摘要：被动房的概念和技术由德国首先提出并实践。被动房相比较于其他的房屋的特点是会根据气温的特点自动进行调节温度，保证室内温度的舒适性和适宜性，因此在被动房中不需要安装保暖设备或降温设备，达到了节能环保的功效。本文主要介绍了在夏热冬冷地区被动房的应用，主要是从被动房的建设的关键点以及夏热冬冷地区“被动房”建设实践来概述，为以后被动房在夏热冬冷地区的应用提供了参考和实践的基础。
关键词：夏热冬冷地区；被动房；建设
1被动房建筑的概述
1988年是被动房的理念首次被提出；1991年在德国建成了世界上的第一座被动房，从建成至今仍保持着良好的运作；1996年在德国建成被动房研究所，目前是最权威的研究所之一。国内的第一个被动房的实践建筑是上海在2010年建设的“汉堡之家”。
2夏热冬冷地区“被动房”建设关键点
2.1通风隔热
被动房要求有着优质的密闭环境以及围护结构，但进行适当的自然通风也是必要的。对于夏热冬冷的交替过渡时期，外界温度适宜时可以采取适当的开窗通风，也可以起到降低能耗的问题。这就要求在被动房建设时必须要合理的设计窗户的大小。经过时间发现，室内的空气流速与进出风口的大小是呈正比例关系，窗户的面积大小也应该不低于总面积的四分之一。
2.2除湿
建造被动房时内含保温层，而保温层的材质具有优良的防水以及不吸水的性能，因此在夏热冬冷地区的防潮防湿方面的用途较广。传统的房屋夏季除湿会用到空调等设备，被动房则是利用了良好的气密性以及新风系统两者的结合来实现除湿去湿。新风系统针对不同的地区采用的装置也并不相同。针对干燥的寒冷地区，新风系统需要采用针对温度的显热回收装置，但对于夏热冬冷的地区，由于湿热也是存在的问题，因此要采用针对温度和湿度共同的回收装置[1]。
2.3太阳能利用
对太阳能的利用分为被动式太阳能利用和主动式太阳能利用。被动式太阳能利用主要在冬天时为被动房获取热量的重要应用。主动式太阳能的利用李永乐太阳能光热和太阳能光电两种。
3夏热冬冷地区“被动房”建设实践
案例一（已建成）
3.1.1布鲁克被动房项目概况
该项目总建筑面积为2500m2，建筑高17.2m，选用200mm厚石墨聚苯板抹灰外保温系统，屋面则为现场喷涂硬泡聚氨酯防水保温隔热体系，厚度为230mm，屋面和墙体均符合0.15W/（m2 K），外饰面涂料采用硅树脂纳米自清洁涂料，干挂陶棒用于部分墙面。效果图如图1所示。
图1 布鲁克被动房效果图
3.1.2外围护结构保温性保障及气密性设计
被动房外围护结构由外墙、屋面及外墙组成，其中外墙外保温为满足耐候性、安全性等要求，材料的选择至关重要，可供选择的材料包括真空绝热板、聚氨酯板、石墨聚苯板、挤塑聚苯板、岩棉板、普通模塑聚苯板、发泡水泥板等，综合考虑了被动房的设计要求、造价及各材料的性能后，选择石墨聚苯板作为外墙面的保温材料，并于每层设置岩棉防火隔离带，保证保温性能的同时保障了防火性能。而为尽量减少保温板缝间热能的流失，在保温粘板施工中采用双层100mm厚板材料错缝安装（如图2）构成200mm厚的石墨聚苯板薄抹灰外保温体系[2]。
图2 保温粘板错缝安装示意图
屋面保温材料的选择在综合考虑材料的保温性能、防水及燃烧特性后选用了B1级的现场发泡聚氨酯材料，其厚度为230mm，达到了屋面传热系数0.15W/（m2 K）的要求。根据被动房的设计要求外门窗的传热系数≤0.8W/（m2 K），据此外门窗中空玻璃的传热系数应小于0.7W/（m2 K），框材的传热系数则小于0.9W/（m2 K）。在考虑了各材料的性能及经济性后确定选择铝包木型三层双中空玻璃产品，整窗的传热系数满足≤0.8W/（m2 K）的标准。
为保证气密性，铝包木门窗框、外保温系统、基层墙体采用膨胀止水密封带、成品密封胶带进行密封，外窗则外挂在窗洞口外，预留窗洞口尺寸<窗框尺寸1~2cm，窗框与墙体连接处采用膨胀密封胶条密封。窗框室内侧与墙体采用防水不透气胶带密封。窗框室外侧与墙体采用防水透气胶带密封。考虑到填充墙体与结构梁柱之间可能留有缝隙，也需用气密性胶带封堵于砌块与梁柱之间。再者为保证出屋（墙）面管道节点的气密性，并防止冷热桥的产生，管道出屋（墙）需预留套管，套管与管道间则选用聚氨酯发泡材料进行封堵，还需在内墙侧选用防水不透气胶带进行密封，出屋面的风管道或烟道则采用聚苯板进行相应处理。
3.1.3外遮阳隔热
