被動房的項目案例
漢堡之家是中國境內首座獲得認證的“被動房”,是上海世博會德國漢堡市城市最佳實踐區案例館。“漢堡之家”每平米壹年消耗相當於50度電的能量,僅相當於普通辦公樓的1/4。它在屋頂上安裝的光能利用設備可以提供建築所需電能的90%,而地源熱泵裝置則為整個建築的制冷和供暖供給能量。
在德國,“被動房”消耗的外部能源壹般只有普通房屋的10%,由於上海的光照條件優於德國,所以“漢堡之家”所需的外部能源可能更少。
“漢堡之家”的墻體用磚表面上看與壹般紅磚無異,但隔熱保溫性能極好。窗戶采用3層特制玻璃,木質窗架中有特別的隔熱材料,保溫和氣密性好,如此設計降低了冬季和夏季的采暖、制冷能耗。此外,陽光、人體或室內電器等熱源能滿足屋內大部分熱需求,中央通風設備可以為所有房間提供經過加熱或冷卻的除濕新風。
考慮到上海地區冬冷夏熱的氣候特點,設計人員將玻璃幕墻安裝在“漢堡之家”北面,西面和南面則安裝特制的窗戶,能根據陽光的照射情況自動開關,從而更好地隔熱。 漢堡之家是以位於漢堡“港口新城”沙門碼頭的“被動房”H2O大樓為原型所建。采用了“被動房屋”的節能建築原則,即不需要外部能源的房屋。“我感到十分榮幸,這次漢堡以這樣壹棟代表性建築參與2010 年的上海世博會。漢堡之家是壹座體現了最高環保技術水平的創新建築,同時也為生態建築樹立了新的標準。”漢堡發展和環保部部長Anja Hajduk 女士說。
太陽能設備供電
5月1日,這座體現頂級節能技術水平的建築及其內部的展示空間將正式對外開放。參觀者可以切身體驗到節能環保的商住兩用的建築方式。
據漢堡駐上海聯絡處副主任潘樺介紹,漢堡之家建築外形極富北德地區風格,這種紅色磚墻是北德特有的。當然,並不是紅色磚墻就代表著被動屋。潘樺女士解釋說:被動屋是結合各種建築節能技術為壹體的範例,簡而言之,被動屋的概念是指在建造房屋之後不再主動向外要求能源。除了建造時的能源需要,設備調試,太陽能的啟動,在初期使用外部能源後便能實現能源的自給自足。
漢堡之家的屋頂裝有450平米的光伏發電設備,可以提供建築運行和使用所需電能的80%左右;再加上具有良好保溫和氣密性的外墻結構,這使得“被動房屋”不僅能提供良好的室內舒適度,還將大幅度降低能源需求。
地下水泵取暖制冷
“被動房屋”內沒有空調,但通過幾種技術的結合實現冬暖夏涼,其中很重要的壹部分是地下水泵,它位於35米的地下,其中管道把地下水循環利用,用於采暖和制冷。同時,建築的通風裝置也與熱循環系統相連,漢堡之家采用了壹臺德國運來的具有熱回收、制冷和除濕功能的通風裝置,其熱回收功率和制冷在80%到90%,最大限度減少了能量損失。
潘樺表示,“被動房”並非只是概念,還有嚴格的量化標準,如“被動房屋”對能源的需求是每年不超過50千瓦時每平方米,采暖需求則是每年每平方米15千瓦時以下。相比之下同等規模建築每年的能源需求至少要300千瓦時每平方米。除了電力供應自己資助,漢堡之家原本還打算把多余的電能返還給電網。 奧地利各個聯邦州紛紛出臺激勵措施,鼓勵“節能建築”和可再生能源應用,特別是對將兩者緊密結合的被動式節能建築的激勵措施加大。在維也納市,從2007年開始,被動式節能建築最高資助額從1500歐元/平方米提高到1660歐元/平方米。
奧地利各聯邦州對“節能建築”的鼓勵措施壹般都提供從貸款到現金資助的壹攬子措施,首先,被動式節能建築標準應用者可以獲得政府提供的貸款優惠政策。貸款期限為27.5年,年利率只有1%,遠遠低於壹般房屋貸款利率,貸款上限為5萬歐元,而且不需要貸款人的收入證明。其次,還可申請家庭資助。壹個人的家庭得到的資助上限是2.8萬歐元,兩個人的家庭得到的資助上限是4.8萬歐元,兩個人以上每增加壹人額外增加7000歐元資助。此外,如果按照政府規劃選擇被動式房屋的建造地點和建築風格,還能夠額外得到最高3000歐元的獎勵。 烈日炎炎,室外溫度32℃,推開河北秦皇島市“在水壹方”C區壹戶住宅房門,清涼撲面而來。
