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高效能家居 邁向被動建築時代

被動式房屋的體驗 優勢及發展趨勢

被動式房屋的熱損失極低,幾乎不再需要其他任何采暖措施。充分利用太陽、人體、家用電器產生的熱量,以及從廢氣中回收的熱量就能滿足大部分的需求。剩餘的供熱需求可通過新風系統提供。

被動式房屋的熱損失極低,幾乎不再需要其他任何采暖措施。充分利用太陽、人體、家用電器產生的熱量,以及從廢氣中回收的熱量就能滿足大部分的需求。剩餘的供熱需求可通過新風系統提供。

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【大紀元2018年09月13日訊】文:徐紫陽  圖:iStock/ PHI

被動式房屋的熱損失極低,幾乎不再需要其他任何采暖措施。充分利用太陽、人體、家用電器產生的熱量,以及從廢氣中回收的熱量就能滿足大部分的需求。剩餘的供熱需求可通過新風系統提供。」 —— Wolfgang Feist, 德國被動式房屋研究所創始人

被動式房屋的熱損失極低,幾乎不再需要其他任何采暖措施。充分利用太陽、人體、家用電器產生的熱量,以及從廢氣中回收的熱量就能滿足大部分的需求。剩餘的供熱需求可通過新風系統提供。
被動式房屋的熱損失極低,幾乎不再需要其他任何采暖措施。充分利用太陽、人體、家用電器產生的熱量,以及從廢氣中回收的熱量就能滿足大部分的需求。剩餘的供熱需求可通過新風系統提供。

住戶體驗:省心 省錢 舒適

對於大多數人而言,被動式房屋(Passive House)最大的吸引力在於它的舒適度,讓我們來看看被動式房屋住戶的體驗:

「經濟、舒適。」
「居住更便利,建築維護更簡單,無需擔心鍋爐、燃料箱、散熱器等等。」
「無需擔心新風系統,它會自動運行。」
「晚上或者外出時不再需要調低溫度。」
「整個冬季都可以光腳走在室內而不會覺得冷。」
「更換新風過濾器比更換吸塵器的袋子要簡單的多,瞬間即可完成。」.
「溫度變化已成過去。」
「整個夏季都保持清爽。」

冬季戶外兒童羽絨服 被動式房屋的優勢不僅限於節能,更能在很大程度上提升居住的舒適度。
被動式房屋的優勢不僅限於節能,更能在很大程度上提升居住的舒適度。

何謂被動式房屋?

「被動式房屋」的概念源於瑞典隆德大學的Bo Adamson教授和德國被動式房屋研究所(Passivhaus Institut)的Wolfgang Feist博士在1988年5月的一次討論,此後由科學家和專業工程人員組成的科研團隊對被動式房屋進行了20多年的系統研究與測試,形成了完善的技術和施工規範,讓節能且舒適的房屋建築理念成為現實,1991年最早的一批被動式房屋在德國建成。

被動式房屋強調通過高效能的設計和建材,利用極少的能源來保持其自身的溫暖和舒適,即無需安裝暖氣和空調就可以實現冬暖夏涼。

目前,被動式房屋因其兼具舒適、便宜、節能等優勢,作為綠色環保建築標準已被世界多國所重視和推廣。

熱成像圖片顯示被動房屋(前)和缺乏保溫層的傳統建築(後)。
熱成像圖片顯示被動房屋(前)和缺乏保溫層的傳統建築(後)。

傳統「主動」房屋 vs 新型「被動」房屋

傳統「主動」房屋是以電、氣等能源驅動機械設備來提供暖氣和冷氣,且其普通的構造和建材,會讓室內熱量隨著空氣交換而流失,因而房屋需消耗大量能源。

相反,新型「被動式」房屋依靠不耗能的「被動」保溫技術來保持房屋內部適宜的居住溫度,一方面大大提高房屋的密封性和氣密性,減少屋內外熱量交換,一方面更多使用太陽能等清潔能源,降低對非再生能源的依賴,從而大幅降低房屋總能耗。

