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  行业知识  
 
被动式超低能耗绿色建筑技术导则深度解读
 
 

来源:中国建设报

编辑:友绿网


■ 什么是被动式超低能耗绿色建筑

 

被动式超低能耗绿色建筑(以下简称超低能耗建筑)是指适应气候特征和自然条件,通过保温隔热性能和气密性能更高的围护结构,采用高效热回收技术,最大程度地降低建筑供暖供冷需求,并充分利用可再生能源,以更少的能源消耗提供舒适室内环境并能满足绿色建筑基本要求的建筑。

 

超低能耗建筑定义对超低能耗的技术应用次序和目标进行了阐述,即被动优先,主动优化,保证良好的室内环境并减少能源消耗。

 

超低能耗建筑的优势主要表现在:


一是更加节能。建筑物全年供暖供冷需求显著降低,严寒和寒冷地区建筑节能率达到90%以上。与现行国家节能设计标准相比,供暖能耗降低85%以上。


二是更加舒适。建筑室内温湿度适宜;建筑内墙表面温度稳定均匀,与室内温差小,体感更舒适;具有良好的气密性和隔声效果,室内环境更安静。


三是更好空气品质。有组织的新风系统设计,提供室内足够的新鲜空气,同时可以通过空气净化技术提升室内空气品质。


四是更高质量保证。无热桥、高气密性设计,采用高品质材料部品,精细化施工及建筑装修一体化,使建筑质量更高、寿命更长。

 

■ 《导则》编制的背景、过程及意义

 

我国地域广阔,各地区气候差异大,经济发展水平和室内环境标准低,建筑特点、建筑技术和产业水平以及人们生活习惯和德国、丹麦等欧洲国家相比存在很大不同,无法照搬发达国家的成功经验,迫切需要建立适应我国国情的超低能耗建筑技术体系。

 

为了建立符合中国国情的超低能耗建筑技术及标准体系,并与我国绿色建筑发展战略相结合,更好地指导我国超低能耗建筑和绿色建筑的推广,2014年3月,住房城乡建设部建筑节能与科技司组织相关单位正式启动了《导则》编制工作,历时一年零八个月,先后修改11稿,于2015年11月,由住房城乡建设部正式颁布实施。

 

《导则》借鉴了国外被动房和近零能耗建筑的经验,结合我国已有工程实践,明确了我国超低能耗建筑的定义、不同气候区技术指标及设计、施工、运行和评价技术要点,为全国超低能耗建筑的建设提供指导。

 

■ 《导则》编制的目的和原则

 

《导则》编制的目的:建立适合中国国情的超低能耗建筑技术体系;指导和规范不同气候区超低能耗建筑的设计、建设和运行;建立我国超低能耗建筑评价和认证体系;促进被动式建筑技术的合理应用,提高能效,推动健康快速发展。

 

《导则》编制的原则:


一是吸收和借鉴国际成功经验以明确的能耗指标作为目标。超低能耗建筑以能耗指标作为唯一衡量标准,对技术路线、围护结构和设备等性能参数不再强制要求。强调建筑的最终的技术性能,避免了过度的技术堆砌,保证技术路线的合理性和经济性。


二是以健康、节能作为基本原则。营造舒适、健康的室内环境是建筑的主要目的,通过有组织的新风系统提供充足健康的新鲜空气,大幅提高室内环境舒适水平,并通过各种建筑节能技术降低建筑能耗。


三是充分考虑我国地域特点、建筑特点、使用习惯、用能特点。


四是保证增量成本可控。

五是对建筑规划、设计、建造、评价、运营的全过程控制。

六是考虑现有节能技术和产业支撑能力,促进产业升级。


七是衔接我国法规和建筑标准体系,适应我国建筑建设管理程序。我国经过几十年的努力,建立了完整的建筑法规和标准体系。导则的编制立足于现有的建筑法规和标准体系,对已有的规定和技术要求不再复述,仅对超低能耗建筑的特殊规定和技术措施进行了规定,同时考虑我国建设管理程序,保证建造过程中适应我国规定。

 

■ 《导则》的主要内容及看点之总则

 

