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  行業知識  
 
被動式超低能耗綠色建筑技術導則深度解讀
 
 

來源:中國建設報

編輯:友綠網


■ 什么是被動式超低能耗綠色建筑

 

被動式超低能耗綠色建筑(以下簡稱超低能耗建筑)是指適應氣候特征和自然條件,通過保溫隔熱性能和氣密性能更高的圍護結構,采用高效熱回收技術,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適室內環境并能滿足綠色建筑基本要求的建筑。

 

超低能耗建筑定義對超低能耗的技術應用次序和目標進行了闡述,即被動優先,主動優化,保證良好的室內環境并減少能源消耗。

 

超低能耗建筑的優勢主要表現在:


一是更加節能。建筑物全年供暖供冷需求顯著降低,嚴寒和寒冷地區建筑節能率達到90%以上。與現行國家節能設計標準相比,供暖能耗降低85%以上。


二是更加舒適。建筑室內溫濕度適宜;建筑內墻表面溫度穩定均勻,與室內溫差小,體感更舒適;具有良好的氣密性和隔聲效果,室內環境更安靜。


三是更好空氣品質。有組織的新風系統設計,提供室內足夠的新鮮空氣,同時可以通過空氣凈化技術提升室內空氣品質。


四是更高質量保證。無熱橋、高氣密性設計,采用高品質材料部品,精細化施工及建筑裝修一體化,使建筑質量更高、壽命更長。

 

■ 《導則》編制的背景、過程及意義

 

我國地域廣闊,各地區氣候差異大,經濟發展水平和室內環境標準低,建筑特點、建筑技術和產業水平以及人們生活習慣和德國、丹麥等歐洲國家相比存在很大不同,無法照搬發達國家的成功經驗,迫切需要建立適應我國國情的超低能耗建筑技術體系。

 

為了建立符合中國國情的超低能耗建筑技術及標準體系,并與我國綠色建筑發展戰略相結合,更好地指導我國超低能耗建筑和綠色建筑的推廣,2014年3月,住房城鄉建設部建筑節能與科技司組織相關單位正式啟動了《導則》編制工作,歷時一年零八個月,先后修改11稿,于2015年11月,由住房城鄉建設部正式頒布實施。

 

《導則》借鑒了國外被動房和近零能耗建筑的經驗,結合我國已有工程實踐,明確了我國超低能耗建筑的定義、不同氣候區技術指標及設計、施工、運行和評價技術要點,為全國超低能耗建筑的建設提供指導。

 

■ 《導則》編制的目的和原則

 

《導則》編制的目的:建立適合中國國情的超低能耗建筑技術體系;指導和規范不同氣候區超低能耗建筑的設計、建設和運行;建立我國超低能耗建筑評價和認證體系;促進被動式建筑技術的合理應用,提高能效,推動健康快速發展。

 

《導則》編制的原則:


一是吸收和借鑒國際成功經驗以明確的能耗指標作為目標。超低能耗建筑以能耗指標作為唯一衡量標準,對技術路線、圍護結構和設備等性能參數不再強制要求。強調建筑的最終的技術性能,避免了過度的技術堆砌,保證技術路線的合理性和經濟性。


二是以健康、節能作為基本原則。營造舒適、健康的室內環境是建筑的主要目的,通過有組織的新風系統提供充足健康的新鮮空氣,大幅提高室內環境舒適水平,并通過各種建筑節能技術降低建筑能耗。


三是充分考慮我國地域特點、建筑特點、使用習慣、用能特點。


四是保證增量成本可控。

五是對建筑規劃、設計、建造、評價、運營的全過程控制。

六是考慮現有節能技術和產業支撐能力,促進產業升級。


七是銜接我國法規和建筑標準體系,適應我國建筑建設管理程序。我國經過幾十年的努力,建立了完整的建筑法規和標準體系。導則的編制立足于現有的建筑法規和標準體系,對已有的規定和技術要求不再復述,僅對超低能耗建筑的特殊規定和技術措施進行了規定,同時考慮我國建設管理程序,保證建造過程中適應我國規定。

 

■ 《導則》的主要內容及看點之總則

 

《導則》由前言、總則、技術指標、設計、施工與質量控制、驗收與評價以及附錄七部分組成,對超低能耗建筑的定義和性能要求以及各環節的關鍵內容進行了規定。

 