定義功能

采暖能源需求:每平方米居住面積年采暖需求不超過15千瓦時。
製冷能源需求:基本等同於采暖需求,需額外考慮因氣候條件引起的除濕需求。
一次能源需求:每平方米居住面積所有家用電器(采暖、製冷、熱水和家庭用電)的年一次能源需求不超過 120千瓦時。
氣密性:50帕的氣壓條件下,每小時最大空氣交換率為 0.6(增壓、減壓的壓力測試)。
熱舒適度:房屋內任何一區域一年中超過25℃的時間不超過10%。

冬季戶外兒童羽絨服 被動式房屋的優勢不僅限於節能,更能在很大程度上提升居住的舒適度。
冬季戶外寒冷,被動式房屋不僅節能,更提升居住的舒適度。

獨特之處

(1)卓越的保溫性能

被動式房屋使用超厚絕緣材料,房屋外殼的所有組件都實現了傳熱係數不超過0.15 W/m2K,以達到保溫效果。

(2)高性能窗框和玻璃

窗戶能采光,還可利用太陽能來為房屋供暖。被動式房屋的窗戶採用了內充惰性氣體、三層玻璃的構造,且其窗框具有良好的保溫性能。這種高性能的窗戶對陽光熱量的吸收遠大於室內熱量耗散,安裝後整窗的導熱係數U 值不應低於 0.85 W/(m2K),在寒冷季節裡,無暖氣設備的前提下,窗戶內表面的平均溫度不應低於17℃。夏天採取遮陽措施,夜間開窗就可進行被動式降溫。

(3)無熱橋設計和構造

對於傳統建築,熱量通過建築圍護結構的邊、角、連接點和滲漏點等細部節點傳導是很容易的,這種現象被稱為熱橋效應。消除熱橋是建築節能的最有效方法之一,因此被動式房屋強調建築結構盡可能減少熱橋,從而把熱橋效應降至最低,以便計算熱損失時無需再考慮熱橋的影響。

(4)密閉的圍護結構

建築圍護結構的高氣密性可以降低建築結構損壞的風險。通過細緻的規劃設計和採取有效的措施,如:牆內側全部抹灰,使用護牆板、加強型防潮紙或木質複合板等,均可以使建築獲得良好的氣密性。通過空氣壓力測試,測量建築在正壓和負壓條件下洩露的空氣總量來檢驗是否符合氣密性標準。

(5)高效的熱回收新風系統

新風系統在被動式房屋中扮演著重要角色,它不僅過濾了空氣中過多的濕氣和異味,還過濾掉空氣中的花粉和粉塵,給室內提供純淨的新鮮空氣,若通過開窗通風達到這一效果,則會造成熱量大量流失。

熱回收功能通過高效的熱交換器,可將廢氣中75%的可感知熱量交換至進入室內的新鮮空氣中。例如,在 0℃的天氣條件下,該系統能在不使用任何主動供熱設備的情況下,利用室內 20℃的廢氣將進入室內的空氣加熱至 16℃。

被動式房屋五項重要先決條件。
被動式房屋五項重要先決條件。

決定性優勢

(1)高效節能

節能是被動式房屋的核心理念。一棟被動式房屋每平方米面積每年的采暖能源需求不超過 1.5 公升石油或者 1.5 m3天然氣(15kWh),比傳統建築節省了90%的能源消耗。

極低的能源消耗,使得被動式房屋大大降低了對非再生能源的依賴,再通過利用太陽能等可再生能源,從而有效地減少了碳排放,實現環保目標。

(2)高舒適度

在降低能耗的同時,被動式房屋並未以犧牲舒適性為代價。相反,高性能的外維護結構就如同給整個房屋穿上了羽絨服,不管是寒冷冬季或炎熱夏季,被動式房屋都能保持室內溫度在人體最適宜的20℃~25℃之間,而且沒有漏風,微小溫差產生了很強的舒適感。

(3)健康居家

新風系統能夠提供充足的、清潔的新鮮空氣,保證了室內空氣質量。自動除濕功能減少了有害人體健康的黴菌的產生。高性能的過濾裝置可有效地吸附灰塵、花粉和其他顆粒物,這簡直就是哮喘和過敏患者的福音。

