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一文搞明白被動房的設計、建造與運維!

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來源:建筑節能合作聯盟

一、被動房(Passivhaus)

“被動房”是節能建筑的國際標準,其中房屋(或任何其他類型的建筑)隔熱和氣密性非常好,無需主供暖系統即可運行。被動房項目提供最高水平的舒適度和最具成本效益的節能策略組合。

與 LEED、BuiltGreen(或其他評級系統)一樣,有被動式房屋組織,如
PHI、   CanPHIPHIUS,它們可以對建筑物進行認證——盡管許多項目是按照標準建造的,但沒有經過認證。
與這些其他評級系統相比,PH 評級主要關注舒適度和能源消耗(與 LEED 相比,LEED 關注更廣泛的綠色建筑問題)但 PH 在該領域遠遠超出 LEED - 通常導致項目使用 90與典型建筑相比,空間供暖能源消耗減少 %。
典型的被動房將有非常厚的墻壁和屋頂、相當簡單的形狀以及高性能的門窗。典型的墻壁可能為 12" 至 24" 厚(R35 至 R60),屋頂可能為 18" 至 36" 厚(R50 至 R100)。窗戶是三層玻璃或更好的,門通常有幾層擋風雨條。
達到被動式房屋標準的關鍵標準之一是氣密性等級低于 0.6 ACH(每小時換氣量……即房屋體積的 0.6 倍)。氣密性使用鼓風門裝置進行評估。
能源效率目標是非常具體地制定的,因此建筑物位于平衡建筑成本與性能的“最佳點”。通過達到能源目標,被動式房屋可以消除傳統供暖系統的大部分成本(從而抵消升級隔熱材料和窗戶的大部分成本)。
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圖中的標注:
1---高性能外圍護保溫隔熱(外墻體和屋面)
2---高氣密性(建筑氣密性不高于0.6次/h換氣)
3---至少三層玻璃的透明外門和外窗
4---高效熱交換新風系統
5---適宜的太陽得熱與夏季遮陽

來自德國本地氣候特征下的被動房水平,不需要采暖設施和空調系統,即能滿足室內居住舒適性需求。但其他地區的項目,需要根據當地的氣候特征來開展設計,所以千萬不要被國內的一些不專業的公司不專業的宣傳口號(例如說“被動房是沒有空調的房子”)誤導了。

被動房有何不同?
(1)非常厚的墻壁和屋頂(我們典型的 PH 墻是 17" 厚)
(2)非常安靜和舒適,沒有冷點或冷凝。
(3)通常是更簡單的形狀(以減少通過凸起、天窗等損失的熱量)
(4)非常高品質的三層玻璃門窗
(5)具有熱回收 (HRV) 功能的高效通風系統可為每個房間全年帶來新鮮空氣。
(6)許多被動式房屋都裝有循環廚房抽油煙機,抽油煙機帶有木炭過濾器,可以去除煙味、油脂和氣味。
(7)許多被動式房屋還使用節能的“無通風口”烘干機,這些烘干機使用熱泵來提取水分。
(8)被動式房屋可以使用任何類型的熱水系統建造。
(9)被動式房屋可以與太陽能電池板很好地配合使用,但太陽能電池板不需要滿足 PH 標準。

二、被動房設計與咨詢

設計被動房是一個嚴格的過程,涉及大量詳細的能源建模和各種設計工具。

被動房規劃包 (PHPP)

主要工具是 由德國國際被動房研究所開發的名為被動房規劃包 (PHPP)的電子表格。經過多年的完善,PHPP 已被證明是準確預測建筑物能源使用情況的最可靠工具之一。


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這是 PHPP 的驗證頁面,您可以在其中查看項目是否滿足能源效率的兩個主要標準之一:供暖需求(或)供熱負荷。

設計被動房

PHPP 非常詳細但不是很靈活。在項目開始時,擁有一個更靈活且面向設計的工具是很有幫助的,該工具可用于測試范圍廣泛的設計選項。

對于項目的早期階段,我們使用Sketchup
DesignPH 插件。它使我們能夠快速構建概念的 3D 模型并測試它們是否符合被動房標準。 3D 界面還允許我們快速計算來自相鄰建筑物和樹木的影響陰影。

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Trafalgar 被動房的 DesignPH 模型。紅色區域表示“隔熱層”(即建筑物的隔熱部分),而白色區域是非隔熱層。
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一個 12 單元多戶被動式房屋項目的 DesignPH 模型。

Flixo(熱橋)

熱橋是建筑物的任何部分,熱量可以通過隔熱層中的“橋”逸出。橋梁可能是一塊木材或一塊金屬,但如果不消除它們,它們會很快抵消建筑物隔熱的好處。 為了測試熱橋的影響,我們使用了一款名為 Flixo 的軟件來計算通過建筑物特定部分的熱流。
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在傳統住宅中,每塊木材都有大量的熱橋。該熱圖像顯示了通過熱橋逸出的熱量。
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顯示入口門檻的 Flixo 熱橋模型。紅色區域是溫暖的內表面,而紫色是寒冷的外部。這個細節中的絕緣和安裝方法使地板始終保持溫暖和舒適。

