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被动房设计
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PHI被动房五指原则

时间:2019-08-18 20:39:00   作者:实战被动房   来源:PHI   阅读:98  
内容摘要:被动房五大原则,我们也形象的称为五指原则:1、良好的保温2、气密性3、无热桥设计4、被动式门窗5、新风系统和辅助供暖一、良好的保温被动房有非常好的保温,它像一张厚厚的毛皮把整个房子包裹起来。保温可以节能,所以供暖费用非常低,对环境污染也非常小。良好的保温是被动房的必要条件,主要有两个原因:(1)首先,如果热损失非常小,...
被动房五大原则,我们也形象的称为五指原则:

1、良好的保温

2、气密性

3、无热桥设计

4、被动式门窗

彩票app下载 5、新风系统和辅助供暖


一、良好的保温

被动房有非常好的保温,它像一张厚厚的毛皮把整个房子包裹起来。保温可以节能,所以供暖费用非常低,对环境污染也非常小。

良好的保温是被动房的必要条件,主要有两个原因:

1)首先,如果热损失非常小,就可以放弃常规的供暖系统。这时候只要一点点辅助热就够了,比如新风带来的一点热量。

2)其次,良好的保温可以提高外墙内表面和窗户的温度,即使在特别冷的冬天,也只比室内空气温度低一点点。只有在这样的条件下,才可以不用在外墙边上安装暖气片了。

完整的保温层(黄色),合理的保温厚度

良好的保温还有很多好处:

1)由于墙壁和窗户表面都是暖和的,室内温度很均匀,墙壁再也没有“冷飕飕”的感觉了。

2)即使坐在外墙边上或者屋顶下面,也不会再有“抽风”。沙发、甚至床也可以放在墙边,整个屋子得到充分利用,不用再考虑留出什么安全距离。

3)暖和的墙壁不再“流汗”,在保温不好的低温表面出现的结露损伤,在被动房上成了过去时。良好的保温对建筑物起到保护作用。在被动房里,衣柜和其他家具可以直接靠墙摆放,背后不会潮湿霉变。

4)厚的保温层保证了居住舒适度,提高了建筑物的品质。

外保温加强材料

外墙保温隔热系统构造

保温的墙壁和其他墙壁一样会呼吸,不多也不少,这里说的是让湿气往外散发。通常保温材料都具有透气性,保温材料对于蒸汽扩散是相对开放的(泡沫玻璃除外)。事实上,通过墙壁散发湿气的作用是微乎其微的,房间里的湿气大部分是通过空气交换被带到室外的(94%99%)。即使完全不透气,暖和的墙壁也不会“出汗”, 这也是良好保温的又一个优点。

1)常规的保温材料根本不是致密的——至少不会比抹灰和砖墙更致密。墙体的传热不是由空气流动造成的,而是在分子热运动过程中向外传导的。

2)普通的墙体已经很致密,不可能通过墙体实现空气交换来满足室内健康空气的需求。大家本来就是一直用室内通风来更换空气的:早先是通过窗缝门缝透风很不舒服,后来用开窗的方式换气,以后就要通过新风系统来控制空气交换——就像被动房现在已经做的那样。

1)正确安装的保温可以提高蓄热功能:就像放在被子(保温层)下面的暖水袋(蓄热)热的时间要长。

2)蓄热的作用经常被高估。近来建成的大量低能耗建筑的经验证明建筑物理应早就明白的事实:保温对于能耗、舒适度(即使在夏季) 的意义比蓄热大得多。在自然界也可以看到:天冷了,鸟儿的羽毛就丰满(保温啊!)。

德国海德堡铁路新城被动房外墙保温



二、气密性

保温材料不一定是气密性的:有时候空气还特别容易通过,比如岩棉、纤维团和松散的保温材料。

除了阻止热传导外,出于以下重要原因,外部构件必须是永久气密性的:

1)穿透性的接缝很容易引起结露造成建筑伤害。

2)不希望出现的空气交换量不断波动,流动方向也不断变换:在特定的流动条件下,起居室和卧室可能会一点都得不到外部空气。

3)流动方向往往非常不利:在热升力的作用下,底楼会向里渗风。

4)一年四季缝隙通风的曲线同样很不利:寒冷季节升力越大,进风量就大,换气次数增加。

所以,被动房除了要进行良好的保温外,还要精心设计、精心施工,使全部的外部构件形成完整的气密层:无论是砌体还是混凝土构件,内墙要通过全面抹灰粉刷保证气密性。

木结构建筑原则上要在建筑构件内装修层的背后,将一层薄膜仔细地贴在外部构件的接缝上。

气密层没有缺点:被动房有新风系统保证新鲜空气的供应。建筑结构内的湿度平衡没有问题:因为跟以前一样,所使用的建筑构件不是致密性的,少量的水蒸气从内向外滲透对于建筑结构是无害的。


三、结构无热桥设计

任何热桥的节点都会带来以下风险:

1、过度热量传递——不同气候条件下将需要更多热量或制冷需求;冬天损失热量,夏天传递热量。

2、由于存在温差,会导致舒适度差;

3、水汽形成冷凝水,对结构产生破坏;

