被動式節(jié)能建筑研究說課講解

被動式節(jié)能建筑研究

國家相關政策支持

國家政策驅動:《關于加快推動我國綠色建筑發(fā)展的實施意見》2012年財政部、建設部聯(lián)合發(fā)布了《關于加快推動我國綠色建筑發(fā)展的實施意見》（財建[2012]167號），是迄今為止，我國發(fā)布的最有力的綠色建筑促進政策措施。國務院辦公廳關于轉發(fā)發(fā)展改革委住房城鄉(xiāng)建設部綠色建筑行動方案的通知國辦發(fā)〔2013〕1號各省、自治區(qū)、直轄市人民政府，國務院各部委、各直屬機構：國家政策驅動:國務院轉發(fā)的《綠色建筑行動方案》

國務院辦公廳2013年1月1日

財政獎勵：對達到國家綠色建筑評價標準二星級及以上的建筑給予財政資金獎勵。稅收優(yōu)惠：財政部、稅務總局要研究制定稅收方面的優(yōu)惠政策，鼓勵房地產開發(fā)商建設綠色建筑，引導消費者購買綠色住宅。貸款利率優(yōu)惠：改進和完善對綠色建筑的金融服務，金融機構可對購買綠色住宅的消費者在購房貸款利率上給予適當優(yōu)惠。土地政策的支持：國土資源部門要研究制定促進綠色建筑發(fā)展在土地轉讓方面的政策，住房城鄉(xiāng)建設部門要研究制定容積率獎勵方面的政策，在土地招拍掛出讓規(guī)劃條件中，要明確綠色建筑的建設用地比例。增長24倍綠色建筑在我國的發(fā)展2008～2011年綠色建筑標識數(shù)量增長迅速全國各地綠色建筑發(fā)展迅速截止2012年5月全國已經評出綠色綠色建筑標識項目740項，總建筑面積達到7000萬m2。節(jié)能效果統(tǒng)計1.規(guī)劃布局規(guī)劃布局應采用有利于接收或遮擋太陽輻射的被動節(jié)能規(guī)劃，利用規(guī)劃有利于夏季主導風向通風或防止冬季住宅外表面散熱過快，增加或降低溫濕度。建筑規(guī)劃布局應考慮：1.1建筑群體布局與建筑朝向1.2太陽輻射遮擋與通風間距1.3建筑群夏季通風與冬季防風規(guī)劃與建筑的被動節(jié)能建筑規(guī)劃布局被動節(jié)能應考慮：規(guī)劃布局是否有利于夏季自然通風。定性分析主要包括以下幾個方面：居住區(qū)建筑物的規(guī)劃布局是否考慮采用錯列式或斜列式布局，并使建筑與夏季主導風向的投射角不大于45°。公共綠地規(guī)劃是否符合《城市居住區(qū)規(guī)劃設計規(guī)范》GB50180中有關公共綠地布置的相關規(guī)定，以及公共綠地的空間形態(tài)布局是否有利于夏季主導風的氣流通風組織。是否符合不同氣候條件地區(qū)所規(guī)定的住宅樓間距，以及住宅樓體單元組合長度等相關規(guī)定。要求居住建筑南北朝向布置或多數(shù)主要房間朝南向布置，盡量避免夏季西向日曬，主要是由于太陽高度角和方位角的變化規(guī)律，使住宅在冬季能夠最大限度地利用日照，增加太陽輻射得熱量，并避開冬季主導風向，減少住宅外表面熱損失。同時，居住建筑物南北朝向布置，在夏季能夠最大限度地減少太陽輻射得熱，并可利用自然通風降溫冷卻，以達到節(jié)能的目的。

居住區(qū)氣流通風組織不暢還會嚴重地阻礙空氣的流動，對于室外散熱和污染物消散非常不利，會嚴重影響居民在室外活動時的舒適感。同時采用有利于夏季、過渡季自然通風和降低熱島效應的建筑規(guī)劃布局，對于住區(qū)建筑節(jié)能也十分重要，可以減少夏季的空調能耗，提高空調設備的工作效率。

