建筑是產(chǎn)生能耗的主因之一,源白建筑環(huán)境的溫室氣體排放量占全球總排放量的30-40%。
這一點(diǎn)已經(jīng)獲得普遍認(rèn)同,但人們并未積極地采取應(yīng)對(duì)措施。
節(jié)能與能效扮演著至關(guān)重要的作用,尤其是對(duì)亞洲而言。到2030年,當(dāng)?shù)厝丝趯默F(xiàn)在的40億急劇增長(zhǎng)至50億。屬時(shí),全亞洲都將面臨節(jié)能和使用可再生能源的新時(shí)代。
建筑業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)即打造出與環(huán)境和社會(huì)相融的建筑,使經(jīng)濟(jì)與美觀、舒適并存一自始至終滿(mǎn)足所有必要的功能和結(jié)構(gòu)要求。
許多國(guó)際機(jī)構(gòu)都將節(jié)能視為其重要的研究議題之一。尤其在歐洲,我們?cè)谶^(guò)去的數(shù)+年間見(jiàn)證了激動(dòng)人心的技術(shù)碩果和實(shí)施成就。
德國(guó)和其他北歐國(guó)家就建筑所制定的節(jié)能法規(guī)始于1978年,對(duì)墻體、地下室和屋頂?shù)?a target='_blank' style='font-size:1em; border-bottom:1px dotted blue;'>隔熱值做出了明文規(guī)定。這套全新的政府法規(guī)是對(duì)石油危機(jī)的回應(yīng)。政府決定改善建筑環(huán)境一40%的國(guó)家能耗來(lái)源于此。
80年代標(biāo)志著歐洲人用創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)節(jié)能的開(kāi)端,尤其在德國(guó)卓有成效。由于建筑環(huán)境節(jié)能法規(guī)的生效,政府法規(guī)為實(shí)施創(chuàng)新鋪平了道路。計(jì)算材料隔熱值和建筑外立面（詞條“建筑外立面”由行業(yè)大百科提供）最小臨界值的方法被普遍采用。建筑業(yè)迫于法規(guī)開(kāi)始走上創(chuàng)新的道路,這也導(dǎo)致建筑方法論的演變。而建筑法規(guī)也日益趨向嚴(yán)格,對(duì)建筑能效提出了更多的改迸要求,最終形成了這個(gè)高度復(fù)雜化和專(zhuān)業(yè)化的行業(yè)。
瑞典隆德大學(xué)的教授Bo Adamson和德國(guó)“住房與環(huán)境研究所”的Walflgang Feist博士對(duì)建筑設(shè)計(jì)中的能效問(wèn)題做了一系列跨學(xué)科研究,創(chuàng)造了全新的研究領(lǐng)域“建筑物理”。1988年,他們發(fā)表了自己的研究結(jié)果,將這全新的概念稱(chēng)為“被動(dòng)房”。
“被動(dòng)房是單單通過(guò)對(duì)新鮮氣團(tuán)的后熱或后冷處理達(dá)到良好隔熱性能(符合ISO7730)的建筑,被動(dòng)房要求達(dá)到特定的室內(nèi)空氣質(zhì)量(DN1946)-無(wú)需循環(huán)空氣。”
第一批(4棟)“被動(dòng)房”由一支專(zhuān)業(yè)的研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)規(guī)劃,于1990年在德國(guó)達(dá)姆施塔特建成。
被動(dòng)房整合了前衛(wèi)的建筑設(shè)計(jì)、改善節(jié)能和熱回收的通風(fēng)裝置、特殊隔熱的窗（詞條“窗”由行業(yè)大百科提供）框和百葉、無(wú)熱橋結(jié)構(gòu)與太陽(yáng)能供暖技術(shù)。
被動(dòng)房只有安裝帶高效熱回收裝置的可控通風(fēng)系統(tǒng)才能發(fā)揮作用。它使用了一個(gè)逆流的空對(duì)空熱交換機(jī)。當(dāng)時(shí)電扇耗電率很高,這也是首次啟用了帶電子換向器的直流風(fēng)扇。這能實(shí)現(xiàn)80%的熱回收率。
