被动式建筑本地化应用浅析及启示格丽曼

被动式建筑本地化应用浅析及启示格丽曼

格丽曼

关键词：被动式建筑；严寒地区；技术；分析

Analysisandrevelationofpassivebuildinglocalizationapplication

GELiman

ThecityconstructioncommitteeofUrumqi，XinJiang，urumqi，830092

Abstract：InSeptember2014，theimplementationofthenorthwest'sfirstpassivebuildingdemonstrationprojectorganizebyUrumqicityconstructioncommittee-fort"happiness"complexbuildingpassiveformalcompletion，andhaspassedthecertificationoftheGermansidepassiveconstruction.Asthefirstpassivebuildinginthenorthwestarea，"happinesscastle"isatypicalrepresentativeofclimatecharacteristicsinthecoldaridregions.Thispaperdescribestheimplementationmode，technicalindexandeconomicanalysisoftheproject，andaimstoprovidereferencefortheapplicationofpassivebuildingtechnologyinlocalandsimilarclimatezones.

Keywords：passivebuildingcoldregiontechnologyanalysis

0引言

随着全球变暖问题越来越严峻，欧盟国家加强了温室气体减排的力度。为了实现减排目标，各成员国都开始推进低能耗建筑、被动式建筑、零能耗建筑等可持续建筑的发展[1]。而被动式建筑在我国的发展起步较晚。制约我国被动式建筑发展的因素主要包括被动式设计未受到足够重视、缺乏与被动式建筑配套的建筑材料、被动式建筑的成本较高及被动式建筑发展的推动力不足等方面[2]。通过国际交流合作，借鉴国外先进的技术及理念，我市建成了西北首座被动式建筑，该项目的成功实施为今后我市乃至全国相同气候区被动式建筑的推广应用提供了科学借鉴。

1项目背景

2005年，自治区环保厅和德国海德堡大学合作开展了中德合作“干旱区特大城市乌昌地区环境保护与可持续发展研究”项目。该项目经德国联邦教育研究部批准，包括水资源、能源、废物资源化、健康与环境四个板块。2007年，通过多次考察和研讨，项目组决定在能源板块率先启动建筑节能方面的研究和示范工程建设。2009年，经乌鲁木齐市政府同意，乌鲁木齐市建委启动了超低能耗建筑和被动式建筑示范工程建设，将乌鲁木齐市“幸福堡”综合楼列为我市被动式建筑示范工程。

2项目概况

乌鲁木齐市“幸福堡”综合楼被动式建筑示范工程由乌鲁木齐高新技术产业开发区大成实业有限责任公司投资，由其子公司新疆大通房产公司开发建设，由德国海德堡能源研究所、北京文化桥建筑设计公司及新疆建筑设计研究院联合设计，中厦建设集团施工，新疆工程建设监理公司监理，德国柏林科技大学对现场施工进行了技术指导，由德国梅耶工程有限公司进行了气密性测试。该项目建筑面积7790.26平方米，其中被动式建筑区域5237.6平方米。该建筑层数为地上六层，地下两层。总高度为23.4米，建筑耐火等级为二级，设计抗震烈度为8度，结构体系为框架剪力墙结构。该项目于2012年5月3日开工建设，2014年8月通过了德国被动式建筑气密性测试，换气次数在50帕压力下仅为0.2次／小时，远远优于被动式建筑0.6次／小时的标准，2014年9月20日获得德国被动式建筑研究所颁发的被动式建筑认证证书。同时，该项目还获得了250万元市级补助资金及80万元自治区节能减排补助资金。该项目的建成，为制定适合本地气候环境的被动式建筑设计、施工标准提供了宝贵数据，也为被动式建筑在严寒地区的推广奠定了扎实的基础。

