中国本土化被动房案例分析——山西长治发泡水泥装配式被动房

田桂萍

（建筑材料工业技术情报研究所，北京 100024）

中国本土化被动房案例分析
——山西长治发泡水泥装配式被动房

田桂萍

（建筑材料工业技术情报研究所，北京 100024）

本文主要介绍了中国第一个本土化被动房的具体情况，包括项目建设的背景、节能环保效益分析、经济效益分析等，项目围护结构、新风机组的各项参数，以及与建筑节能 65% 标准的指标性能对比分析。该项目节能标准达到 86%，被称为被动式超低能耗建筑，能耗仅为传统节能 65% 建筑的 45%，气密性 n50≤0.57，室内噪音≤35db，室内风速≤0.15m/s，通风设备热回收率≥78%，采暖需求约 27kWh/(m2a)，四季恒温，室内温度常年可保持在 18～26℃。

被动房；建筑节能；案例分析

0 引言

自从中德合作的河北秦皇岛被动式低能耗住宅示范项目“在水一方”成功验收以后，全国各地的被动房项目也不断涌现，呈现出一片欣欣向荣的景象。然而，这些被动房示范项目大多都是德国设计或借鉴德国的被动房技术建造而成的，那么，我国本土化的被动房示范项目的情况如何呢？下面就来介绍一下完全由中国本土设计和材料建造的被动房的节能情况。

1 发泡水泥装配式被动房项目简介

山西泓钰水泥发泡装配式——低能耗绿色建筑是采用工厂化预制，现场组装的方式建造。特别是采用水泥基化学发泡自保温非承重建筑结构用墙板，该墙板是以混凝土为骨架，纯无机的水泥基化学发泡保温材料填充而形成一种质量好、结构优、符合标准要求的自保温非承重墙板。该墙板具有轻质、高强和保温等特点，关键是避免了传统建筑由二次保温带来的空鼓、开裂、脱落、易燃、不抗老化等弊病，大大提高了建筑的耐久性。该项目施工周期短，对环境不产生污染。

1.1 围护结构

（1）墙体：以钢筋混凝土框架承重（现浇）与水泥基化学发泡自保温非承重墙板紧密结合形成围护结构。根据设计节能目标高低和水泥发泡保温材料的导热系数计算出墙的传热系数及墙体厚度。本项目墙体的传热系数为 0.18W/(m2·K)。

（2）地面、屋面：根椐设计节能目标和保温材料的导热系数计算出传热系数，并以此传热系数为依椐，铺设相应的水泥发泡保温板和 EPS 保温板复合保温层实现 [0.14W/(m2·K)，0.16W/(m2·K)] 的传热系数。

（3）屋顶：采用轻钢龙骨为骨架，屋顶安装树脂瓦作为排水系统。

（4）门窗：采用三玻两中空（中空层充 Low-E）玻璃结构，门窗的综合传热系数为 1.2W/(m2·K)。

（5）利用地下浅表土壤冷、热交换提供清洁能源。

该示范项目的各项技术参数如表 1 所示。

表 1 发泡水泥装配式被动房各项技术参数

1.2 新风系统

新风机组是中央式热回收除霾能源环境机，具有如下特点：

（1）高效过滤：PM2.5、烟尘、挥发性有机化合物等去除率达 99.9%，让家人 24 小时健康呼吸。

（2）新风调节：当室内 CO2浓度超标时，自动引进室外新风，室内空气质量永远保持清洁新鲜。

（3）智能运行：当选择自动运行模式时，设备根据智能监测的室内温度、CO2浓度值，自动运行。

（4）节能环保：采用中央热回收除霾能源一体机，排风热回收效率达 75% 以上，设备能效比高，室内空气质量达到健康标准时，设备进入智能待机状态。

排风热回收装置的原理图见图 1。

图 1 排风热回收装置原理图

1.3 气密性和噪音测试

气密性测试是由河北省建筑科学研究院有关专家采用 DG-700 建筑气密性测试系统（美国 TEC 公司开发）和气密性测试分析软件 TECTITE 对该项目进行的气密性测试。测试了建筑内外压差为 50Pa 时的空气渗透量。负压测试结果为 n-50=0.59h-1，正压测试结果为 n+50=0.56h-1，项目测试结果为 n-50=0.5×(n+50＋n-50)=0.58h-1

