適合中國(guó)所有氣候帶的PHI被動(dòng)房技術(shù)

　　德國(guó)被動(dòng)房研究所最新研究報(bào)告《Passive Houses in Chinese Climates》[被動(dòng)房在中國(guó)氣候帶（英文）]日前出爐，該研究報(bào)告共114頁(yè)，給中國(guó)所有氣候區(qū)提供系統(tǒng)的被動(dòng)房設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，涉及方面涵蓋窗戶質(zhì)量、保溫水平、暖通設(shè)備和建筑組件結(jié)構(gòu)類型。

   該項(xiàng)研究對(duì)不同的采暖和/或制冷系統(tǒng)包括傳統(tǒng)的小型分體式空調(diào)機(jī)組進(jìn)行了舒適性、經(jīng)濟(jì)和可得性方面的研究。

   同時(shí)，也研究了在“夏季炎熱和潮濕”的氣候帶，建筑結(jié)構(gòu)類型需要注意的點(diǎn)。

   此外，該報(bào)告還提供了如何通過合適的新型組件改善能效和建造成本的建議。

   本文為該報(bào)告的概要。

被動(dòng)房以極低的能源消耗和價(jià)格實(shí)惠的成本提供最佳可能的舒適室內(nèi)環(huán)境。她們是解決建筑領(lǐng)域中氣候保護(hù)任務(wù)的關(guān)鍵。這也使她們特別適用于擁有龐大人口基數(shù)和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的中國(guó)。

目前在中國(guó)只有個(gè)別被動(dòng)房實(shí)例。這篇研究報(bào)告則給中國(guó)所有氣候區(qū)提供系統(tǒng)的被動(dòng)房設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。結(jié)果顯示，被動(dòng)房可以建造于中國(guó)的任何地方。

基于一個(gè)十層樓的住宅高樓，分別從九個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行被動(dòng)房原理的進(jìn)一步細(xì)化，這九個(gè)地點(diǎn)覆蓋中國(guó)的所有氣候區(qū)。與按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)建造的常規(guī)新建建筑相比，所得的參考被動(dòng)房節(jié)省80%-90%的采暖能源和約50%的制冷和除濕能源。

合適的窗戶質(zhì)量、保溫水平、暖通設(shè)備和建筑組件結(jié)構(gòu)類型取決于氣候和建筑布局。不過在所有的情況下，用的都是相同的原理，所得的結(jié)果都是按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)同定義的被動(dòng)房。

在寒冷和嚴(yán)寒氣候區(qū)，最重要的特征就是建筑要擁有極好的保溫性能。傳熱系數(shù)U-值約為0.1W/（m2K），非常好的氣密性，三玻（甚至四?；蛘哒婵眨┑洼椛洳Ａ?，以及高效能通風(fēng)熱回收是必要的。緊湊的熱工圍護(hù)結(jié)構(gòu)和南向窗戶能帶來更多好處。為了提高冬季室內(nèi)空氣相對(duì)溫度，可以使用帶能量回收裝置（ERV，即熱濕回收系統(tǒng)）的通風(fēng)設(shè)備。

在這些氣候帶中為了保持持久耐用和干燥的建筑結(jié)構(gòu)，最重要的一點(diǎn)是敷設(shè)隔汽層-可以就是氣密層-在墻或者屋頂結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)，而在外側(cè)則要考慮透氣性。外表面同時(shí)應(yīng)該保護(hù)結(jié)構(gòu)使其免受雨水的侵入，例如使用不吸收雨水的涂料。保溫層應(yīng)該敷設(shè)在外側(cè)以保持結(jié)構(gòu)溫暖和干燥。

采暖可以通過多種不同方式實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的系統(tǒng)例如散熱器或者地板采暖依然適用，但是他們所需的設(shè)計(jì)負(fù)荷相比之下就要小得多。也可以通過加熱通風(fēng)系統(tǒng)為了提供良好室內(nèi)空氣質(zhì)量而輸送的送風(fēng)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單地實(shí)現(xiàn)被動(dòng)房的采暖，有可能需要通過小量的循環(huán)空氣進(jìn)行補(bǔ)充。

即使在中國(guó)相對(duì)寒冷的氣候區(qū)，夏季的天氣也有持續(xù)數(shù)周之長(zhǎng)會(huì)變得炎熱。高溫可能會(huì)伴隨著高濕度，尤其是在東部區(qū)域。在氣候區(qū)，例如像北京，為了高舒適的夏季室內(nèi)環(huán)境，即使是在被動(dòng)房中，也需要主動(dòng)制冷和除濕。

