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极寒地区被动式建筑在日月峡国家森林公园建设的探索与应用

媒体:原创  作者:日月峡
专业号:日月峡 2019/7/30 8:00:46

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第三届日月峡森林养生养老论坛之六

被动式建筑专家王臻

各位来宾、各位朋友:大家好!

受日月峡集团公司董事长刘尚林先生的邀请,非常荣幸参加今天日月峡接待中心竣工庆典和日月峡第三届养生养老论坛。

我看见这个大楼落成,心情无比高兴与自豪,因为整栋楼被动式建筑技术是由我来支持指导完成的。被动式建筑全称叫被动式超低能耗绿色建筑。刘老师为什么要介绍被动式建筑?源于他在国内外考察了一年多的时间,经过住建部等方面的专家论证,最终才下决定建设被动式建筑,这是一次将建筑标准从粗放型向低碳绿色环保型转换的尝试,这需要很大的勇气与责任心,因为被动式建筑造价高,在北纬47°建设在国内外也是首例;他是把森林旅游、森林养生从单一景观化,拓展到建筑领域的每一个细节,我也被刘老师为森林旅游、森林养生的决心感动了。他说这个楼不是给自己建的,这个楼最后都要奉献给国家,要为更多养生养老的人服务,让大家健康长寿的生活,将全民健康住宅落到了实处。我完全被他的人格魅力所吸引所感动,我也非常用心的来做这项工作。

什么叫被动式建筑?这是起源于德国建筑的理念:被动建筑从文字上来讲,只是因气候特征和自然条件,采用更高的保温建筑技术性。

应用高保温的技术,给整栋楼穿了厚重的衣服,让冬天热量出不去,夏天的热量进不来。我们屋里如果门窗关了以后是没有冷风渗透的,建筑的寿命非常高。能量从哪出来,要把室内的热量和太阳的能量留在屋里,用专用设备把室外的新鲜空气引进来,把室内的污浊空气排出去,但还要把能量留下来,我们叫热回收设备,这是基本的原理。

被动式建筑节能技术措施

具体有六个方面的技术措施:

1、围护结构极好的保温隔热措施;

2、门窗采用专用保温隔热门窗;

3、围护结构采取防热桥措施,什么叫防热桥措施?就是建筑外面不能有铁物、钉子、还有其它造型挂在外边,就是外场不能有任何可以散热的东西,把室内热量散出去,这叫热桥,热量传递的桥梁叫热桥;

4、保证建筑整体气密性。就是这个楼里关上窗户没有冷风渗透。墙面更没有冷辐射,让大家感觉很舒服;

5、室内新风换气、冷热能量回收利用措施;

6、充分利用可再生能源和自然条件。

中国为什么要引进被动式建筑

李克强总理和默克总理代表两个两国政府的协定,由德国来支持中国建造更加舒适健康的被动式建筑。被动式建筑是未来住房建设发展方向,改善我国人民的居住环境,达到世界卫生组织的先进标准,逐渐建立新建筑节能型建材体系,提高我国建筑能效,使我国的建筑也能达到世界建筑的先进水平。而且要充分利用可再生能源,减少和杜绝化学能源使用,这就是我们要引进被动式建筑的目的。

世界卫生组织(WHO)室内居住环境健康标准定义

“健康住宅”就是能使居住者“在身体上、精神上、社会上完全处于良好状态的住宅”。

要体现在住宅、住区内和周边的居住环境,包括主观性心理因素值,诸如平面空间布局、私密保护、视野,景观、感官色彩、材料选择等,回归自然,关注健康,关注社会,制止因住宅而引发的疾病,营造健康居住环境的建筑。

被动式住宅的健康环境,世界卫生组织有明确的标准与要求,我们国内的传统的建筑设计都达不到要求,只有被动式建筑设计能达到标准。日月峡接待中心这栋楼达到了设计标准和国家建设规范。被动建筑简单地说就是:节能,低碳,不用任何能源,让屋里达到一定舒适度;减少能源消耗,减少雾霾;舒适健康,被动建筑必须达到世界卫生组织的居住环境,舒适而且要健康,来到这里入住就是会获得健康,刘老师给大家建造一个舒适健康的建筑,我们要用得起、住得起,建得起;所以有很好的性价比,这是我们对被动建筑的总结。