夏季西向日曬的太陽輻射通過窗體進入室內的熱量是造成夏季室內過熱的主要原因，遮陽設施遮擋太陽輻射熱量的效果，除取決于遮陽形式外，還與遮陽設施的構造措施、安裝位置、材料及顏色等多因素有關。遮陽設施可設置為水平式外遮陽、垂直式外遮陽、擋板式外遮陽等固定或活動式遮陽方式。

建筑外遮陽2.建筑形體2.1、嚴格控制建筑體型系數(shù)。2.2、避免凹縫和過多外凸。

建筑體型系數(shù)對單位建筑面積采暖耗熱及空調能耗，影響很大，體型系數(shù)越小，耗熱量越小，嚴寒、寒冷地區(qū)體型系數(shù)應控制在0.3以下。建筑形體建筑形體3.自然通風與引導通風

3.1、室內對流通風3,2、室內引導通風通過在設計時對建筑形體及外門窗位置的考慮，使建筑兩側產生正負氣壓，有利于建筑的自然通風。通過對室內空間布局及門與通道的考慮，在建筑內部形成空氣對流，使入室氣流能流向生活區(qū)及人體高度的范圍。

利用天井、樓梯間等增加建筑內部開口面積，便于引導自然通風。

利用熱壓原理，用通風塔（井）、中庭等產生煙囪效應實現(xiàn)通風換氣。

利用樓電梯間使住宅中間戶型形成引導通風。利用太陽能熱壓通風井的廚衛(wèi)防串味通風。熱能通風塔原理圖示自然采光和導光的被動節(jié)能

單棟建筑或居住小區(qū)公共區(qū)域天然采光在滿足功能區(qū)照度的前提下，建筑地上部分，公共區(qū)域的天然采光面積大于一定比例；有地下室的建筑，地下一層公共區(qū)域的天然采光面積大于一定比例。住宅的樓電梯間和公共走道。為滿足居民心理和生理的健康需求，并節(jié)約住宅公共區(qū)域人工照明的能耗，應使更多的住宅樓地上公共區(qū)域能夠天然采光。

住宅樓地上公共區(qū)域天然采光面積比例的核定較為復雜。《住宅設計規(guī)范》GB50096規(guī)定當樓梯間設置采光窗時，采光窗洞口的窗地面積比不應小于1/12，采光系數(shù)不應低于0.5%，室內天然光臨界照度為25（LX）。且采光窗下沿離樓面或地面高度低于0.50m的窗洞口面積不應計入采光面積內。但住宅樓電梯間或公共走道處通常會設置較多的外裝飾構件，《建筑采光設計標準》GB/T50033規(guī)定：側面采光口上部有寬度超過1m以上的外挑結構遮擋時，其采光系數(shù)乘以0.7的擋光折減系數(shù)。所以，評價公共區(qū)域天然采光面積比例時，應按以上標準核算天然采光的面積比例。地下一層公共區(qū)域所指為：住宅地下室樓電梯間、公共走道、地下車庫和設備用房。當通過設置下沉庭院、采光窗井或采光天窗實現(xiàn)地下室的天然采光時。其窗井擋墻對窗體采光口的光線遮擋，可按《建筑采光設計標準》GB/T50033第5.0.2款進行采光系數(shù)計算后，可按以上標準核算地下一層的天然采光面積比例。利用導光管和反光裝置將天然光引入地下停車場或設備房，在滿足該功能區(qū)照度的條件下，天然采光的區(qū)域不小于地下室一層建筑面積的一定比例。利用導光管和反光裝置將天然光引入地下室或設備房時，應根據工程的地理位置、日照情況進行經濟、技術比較，合理地選擇導光或反光裝置。可采用主動式或被動式導光系統(tǒng)，主動式導光系統(tǒng)采光部分實時跟蹤太陽，以獲得更好的采光效果，該系統(tǒng)效率較高，但機械、控制較復雜，造價較高。被動式導光系統(tǒng)采光部分固定不動，不需跟蹤太陽，其特點為：系統(tǒng)效率不如主動式系統(tǒng)高，但結構、控制較簡單，造價低廉。當采用導光管或反光裝置時，宜采用照明控制系統(tǒng)對人工照明進行自動控制。有條件時，可采用智能照明控制系統(tǒng)對人工照明進行調光控制。當天然光對室內照明達不到照度要求時，控制系統(tǒng)自動開啟人工照明，直到滿足照度要求。導光管利用示意圖與導光管結構示意圖遮避與利用太陽熱能的被動節(jié)能遮蔭與減少太陽輻射吸收