(4)隔音更好

被動式房屋的外牆比傳統房屋厚2至3倍,並且填充了超絕緣材料,再加上三層玻璃的高性能窗戶,房屋就擁有了一個超高級建築外殼,為住戶提供更安靜的居住環境。

(5)高質量建築

被動式房屋標準包括能耗指標和室內舒適度指標,對建築材料、結構和技術設備都提出了非常高的要求,它比溫哥華和卑詩省的建築規範分別高出2倍和3倍。被動式房屋以及所採用的建築組件都必須獲得德國被動式房屋研究所的測試和認證,為房主提供了質量保證,也會提升房產價值。此外,由於氣密性良好的圍護結構能夠確保新風系統盡可能地高效工作,而避免了潮濕帶來的結構損害和霉變,讓房屋的壽命更長。

(6)超低電費開支

被動式房屋的特殊設計和高性能建材,讓房屋不需採用供暖和製冷設備,就能夠達成冬暖夏涼的最佳舒適度,因此極大地節省了全年的電費開支。

例如,2010年在惠斯勒LOST LAKE建成的被動式房屋,記錄每年的電費開支為280加元,相比加拿大建築標準房屋的平均每年電費3,000加元,節省了90%,比溫哥華的普通房屋也可節省75%的電費。計算下來,10年可節省27,200加元,40年可節省108,800加元。該計算是基於2012年的電費價格,若加上考慮電費價格每年增長的因素,被動式房屋的電費開支節省會更多。

(7)總成本更低

被動式房屋成本會不會更高?從長遠來看,綜合投資成本和建築生命週期的運行成本,被動式房屋的總成本要低於傳統建築。

根據溫哥華市政府委託Red Door Energy進行的一項研究,溫哥華33呎標準地的被動式房屋與普通房屋的成本比較顯示,被動式房屋的建造成本要高出約5%至10%,建築圍護結構成本高出15%至20%,而機械設備開支則節省30%至40%,供暖能源需求減少75%,全年的能源開支降低20%至25%。

就初期投入而言,被動式房屋需要高水平的規劃設計,高質量的組件和材料,施工質量檢查和認證程序,都會增加建造成本。

但是,被動式房屋通過降低供暖和製冷系統規格,更簡單的設計來彌補額外增加的建造成本。此外,在房屋整個使用年限內,能耗低就意味著使用成本降低,且無需擔心未來能源價格波動,因此今天選擇被動式房屋既是明智之舉,也是有價值的長遠投資。

卑詩省的第一座被動式房屋位於惠斯勒的Rainbow Passive House Duplex。
卑詩省的第一座被動式房屋位於惠斯勒的Rainbow Passive House Duplex。

溫哥華推被動式房屋計劃

在過去的20多年,被動式房屋標準迅速得到民眾認可,事實亦表明它是一種可靠的建築標準,目前歐洲很多地區都已經把該標準做為新建公共建築項目的強制要求。

溫哥華早在2015年宣布將在2020年發展成全球最綠色的城市,2016年更推出激進政策,2030 年之後新建房屋都必須是淨零碳排放。為達成改目標,市政府已經修改建築規章的要求,批准通過了零碳排放房屋計劃,這其中被動式房屋的興建將發揮重要的作用。未來5到10年將是溫哥華建築行業變化最大的時期,在政府節能減排的大趨勢下,提前接受這些改革未嘗不是明智之舉。

VictorEric Group將於9月20日舉辦現場諮詢活動

被動式房屋原理簡單,但在建築規劃設計之初就應注重細節,對建築保溫、氣密性及機械系統進行詳細規劃,以確保建築最終符合設計預期、滿足被動式房屋標準,降低成本,同時達到審美要求。而高水平的設計很大程度上取決於設計團隊的經驗,因此,想要建造被動式房屋的業主選擇獲得認證的被動式房屋設計師和諮詢師至關重要。

目前,大溫地區的被動式房屋正越來越受到民眾的關注,但是,由於被動式房屋標準是新技術,只有為數不多的建築商獲得技術認證,溫哥華的VictorEric Group設計團隊就是其中之一。該公司位於溫哥華Mount Pleasant社區的一個被動式房屋項目正在進行中,他們將於9月20日下午3點至6點,在現場舉辦Passive House參觀活動,向公眾介紹這一最新的環保建築技術,以及它將為您的新家帶來的好處。如果您有興趣了解更多信息,可以致電604-677-0021聯繫Evelina。◇

責任編輯:童宇

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