹

   (1)高效的外保溫系統(tǒng)

   被動式建筑的最核心技術(shù)是建筑圍護結(jié)構(gòu)保溫隔熱設計。憑借高保溫隔熱與高密閉性的建筑圍護結(jié)構(gòu)，來抵御冬天室外低溫與夏天太陽輻射、室外高溫給室內(nèi)熱環(huán)境造成的影響。

   室內(nèi)墻體采用高蓄熱重質(zhì)建筑材料，這也是建筑隔熱設計的最關(guān)鍵技術(shù)，憑借超厚外保溫材料隔絕室內(nèi)通過圍護墻體傳熱與外界環(huán)境的熱交換作用。內(nèi)部的高蓄熱重質(zhì)墻體，一方面可以在冬天吸收、儲存透過窗戶輻射進室內(nèi)的太陽能，給室內(nèi)供熱;另一方面可以在夏天夜晚低溫時，通過通風散熱，儲存冷負荷，到了白天，吸收室內(nèi)人體散熱和室外傳熱，使建筑室內(nèi)夜暖晝涼、冬暖夏涼。

   (2)被動式建筑節(jié)能外窗

   外窗是建筑得熱與失熱的集中部位，外窗的能耗約占圍護結(jié)構(gòu)總能耗的25%～30%，由于建筑門窗與采取節(jié)能措施的屋面及墻體相比保溫性能較差，同時加上日常使用中的頻繁開啟，使其成為影響建筑物能耗的主要因素。

   被動式建筑對外窗的性能要求極高，窗框體采用超級保溫復合框體，玻璃采用三玻兩腔結(jié)構(gòu)(雙LOW-E、雙暖邊、充氬氣)，使其具有超強的保溫性能，才可以滿足“被動式建筑”的保溫要求。

   (3)良好的通風

   被動式建筑的通風設計，通過采用熱回收新風系統(tǒng)，一方面能將冬季白天太陽輻射進入室內(nèi)的熱量，分散傳遞到其他室內(nèi)(北房)，盡可能儲存更多熱量，另一方面在夏季夜晚，盡可能充分調(diào)動室外涼爽空氣，給室內(nèi)高蓄熱墻體散熱，儲存冷負荷。

   (4)極佳的氣密性設計

   被動式建筑的高密閉性，既可以減少空氣滲透所導致的冷熱負荷損失，也是發(fā)揮其通風設計的重要保證。被動式建筑的氣密性必須滿足n50≤0.6/h，即在室內(nèi)外壓差50帕的條件下，每小時的換氣次數(shù)不得超過0.6次。

   (5)無熱橋設計

   被動式建筑設計中應盡量避免熱橋效應。熱橋效應是由于梁、柱、板等結(jié)構(gòu)構(gòu)件穿入保溫層而造成保溫層減薄或不連續(xù)所造成的熱橋，這種熱橋能量損失較大，可能會造成結(jié)露、發(fā)霉現(xiàn)象，應在設計和施工中避免出現(xiàn)。

   二、國內(nèi)外被動式建筑發(fā)展

   1、國外被動式建筑發(fā)展

   被動式建筑的概念是在德國上世紀80年代低能耗建筑的基礎(chǔ)上建立起來的，1988年瑞典隆德大學的Bo Adamson教授和德國的Wolfgang Feist博士首先提出這一概念;1991年，在德國的達姆施塔特建成了世界上第一座被動式建筑;1996年，在德國達姆施塔特創(chuàng)建了被動式房屋研究所(PHI)，該研究所是目前被動式建筑研究最權(quán)威的機構(gòu)之一。

   從世界范圍看，歐盟等發(fā)達國家為應對氣候變化、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，不斷提高建筑能效水平。歐盟2002年通過并于2010年修訂的《建筑能效指令》(EPBD)，要求歐盟國家在2020年前，所有新建建筑都必須達到近零能耗水平。丹麥要求2020年后居住建筑全年冷熱需求降低至20 kWh/(m2·a)以下;英國要求2016年后新建建筑達到零碳，2019年后公共建筑達到零碳;德國要求2020年12月31日后新建建筑達到近零能耗，2018年12月31日后政府部門擁有或使用的建筑達到近零能耗。德國“被動房”(passive house)是實現(xiàn)近零能耗目標的一種技術(shù)體系，它通過大幅度提升圍護結(jié)構(gòu)熱工性能和氣密性，同時利用高效新風熱回收技術(shù)，將建筑供暖需求降低到15 kWh/(m2·a)以下。美國要求2020-2030年“零能耗建筑”應在技術(shù)經(jīng)濟上可行;韓國提出2025年全面實現(xiàn)零能耗建筑目標。許多國家都在積極制定超低能耗建筑發(fā)展目標和技術(shù)政策，建立適合本國特點的超低能耗建筑標準及相應技術(shù)體系，超低能耗建筑正在成為建筑節(jié)能的發(fā)展趨勢。

   2、國內(nèi)被動式建筑發(fā)展

   我國政府高度重視以被動式建筑為代表的綠色建筑的發(fā)展，將其作為建筑領(lǐng)域“推動能源消費革命，控制能源消費總量”的重要抓手。通過引進國外先進被動式建筑節(jié)能技術(shù)，先后建設了河北秦皇島在水一方、黑龍江哈爾濱溪樹庭院、新疆幸福堡、上海漢堡之家、長興布魯克酒店、河北省建筑科技研發(fā)中心等被動式超低能耗綠色建筑示范工程。

   為了建立符合中國國情的超低能耗建筑技術(shù)及標準體系，并與我國綠色建筑發(fā)展戰(zhàn)略相結(jié)合，更好地指導我國超低能耗被動式建筑和綠色建筑的推廣，中國被動式超低能耗建筑聯(lián)盟組織中國建筑科學研究院等單位編制了《被動式超低能耗綠色建筑技術(shù)導則》，并于2015年11月發(fā)布。河北、山東等省份也先后出臺了地方政策或標準，推動被動式建筑的發(fā)展。

   目前，國內(nèi)整個被動式建筑項目已覆蓋到11個省份，涉及住宅、辦公樓、幼兒園、實驗樓、學生宿舍等建筑類型。