浅谈多层被动式住宅建设实践

浅谈 多层被动式住宅建设实践

马运泽

营口鑫合房地产开发有限公司，辽宁 营口 115000

摘要：建筑节能对节约能源和国家的可持续发展起到至关重要的作用，是实现国家能源安全的重要组成部分之一，当前受俄乌冲突影响国际能源价格不断上涨，供暖用的天然气、煤炭、原油不断涨价让居民生活成本不断增加。在国际局势和国家双碳政策影响下，既能提高居住建筑使用舒适性，又能把建筑本身对能耗的需求降到最低的被动式建筑、近零能耗建筑是建筑节能发展的必然趋势。自2013年以来在住建部科技与产业化促进中心与德国能源署的技术支持下由辰威集团在辽宁营口建设的辰威·丽湾被动房示范项目基本建成，目前项目样板间已试运行两年，室内温度、湿度、二氧化碳含量指标正常。实践证明，在辽宁地区推广被动式低能耗建筑，居住环境改善是明显的，建筑能耗降低是显著的，技术是可行的，经济上是可承受的。

关键词：被动式住宅；建设实践

前言：

被动式房屋在寒冷地区的采暖需求是15kwh\（㎡a）仅相当于现行75%节能标准的1/4甚至更低，被动房在建设中取消了集中供暖系统，样板间在运行的两年时间里即便遇到-20℃的寒冷天气，室内也能保持20℃以上的舒适环境，随着我国多个示范项目的建成和被动式节能技术的日益完善。其高舒适性和能耗大大低于传统建筑的特性被越来越多的人所认知，为了被动房能不断发展和改进，我结合辰威丽湾被动房在设计和施工中的实践经验，通过与现行节能建筑、技术指标、经济指标和施工技术标准，进行对比。被动房在设计标准和质量标准及建成后的舒适性标准都高于传统建筑和现行75%节能标准建筑，根据设计指标的不同要求，相对于普通节能房屋，被动房要做到取消集中供暖设备必须在以下建筑部位进行加强处理。

1. 外墙保温系统

普通的节能建筑外墙除结构框架外大多采用空心砌块外贴100mm厚聚苯板即可，但被动房要求外墙具有更好的保温性能0.1W-0.15w/（㎡.k）。通过计算丽湾项目设计了270mm厚石墨聚苯板，分两层粘贴，但这种双层保温不仅会增加造价，而且会增加施工缺陷，对工人操作的质量控制要求极高，实际施工中也会造成很多错误节点，采用一层锁扣式防热桥保温模块粘贴，会在有效提高粘贴的整体牢固性和施工操作的方便性的同时降低施工成本，加快粘贴进度。

2. 外门窗

被动式建筑要求的就是低能耗和高舒适度，就能耗而言，被动式建筑透明部分是0.8w/（㎡.k），反观我国现行的75%节能标准中门窗的传热系数为2.0~1.5w/（㎡.k），相差2倍以上，在建筑外围护结构中的最薄弱环节即是门窗，它在外表面积上占比不到12%，但其直接热损失占到建筑整体的50%，当然被动式超低能耗建筑中门窗的作用不单单是减少热损失，对建筑整体的气密性和采光性能也是至关重要的，因此被动式门窗的设计和配置了三玻两腔双low-E中空玻璃充氩气并配置暖边间隙条，有效的阻断了热传递。在冬季即便直接在窗下休息也不会感觉会有冷辐射。

建筑门窗的安装对建筑门窗的性能有很大影响。我国建筑施工时预留的门窗洞口是根据建筑施工的允许偏差来要求的，根据GB50003-2011《砌体结构设计规范》和GB50010-2010《混凝土结构设计规范》的规定，砌体结构、混凝土结构洞口尺寸允许偏差达到10mm；而主流的门窗产品（铝合金门窗和塑料门窗）的外形尺寸允许偏差为2~3mm。因此，相比门窗尺寸允许偏差来说，建筑洞口尺寸允许偏差要大得多。再加上施工质量的影响，现场施工时经常发生洞口过大或过小的问题。同一建筑、同一规格的洞口，其尺寸应是相同的。然而在实际工程中，各个洞口的实际尺寸都不太一样，宽度、高度相差几厘米的现象很普遍。若按洞口实际尺寸配置门窗，会出现门窗规格过多的情况，给门窗企业的生产带来很大困难，对门窗质量也有一定的影响。虽然门窗在安装时具有一定的尺寸调节能力，但在尺寸调节的极限位置，门窗很难保持最佳状态，安装后的门窗在使用中就可能存在安全隐患。