在重要經(jīng)濟(jì)區(qū)夏熱冬冷區(qū)，采暖和主動(dòng)制冷都需要。在冬季和夏季需要良好的保溫，但是相比于寒冷的氣候區(qū)其保溫程度相對(duì)較弱一些。夏季室外高濕度使得峰值制冷條件下夜間通風(fēng)被動(dòng)制冷無法實(shí)現(xiàn)。除濕所需能源可以通過使用合理可控的能量回收通風(fēng)系統(tǒng)而顯著減少。被動(dòng)式太陽(yáng)能可以利用于冬季但在夏季需要有效的活動(dòng)遮陽(yáng)避免。

通過送風(fēng)，有可能需要100%-200%的循環(huán)風(fēng)進(jìn)行被充，來實(shí)現(xiàn)空調(diào)調(diào)節(jié)在這些區(qū)域尤其具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)閮H需要一個(gè)系統(tǒng)就能同時(shí)實(shí)現(xiàn)采暖、制冷和除濕。另外，對(duì)于低溫送風(fēng)，必須要考慮到一些關(guān)于風(fēng)管道和送風(fēng)末端的技術(shù)細(xì)節(jié)。此外還有一種價(jià)格低廉并且方便可得的替代方案，即在每套住宅的中央房間安裝單個(gè)傳統(tǒng)的小型分體式空調(diào)機(jī)組。這種方案要求室內(nèi)門在一天當(dāng)中敞開一段時(shí)間。這樣的話，產(chǎn)生的熱舒適性比送風(fēng)制冷就只是稍微差一點(diǎn)。在潮濕的夏季，需要特別注意除濕是否足夠；為了獲得最佳的舒適度和節(jié)能，濕度應(yīng)和溫度分開控制。

在這些氣候區(qū)，建筑外部結(jié)構(gòu)組件實(shí)現(xiàn)徹底濕平衡是尤具挑戰(zhàn)性的，因?yàn)闈駛鬟f方向在整年中一直在改變。建筑外墻和屋面的結(jié)構(gòu)就需要特別慎重地考慮。用EPS作為外保溫時(shí)，通常不會(huì)有問題。但對(duì)于用礦物棉作為保溫的結(jié)構(gòu)，外部抹灰的特性十分重要，例如很低的水蒸氣擴(kuò)散阻力和很低的吸水性。

對(duì)于受熱帶氣候影響的夏熱冬暖區(qū)，對(duì)陽(yáng)光的控制是最重要的因素。窗戶應(yīng)該通過固定遮陽(yáng)裝置以避免太陽(yáng)直射和擁有高選擇性遮陽(yáng)玻璃-不過活動(dòng)遮陽(yáng)也是可以使用的。墻和屋頂可以通過保溫層免受太陽(yáng)負(fù)荷；或者使用冷色尤其對(duì)于屋頂也是有效的方法。

除濕需求甚至可以比顯熱制冷需要還高。氣密的圍護(hù)結(jié)構(gòu)保護(hù)著建筑內(nèi)部免受室外高濕度的影響。同時(shí)需要通過通風(fēng)系統(tǒng)中的能量回收裝置得以保障。

在這一類型的氣候區(qū)中，耐久干燥的墻和屋頂結(jié)構(gòu)需要吸水率特別低但透氣的外表面。大部分的結(jié)構(gòu)類型在這個(gè)前提下都能運(yùn)行得很好；采用透濕材料的外保溫，例如礦物棉，濕度方面則需要特別注意。

在溫暖氣候區(qū)的制冷設(shè)備使用和夏熱冬冷地區(qū)相同的原理。

在中國(guó)南方溫和的山地氣候區(qū)，陽(yáng)光充足和氣候溫和，這讓眾多不同的被動(dòng)房設(shè)計(jì)方案可以使用。在這個(gè)氣候區(qū)，甚至可以建造既不需機(jī)械通風(fēng)也不需三玻玻璃的被動(dòng)房。

通過研究結(jié)果也證實(shí)了，被動(dòng)房規(guī)劃設(shè)計(jì)軟件包（PHPP）是適用于所有中國(guó)氣候區(qū)的設(shè)計(jì)軟件。如果PHPP計(jì)算從設(shè)計(jì)一開始就融為設(shè)計(jì)過程的一部分，那么可以實(shí)現(xiàn)集舒適、節(jié)能和經(jīng)濟(jì)為一體的被動(dòng)房。

對(duì)應(yīng)于被動(dòng)房提供的高效節(jié)能，組件也是更優(yōu)越的，如今還沒有大規(guī)模產(chǎn)品范圍。本研究報(bào)告包含了關(guān)于如何通過合適的新型組件改善能效和建造成本的建議。