作者 | 李佳樂 何子鵬 周鑫 劉逸馳
湖南農(nóng)業(yè)大學工學院
當前傳統(tǒng)建筑具有高溫便高熱、陰冷就潮濕、病菌橫行等特點,人體舒適度和健康得不到保障,常常依賴家用電器來取暖或制冷(如冰箱、空調),從而出現(xiàn)各類空調病、免疫力下降等癥狀。
與此同時,傳統(tǒng)建筑目前的能源消耗已達到世界能源消耗的40%,地球的自凈能力正在下降。因此降低建筑能耗、保障房屋舒適是目前我國房建需要突破的一步。
被動節(jié)能建筑被譽為“建筑物的建造者”,預計將能耗從40%降低到4%,同時顯著提高室內環(huán)境的舒適度。它可以大大降低建筑物的能耗,并最大限度地減少對家用電器的依賴。
被動式房屋是一種自然通風,自然采光,太陽輻射和室內非加熱熱源。一種低能耗的房屋建筑,通過將各種被動節(jié)能方法與建筑圍護結構的節(jié)能技術相結合而構建。通過采用先進的節(jié)能設計理念和施工技術,建筑圍護結構可以回收室內廢氣中的熱量(冷),可以顯著降低建筑物的供暖和制冷要求。瑞典隆德大學的亞當斯和費斯特于1988年首次提出了被動房屋的概念。1991年,德國建立了世界上第一座被動房屋,比普通建筑降能約88%,從此之后被動式建筑在世界上廣為傳播。更多超低能耗建筑項目,請登錄被動房之家網(wǎng)站。2009年,中國住房和城鄉(xiāng)建設部與德國建設部開始合作推廣被動式房屋,2010年上海世博會將展示中國首個被動式房屋建筑“漢堡之家”。目前,德國有6萬多個被動房屋,每年有3000座新建筑正在快速增長。(1)高效保溫系統(tǒng)。保溫系統(tǒng)是將保溫層直接套用在建筑表面而形成絕對的保溫效果,保溫層組成如表1。
(2)高效節(jié)能窗。門窗區(qū)域約占建筑面積的五分之一,通過門窗損失的熱量占總面積的一半。被動房可以采用LOW-E門窗,并且用保溫層覆蓋窗框,減少了熱量損失,避免了熱橋效應。外窗臺設有門檻板,防止絕緣層腐蝕,達到良好的節(jié)能效果。(3)無熱橋處理。熱橋是指外墻和屋頂中的鋼筋混凝土或金屬梁、柱、肋等。有熱橋的部位會使室內滋生細菌、發(fā)霉,被動房技術通過保溫板、雨水管的設立良性處理熱橋,杜絕不良現(xiàn)象發(fā)生。(4)氣密性處理。被動房擁有連續(xù)性的空間氣密層,可以減少能耗,避免發(fā)霉,減少噪音和空氣污染,在門窗等洞口可以采用專門配件來達到氣密層的完整性。(5)高效熱回收新風系統(tǒng)。新風系統(tǒng)能持續(xù)對新風進行凈化,為室內創(chuàng)造高品質空氣,它有提供新鮮空氣、驅除有害氣體、防霉除異味、減少噪音污染、防塵、安全方便等優(yōu)勢。
隨著時代的不斷發(fā)展和科學技術的不斷進步,被動房越來越受到公眾的關注,社會上出現(xiàn)了“被動的房屋熱”。然而,正如科學技術是一把“雙刃劍”一樣,被動房的發(fā)展仍然存在許多問題。目前,被動房正處于發(fā)展的初級階段,一些被動房項目的質量令人擔憂。劣質被動房將影響人們對被動房屋的信任,破壞被動房屋的未來發(fā)展。其中存在的主要問題如下:被動房屋的基礎必須是健康的建筑,包括兩個方面:首先,建筑物內部沒有凝結或霉變;其次,建筑物的室內空氣環(huán)境質量很好。一旦基礎建筑本身存在問題,將直接影響被動房的健康發(fā)展。與65%的節(jié)能建筑相比,被動房的建設將使建筑成本增加985元/平方米,在目前的建筑行業(yè)背景下,對一線城市的影響較小,但對二三線城市房價影響較大,嚴重制約了被動房的發(fā)展。要設計合格的被動房屋,必須滿足材料產(chǎn)品的技術性能要求。