瑞典被动式建筑节能技术措施及启示教学文案

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瑞典被动式建筑节能技术措施及启示

中国建筑科学研究院

发展绿色建筑、节约能源资源、保护生态环境,不仅引领着

世界城市建设和开发的方向,也是我国可持续发展亟需破解的一道难题。在政府的大力支持和倡导下,近年来我国的墙材革新与建筑节能工作得到了较快发展,建筑节能、绿色建筑与生态城市的理念得到了普遍认同,但在实践操作层面仍存在着较多发展空间,特别是寻求有效的技术推广平台和整体解决方案。在实现可持续建筑的节能、节材、环保等环境目标的策略中,总的来讲可以划分为两大部分:一部分是“需求最小化”策略,另一部分是“供给最优化”策略。而对需求的控制完全可以用被动式的方法来完成,被动式建筑正是充分运用这一方法的例子。

一、瑞典推广被动式建筑节能的主要做法

笔者曾对瑞典进行过考察流,主要涉及节能减排、被动式

建筑建造、可再生能源的应用等城市发展中的诸多重要方面。通过听取专题讲座、实地考察观摩、讨论交流等形式,对墙体保温技术、建筑楼宇节能控制、建筑材料和产品特性、可再生能源在建筑中的应用等理念和技术有了深刻理解,从中深刻体会到瑞典在节能方面堪称世界前列。不论是先进的技术手段和公众广泛参与,还是制度安排、法律法规建设、经济激励与制约措施等各个

方面都有值得我们学习和借鉴的经验。

1、合理的能源利用方案

建房者必须遵守国家规定的节能建筑标准外,政府还要求建

房者必须出具一份能源利用方案,该方案主要包括三部分内容:排放(CO2排放量)、空气有害物质(生物质能可能排放到空气中的有害物质)以及费用(采取该能源利用方案所需的成本)。

一般能源利用方案应当包括两到三套供选择的能源利用模

式。政府审批部门在对不同模式作出选择的时候,必须同时衡量排放、空气有害物质以及费用这三项指标。如果有一套模式非常节能环保,但是经济性不够,依然不能被选中。因此,在成本相同或者成本升高率不超过10%的情况下,方会选择对环境负面影响最小的能源供应方案。

2、节能工作更多地依赖市场、政府主要起引导作用

在瑞典外交部中瑞环境技术合作办公室,以及瑞典房屋、建

设和规划部进行的访问中,笔者了解到瑞典国内建筑节能主要的推动者是市场。建房者如果主动要求按照严于国家规定的节能建筑标准建造房屋,建房者可以与政府签定城市建筑合约,在合约中明确约定建筑所采用的具体标准。政府为鼓励建房者采取更为节能的建设方案,一方面,主动向业主提供节约能源、提高能源利用率等方面的咨询和指导;另一方面,建房者还可以到地方政府参股的银行申请优惠的低息贷款,此外,还可以享受联邦政府

给予的奖励。

受到当地建筑成本组成的影响,一栋低能耗被动式住宅在建

筑成本约在1.8万克朗/m2,较普通住宅1.6万克朗/ m2的造价,仅增加13%,但其年运行能耗可由110KWh/m2降低超过50%左右,

只有50 KWh/m2左右。其在开发环节增加的投入,可以在7年左右的时间收回。这对于那些建造房屋,并以出租营利的开发企业来说,节能性能好的建筑更受欢迎。因此,开发企业有建造更节能

建筑的需求,并有聘请第三方来进行建筑能效测评的愿望。

而从政府管理的角度讲,无论是标准,还是测评活动都只是

推荐性的,甚至在对利用太阳能方面的政府补贴也已经取消了。

所做的主要工作是对市场的引导,例如:制定未来建筑能耗的规划、出台相关技术档、以及为第三方测评过的建筑颁发建筑能效

的标识等等。

3、适宜的室内外物理环境是建筑设计的重要目标

在Hammarby的交流参观中,感受最深的是整个项目对建筑

室内外物理环境的营造。设计中重视建筑与自然的融合,通过合

理的区域规划和建筑节能设计,在绿色、生态、节能的前提下,

努力创造适宜的室内外环境。

整个区域由旧码头和工业区改造而来,区域的地形、地貌基

本没有改变,水体得到留存。区域内做到每栋楼有自己的绿地,

并建立绿色连通小区与周边自然环境。该区域的建设规划也经历

了几次调整,从20世纪90年代初的后现代设计,到为申办2004年

奥运会而做的奥运村规划,最后确定为建设一座生态小区,营造适宜环境成为区域建设的主线。

在ByggVesta、EKSTA、Varnamo等公司的访问中了解到,

瑞典对住宅室内热环境和室内空气品质都有较高的要求。新建的住房基本都设置了集中新风系统。这样,在提高了建筑围护结构的气密性,减少了由于冷风渗透所造成的热损失的同时,也可以保证室内的空气品质。

4、优异的围护结构是降低建筑能耗的基础

在实际项目的参观中,了解到瑞典新建的低能耗被动式住宅

其围护结构热工性能达到了相当高的水平。例如:在保温方面,被动式节能房匹配了一系列的技术和材料系统,其外墙外保温铺装厚度达20cm,屋顶保温层是30cm,并且两层之间楼板均铺设有保温板,阳台与外墙之间也进行了保温分隔;采用节能性较好的三层玻璃塑钢窗,每个窗的空腔内都安装了保温材料。墙体部分的传热系数在0.1 W/m2K左右,屋面的传热系数值更低。外窗的传热系数在1.0W/m2K左右,而且都比较重视外遮阳的设置。我们国家对围护结构要求最为严格的严寒A区中,墙体传热系数的限制要求为0.25W/m2K,外窗传热系数要求为1.5W/m2K。由此可见,当围护结构达到如此优异的性能后,室内外的热交换被降到最低,这也是瑞典所提出的“被动式”房屋能够成为可能的重要基础。

5、消除热桥以保证围护结构的热工性能

瑞典地理纬度较高,冬季采暖是建筑需要解决的主要问题,

热桥对建筑围护结构及能耗的影响较为明显,建筑设计、建造时非常重视对热桥部位的处理。在不同结构类型的建筑中,针对诸如:地面、屋面、外墙等部位可能存在的热桥都设计了专门的构造,以降低热桥的影响。特别是在进行既有建筑改造时,也充分考虑了热桥部位的影响,设计了科学、可行、有效地处理方法来保证在改造完成的建筑外围护结构中消除热桥的影响。

6、提高建筑的气密性能

基于被动式理念,建筑应该是一个尽量不受室外环境干扰

的独立系统。因此,建筑围护结构应该具有可以隔绝室内外空气渗透的功能,这一点在冬季尤为重要,所以,被动式建筑与室外空气交换都是通过可以控制的机械系统来实现。建筑的气密性能对于被动式建筑非常重要,好的密闭性除了可以降低热量损失以外,还可以控制室内环境的湿度和保护建筑结构。同时为了有效地规避建筑气密性差的问题,他们在窗户与建筑间装置了封闭胶条,设计了构造节点,使房子的气密性非常好。

在“被动房标准”中有一条不做严格要求但是推荐采用的指

标,就是在建筑的气密性测试(Blower Door Test)中,要求在室内外50Pa压力差的情况下,每小时的空气渗透量不能超过建筑总容