總則強調對建筑規劃、設計、施工、監理、檢測和運行管理人員應進行必要的專項培訓,轉變傳統觀念,室內裝修應盡量簡潔并采用一體化技術;強調超低能耗建筑的實施應考慮技術的成熟度和實際節能效果,在寒冷、嚴寒地區示范推廣,在夏熱冬冷地區試點研究并逐步推廣,在夏熱冬暖地區探索試驗。

 

■ 《導則》的主要內容及看點之技術指標

 

超低能耗建筑技術指標應以建筑能耗值為導向,技術指標包括能耗指標、氣密性指標及室內環境參數。超低能耗建筑的技術指標是衡量超低能耗建筑的唯一核心參數。


《導則》結合我國氣候特點、建筑形式、生活習慣和用能方式的實際,借鑒國際先進經驗,兼顧我國節能技術水平和產業支撐能力,在國內現行標準要求的基礎上,適度提高室內環境舒適度,經模擬計算分析確定了我國不同氣候區的技術指標。

 

超低能耗建筑具有六大技術特征:保溫隔熱性能更高的非透明圍護結構;保溫隔熱性能和氣密性能更高的外窗;無熱橋的設計與施工;建筑整體的高氣密性;高效新風熱回收系統;充分利用可再生能源。

 

營造健康、舒適的室內環境是超低能耗建筑的核心目標之一。超低能耗建筑室內環境參數應滿足較高的熱舒適水平。室內環境參數主要是指建筑室內的溫度、相對濕度、新風量等,這些參數直接影響室內的熱環境和建筑能耗。


健康、舒適是確定被動式超低能耗綠色建筑室內環境參數的首要原則,同時也應兼顧我國居民生活習慣和節能。

 

■ 《導則》的主要內容及看點之設計

 

“被動優先,主動優化”是超低能耗建筑的總原則,以能耗目標為導向的性能化設計原則貫穿規劃、設計全過程。在建筑方案規劃設計時,應當充分注重氣候、環境等因素,通過合理優化建筑方案,利用自然方式,營造健康舒適的室內聲、光、熱環境,降低能源消耗。


在不同氣候區,超低能耗建筑應因地制宜地利用天然采光、被動太陽房、自然通風、建筑遮陽、建筑蓄熱等措施。超低能耗建筑設計應注重氣候、環境的引導設計,一體化設計以及性能化設計原則。


為實現超低能耗的目標,在不同氣候區,建筑師需要在設計前充分了解當地的氣象條件、自然資源、生活居住習慣,充分借鑒本地傳統建筑被動式措施,根據不同地區的特點進行建筑平面總體布局、朝向、體形系數、開窗形式、遮陽采光、建筑熱惰性、室內空間組織的適應性設計。


建筑師應在滿足美學、功能、成本等要求的前提下,盡量利用被動式建筑設計手段,降低建筑對主動式建筑環境和能源設備的依賴,以降低建筑能耗,提高低能耗建筑的可靠性。

 

相對于傳統建筑設計,超低能耗建筑設計的建筑形態與技術方案之間關聯約束更強,設計重點從滿足功能向滿足性能轉變,新技術新工藝的廣泛應用,設計、建造、調試、運行的關系更加緊密,需要對更多設計方案進行權衡優化,導致設計復雜性增加帶來的時間、管理成本增加。

 

為了解決上述問題,在超低能耗建筑方案設計時,應盡量遵循一體化設計原則。一體化設計要求暖通、建筑物理等專業的設計人員,像結構工程師,在早期就參與到建筑方案設計中。

 

在一體化設計過程中,有以下關鍵要素:

 

目標驅動:明確地以超低能耗建筑性能為設計目標,并且設置清晰的子目標和實施路徑。

 

專職協調:設置專業的協調人,其工作重心不是進行設計工作,而是負責整合設計的過程管理。

 

次序優化:在問題解決過程中,強調次序優化,避免由于無法更改的錯誤決策或由于信息不完全的不當判斷導致項目性能不佳。

 

清晰決策:使用明確的方法學,處理各方互相矛盾的要求,解決設計方案的沖突。

 

包容并蓄:廣泛聽取各方意見,邀請更多的相關方參與設計過程。

 