1、硬質地面采用遮蔭措施或鋪設太陽輻射吸收率低的淺色表面材料可有效降低地面的表面溫度，減少熱島效應，提高行人室外活動的熱舒適度。遮蔭措施包括綠化遮蔭、構筑物遮蔭、建筑自遮擋，其中：綠化遮蔭面積按照成年喬木的樹冠投影面積計算；構筑物遮蔭按照遮蔭投影面積計算；建筑自遮擋面積按照夏至日8:00~16:00內有4h處于建筑陰影區(qū)域的硬質場地面積計算。

2、坡屋面采用太陽輻射吸收率小于0.7的淺色飾面，平屋面采用太陽輻射吸收率小于0.5的淺色飾面，或同時采用太陽輻射吸收率低的屋面材料和綠化屋面，可降低建筑屋面表面溫度，減少建筑能耗。

3、建筑外墻采用太陽輻射吸收率小于0.6的淺面飾面，可減少外圍護結構吸收得熱，有利于空調系統(tǒng)節(jié)能。

4、設置有頂蓋的遮蔭停車棚（庫）或將停車位設置在地下車庫。都可按比例認定為停車位有遮蔭措施。屋面綠化節(jié)能

屋面綠化是指滿足當?shù)厝斯ぞG地覆土種植要求，并能夠保證植物良好成活率的的永久綠化。屋面綠化應根據屋頂荷載和使用要求，利用耐旱草坪、地被、藤蔓植物、低矮灌木或小型喬木等進行屋面綠化的植物配置，并可設置花壇、棚架、花墻、水池和亭子等園林設施。屋面綠化應注意做好防水、阻根、排水、過濾等構造層，保證屋面綠化的安全性和實用性。屋面綠化可使屋面具有更好的保溫隔熱能力，并增加相應的綠植面積，減少城市熱島效應。我國太陽能技術應重點解決的問題1、被動式太陽能利用重點解決的問題（1）住區(qū)規(guī)劃和建筑設計優(yōu)化有利于太陽能的利用。（2）嚴寒和寒冷地區(qū)建筑南向外圍護結構蓄熱。（3）夏熱冬暖和夏熱冬冷地區(qū)建筑南側及西側外遮陽。2、太陽能熱水發(fā)展重點的問題（1）解決我國高層高密度住區(qū)發(fā)展太陽能建筑一體化。（2）解決太陽能儲熱設備增加建筑公攤面積的問題。（3）解決太陽能節(jié)能與地產開發(fā)運營維護的利益關系。（4）解決太陽能熱水系統(tǒng)與輔熱系統(tǒng)（電、燃氣、地源熱泵）合理利用。分戶集熱與集中集熱-集中儲熱-分戶使用的綜合使用