在项目实际施工时我们在土建砌筑施工和门窗安装过程中遇到了很多偏差问题，而窗一旦安装完成再去修补洞口要考虑成品保护问题，所以特别费工费料，也不尽如意。因此建议主体施工时扩大洞口尺寸40~50mm，上下左右预留假口，当抹灰完成后，预留30mm洞口，门窗安装完成后，进行二次找平，根据窗口内装饰做法考虑装饰面和二次粘贴面预留15mm，左右假口即可。

3. 新风系统

在我们的日常生活中，每人每小时需要25-30立方米的新鲜空气，对于3-5人的住宅每小时新鲜空气的需求量是90-150立方米。我们大多数时间可以通过自然通风来解决，但辽宁省地处寒冷和严寒地区，在寒冷的冬季和酷热的盛夏时节室内外温差极大，要确保被动房达到低能耗，在减少通风热损失的同时仍需借助带有空气全热交换的通风设备达到满足空气热回收的要求，进而利用室内排出的废气余热在使用中进行能量回收再利用。

另外从健康角度考虑，健康舒适的决定性因素在于室内空气质量。舒适度是人体主观上对多种因素共同作用的感觉。人感觉舒适主要和室内空气温度，周围如墙、窗玻璃、屋顶、地板等建筑部件表面温度，还有空气的相对湿度，通风的种类和持续时间以及周围环境的建筑部件热储存性息息相关。这是因为人体和周围环境不断进行热交换的缘故。如果在一个普通房间，墙表面温度为10度，尽管室内温度够高，比如23度，室内小气候仍然不舒服。这时候人体被吸走很多热量，特别是挨近窗和外墙表面时。生理学的研究表明被动房冬天没有暖气，夏天不用空调室内各处温度均匀，20度时的感觉如同一般房屋23度的感觉一样。如果室外空气质量不好时新风系统内设置的三道空气过滤系统可以有效过滤空气污染物和粉尘及花粉等细小颗粒物。在室外环境不适合使用自然通风的季节，全热交换式新风一体机可以每天向室内提供2000-3000立方米新鲜空气有效提高室内空气含氧量，自动控制室内空气中的二氧化碳浓度和空气温度、湿度。新风系统的设置有效的提供了房屋的舒适度。

在实际建设中考虑到多层住宅中每户业主的生活习惯和使用时间各不相同，我们根据每户的使用面积以每户为一个单体安装了新风一体机。每户内设置独立的控制系统将新鲜的空气通过室内管道首先送到客厅和卧室等主要房间，排气口则设在带有潮湿和气味的卫生间形成室内慢循环系统，在满足送风和排风的同时不对通风系统和室内舒适度构成任何干扰。在设计中要将新风机组设置在厨房顶部并加强吊顶的隔音性能，在送风主管道等关键节点应设置消音管降低噪声。

由于被动房设计时取消了城市集中供热系统，在选择新风系统时应考虑具有辅助制热和制冷功能在极寒和闷热的环境下及时调整室内温度。当然这类小功率的新风一体机并不适合在普通建筑中使用，仅适用于超低能耗的被动式住宅或近零能耗建筑中使用。在使用过程中可根据当地的空气污染程度和住户的使用频率清理滤网和更换滤芯保证空气持续洁净。

被动式建筑与一般房屋相比一次性投资略高，主要是设计标准的提升使得用于改善门窗、通风和绝热材料性能的费用每平方米提升约1000-1500元。通过最近十年被动房在我国的大力推广和建筑部件的市场化竞争，建筑成本还有很大降低的趋势与空间。

高质量的设计和施工，还有高寿命的建材保证了超低能耗住宅在销售市场上的高附加值。在经济合理的前提下，使建筑物能同时达到最高的能量效益和最高的生活质量。同样，采用被动式节能技术进行旧房改造也可对节能减排和建设美丽家园做出重大贡献。

参考文献：

[1]李卓坚. 浅析被动式住宅.建筑设计及理论,2016-11.

[2]龚传强,王丰. 被动式住宅节能因素浅析.工程地质学,2021-06.

[3]王文保. 住宅建筑被动式节能设计研究.建筑技术科学,2016-10.