被动式建筑的技术原理

        被动式建筑指采用各种节能技术构造最佳的建筑围护结构,极大限度地提高建筑保温隔热性能和气密性,使建筑物对采暖和制冷需求降到最低。在此基础上,通过各种被动式建筑手段,如自然通风、自然采光、太阳能辐射和室内非供暖热源得热等来实现室内舒适的热湿环境和采光环境,最大限度降低对主动式机械采暖和制冷系统的依赖或完全取消这类设施。它的能耗只有我国目前节能标准的1/4~1/10。
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1、被动房屋基本原理:
● 围护结构及门窗极好的保温隔热措施
● 体积紧凑,良好的A/V比
● 无热桥设计
● 极佳的气密性
● 具高效的热回收的新风系统
● 节电的楼宇设备
● 充分利用可再生能源
 
 
 
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被动房屋技术原理图
 
 

其中,围护结构各部分传热系数如下:

围护结构部位

外墙

屋面

地面

外窗

传热系数W/(K)

0.1

0.1

0.1

0.8

 

 

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具高效热回收的新风系统应满足如下指标:

n  单位面积采暖控制指标:Q15KWh/a,热负荷≤10 W/㎡。

n  单位面积制冷控制指标:Q17KWh/a,冷负荷≤20 W/㎡。

n  总能效COP不低于2.7(地源热泵)

n  双转轮式全热交换器。其中一个转轮式热交换器负责在夏季的湿度回收,另一个转轮式热交换器负责冬季的温度回收。温度回收与湿度回收在机组内部进行冬夏季切换。

n  新风量:30m3/.h。全热回收:80%

n  通风系统电力需求:e0.45Wh/m3

n  室内主风管风速不大于:5m/s。风口风速:2~3m/s

n  排风量:90~100%

n  冬季室内送风口出风温度不低于16℃。

n  低温频率:10%

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2、被动房屋指标参数和国内现行65%节能标准的比较 

 

德国被动房屋与国内65%

节能房屋各项设计标准比较

各项指标

德国被动房标准

国内65%节能房标准

屋面/外墙/地下室顶板传热系数K[w/m2.k]

0.15

0.45-0.6

外门窗传热系数

K[w/m2.k]

0.8

2.3-2.8

气密性

N500.6/h

室内温度

20-26

18

室内相对湿度

40-60%

室内二氧化碳含量

1000ppm

超温频率

5%

体形系数

A/V0.4

A/V0.26

允许噪声级

卧室25dB

起居室≤30dB

卧室37dB

起居室≤35dB

废气热量回收率

75%

外围护结构内表面温度

温度差3

室内空气流速

平均空气室内流速0.15m/s