健康住宅室内环境标准

1、起居室、卧室、厨房、厕所、走廊、浴室等温度要全年保持17-27℃之间;

2、室内的湿度全年保持在40%-70%之间;

3、二氧化碳浓度要低于1000ppm;

4、噪音要小于50分贝,关上门窗外面噪音是听不见的,你们可以试验。非常安静,安静对人的身心健康养生非常重要,能耗不能超过供暖每年每平方米不超过20千瓦时。

5、悬浮粉尘浓度低于0.15毫克/m³

6、全天日照大于3小时

最低技术标准要求最低技术标准要求:

1、会引起过敏症的化学物质的浓度很低;

2、尽可能不使用容易挥发出化学物质的胶合板、墙体装饰材料等;

3、有性能良好的换气设备,能将室内污染物质排出室外,采用具有风管的中央换气系统,进行定时换气;

4、在厨房灶具或吸烟处,要设置局部排气设备;

5、具有足够的人均建筑面积;住宅要便于保护老年人和残疾人;

6、要设置有足够亮度的照明设备;

7、住宅应具有足够的抗自然灾害的能力。

大家像关注食品健康一样,都来关注住宅健康,这样才能走向住宅健康之路。

被动式建筑优势节能低碳,舒适健康,性价比高

日月峡游客接待中心,项目位于日月峡国家森林公园内,属于极严寒地区,冬季一月份平均气温-23.1℃,极端最低气温-42.6℃;建筑面积:11274.04㎡  地上6层、地下1层。

外墙做法:200mm钢筋混凝土/200mmALC墙板+300mm岩棉保温板+25mm聚苯颗粒纤维胶泥内挂2道尼龙网。

屋面做法:120mm钢筋混凝土+300mm岩棉保温板(保温板双层错位铺设)

首层地面:1.100mm岩棉板+160mm钢筋混凝土+100mm聚氨脂发泡

2.200mm聚安脂发泡。(无地下室)

外窗:120厚铝木复合框、4层Low-e中空充氩气玻璃窗,传热系数为1.0W/(㎡.k)

外门:75系列聚氨酯隔热铝合金被动门,3层复合真空玻璃,传热系数为0.8W/(㎡.k)

被动式建筑能耗设计参数指标

供热能耗需求量   ≤18kWh/(㎡.a)

最大采暖负荷  ≤12W/㎡

制冷能耗需求量  ≤ 15kWh/(㎡.a)

采暖(制冷)、生活热水、家庭用电和烹饪的年一次能源总消耗  ≤120kWh/(㎡.a)

被动房屋能耗相当于中国建筑节能90%的标准

能耗计算分析

黑龙江省哈尔滨市,属我国严寒C地区,冬季寒冷干燥,且持续时间较长,春、夏、秋季较短。选取哈尔滨地区典型气象年逐时气象参数用于本项目冷热负荷及其能耗模拟计算。

本项目考虑上述全部节能措施后,建筑供暖需求分别为18.06 kwh/m2.a。

本项目与该地区现行节能居住建筑相比,可实现年节约标准煤52.44吨,减少二氧化碳排放145.3吨,节能率比普通的建筑达到百分之67.2%。

基础保温做法

本项目处于极寒地区,冻土层深度可达2.5米,独立基础除底部外均做保温处理,保温深度大于冻土层深度,减少室内热量向基础部位散失。

首层地面均设置保温层,采用200厚聚氨酯发泡,与土壤间设置防水层,防止地下潮气进入室内,保温层上部设有混凝土保护层。屋里没有冷辐射。

外墙保温做法

服务中心为框架结构,填充墙采用ALC墙板,外墙采用300mm岩棉保温板+25mm聚苯颗粒纤维胶泥内挂2道尼龙网。 进行找平处理,外侧采用两层抗裂网抹胶灰处理后,进行饰面做法。