太陽能與建筑外觀的一體化技術建筑構造高氣密性的被動節(jié)能被動式建造體系被動式住宅起源于20世紀90年代的德國著名金融中心城市法蘭克福。這類住宅主要通過住宅本身的構造做法達到高效的保溫隔熱性能，并利用太陽能和家電設備的散熱為居室提供熱源，減少或不使用主動供應的能源，即便是需要提供其他能源，也盡量采用清潔的可再生能源。目前全世界大約有15000座被動式住宅，其中德國已經建設4000—6000座單元住房。建筑構造高氣密性的被動節(jié)能在德國，低能耗房屋的年采暖熱需求不得超過70kwh/（㎡a），而被動式房屋的最高年采暖熱需求只能為15kwh/（㎡a）,換言之，被動式房屋所消耗的采暖熱能比“低能耗房屋”要少80%左右。根據現(xiàn)階段我國產業(yè)化現(xiàn)代化水平，在經濟發(fā)達或較為發(fā)達的一二線城市建設“被動式高層住宅”是完全可能的德國節(jié)能技術經驗1.國外外圍護結構保溫構造德國節(jié)能技術經驗德國節(jié)能技術經驗我國綠色被動節(jié)能技術經驗我國綠色被動節(jié)能技術經驗我國綠色被動節(jié)能技術經驗我國綠色被動節(jié)能技術經驗節(jié)能設計優(yōu)化節(jié)能設計優(yōu)化節(jié)能設計優(yōu)化節(jié)能設計優(yōu)化2.我國外窗保溫構造的現(xiàn)狀附框產生熱橋發(fā)泡膠填充易滲水以窗墻節(jié)點構造為例3.圍護結構保溫構造節(jié)點被動式節(jié)能構造技術措施：

采用全封閉外圍護結構。地下室、女兒墻、陽臺地面樓板全封閉外保溫。

加厚外墻屋面圍護結構的保溫隔熱層厚度或采用復合保溫墻體。一步達到節(jié)能75%以上要求。

增加外窗的氣密性和絕熱性。如在北方地區(qū)采用三層玻璃的節(jié)能窗。

杜絕熱橋發(fā)生的可能性。設備安裝和保溫材料安裝。1.建筑地下空間和結構限額設計限定合理的車位單位面積。規(guī)整地下空間，增加車位數(shù)量限定合理的剖面尺度。確定合理的剖面尺寸，減少開挖和施工降水。確定合理的技術措施。建筑設計優(yōu)化的被動節(jié)能

