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【图解】德国“冬暖夏凉”被动式住宅的秘密

 旭之龙 2017-05-05


被动式住宅,通俗地讲,是仅仅靠住宅本身的构造设计,就能到达舒适的室内温度,满足冬暖夏凉的要求,不需要单独再另外安装供暖设施的住宅。


(“被动式住宅”仅消耗运行一台吹风机的能量,就可以供给住宅内部所需要的所有热量和热水。)


它最显著的特征是,使用了超厚的保温隔热断热材料,在住宅的上面、下面、左面、右面、前面、后面,六个方向上,进行围护和密封。


(下图为板式基础,保温隔热施工现场)

(独立住宅外墙,保温隔热施工现场)

砖混结构,空心粘砌块墙体的外侧,粘贴超厚特质EPS聚苯乙烯泡沫保温板。

轻型木结构独立住宅三维立体剖解示意图

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构造组成,从里到外:

防火纸面石膏板+木搁条+硬质聚氨酯泡沫保温板+单方向透气薄膜+承重轻型木结构框架+木框架中间填充保温材料+木质OSB定向刨花板+防水薄膜卷材+非承重围护性机制粘土砖墙(清水钩缝)

(木结构外墙粘贴保温层)


(下图为屋顶位置,保温隔热施工现场)


外墙上的门扇和窗户,无论是窗框,还是中间使用的采光玻璃,都是使用具有现代保温构造特点的产品。采光玻璃,使用低辐射的多层中空玻璃。

“被 动式住宅”,由于围护密封性能强,势必会导致室内的空气容易混浊。长期生活在不够清新的室内空气环境中,将会直接影响居住者的身体健康。所以,“被动式住 宅”,往往还会安装耗电量非常少的“能量回收通风系统ERV (Energy Recovery Ventilation )”。

室外安装“地埋地热交换器”——第一次热量交换,室内安装“能量回收通风系统ERV”(ERV主机安装在住宅上部阁楼空间)——第二次热量交换。

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图中蓝色的,几乎围绕房屋下部基础部分四周的,为吸收室外空气,进入住宅内部的总进气管道的线路。总进气管道,深埋在土壤中, 土壤中蓄含的热量,通过管壁直接与管道内的空气,进行热量交换。

在冬季,室外空气温度较低,通过与土壤中的热量进行交换之后,进入“能量回收通风系统ERV主机”中的室外空气,被预先进行了预热处理; 在夏季则被预先进行了预冷处理,这样能够充分利用自然地热自源,减少独立住宅因调节室内空气温度的能源消耗。

能量回收通风系统ERV核心设备热交换器,工作性能示意图

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ERV能量回收通风系统,核心设备吸收欲排出室外的蓄含热量的室内废气(20℃)中的绝大部分热量,预热吸入的室外新鲜低温冷空气(0℃),达到(18℃)后,送入室内各个房间。


在德国,“被动式住宅”,中央通风系统,又采取了更进一步的设计思想,即室内“能量回收通风系统ERV”的前端总管部分,为分层隔离设计的进气和排气复合管构造。


此种情况的独立住宅,下部有地下室, “能量回收通风系统ERV”的主机,安装在地下室设备间内部。

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1、外层进气管层中的空气,通过管壁的外表面,与土壤直接进行热量交换;并通过管壁的内表面,与里层排气管中的排出气体进行热量交换。


2、复合管中,里层排气管中的空气,在室内能量回收通风系统ERV”主机位置已经将排气中的热量提取了大部分。


通过上述设计精巧的通风系统处理之后,室内进气和排气,热交换效率可高达90%左右,因通风换气而造成的能量损耗较少。


地下室中的地源热泵和ERV能量回收通风系统


在欧美地区,为了符合相应国家的标准,“被动式住宅”建造完工时,必须要使用专用设备,进行“通风测试”,以表明其在压力环境下,空气损失最小。


“被动式住宅”的能量,可以是充分利用来自大自然中太阳的光和热,也可以是室内家用电器或居住者身体所释放的热量。


“被动式住宅”几乎没有能量的散失,但在投入使用之前,还是会通过红外热成像仪进行房体保温效果的检测。


手持式红外热成像仪,独立住宅外墙保温节能效果的现场测试

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住宅的热成像图-红色区域为热量高的地方,蓝色区域为热量低的地方。

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