
本文由德國可持續建築委員會(DGNB)國際總監、大陸聯合集團-五和國際副總裁陸瞿介紹,闡述了德國被動式住宅超低能耗綠色建築技術體系:
作者系統介紹了被動式住房的起源,德國被動式住宅的技術體系,包括被動式住宅的核心技術名額,被動式住宅計算模型邊界條件,被動式住宅設計點,現有建築被動式住宅技術改造。本文分析了被動式住房的優勢和發展趨勢、被動式住房的成本增量和政府出資措施,以及3個項目案例。
作者簡介:
德國可持續建築委員會(DGNB)國際部主任。
中國建築節能協會常務理事
清華大學EMBA班客座教授
東南大學客座教授
五合一國際5-1大陸聯合集團副總裁
被動式住房的起源
被動式房屋原指寒冷的氣候條件,建築物不需要加熱裝置,隻需通過周圍的結構即可實作更舒适的室内環境。根據這一概念實作的第一件作品是1883年在挪威建造的Fram極地探險船,它曾經是當時世界上最遠的探險船。在南極和北極極冷的氣候中,船舶不需要打開加熱爐即可在容器内保持更舒适的溫度。要達到這種效果,主要依靠優良的保溫結構,船壁和甲闆結構厚度為40~50cm,由多層材料組成,窗戶由3層玻璃組成。今天,這艘船在奧斯陸作為博物館受到保護。
源 www.www.s.com timbowden.com.au
極地探險船弗拉姆
早期的被動式住宅實踐暴露出許多問題,缺乏高性能窗戶,人們沒有意識到建築氣密性的重要性,許多項目使用複雜的技術裝置和施工機構,使使用後建築外殼複雜且成本高昂。1990年,達姆施塔特-克拉尼希施泰因成功建造了世界上第一座被動房試點建築。這是一個四戶人家,私人投資的房屋,面積為156平方米,建築師是Bott / Ridder / Westermeyer Design。由德國黑森州政府資助的被動房非常成功,到目前為止已有四戶家庭居住在那裡,多年的實際運作監測資料顯示,其供暖能耗低于12kWh /m2.a。
源 PHI
德國達姆施塔特-克拉尼希施泰因市的第一座被動式住宅建築
室内環境
住宅概況
被動式住房的優勢和發展趨勢
被動式住房是最初主要為中歐住宅建設開發的技術系統,最大的優點是與其他低能耗技術系統相比,建設投資少,運作維護成本低;
20世紀60年代,德國弗萊堡魏因加滕西的高層住宅改建為被動式住宅項目
目前,被動式住宅技術體系已不斷發展,除住宅建築外,已擴充到其他類型的建築,包括寫字樓、學校、酒店、體育館、博物館、工業建築等,項目也已擴充到其他氣候地區:包括歐洲、亞洲、北美、南美、澳洲。
世界上最大的無源辦公樓,維也納的RHW2辦公樓,于2012年完工,面積為21,000平方米
維也納RHW2辦公樓的門廳(左)和内部(右)
根據被動房委會網站(www.passivhausprojekte.de)2015年1月底的資料,已有3145棟建築被認證為被動房,包包覆宅、寫字樓、學校、博物館、工業樓等類型,總建築面積超過100萬平方米。
被動房案例研究
1個法蘭克福坎普被動房項目(CAMPO am Bornheimer Depot)
街區廣場和商務
總平面圖
住宅飛機
酒店距離法蘭克福中心僅5公裡。規劃方案形成了傳統的地中海城市空間街道規模,完善了該地區的街道空間,保留了原修理店的曆史保護建築,将其改造成超市,零售店和小酒館,并将購物與美食相結合,打造新的高品質城市區域。該項目包括146套被動式住宅較高價的電梯大廈,是當時德國内城最大的一套。
法蘭克福CAMPO被動房項目技術名額
2 海德堡鐵路城
海德堡鐵路城位于海德堡市中心,土地面積116hm2,是目前世界上最大的被動式住宅建設項目。城市規劃和設計于2007年進行,2010年開始施工,整個項目将提供充滿活力的住宅,研發,商業和文化發展組合。