專業融合:各專業深度交互,建筑師不僅僅是建筑形式的確定者,并且與各專業配合,參與更多的關于建筑性能的相關工作。

 

整體優化:設計團隊采用整體優化的角度來看待問題,力求系統的整體最優,而不是割裂地看待各個具體問題。

 

預算共享:對整個建筑進行預算控制,允許各專業間的預算額度動態分配,以實現整個建筑的成本優化。

 

設計迭代:在每個階段獲得新的信息后,對項目進行設計迭代,不斷修改優化既有設計方案。

 

超低能耗建筑設計應以建筑能耗目標為導向,采用性能化設計方法,需要計算建筑全年供暖供冷需求。因此,建筑全年供暖供冷量計算是被動建筑設計的最重要輔助手段,從初步設計方案到施工圖設計,都要進行能耗需求的核算,以保證達到超低能耗的要求。

 

同時,《導則》提供了超低能耗建筑圍護結構性能和確定的原則。超低能耗建筑強調無熱橋設計和氣密性設計,《導則》對此提供了無熱橋和氣密性設計要點和大樣圖。同時對遮陽系統、熱回收、輔助冷熱源、衛生間和廚房通風以及照明與計量的設計要點和注意事項進行了規定。

 

■ 《導則》的主要內容及看點之施工與質量控制

 

精細化施工是實現超低能耗建筑的重要保障。超低能耗建筑的施工不同于傳統做法,施工工藝更加復雜,對施工程序和質量的要求也更加嚴格。因此,應選擇施工經驗豐富、技術能力強的專業隊伍承擔;


在施工前要對建設、監理、施工人員進行全面的性能原理、施工技術措施、操作細節進行強制培訓,對施工次序的合理安排和全過程控制,強調精細化施工,并在施工完成后進行氣密性檢測,保證氣密性性能達標。

 

超低能耗建筑的施工細節處理是超低能耗建筑區別于普通建筑的重要體現。超低能耗建筑由于采用了保溫性能遠超過一般建筑的圍護結構,并且要求盡量避免熱橋,提高建筑的氣密性和水密性,所以超低能耗建筑的施工和質量控制除應滿足《建筑節能工程施工質量驗收規范》及其他相關標準要求外,應針對熱橋控制、氣密性保障等關鍵環節,制定專項施工方案,通過細化施工工藝,嚴格過程控制,保障施工質量。

 

高質量的施工是超低能耗指標能夠實現的保障。被動式建筑的建造技術不是什么尖端技術,而是新的節能理念,精細化的施工技術措施。被動式建筑施工細節的焦點是保證建筑的保溫性、無熱橋、氣密性、隔聲性。


一些在常規項目中不重要、可以簡化處理的施工工序、節點工法應特別加以注意。在施工中只做到全壽命周期的質量保證、合格的材料、精細的施工技術、嚴格的施工程序就能保證被動式建筑的高質量。

 

■ 《導則》的主要內容及看點之驗收評價

 

為保證超低能耗建筑的實施質量,推動其健康發展,超低能耗建筑建造完成后,應對其是否達到超低能耗建筑的要求給予評價。評價人員應經過相關專業技術培訓;評價中的相關測試應由國家級檢測機構進行實施。

 

評價應以單棟建筑為對象,對設計中以戶或單元為設計單位的建筑,可結合建筑的實際情況,以戶或單元為對象進行評價。評價工作貫穿整個設計與建造過程,包括設計和施工兩部分。


設計部分評價應在施工圖設計文件審查通過后開始進行,包括施工圖審核和能耗指標計算。施工部分評價應在建筑物竣工驗收前進行,包括建筑氣密性檢測和對新風熱回收裝置進行施工現場抽檢。


建筑竣工驗收一年后,宜對超低能耗建筑進行后評估,作為應用效果評價參考及申報國家示范工程、國家或省級各級政府財政補貼等相關各類榮譽的重要依據。

 

■ 《導則》的主要內容及看點之運行管理

 

超低能耗建筑應針對其在建筑圍護結構、暖通空調系統等方面的特點進行維護和管理。針對對象為物業單位和業主,關鍵環節為日常運行和二次裝修。物業管理單位應提供針對超低能耗建筑特點的用戶手冊和用戶注意事項。

 

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