被动式房设计的技术措施

被动式房设计的技术措施(总24页)

--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可-- --内页可以根据需求调整合适字体及大小-- 被动式低能耗建筑的研究与实践 一、一般建筑设计应包含的内容： 居住建筑： （1）相关规范及设计标准 《民用建筑设计通则》、《住宅设计规范》、《住宅建筑规范》、《高层民用建筑设计防火规范》、《建筑工程建筑面积设计规范》、居住建筑节能设计标准、《外墙外保温应用技术规程》、《民用建筑热工设计规范》、《外墙外保温工程技术规程》、《地下工程防水技术规程》、《屋面工程技术规范》、《建筑内部装修设计防火规范》、《建筑玻璃应用技术规程》、《建筑工程设计文件编制深度规定》、《无障碍设计规范》、《民用建筑工程室内环境污染控制规范》 （2）经批准的本工程方案文件，及建设单位对本工程的设计要求。 （3）政府批文 （4）设计标高 （5）防火设计 ①建筑分类和耐火等级 ②防火间距和消防车道 ③防火分区 ④安全疏散 ⑤防火建筑构造 （6）墙体工程 （7）地下室防水工程 （8）屋面工程——防水等级、屋面做法、设备基础和透气管的防水构造 （9）门窗工程 （10）内装修工程 （11）太阳能热水一体化设计 （12）外装修工程 （13）油漆涂料工程 （14）玻璃幕墙 （15）建筑设备、设施工程——电梯、厨房烟道、卫生器具、空调 （16）无障碍建筑设计

公共建筑： （1）设计依据 ①甲方提供的相关设计要求； ②当地规划局批准的设计方案； ③当地规划局提供的电子规划图以及用地红线； ④通过审查的本工程设计文件； ⑤现行的国家及地方相关规范、规程、标准。 （2）工程概况 （3）图纸标高及标注 （4）引用图集 （5）墙体工程 （6）防水工程 （7）门窗工程 （8）幕墙工程 （9）节能设计 （10）防火设计 （11）外装修工程 （12）内装修工程 （13）油漆涂料工程 （14）室外工程 （15）建筑设备设施 （16）无障碍建筑设计 （17）太阳能设计 （18）其他注意事项

二、被动式房屋（PASSIVE HOUSE）设计应考虑的因素 （1）概念： 采用各种节能技术构造最佳的建筑围护结构，极大限度地提高建筑保温隔热性能和气密性，使建筑对采暖和制冷需求降到最低。在此基础上，通过各种被动式建筑手段，如自然通风、自然采光、太阳能辐射得热等来尽可能实现室内舒适的热湿环境和采光环境，最大限度降低对主动式的机械采暖和制冷系统的依赖或完全取消这类设施。 （2）基本设计原则 遵守被动式房屋的基本设计原则时实现被动式房屋的基础。 被动式房屋要符合紧凑型设计、自然通风要求、自然采光要求、充分利用太阳能、气密层设置和房屋使用节能产品的基本要求。 热工性能和能耗指标——外围护结构的限值；新风量；隔热设计；防潮设计。 特点： 外围护结构传热系数≤，增加外墙外保温； 超级节能窗，其传热系数≤； 建筑结构无热桥； 良好的密封； 换气系统；

（3）计算项目 忽视建筑热工计算，往往会造成设计方案本身发生结露、室内温度不均衡和夏季自然通风状态下室内温度过高和能耗超标等问题。 计算类别： a）热工计算——冷凝防潮计算和隔热计算； b）采暖与制冷负荷和能耗计算——采暖需求及其一次能源计算、采暖负荷计算、制冷需求及其一次能源计算、制冷负荷计算； c）总一次能源估算——采暖、制冷、通风、生活热水、照明和家用电器的一次能源需求估算。 （4）计算方法 a）热工计算方法按照《民用建筑热工设计规范》(GB 50176)规定的计算方法验算。包括：内部结露计算；热桥表面温度和结露计算；在房间自然通风的条件下，房屋屋顶和东、西外墙的内表面的最高温度计算。 b）采暖与制冷负荷和能耗计算按照现行国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB 50736)的规定进行。 c）对总一次能源需求的计算。包括：采暖；制冷；除湿与通风；生活热水；照明；家用电器。