全市按被動房标準規劃建設,包括辦公樓、實驗室、商業、電影院、學校、幼稚園、學生宿舍、住宅等各類建築。海德堡城市建設與海德堡氣候保護和能源咨詢機構(Klimaschutz和Energieberatungsagentur Heidelberg)和社群聯盟(Nachbargemeinden)合作,以確定被動式住房的品質。
海德堡鐵路城主要技術名額
海德堡鐵路城市總體規劃
一期開發用地:60hm2,包括:住宅9hm2,工業研發16.5hm2,校園4.5hm2,開放空間16hm2,社會基礎設施3hm2,路面土地11hm2,公共設施包括:2所幼稚園,1所國小,1個娛樂中心,3個兒童遊樂場。從長遠來看,城市地區通過可再生能源提供市政供暖。校園還将實施智能電網系統。
盧要求拍照
海德堡鐵路城的被動房
海德堡鐵路城被動室辦公室研發樓
海德堡鐵路城被動房内園
3 萊昂貝格容量别墅,斯圖加特,德國
這座别墅位于斯圖加特附近的萊昂貝格瓦姆布隆小鎮,不僅是被動的,而且是一次成功的生産能力建設。
這座建築突破了被動式超低能耗建築的傳統理念,以優雅、現代的形象,優雅嵌入山坡上的樹木風光,朝南的巨大連接配接玻璃表面使周圍的美景融入室内,打造出這座夢幻般的德國别墅。
資料來源 菲施教授
萊昂貝格容量别墅, 斯圖加特
萊昂貝格容量别墅餐廳, 斯圖加特
斯圖加特萊昂貝格容量别墅的廚房
斯圖加特萊昂貝格容量别墅的戶外露台
萊昂貝格容量别墅的客廳, 斯圖加特
這座建築的主人本身就是一位優秀的建築機電裝置工程師,經過精心設計、模拟計算,依靠先進的建築材料和技術系統,使太陽輻射得到有效控制,對建築的采暖、制冷能耗需求很低。
一家四口住在這棟别墅裡,常年供暖、制冷、新風、照明、家用電器、熱水、做飯等所有能源使用,全部來自屋頂光伏發電,業主不需要從城市購買任何能源,而且發電量還可以為兩輛私家電動車充電,滿足日常交通能源需求。
德國斯圖加特萊昂貝格容量别墅的關鍵技術名額
注:發電邊際相當于中型電動汽車的65,000km(17kW和/100km)電力
萊昂貝格容量别墅,斯圖加特電動汽車
4 關于被動式住房的争議與反思
雖然大型被動式住宅項目的建設大大降低了建築采暖的能耗,提高了室内熱舒适性。然而,被動式住宅技術對建築節能環保的貢獻在西方國家存在争議。
被動室的室内舒适度标準相當于德國室内環境标準"vollklimatisiert",這就産生了一個問題,即舒适的室内環境需要精心設計和安裝的通風系統。當需要調整時,内部功能并不那麼簡單。如果儲藏室變成衛生間,隻需要改變使用方式,增加通風習慣,打開窗戶或加一個風扇即可,被動房可能不容易改變,否則技術系統就會被破壞。
與被動式住宅技術相比,在低能耗建築的基礎上,結合太陽能利用,可以在相同的投資規模下實作相同的能耗水準,根據個人需求獲得可調節的室内舒适環境,并降低營運成本。通過減少外牆外保溫層的厚度,還可以有效提高建築生态評價名額(Oekobilanz)的性能。
引用
德國被動住房研究所(PHI)官方網站:www.passiv.de
德國被動住房研究所認證項目資料庫:www.passivhausprojekte.de
●《世界上第一座被動房,德國達姆施塔特-克拉尼施泰因》 PHI
●《 Passivhaus-Projektierungspaket (PHPP)》PHI
●《Kriterien zur Zertifizierung von Passivhaus》PHI
●www.heidelberg-bahnstadt.de
● www.heidelberg.de
●《海德堡-施泰特鮑利施塔特火車總站》Ing.Buero EBOEK
●《作為可再生能源的能源+建築和地區》N. Fisch
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