近年來,雖然已經(jīng)生產(chǎn)出一些高品質,高性能的產(chǎn)品,如真空玻璃制品,TPS等高品質三玻雙室中空玻璃制品,它們壽命長、性能優(yōu),然而生產(chǎn)成本高,在應用上也受到限制。其次,由于國內某些產(chǎn)品與國外產(chǎn)品的性能差別很大,如SBS改性瀝青防水卷材,被動式房屋工程的一些關鍵材料產(chǎn)品嚴重依賴進口。被動房作為一項新興項目,設計時需要經(jīng)過圖紙設計、精密計算等一系列過程,實現(xiàn)建筑施工從粗放式施工到精細化施工的強制轉變。然而,國內的工程技術人員并未受到過良好的專業(yè)培訓,專業(yè)素養(yǎng)相對不高,技術含量低,在設計施工時存在一定的技術障礙。國內工程普遍存在一個問題就是粗糙,做工不細致,缺乏工匠精神,譬如,外門、防水隔氣膜與透氣膜和關鍵配件不規(guī)范。6 缺乏優(yōu)秀的產(chǎn)業(yè)工人中國許多建筑項目的工人主要是農(nóng)民工,缺乏專業(yè)的技術知識與學習能力,對新產(chǎn)業(yè)的到來難以有較快的接受度。“被動房”作為新興行業(yè),社會認知度還有待提高,可以通過建設單位或政府應在各大宣傳陣地展示被動式房屋的優(yōu)點,普及被動房建設知識,樹立正確科學的住房消費觀。更多超低能耗建筑政策,請登錄被動房之家網(wǎng)站。同時通過一系列展覽會(如筑博會)普及被動房知識體系,讓消費者第一時間了解與自身住房利益切身相關的信息,尋找投資者。2 完善被動式房屋建設體系,加速技術更新使之形成完整產(chǎn)業(yè)鏈“被動房屋”的核心技術掌握在德國等少數(shù)西方發(fā)達國家手中。并確定“被動房”中國科學院發(fā)展規(guī)劃,促進研究所的發(fā)展。可參考國外成功經(jīng)驗、建設管理模式,加速推動中國化被動式房屋建設進程。“被動式”房屋建設對材料有更高的要求,這也將大大推動國內落后產(chǎn)能淘汰進程,加快新材料研發(fā)進程,開拓新市場,推動建材向綠色可持續(xù)發(fā)展方向發(fā)展。逐步形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈,加快住房供應方面的改革。3 劃定“被動房”建設示范區(qū),政策引導住房新發(fā)展國內被動式住房建設仍處于萌芽階段,認知度不夠、自信力不強是擺在“被動房”建設道路上的障礙,我國可以通過試點示范,劃定試驗區(qū)同時綜合各項指標數(shù)據(jù),從而更直接客觀地展示“被動房”各項優(yōu)良性能,增強建設單位及消費者信任度,同時積累建設經(jīng)驗,增強建設可能性。此外,由于被動式住房建設成本高,每平方米售價比普通房屋高出約1000元,無法完成大眾化進程,通過政府的政策調節(jié),用政策引導加速“被動房”推廣應用,刺激新產(chǎn)業(yè)、新技術持續(xù)健康發(fā)展也是推進“被動房”建設發(fā)展的必由之路。中國建筑春季常濕,夏季炎熱,秋季干燥,冬季寒冷。同時承受著霧霾、噪音等各種因素干擾,被動房具有恒溫,恒濕,恒氧,恒定清潔和恒定靜態(tài)五種感覺。正被我國各地區(qū)逐漸認可。按照現(xiàn)有數(shù)據(jù),全國民用建筑面積600多億平方米,如果對現(xiàn)有600多億平方米建筑按照“被動房”建設標準進行改造,以每年改造兩億平方米計算,還需要300多年才能完成,也就是說,“被動房”產(chǎn)業(yè)將為中國 GDP增長至少貢獻300年。此外,被動式房屋建設也將推動周邊產(chǎn)業(yè)發(fā)展,加快淘汰落后產(chǎn)能,加速市場轉型,向著綠色、可持續(xù)、高質量、高技術方向快速發(fā)展,推動中國建設行業(yè)走向世界前列。