3技术措施

被动式建筑技术指标要求包括：建筑供热能耗年需求不超过15kWh/m2•a，建筑的年供暖、生活热水和用电的年总能耗折合一次能源能耗值不超过120kWh/m2•a，最大换气次数在室内外压差50帕斯卡的条件下不超过0.6次/h等。被动式建筑冬季供暖主要靠自由热，即室内人体、照明、设备得热量和透过窗户的太阳照射得热量；夏季主要靠外遮阳、自然通风、地热降温[3]。该项目通过零热桥、气密性、外保温、节能门窗和新风余热回收等技术手段，达到了德国被动式建筑设计标准要求。“幸福堡”被动式建筑项目采取的技术措施主要包括：（1）建筑的屋面、外墙及与室外空气接触部位：采用300厚EPS板及岩棉板做外部隔热和保温，传热系数0.14W/㎡•k。同时，为防止固定保温材料的锚栓产生冷热桥，在技术上采取措施进行了断桥隔热处理，并要求外墙内表面温度与室内温度相差不得超过3度。（2）外门、外窗：采用传热系数k=0.8W/㎡•k的德国窗户，窗框为6腔塑料窗，内设增强纤维材料，不用钢衬，减轻了重量并增强了隔热性能，窗玻璃为三层Low-E玻璃+惰性气体。为防止夏季光照对室内温度的影响，外窗外部均设置了电动可调节光照的遮阳系统。（3）新风热回收系统、太阳能集中供热水系统：采用了新风热回收系统，热回收率75%以上，将室内大部分的冷热量回收利用，并排出室内浑浊空气。同时，采用了太阳能真空集中供热水系统，加大了可再生能源利用率。（4）气密性要求：该项目通过加强建筑外墙砌筑严密性、抹灰严密性、外门窗边气密胶带封闭，达到了建筑50帕压力下的换气次数0.2次/小时，进一步阻断了室外噪音，充分利用了热回收系统，减少了能源消耗。（5）管道保温：为防止出屋面的各种管道、排气管道对能量的散失和影响建筑的气密性，均采取措施进行保温隔热处理和加装了气密阀。经测算，本项目采暖能耗仅为19千瓦时/平方米，折合天然气1.5立方米/平方米。目前，我市冬季平均采暖能耗为15立方米/平方米，是幸福堡被动式建筑的10倍，可见我市建筑节能潜力巨大。

4经济性分析

该项目建安成本4500元/平方米，相对于50%节能标准公共建筑2400元/平方米的一次性投入高出约1倍，但其50年的运行燃料费用仅为250元/平方米，是50%节能标准公共建筑的8%左右。在建筑的全生命周期内，常规公共建筑的建造及运行燃料费用约5600元/平方米，而该被动式建筑仅为4750元/平方米，费用反而更低。随着今后能源价格的攀升，建筑节能的收益将会更加凸显。

5被动式建筑推广应用对策

被动式建筑是今后建筑节能发展的必然趋势，但是其推广应用目前仍有很多制约因素。通过实施及总结“幸福堡”项目，被动式建筑推广应用应注重以下几个方面。（1）注重政策引导。被动式建筑造价相对于现行节能标准建筑较高，实施被动式建筑对于政府而言，可以实现节能减排，优化大气环境，对于住户而言可以节省用能费用，提升住宅品质。但是对于开发商而言会增加投资。如何调动开发商的积极性，通过政策激励、引导非常重要。“幸福堡”项目获得了市级及自治区的专项补助资金，对于降低投资起到了一定的作用。政策层面可考虑制定专项扶持资金、税费减免等经济激励政策。（2）完善标准体系。目前，我国及各地被动式建筑标准体系还不健全，应在借鉴德国等被动式建筑标准基础上，因地制宜，结合

本地资源禀赋，制定本地化的被动式建筑标准，为该项技术的推广应用提供科学指导。（3）提高本土化建筑材料的质量及性能要求。在被动式建筑的建造过程中，首先应选用本土化的建筑材料，就地取材生产，减少物流成本，从而有效降低建造成本。此外，在建筑材料的研究和开发上加大科技投入，研发优质、高性能的建筑材料，并建立被动式建筑材料、产品的认证体系[2]。（4）保证严格的质量监控和施工管理。“幸福堡”项目实施过程中得到了德国柏林科技大学的现场施工技术指导，充分体现出德国技术人员严谨、细致的工作态度。与德国相比，我国建筑工程的施工和管理较为粗放，其结果是无法保证工程的质量。而高质量和细节控制恰恰是被动式建筑的关键所在。因此，工程的全过程实施应确保严格的质量监控和施工管理。

6结语

本文重点介绍了“幸福堡”被动式建筑的技术措施及经济性分析，总结了我国被动式建筑发展过程中存在的主要问题，结合“幸福堡”被动式建筑的实施经验，提出了推广被动式建筑的对策即注重政策引导、完善标准体系、提高本土化建筑材料的质量及性能要求及保证严格的质量监控和施工管理，以期为我市及相同气候区被动式建筑的发展提供新的思路。

参考文献：

[1]彭梦月.欧洲超低能耗建筑与被动房的标准、技术及实践[J].建设科技.2016.11-12.

[2]杨光等.我国被动式建筑发展的制约因素及对策研究[J].城市建筑.2015.1-3，86-89.

[3]刘鸣等.乌鲁木齐幸福堡被动式建筑项目设计[J].建设科技.2014.

作者简介：

格丽曼（1985年9月），女，蒙古族，新疆，工程师，工学硕士，研究生，主要从事采暖地区建筑设计及其理论研究。