经测试，卧室噪音≤36dB，起居室噪音≤36dB。

1.4 项目优势

（1）设计多样化。根据住户的需要，装配式住宅常采用大开间灵活分割的方式，而高强轻质水泥发泡板材恰恰是最好轻质隔墙材料。

（2）功能科技化。墙体自保温无需外墙保温，而且防火、降噪、轻质，最大限度地降低冬季采暖和夏季空调的能耗，整体建筑采取高性能密封提高了气密性和隔热保温效果，配置中央式热回收除霾能源环境机，对室内温度、湿度、新风过滤、热交换等功能全程实现自动控制或远程控制。

（3）生产工厂化。装配式建筑外墙板通过模具、化学发泡、工厂化生产及预埋工艺制造，完全替代散装保温材料。

（4）施工装配化。进度快，可在短期内交付使用；节省劳动力，施工成本低，大幅度降低现场湿作业，有利于环境保护。

（5）住宅舒适化。主要体现在室内有新风循环系统，空气常新、温度均恒、环境洁静、噪音低，健康节能兼顾。

2 社会效益分析

2.1 节能环保效益分析

该住宅冬无需燃煤供暖，夏天不用空调，依靠建筑本体的保温、隔热性能，配套地下浅表土壤冷、热交换提供清洁能源。和相应节能门窗、新风系统进行补充少许冷（热）量，即可实现一年四季室温维持在20～26℃，建筑能耗超低，节能率达到 85% 以上，为住户提供了舒适的现代生活环境。

（1）大大缓解能源和温室气体减排压力。能耗模拟计算采用 Design Builder 模拟软件，经模拟计算，与传统节能 65% 建筑相比，本项目设计建筑能耗（除设备外）仅为其 39.1%，节能效率可达到 86.3%。表 2 是设计建筑与 65% 建筑能耗对比表。

表 2 设计建筑节能与节能 65% 建筑能耗对比

（2）全面提升建筑质量。室内空气氧含量高，室温四季控制在 20～26℃，不潮无菌，空气质量高。表 3为被动房、节能 65% 建筑和示范项目的各项指标对比表。

表 3 各项指标对比

（3）加速节能产业升级。有助于房屋墙体、门窗等节能产业的升级换代。

（4）有助于解决北方地区集中供暖问题。可减少能源供给、管网铺设、供暖设备的购置安装。

2.2 经济效益分析

该项目的各项性能参数与建造成本同低能耗建筑、普通住宅的性能参数对比如表 4 所示。

3 结语

该项目采用的水泥发基化学泡自保温非承重墙板是泓钰公司在完成国家低碳技术创新及产业化示范工程“年产 400 万平方米泡沫混凝土保温板生产线项目”基础上，经过大胆创新自主研发的一种以混凝土为骨架，水泥基化学发泡保温材料为填充，用于围护结构的自保温非承重墙板，而且首次用于超低能耗建筑、被动房等示范项目，填补了国内的空白。其以传热系数低、A 级不燃、纯无机材料生产（绿色低碳）、优越的抗老化性能于建筑物寿命同期、可回收利用属全生命周期的绿色建材，而且工厂化生产、现场装配、制造成本低等优点，适合高中低档客户选择，随着人们对其逐步认识，水泥发基化学泡自保温非承重墙板必将是超低能耗建筑、被动式建筑的首选材料。

随着国家的政策推动，特别是 2016 年 9 月 30 日国务院办公厅印发了《关于大力发展装配式建筑的指导意见》，《意见》指出要推动建造方式创新，大力推广装配式建筑，不断提高装配式建筑在新建建筑中的比例，推动产业结构调整升级。和节能减排环境治理改善人居环境的政策推动下，这为水泥基化学发泡自保温非承重墙板在装配式、被动式、低能耗建筑中的推广应用带来巨大空间。

表 4 不同住宅的性能参数比对表

Case analysis of passive housing in China

Tian Guiping
(Institute of Technical Information for Building Materials Industry, Beijing 100024)

This paper mainly introduces the specific situation of the first Chinese localized passive house, including the background of the project, energy saving and environmental protection benefit analysis, economic performance analysis, the parameters of the external building envelope and ventilation system, and compared with 65% energy-saving building (Chinese Green Building Standard). This project achieved 86% energy-saving standard comparing with traditional building, known as Passive Ultra-low Energy Building. Its energy consumption is only 45% of the Chinese Green Building Standard. Air tightness is n50≤0.57. Indoor noise is ≤ 35db. Indoor air velocity is ≤0.15m/s. Ventilation heat recovery rate is ≥ 78%. The heating demand is about 27kWh/ (m2a). Four seasons constant temperature, which can be maintained at 18-26℃.

∶passive housing; energy-saving building; case analysis

田桂萍（1982—），女，硕士，主要研究绿色建材。

［通讯地址］北京市朝阳区管庄东里甲 1 号 226 室（100024）