這是壹間130平方米的住宅,真空的超厚玻璃窗,高效的太陽能板,廚房吊廚中的特制環境機……這些“機關”使得新風系統壹直保持室內空氣新鮮;房子沒有暖氣,也能保證有舒適溫度;不需要電,也能有足夠的熱水。
這個住宅被稱為被動式超低能耗建築,由德文翻譯而來,簡稱被動房。它集建築和節能技術為壹體,極大地提高建築保溫隔熱性能和氣密性,大幅減少建築主動向外的能源需求。
取消傳統的采暖系統,設備可將室內廢氣中的熱量回收
2012年3月,住建部節能中心與德國能源署給予技術支持,河北省秦皇島市“在水壹方”國家被動房示範項目破土動工。2013年1月,正式通過住建部和德國專家的驗收,這標誌著我國首個被動房示範項目建設成功。壹期工程2.8萬平方米,2014年8月已經達到入住條件;二期工程5萬多平方米,2014年年初開工。
“被動房示範項目是借助德國專家、德國技術理念,完成中國房屋本土化設計,用的是本土化建築材料和本土化施工方法。”秦皇島市城鄉建設局副局長喬殿義說,這壹示範項目在建築材料的選擇和建築質量的把握上近乎苛刻,精細程度以毫米計算,地面誤差不超過3毫米、窗戶誤差不超過2毫米。
秦皇島市民王曉晶壹家,2013年10月作為體驗者入住了被動房樣板間,開始了試住體驗。談起近壹年的感受,王曉晶用壹個“爽”字來形容。
廚房中的環境機,同時具有新風、排風熱回收,空調制熱、制冷,熱水供應等多種功能:當二氧化碳濃度超過或是降到壹定值時,機器自行啟動送新鮮空氣或自動停機;在高保溫、高氣密性的前提下,太陽光、做飯、洗澡、人體散熱等零星熱源均可被回收,這些熱量基本可達到室內舒適的溫度要求;而當室內溫度出現上下浮動,不符合住戶設定的溫度時,室內環境機也會自動補充熱量或降溫。
被動房取消了傳統的采暖系統,室內人們生活中所產生的熱量及光能就可基本滿足冬季室內溫度要求,並通過設備將室內廢氣中的熱量回收,從而顯著降低能源需求,實現室內居住環境舒適度。
整個冬天,室溫壹直在20攝氏度,室內溫和濕潤,非常舒適。由於隔音效果好,環境安靜,心裏也寧靜。王曉晶說:“節能、健康、宜居的住房改變的不僅僅是生活,改變得更多的是心情。”
據測算,示範項目年供暖能耗每平方米可節約34.68千瓦時,每年能節約標煤998噸、制冷采暖費用198萬元,減排二氧化碳2595噸,節能減排效果顯著。
被動式超低能耗綠色建築最大優勢是節能。除了北京之外,絕大多數省市居住建築采用65%、公***建築采用50%節能標準。“在水壹方”示範項目節能率高達92%。
秦皇島五興房地產有限公司總經理王臻認為,對壹座城市來說,建設被動式住宅,可以節省大筆市政建設成本和能源消耗成本;對購房者來說,既可節省暖氣費、電費等生活成本,還因無需建造管道井,平均壹戶就能減少約0.6平方米的公攤面積。 “幸福堡”項目位於烏市幸福路,動工於2012年5月,是壹項被動式建築示範工程,斥資3400萬元,建築面積7791平方米。
“被動式建築”源於德國,是壹種通過保溫和密封技術,營造壹個與外部相對隔絕的空間,將陽光、地熱和家用電器,甚至人體自身產生的熱量,通過能量交換設備回收和再利用的節能建築。幸福堡則是西北首個獲德國被動房研究所權威認證的“被動房”項目。
“幸福堡”的外墻保溫層傳熱系數約為常規節能建築的1/3,窗戶的傳熱系數比常規節能建築低50%以上,過濾排除空氣時還可保留75%以上的熱量。
此外,“幸福堡”還通過太陽能應用、新風余熱回收、遮陽、立體綠化等節能措施,大幅降低建築能耗,節能率達到85%以上,僅為常規公***建築能耗的20%左右。
由於被動式建築中汙水、空氣中80%以上的熱量都會通過熱回收系統進行回收,最大限度地防止熱損失,又能保持室內空氣清新,基本可以實現冬夏恒溫。據了解,當室外溫度低至-8℃時,被動式建築在沒有供暖的情況下,室內溫度仍然可以保持在21℃。
值得壹提的是,目前烏魯木齊冬季,普通節能建築的燃氣消耗量為16—17m3/m2、煤消耗量為12.25kg/m2(未節能時35kg/m2)。而幸福堡被動式建築建成投入使用後,燃氣消耗量僅為2m3/m2、煤消耗量僅為1.84kg/m2,不但節約了大量能源,還提升了居住的舒適度。