《导则》由前言、总则、技术指标、设计、施工与质量控制、验收与评价以及附录七部分组成,对超低能耗建筑的定义和性能要求以及各环节的关键内容进行了规定。

 

总则强调对建筑规划、设计、施工、监理、检测和运行管理人员应进行必要的专项培训,转变传统观念,室内装修应尽量简洁并采用一体化技术;强调超低能耗建筑的实施应考虑技术的成熟度和实际节能效果,在寒冷、严寒地区示范推广,在夏热冬冷地区试点研究并逐步推广,在夏热冬暖地区探索试验。

 

■ 《导则》的主要内容及看点之技术指标

 

超低能耗建筑技术指标应以建筑能耗值为导向,技术指标包括能耗指标、气密性指标及室内环境参数。超低能耗建筑的技术指标是衡量超低能耗建筑的唯一核心参数。


《导则》结合我国气候特点、建筑形式、生活习惯和用能方式的实际,借鉴国际先进经验,兼顾我国节能技术水平和产业支撑能力,在国内现行标准要求的基础上,适度提高室内环境舒适度,经模拟计算分析确定了我国不同气候区的技术指标。

 

超低能耗建筑具有六大技术特征:保温隔热性能更高的非透明围护结构;保温隔热性能和气密性能更高的外窗;无热桥的设计与施工;建筑整体的高气密性;高效新风热回收系统;充分利用可再生能源。

 

营造健康、舒适的室内环境是超低能耗建筑的核心目标之一。超低能耗建筑室内环境参数应满足较高的热舒适水平。室内环境参数主要是指建筑室内的温度、相对湿度、新风量等,这些参数直接影响室内的热环境和建筑能耗。


健康、舒适是确定被动式超低能耗绿色建筑室内环境参数的首要原则,同时也应兼顾我国居民生活习惯和节能。

 

■ 《导则》的主要内容及看点之设计

 

“被动优先,主动优化”是超低能耗建筑的总原则,以能耗目标为导向的性能化设计原则贯穿规划、设计全过程。在建筑方案规划设计时,应当充分注重气候、环境等因素,通过合理优化建筑方案,利用自然方式,营造健康舒适的室内声、光、热环境,降低能源消耗。


在不同气候区,超低能耗建筑应因地制宜地利用天然采光、被动太阳房、自然通风、建筑遮阳、建筑蓄热等措施。超低能耗建筑设计应注重气候、环境的引导设计,一体化设计以及性能化设计原则。


为实现超低能耗的目标,在不同气候区,建筑师需要在设计前充分了解当地的气象条件、自然资源、生活居住习惯,充分借鉴本地传统建筑被动式措施,根据不同地区的特点进行建筑平面总体布局、朝向、体形系数、开窗形式、遮阳采光、建筑热惰性、室内空间组织的适应性设计。


建筑师应在满足美学、功能、成本等要求的前提下,尽量利用被动式建筑设计手段,降低建筑对主动式建筑环境和能源设备的依赖,以降低建筑能耗,提高低能耗建筑的可靠性。

 

相对于传统建筑设计,超低能耗建筑设计的建筑形态与技术方案之间关联约束更强,设计重点从满足功能向满足性能转变,新技术新工艺的广泛应用,设计、建造、调试、运行的关系更加紧密,需要对更多设计方案进行权衡优化,导致设计复杂性增加带来的时间、管理成本增加。

 

为了解决上述问题,在超低能耗建筑方案设计时,应尽量遵循一体化设计原则。一体化设计要求暖通、建筑物理等专业的设计人员,像结构工程师,在早期就参与到建筑方案设计中。

 

在一体化设计过程中,有以下关键要素:

 

目标驱动:明确地以超低能耗建筑性能为设计目标,并且设置清晰的子目标和实施路径。

 

专职协调:设置专业的协调人,其工作重心不是进行设计工作,而是负责整合设计的过程管理。

 

次序优化:在问题解决过程中,强调次序优化,避免由于无法更改的错误决策或由于信息不完全的不当判断导致项目性能不佳。

 

清晰决策:使用明确的方法学,处理各方互相矛盾的要求,解决设计方案的冲突。

 