三、被動式房屋 (Passivhaus) 施工:細節和組裝

我們的團隊在各種不同的施工方法(包括外部礦棉、ICF、Durisol 等)方面擁有豐富的經驗。然而,我們的大多數項目都使用混合系統,將預制結構絕緣板 (SIP) 與現場建造的框架相結合。
該系統專為民用住宅項目開發(通常有地下室),但它可以在任何地方使用。每個建筑系統都有優點/缺點,但下面顯示的混合系統給我們帶來了以下好處:
  • 具有成本競爭力
    (相對于其他被動式房屋建筑系統)
  • 快速取景并“蓋上屋頂”
    (這樣我們就不會花很多時間在雨中取景……)
  • 常規地基
    (在地震帶工作并且為大多數施工人員所熟悉)
  • 易于使用石材和灰泥等重型覆層材料
    (通常無法安裝在外保溫墻上)
  • 連接陽臺、屋頂、遮陽篷等外部設施也很容易,無需擔心熱橋
  • 易于密封
    (我們消除了“箱形托梁”等繁瑣的細節,窗戶安裝也很簡單)
  • 我們已經使用多年的成熟系統(并通過現場測量和計算機模型測試了耐濕性)
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你的被動房是“超級”:

  • 超級絕緣,R55 墻壁和 R80 屋頂
  • 超安靜,厚墻三層玻璃窗
  • 超級氣密,零氣流

這房子有什么不同?

  • 這所房子的供暖能耗比一般房屋少 90%
  • 該房屋的隔熱性能是“典型”北美房屋的約 3 倍,門窗效率是“典型”房屋的 3 倍。
  • 很多這樣的節能也來自于擁有一個無通風的房子(這樣暖空氣就不會漏出來,冷空氣也不會漏進來)
  • 不像傳統的房子,有一個大浴室風扇或一個大廚房抽油煙機在短時間內吹出大量空氣,被動式房屋的通風系統 24/7 全天候運行,連續排出少量空氣。
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如果房子是密封的,那么新鮮空氣呢?

  • 被動式房屋中的每個房間都能通過通風系統獲得源源不斷的新鮮過濾空氣*
  • 想開窗?去吧!
  • 當外面真的很冷或很熱時,房子最好關上窗戶(但如果您想感受微風或聽到外面發生的事情,您可以隨時打開窗戶)。
  • 通風系統還排出浴室和廚房的空氣(......但沒有空氣再循環。浴室和廚房的空氣直接排到外面)
  • 如果您想去除某些氣味或淋浴蒸汽,則可以在使用系統的“增強”模式時稍微增加浴室和廚房的排氣量。

* 通風系統是一個空氣交換器,它從排出的空氣中捕獲熱量(或涼爽)并將該能量傳遞給引入的新鮮空氣。這意味著您始終可以獲得新鮮空氣,但不會損失能量.

這種類型的系統稱為熱回收通風機(或 HRV),它使用熱交換器“核心”進行熱傳遞。
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墻壁或天花板上的出風口為每個房間提供新鮮空氣。
潮濕/不新鮮的空氣從浴室和廚房排出。
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四、如何“運營”被動房?

  • 一個典型的家就像一艘摩托艇;它消耗大量能量并快速移動。使用爐子或空調時,升溫和降溫都非???。
  • 相比之下,被動式房屋就像一艘帆船,只需一點點自然能量就可以做很多事情。
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冬季
在冬季,房屋在關閉窗戶的情況下運行效率最高,這樣通風系統可以回收房屋的熱量,同時仍提供新鮮空氣。在陽光明媚的日子里,房子可能根本不需要使用它的供暖系統。在陰冷的日子里,供暖系統將像“普通”房屋一樣運行。
過渡季節

一年中有很多時候溫哥華的溫度非常宜人。如果你愿意,你可以讓窗戶白天和晚上都開著。

最熱的夏日
在一年中最熱的幾周里,如果您采取以下措施,您的被動式房屋仍然會很舒適:
  • 白天使用窗簾或外部百葉窗
  • 晚上,打開窗戶,讓夜間涼爽的空氣可以穿過房屋(這稱為“夜間沖洗”)。

    在夜間沖洗期間,您還可以將通風系統設置為“夏季旁路”模式*。

    當在“夏季旁路”模式下使用時,HRV 交換空氣但繞過核心。在夏季的夜晚,旁路模式會更快地為房屋降溫。
  • 以這種方式運行的被動式房屋通常會保持在大致為室外白天和夜間溫度的平均值的溫度。如果白天 28 攝氏度,晚上 15 攝氏度,那么房子將是舒適的 21 攝氏度(沒有空調?。?/span>
  • 如果你的被動房確實有一個小型空調系統,那么你可以根據需要運行它,但要保持窗戶關閉(就像你在車里一樣?。?。

被動房需要做哪些保養?

更換抽油煙機過濾器

如果您的廚房配備循環抽油煙機,那么您應該每 6 個月到一年更換一次木炭過濾器(取決于您使用烹飪的次數)。
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廚房抽油煙機中的木炭過濾器可以是圓形或矩形,具體取決于抽油煙機。
每年至少更換一次通風裝置中的空氣過濾器
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通風系統有過濾器,應至少每年更換一次。


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