屋面保温做法

屋面保温层采用300mm岩棉保温板(保温板双层错位铺设),外挑构件均采用保温全部包裹,形成连续不间断的保温气密层。

外窗安装做法

外窗为120厚铝木复合框、被动房专用玻璃。4层Low-e中空充氩气玻璃窗,更好的保温效果。传热系数为1.0W/(㎡.k)。外窗采用外挂式安装方式,外窗与结构墙之间的缝隙内侧粘贴防水密封布、外侧粘贴防水透气布进行密封。

外门安装做法

外门为75系列聚氨酯隔热铝合金被动门,玻璃为3层复合真空玻璃,导热系数为0.4W/(m.k),为国内最先进的节能玻璃,门的传热系数为0.8W/(㎡.k)。外门采用外挂式安装方式,外门与结构墙之间的缝隙内侧粘贴防水密封布、外侧粘贴防水透气布进行密封。

新风热回收系统

去年我拿仪器来测试日月峡森林里二氧化碳浓度达0.1%—0.2%,我们正常的空气中应该是浓度300%。在这里很多疾病好的快,森林里是氧吧,你天天输氧啊!住在这里很舒适。本项目设置2台带热回收的新风机组,通过管道向每层房间内供应新风。室内新风送风口采用手动调节、电动开关组合风口,电动风口由室内CO2浓度探测器控制开关。

新风热回收系统

为解决极严寒地区新风热回收效率及防冻问题,采用瑞典进口转轮式新风全热回收机组,使热回收效率达到75%以上,保证向室内输送充足的新鲜空气。

室内辅助供热

冬季室内补充热量采用地面铺设的低温发热电缆,温度全自动控制,保证冬季温度达到室内设定的舒适温度。

室内环境自动控制

每个房间分别装设温度、湿度、二氧化碳浓度、PM2.5监测显示器,根据各个房间CO2浓度设定值对房间内供给新风进行自动控制,保证室内新鲜空气,co2浓度不高于1000ppm。

室内环境检测

检测内容

检测墙体、门窗热桥、室内温度、湿度、噪音、CO2浓度、TVOC等环境指标;机组噪音、送风风速、送风温度等内容。

被动式建筑的健康舒适度

可以过滤雾霾,过滤Pm2.5,外面重度雾霾,室内空气新鲜,我们这个楼也有过滤网,大家粉尘花粉过敏的尽管在这里住着,没有任何问题,空气非常新鲜,对呼吸系统、心脑血管、生殖系统、以致癌症都有很好的调治效果。

居住在被动房中的反应

1.室内没有异味,没有任何有害气体。

2.被动房真健康,我今年95了,准备活到一百岁!

3.夏天被热醒,冬天被冻醒的情况一去不复返了。

4.我女儿再也不感冒了,我的皮肤干燥好了,起床口干舌燥的问题也没有了。

5.我的过敏性哮喘晚上可以安静休息了。

6.住过被动房,五星级宾馆我都不想住了。

7.被动房是我这辈子住过的最舒适的房子!

8.在冬季,孩子享受着室内舒适的室内环境。

9.我对被动房的总结:舒适、省心、省钱。

10.雾霾天老人易发心脑血管及呼吸道疾病,死亡率增加20%

11.住被动房业主早产婴儿住在医院的早产箱内。恒温、恒湿、恒氧

12.居住被动房的老人发病率明显降低

13.住被动房的早产婴儿身体健康恢复力明显提高

奥地利、德国专家对被动房居住效果统计

被动房比普通住宅平均增加寿命五年,学习、工作效率提高约20%。

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瑞典奥斯博格转轮式新风机组

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瑞典奥斯博格转轮式新风机组及风道

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瑞典奥斯博格转轮式新风机组标牌

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瑞典奥斯博格转轮式新风机组内部

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瑞典奥斯博格转轮式新风机组换热转轮

 

资料来源:论坛作者 王臻

整理编发:许淑梅

摄   影:王克力

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