4、发霉并滋生真菌,影响健康。




四、被动式门窗——被动利用太阳能


窗户外挂太阳能集热板


被动房的窗户象太阳能集热器一样工作:被动获得太阳能是补偿热损失的最重要贡献。

每年12月、1月和2月的严冬将决定辅助供暖需求量——好的被动房除这几个月外不需要辅助供暖。非常遗憾的是,在中欧冬季这几个核心月份里,太阳能的贡献量非常小。而被动房是依靠它的呀!这几个月不仅日照少,还特别冷。


具有采光、隔热和保温性能的三玻保温窗


1)热损失小:只能使用高级三层保温玻璃[U-值小于0.8W/m2·K]

2)窗户四周的热损失也必须很小:要用专门为被动房研发生产的高保温窗框;

3)应该让太阳晒进窗户里来:这首先要注意房屋的朝向(南向在冬天是最理想的),还要防止遮挡!外立面上外挑的构件(无论是阳台、挑檐或者屏风墙)都会挡住太阳。免费的太阳能供暖少了,暖气费就得多缴。


人们很少了解,但同样非常重要的是,南向窗户在夏天也是最佳的。在夏天,南向窗户的热负荷比较小。室内小气候仍然可以保持得很舒服。东西向大玻璃窗户是很不好的。


德国海德堡铁路新城被动房窗户


被动房上使用的被动窗户还有更多可以提高居住舒适度的“附加效果”:

1)即使在最冷的冬夜,这种超级窗户的玻璃表面温度也不会低于17°C,所以在窗户边上也很舒服。这是之所以能够建造被动房的关键因素之一。自从有了这种超级保温窗户,才使得可以放弃以前必须在窗户下面安装的暖气片。

2)在正常的居住条件下,这种窗户的内表面不再会结露。

3)白天太阳出来以后,窗户内表面的温度会高于室内空气温度:窗户可用于太阳能供暖!给你们的客人看看:太阳能是摸得着的。

小提示:在晴朗而寒冷的夜晚,高级窗户的外表面和汽车挡风玻璃一样会结露。它们像草地上的晨露一样会很快消失地无影无踪,所以是没有问题的。


被动房规定的能效参数值


五、带热回收的室内新风系统与辅助供暖

1、带热回收的新风系统

热回收原理图


人需要好空气。所以被动房配备了室内新风系统。这种系统的首要任务是源源不断地为居室提供足够的新鲜空气:你可以在房间出风口上感觉到习习空气正在进入房间,并且能够闻到空气的新鲜!这里进来的完全是外部的空气,用过以后的污浊空气从卫浴室抽走排到室外去了。所以,所有居室、儿童房间和卧室一直有新风供应,也不需要为此而开窗了。


在送入新风的同时,乏气从空气最不好的地方被抽出去,如浴室、卫生间和厨房。通过设计合理的空气流动方向,使得那些有味道的气体和水蒸气不能进入起居室和卧室,而脏空气则很快通过排气阀门被抽走。空气很快又新鲜了,关着窗也很舒服。


带热回收功能的进风/排风系统示意图


晚上即使关着窗,也一直可以呼吸新鲜空气!这就是新风系统的责任。


由外面的风和气候变化促成的缝隙透风是很偶然的事:如果外面特别冷而又没有刮大风,那么即使是一间四处透风的房子室内空气更新也是很少的。而刮大风的时候又会灌进太多的风。现在我们用一台小风机送风,不管天气如何,可以供应你所需要的新风量,而且是在不开窗的情况下。


跟以前一样,被动房的每一间居室都有可以开启的窗户,也可以 是一种可以关闭的通风孔。原则上是不需要为了通风而开窗的。当然, 夏天早晚可以开窗把外面的凉风放进来;也可以在春暖花开时节开窗听听鸟儿鸣唱。要注意的是:开窗让空气进来或出去就不可能有效回收热量。


在奥地利CEPHEUS-Kuchl项目上的户外新风入口和乏气出口


当然机械新风系统是要用电的,用电就要花钱。但是,被动房的新风系统非常省电,好的设备节省的暖气费比消耗的电费多得多。


被动房新风系统在新鲜空气吸风口有一套高级过滤器,它可以使新风管道和热交换器保持清洁。

必须定期更换新风机组的过滤器


2、辅助供暖

被动房不是零能耗建筑,在严冬季节为了保持室内舒适度还需要一点点辅助热量。所以家里还需要有一套辅助供暖系统,但是它也只能提供一小点热量。

你可以利用温控阀调节你需要的室内温度,剩下的就由辅助加热系统自动为你服务了。

大部分热能是通过新风系统进入你的房间的。

新鲜空气在被动房里反正是要分配的,那么这一小点热量也就让它一起分配吧。


下面的做法是最好的:

1)只有在秋季或冬季屋里显得热别冷的时候才启用辅助供暖。被动房通常冷得很慢,因为有好的保温和热回收。

2)在严冬季节辅助供暖最好一直开着,即使出去休冬假也别关掉。尽管在没有热量输入时房子冷得很慢,但是肯定会冷下来的。重新让房子热起来需要很长时间,因为辅助供暖不是为它而设计的。被动房消耗的能量非常少,所以让辅助供暖一直开着让屋子至少保持一个基本温度几乎花不了多少钱。

3)到了阳春三月屋里真正暖和起来的时候,太阳透过窗户把能量送进房间,这个时候就可以全部关掉辅助供暖。从311月,你在被动房里没有暖气”也可以过日子了。


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