對(duì)于4口之家而言,每人每小時(shí)的新鮮空氣補(bǔ)給量為25m3,后來(lái)行業(yè)內(nèi)開(kāi)發(fā)了低能耗的通風(fēng)系統(tǒng),耗電率低至04Whl/m3。
在被動(dòng)房中,每一間房間都會(huì)獲得預(yù)先過(guò)濾好的新鮮空氣,這些空氣也將用于供曖或制冷。
這與北美及亞洲的慣常做法有很大的不同,兩地通常使用空調(diào)并對(duì)空氣做循環(huán)利用。
被動(dòng)式窗戶(hù)
只有在所有組件都滿(mǎn)足各自技術(shù)要求的條件下,被動(dòng)房概念才會(huì)起效。其中最重要的自然是一棟建筑的門(mén)和窗。
在建筑業(yè)中,窗的質(zhì)量發(fā)展速度比其他建筑組件都要快。在過(guò)去30年間,市場(chǎng)上窗產(chǎn)品的熱流失率已經(jīng)降低了8個(gè)單位。在70年代初,歐洲大部分窗戶(hù)都采用單層玻璃,Uw值為55。能源流失率是巨大的。
由于隔熱質(zhì)量不佳,室外的冷空氣能穿過(guò)玻璃直接進(jìn)入室內(nèi)。80年代初期,德國(guó)新建筑革新引入了雙層玻璃,它的隔熱性能要好些。與單層玻璃相比,它的能源流失率降低一半。即使在極為寒冷的季節(jié),室內(nèi)表面溫度（詞條“表面溫度”由行業(yè)大百科提供）也不會(huì)低于75℃。窗戶(hù)表面仍然很冷,有冷凝水（詞條“冷凝水”由行業(yè)大百科提供）。因此,在玻璃內(nèi)層添加鋁合金涂層是最為關(guān)鍵的一個(gè)步驟一這一層稱(chēng)之為“l(fā)ow-e” (低輻射)層。這個(gè)涂層能降低內(nèi)玻和外玻之間的熱輻射。如果將縫隙中的空氣換成氬氣或氪氣就更能達(dá)到這個(gè)效果。
自1995年德國(guó)全新的“隔熱條例”生效后,這些所謂的“低輻射玻璃”就成為全德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的建筑結(jié)構(gòu)組件。通常,一扇木質(zhì)、PVC或高隔熱的鋁合金窗（詞條“鋁合金窗”由行業(yè)大百科提供）在使用標(biāo)準(zhǔn)窗隔板和標(biāo)準(zhǔn)雙層bw-e玻璃的情況下U值在13至17之間。在冬季,室內(nèi)的平均表面溫度將保持在13℃。
三層low-e玻璃為德國(guó)的節(jié)能窗結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了突破,它的U值能達(dá)到05-08。不僅是玻璃,整扇窗戶(hù)都必須具備這樣的隔熱質(zhì)量,采用了隔熱窗框和隔熱窗隔板。這就是“被動(dòng)式窗戶(hù)”。
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被動(dòng)房要求建筑耗能量極低(單位面積年采暖或制冷需求≤15kWhm-2a-1)，同時(shí)要求建筑外窗具有極好的采光、隔熱、保溫和密閉性能。如要求外窗傳熱系數(shù)U值≤0.8W/(m2·K)。玻璃約占外窗面積70%，在外窗采光、隔熱、保溫性能方面起
被動(dòng)房對(duì)建筑材料性能的要求較高，傳統(tǒng)的單片玻璃、普通雙層中空玻璃，由于其傳熱系數(shù)偏高、隔熱保溫效果不佳，一直是能源散失和能源消耗的重點(diǎn)部位;另外，片面增加玻璃制品厚度或間距等，既影響其通透美觀，又增加了材料消耗和建筑物承重。因此，玻璃成
姓 名： 保羅•瑞格尼 先生
職 稱(chēng)： 副教授，建筑工程博士，土木工程師
公司名稱(chēng)：歐洲標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)幕墻項(xiàng)目組
保羅•瑞格尼，帕維亞大學(xué)土木工程碩士，米蘭理工大學(xué)建筑工程博士，特許工程師，米