包容并蓄:广泛听取各方意见,邀请更多的相关方参与设计过程。

 

专业融合:各专业深度交互,建筑师不仅仅是建筑形式的确定者,并且与各专业配合,参与更多的关于建筑性能的相关工作。

 

整体优化:设计团队采用整体优化的角度来看待问题,力求系统的整体最优,而不是割裂地看待各个具体问题。

 

预算共享:对整个建筑进行预算控制,允许各专业间的预算额度动态分配,以实现整个建筑的成本优化。

 

设计迭代:在每个阶段获得新的信息后,对项目进行设计迭代,不断修改优化既有设计方案。

 

超低能耗建筑设计应以建筑能耗目标为导向,采用性能化设计方法,需要计算建筑全年供暖供冷需求。因此,建筑全年供暖供冷量计算是被动建筑设计的最重要辅助手段,从初步设计方案到施工图设计,都要进行能耗需求的核算,以保证达到超低能耗的要求。

 

同时,《导则》提供了超低能耗建筑围护结构性能和确定的原则。超低能耗建筑强调无热桥设计和气密性设计,《导则》对此提供了无热桥和气密性设计要点和大样图。同时对遮阳系统、热回收、辅助冷热源、卫生间和厨房通风以及照明与计量的设计要点和注意事项进行了规定。

 

■ 《导则》的主要内容及看点之施工与质量控制

 

精细化施工是实现超低能耗建筑的重要保障。超低能耗建筑的施工不同于传统做法,施工工艺更加复杂,对施工程序和质量的要求也更加严格。因此,应选择施工经验丰富、技术能力强的专业队伍承担;


在施工前要对建设、监理、施工人员进行全面的性能原理、施工技术措施、操作细节进行强制培训,对施工次序的合理安排和全过程控制,强调精细化施工,并在施工完成后进行气密性检测,保证气密性性能达标。

 

超低能耗建筑的施工细节处理是超低能耗建筑区别于普通建筑的重要体现。超低能耗建筑由于采用了保温性能远超过一般建筑的围护结构,并且要求尽量避免热桥,提高建筑的气密性和水密性,所以超低能耗建筑的施工和质量控制除应满足《建筑节能工程施工质量验收规范》及其他相关标准要求外,应针对热桥控制、气密性保障等关键环节,制定专项施工方案,通过细化施工工艺,严格过程控制,保障施工质量。

 

高质量的施工是超低能耗指标能够实现的保障。被动式建筑的建造技术不是什么尖端技术,而是新的节能理念,精细化的施工技术措施。被动式建筑施工细节的焦点是保证建筑的保温性、无热桥、气密性、隔声性。


一些在常规项目中不重要、可以简化处理的施工工序、节点工法应特别加以注意。在施工中只做到全寿命周期的质量保证、合格的材料、精细的施工技术、严格的施工程序就能保证被动式建筑的高质量。

 

■ 《导则》的主要内容及看点之验收评价

 

为保证超低能耗建筑的实施质量,推动其健康发展,超低能耗建筑建造完成后,应对其是否达到超低能耗建筑的要求给予评价。评价人员应经过相关专业技术培训;评价中的相关测试应由国家级检测机构进行实施。

 

评价应以单栋建筑为对象,对设计中以户或单元为设计单位的建筑,可结合建筑的实际情况,以户或单元为对象进行评价。评价工作贯穿整个设计与建造过程,包括设计和施工两部分。


设计部分评价应在施工图设计文件审查通过后开始进行,包括施工图审核和能耗指标计算。施工部分评价应在建筑物竣工验收前进行,包括建筑气密性检测和对新风热回收装置进行施工现场抽检。


建筑竣工验收一年后,宜对超低能耗建筑进行后评估,作为应用效果评价参考及申报国家示范工程、国家或省级各级政府财政补贴等相关各类荣誉的重要依据。

 

■ 《导则》的主要内容及看点之运行管理

 

超低能耗建筑应针对其在建筑围护结构、暖通空调系统等方面的特点进行维护和管理。针对对象为物业单位和业主,关键环节为日常运行和二次装修。物业管理单位应提供针对超低能耗建筑特点的用户手册和用户注意事项。

 

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