綠色節(jié)材限額設計----綠色減量設計

針對居住建筑限額設計示范研究項目。通過對地下車庫成本管控、建筑及結構成本管控、設備用量成本管控等多個成本管理專項進行研究，得到實際工程的測評，并依據以上研究制定了高層居住建筑限額設計的通則。地下車庫限額設計方法根據項目開發(fā)檔次選擇設定地下車庫拄網基本模數(shù)尺寸7.8m、8.1m或8.4,m。根據車輛和車道排布情況確定以下部位的柱網尺寸：僅用于車輛通行的車道柱網為6m、邊跨縱深柱網為3.9m、4.2m或4.8m。車輛縱向排布時，其柱網尺寸為7.8m、8.1m或8.4m。其柱網位置的設定應與住宅樓結構墻體開間尺寸相對應。車型類型車型范例長（m）寬(m)高度（m）所需車位尺寸（長x寬m）所需車道寬度（m）A大眾polo3.91.61.44.5×2.25.0B帕薩特4.81.81.45.3×2.45.5C奧迪A65.01.91.55.5×2.56.0D奔馳S系5.21.91.56.0×2.56.3地下車庫分類停車位尺寸限額指標（垂直后退停車）地下車庫空間尺度限額指標住宅產品類型標準柱距（m）邊跨柱距（m）層高（m）停車率地下停車位所占比例備注經濟適用型7.83.93.60.77:3層高可根據覆土厚度進行調整生活改善型8.14.23.60.88:2高性能型8.44.83.9≥11:1材料選型結構選型鋼筋混凝土截面尺寸（mm）鋼管混凝土截面尺寸（mm）備注梁板結構600X600φ600可利用鋼管混凝土的圓角提高其后退停車的轉彎半徑板柱結構600X600φ600柱網建議值8.4m、8.1m8.1m、7.8m地下車庫柱截面尺寸限額指標地下車庫剖面尺度限值指標結構選型梁板結構無梁樓蓋（加柱帽）結構備注板上覆土厚度（m）車頭前最低高度（m）車道最低高度（m）層高（m）3.73.31.5-2.02.02.23.93.42.5-3.02.02.2地下車庫坡道凈尺寸限額指標出入口坡道類型住宅產品類型主出入口坡道凈寬度（m）次出入口坡道凈寬度（m）疏散出入口坡道凈寬度（m）經濟適用型444生活改善型644高性能型774建筑類型結構部位含鋼量/混凝土量控制值(kg/m2/m3/m2)地震烈度（場地類別）注：7.5度表示7度0.15g6度(Ⅱ)6度(Ⅲ)7度(Ⅱ)7度(Ⅲ)7.5度(Ⅱ)7.5度(Ⅲ)8度(Ⅱ)8度(Ⅲ)多層砌體住宅(≤6層)上部結構26/-26/-30/-32/-32/-33/-33/-35/-多層框架(≤4～6層)上部結構39/0.3343/0.3448/0.3756/0.3757/0.3760/0.3861/0.3868/0.38框架剪力墻上部結構45/0.3551/0.3557/0.3862/0.3863/0.3868/0.3969/0.3975/0.39高層剪力墻住宅上部結構(≤19層)上部結構41/0.3642/0.3646/0.3947/0.3948/0.3952/0.3953/0.4156/0.42高層剪力墻住宅上部結構(20~25層)上部結構42/0.3743/0.3747/0.3948/0.4049/0.4053/0.4055/0.4158/0.42高層住宅上部結構(≥26層)上部結構48/0.3949/0.3950/0.4051/0.4052/0.4062/0.4163/0.4266/0.43住宅樓地下室地下結構140140140140140140140140普通地下車庫地下結構130130130130130130130130人防地下車庫地下結構160160170170175175180185限定鋼筋和混凝土用量根據不同地區(qū)的地震烈度，優(yōu)化不同層數(shù)住宅主體結構模型和荷載取值，限定鋼筋和混凝土的單方基準用量。限定圍護結構材料用量控制建筑體形系數(shù)（小于0.3），其“墻積比”（建筑物外墻面積與建筑物地上建筑面積之比）數(shù)值控制為1~1.3。減少對抗震計算和保溫節(jié)能的不利影響，降低墻體材料用量。控制建筑物外門窗洞口面積，減少外門窗用材和規(guī)格型號。控制其窗積比數(shù)值（標準層外門窗面積與標準層面積之比）和開窗數(shù)比值（開啟門窗扇個數(shù)與窗體個數(shù)的比值）窗積比值限值開窗數(shù)比值限值0.251.2窗體用材限額用量值限定飾面材料用量利用建筑外飾面分隔線的寬度，調整建筑外飾面材的排材方式和排列模數(shù)，減少外飾面材的損耗。使廚衛(wèi)空間模數(shù)與內飾面材的模數(shù)規(guī)格相一致，減少因切割材料所造成的損耗。衛(wèi)生間和廚房空間模數(shù)與內飾材模數(shù)對應關系墻面磚與地面磚規(guī)格（mm），磚間留縫不大于3mm衛(wèi)生間及廚房空間軸線模數(shù)計算公式（mm）備注墻面磚200×200或200×300地面磚300×300300×N+100+S公式中：300為墻地磚規(guī)格尺寸，N為排磚數(shù)，100為抹灰厚度及磚間留縫調整數(shù)，S為墻體軸線厚度尺寸。優(yōu)化管材及設備選型各類管材及附件按部位分類選用，不同部位選用不同材質和等級的管材各類管材及附件按部位分類選用表管材用途管材選型及說明給水干管和立管、廚房和衛(wèi)生間明裝給水管S4系列，熱熔連接墊層內敷設的冷、熱水管PE-X管，采用S4系列，埋設部分不得有接頭，與其他管材連接時采用專用管件污水立管PVC-U單壁內螺旋消音型，粘接污水橫管、戶內橫支管和專用通氣管PVC-U光壁排水管壓力排水管道焊接鋼管，工作壓力1.0MPa，管徑≤100mm時,采用螺紋連接;管徑＞100mm時,采用溝槽式連接雨水管道PVC-