外遮阳的设计需考虑到夏季应尽量减少室内热量的进入及增加冬季室内自然光的进入，再结合里面需要，最终选择固定式的铝板材质外遮阳构件，构件通过预留螺栓与墙面连接，在起到断热作用的同时，固定式的设计也避免了活动式遮阳故障的发生。另外实墙面采用整向陶棒百叶，在隔热的同时，也保证了美观性。
3.1.4新风系统与热回收设备
基于被动房良好的外围护结构体系及气密性，需提供一套完整的新风系统以保证室内新鲜空气的供应，同时为减少新风系统的能耗，热回收设备的设置也十分重要。
布鲁克被动房采用三台新风设备分区域送风（如图3），平时采用新风（高效热回收）满足冷热及除湿条件，夏季高热时段则采用干式风机盘管补充送风。该新风系统的全热回收效率为75%，去除颗粒物采用G4/F7过滤设备，综合过滤效果>80%。新风系统的能源供应设备选用变频风冷热泵[3]。
图3 新风系统示意图
3.1.5布鲁克被动房运行情况分析
运用节能计算软件对布鲁克被动房的能耗情况进行模拟计算，得出结果如表1所示，可见布鲁克被动房整体节能水平较高。
表1 布鲁克被动房能耗情况
案例二（正在建设中）
3.2中国电子科技集团公司第三十六研究所新能源、电子项目二期12#楼被动房项目概况
该项目总建筑面积为3731.34m2，地上三层，地下一层，建筑高13.25m，选用200mm厚石墨聚苯板抹灰外保温系统，屋面则为200mm厚挤塑聚苯板保温隔热系统，屋面和墙体均符合0.15W/（m2 K）。效果图如图4所示。
图4 中国电子科技集团公司第三十六研究所新能源、
电子项目二期12#楼被动房效果图
与布鲁克被动房不同的是，它的主要功能为展览及办公，屋顶满铺太阳能光伏板，并增加了天窗采光，给予室内不一样的空间体验，实现建筑设计的多元化设计。天窗采用威卢克斯VMS模块化智能系统天窗，窗体采用玻璃纤维和聚氨酯复合材料挤压成型，具备卓越的强度和绝佳的保温性、耐热性和抗腐蚀性，经过最严格的暴风雨级风洞模拟测试。三层玻璃配置产品的整窗传热系数仅为0.73W/m2K，并配备智能控制系统，可控制天窗和遮阳帘于任何位置停留，且具有风雨感应器，风雨达到设定的标注值将自动关闭，并提供编程自动控制功能。立窗采用活动式外遮阳，可以有效防止过热情况与明显降低内部制冷能源需求，向更加智能化发展。各个朝向的单个窗户的这样保护均可自动进行控制，并在各个立面对太阳辐射进行监测并控制。例如，南立面感应器感应到直接太阳光辐射，则所有的南立面遮阳百叶放下保护建筑物。而各个办公室内的工作人员可以根据各自的需求对百叶进行调控。另外一种可能性是每层安装感应器以此进行更精准的运行控制。风力感应器同样十分重要。遮阳-百叶根据供应商与产品的不同其各自对应一定的抗风力等级，则所有的百叶必须可以自动收起。以确保其不被损坏，延长使用寿命。
4夏热冬冷地区被动房建筑发展前景分析
对于建筑节能标准的修订与确立问题，德国每三年协定一次，每次可提高30%的水平。中国从2001年发布了第一份标准，经过不断的改善在2010年时进行了改变，但对于节约能耗的比例仍为50%，下一步的标准65%未能全面得以实现，这就导致了夏热冬冷地区被动房建筑等的低能耗的建筑建设的困难性。目前的部分省市已经开始率先对标准进行改进和实施，将住宅分为主动式和被动式，从而加快被动式房屋的建设。
结语
本文主要探讨了夏热冬冷地区的被动房建设的问题。被动房是指不需要独立的供暖设备或空调设备就可以实现舒适的温度的建筑房屋。夏热冬冷地区“被动房”建设关键点有三点，一是通风隔热，二是除湿，三是太阳能的利用问题。并通过实例来具体分析被动房的现状发展情况，给今后我国的被动房屋的建设提供了依据与经验。
参考文献：
[1]赵为麒，蒋波，杨曲.夏热冬冷地区被动式建筑技术解析[J].住宅产业，2015，（6）：48-51.
[2]陈栋梁.夏热冬冷地区“被动房”建设实践与思考[J].建设科技，2014，（11）：60-64.
[3]王立华.夏热冬冷地区被动式建筑技术体系探索与实践[J].建设科技，2015，（15）：67-71.
论文作者:沈洁,李飞
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/1/25
标签：地区论文; 新风论文; 屋面论文; 气密性论文; 系统论文; 太阳能论文; 遮阳论文; 《基层建设》2018年第36期论文;