（5）围护结构的设计以及关键节点部位的构造 a）围护结构的设计 被动式房屋的围护结构在设计时就要满足不同于传统节能建筑的规定。非透明外围护结构传热系数；透明围护结构必须遵从传热系数、玻璃的太阳能总透射比和玻璃的选择性系数的规定等。 b）关键节点部位的构造 在屋面和外墙保温层靠近室内的一侧宜设置防水隔气膜，在靠近室外的一侧宜设置防水透气膜；外窗宜紧贴结构墙外侧安装，外窗与墙体之间的缝隙应采用耐久性良好的密封材料密封、没有窗墙比要求等等。 （6）照明和遮阳设计 不同于一般建筑，设计人员在进行被动式房屋设计时要进行采光设计，以充分利用自然光照明，达到降低照明用电的目的。采光设计往往决定了窗户的面积。同时遮阳的设计规定要求设计人员考虑到夏季和冬季的太阳能入射角度，以达到充分利用太阳能而又尽可能避免夏季太阳造成的冷负荷。 （7）通风系统的设计 与普通建筑不同的是被动式房屋必须要采用高效热回收通风装置。应遵守被动房对通风系统的布局、管路、新风量、热回收率、过滤等级方面的规定。以及对空调系统的功能、室内气流组织、风速、送风温度、能效比、环保工质等一系列规定。 （8）关键材料和性能 被动式房屋有良好的耐久性，其应用的材料和产品也必须满足较高水平的性能和耐久性要求。应严格遵守标准对关键性材料的性能做出了的明确规定。性能指标要比其它标准中的规定严格。这些材料包括屋面和外墙用防水隔气层的防水隔气膜、外墙外保温系统的各种材料和产品、外围护门窗洞口的密封材料、屋顶金属扣板和窗台金属板的性能指标、地下室顶板天花板保温用岩棉板。特别指出的是，考虑到我国目前节能建筑和建筑节能材料的市场现状，本标准规定了门窗用防水隔气膜和防水透气膜及外墙外保温系统必须由系统的供应商供应。 （9）防火设计 被动式房屋通常有较厚的保温层。一旦保温材料性能达不到要求，在火灾发生时会产生灾难性后果。应严格遵守标准对防火设计构造材料性能、工法做出了详细的规定，其标准要严于国家标准《建筑设计防火规范》(GB 50016)的规定。基本的出发点是，在施工电焊时不会引燃保温材料，房屋在使用过程中一旦发生火灾，不会产生致命毒烟，使火灾可控制在一定范围内。 （10）被动式房屋的测试与认定条件 采用的方法是对被动式房屋必须进行气密性测试。房屋的气密性必须满足≤h，即在室内外压差为50Pa条件下，房屋每小时的换气次数。 两个示范项目的结果表明，一旦这个测试通过，则室内环境一定能满足设汁要求；如果测试通不过，则一定是材料或是施工中出了问题。这种检测还帮助人们找到建造中的薄弱环节进行整改，提高房屋的整体质量。 （11）各种建筑用燃料的CO2排放量的计算方法 为了引导人们了解和掌握房屋的CO2排放量的计算方法，引导人们使用清洁能源。标准给出各种建筑用燃料转换成一次能源和CO2排放量的计算方法。包括标准煤、原煤、天然气、液化石油气、人工煤气、汽油、煤油、柴油、木材、固体生物燃料。

三、被动房可利用节能技术介绍 （1）太阳能发电 图3-1 太阳能发电系统示意图1

图3-2 太阳能发电系统示意图2 图3-3 太阳能发电系统示意图3

图3-4 太阳能发电系统示意图4 太阳能发电，分光热发电和光伏发电两种形式。 通常情况下，人们所指的太阳能发电，往往指是太阳能光伏发电。 光伏发电，是根据光生伏打效应原理，将太阳光能，直接转化为电能。 太阳能光伏发电，最基本元件，是太阳电池(片)，有单晶硅，多晶硅，非晶硅和薄膜电池等多种形式。 目前，单晶和多晶电池用量最大，非晶电池主要是用于一些小系统和计算器辅助电源等。

（2）太阳能热水

图3-5 平板型太阳能集热器示意图 平板型太阳能热水系统： 内部的热传导介质，一般不是水体，而是具有防冻效果的乙二醇/丙二醇等液体。通过热交换箱罐，并配合电热水器、燃气热水器等，供应生活热水。

图3-6 太阳能热水系统示意图1 图3-7 平板型集热器平面图

图3-8 太阳能热水系统示意图2 图3-9 太阳能热水系统示意图3 图3-10 真空管型集热器示意图 普通全玻璃真空管太阳能热水器： 真空玻璃管吸收太阳热，直接传给未经处理的普通水体-硬水，随着长期使用，真空玻璃管内壁上，会结一层水垢，将会降低太阳能系统的热效率。

（3）浅层地表土壤中热量的利用 浅层地表，相当于是一个巨大的太阳能集热器，收集了接近一半的太阳能所发出的能量。 一般情况下，地下土壤，一定深度范围内，会有一个相对恒定的温度。 图3-11 浅层地热能 图3-12 浅层地表温度分布示意图 a）地源热泵技术的应用 地源热泵，是利用地下水与土壤地能，进行冷热交换，作为热泵的冷热源。冬季，把地能中的热量“取”出来，供给室内采暖，此时地能为“热源”；夏季，把室内热量取出来，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地能为“冷源”。 图3-13 地埋管换热系统——水平布置示意图

图3-14 地埋管换热系统——垂直布置示意图