关于被动式房屋低能耗的研究_开题报告

近年来随着社会经济的不断发展，伴随着城市化的加快，向城镇发展的人口越来越多，随着中国经济每年以6%-7%的强劲的速度增长，预计2020年中国的城市化水平将达到57%左右，相当于每年从农村转移1400-1500万人到城镇。大规模农村人口转移到城市必然会相应增加对建筑的需求，以及对能源和资源的消耗。高速增长的人口和建筑密度使得城市对资源的需求消耗越来越大，为应对资源的紧缺、实现可持续发展，国家开始探索节约型社会建设，支持节能环保型产业建设和发展。

目前建筑能源消耗在社会总能耗中的比例比较大，发达国家的建筑用能一般占到全国总能耗的30-40%。我国目前城镇建筑消耗的能源为全国商品能源的23%-26%，此数值仅为建筑运行所消耗的能源，不包括建筑材料制造用能及建筑施工过程能耗。随着城镇化的不断加速，建筑能耗占全社会能源消耗总量的比例在不断上升，2020年，预计建筑能耗将占中国总能耗的35%以上。

由此可以看到建筑节能是各种节能途径中潜力最大，最为直接有效的方式。因此，实践绿色建筑，推进建筑节能，对于解决中国能源和缓解资源短缺问题有着重要意义。在2006年3月，中国出台了第一部有关绿色建筑的国家标准《绿色建筑评价标准》GB/T 50378-2006，在此标准上给出了适合中国国情的绿色建筑的定义。

结合当下的资源状况和生态环境，一种新型的低能耗建筑便应运而生，可以大幅减少能源的消耗，当下这种绿色建筑称为被动式房屋（超低/近零能耗）能够满足节能和环保的要求，为人们提供一个更健康、舒适和安全的生活空间。被动式房屋又被称之为被动式超低能耗绿色建筑，简称超低能耗建筑，是指适应气候特征和自然条件，通过高保温隔热性能和气密性更高的维护结构，采用高效新风热回收技术，最大程度地降低建筑供暖供冷需求，并充分利用可再生资源，以更少的能源消耗提供舒适的室内环境，并能满足绿色建筑基本要求的建筑。

国内研究进展：中国是于2013年由中国建筑科学研究院提出近零能耗建筑，能耗指标为

1）全年空调、采暖和照明能耗低于25kWh/m2

2）冬季不使用化石能源

3）能源供热、夏季供冷能耗降低50%

4）建筑暖通空调与照明能耗降低75%

被动房并不一定是零能耗建筑，它跟以前一样还需要少量的热能。目前被动式房屋已在我国的河北、山东、河南、江苏和上海等地陆续推进和实践，并有多项措施相继出台，鼓励发展装配式绿色低能耗建筑。江苏省建筑节能与绿色建筑研发楼作为超低能耗被动式房屋于2019年底通过示范项目验收。项目充分考虑夏热冬冷地区气候因素，采用了典型特色技术如围护结构双层皮保温隔热技术, 门窗保温、楼板隔声、地源热泵等技术的应用。河北省源盛微工坊原型屋，应用绿色建材、建筑光伏一体化技术，高保温隔热性能的门窗、地源热泵系统、智慧能源管控技术等，成功申报河北省科技计划环资专项资助项目“超低能耗建筑关键技术研究及示范”。被动式房屋作为绿色建筑的一种存在形式，目前国内通常是采用工厂预制的装配模式，包括装配式混凝土，和钢结构建筑，。

国外研究进展：建设被动式房屋的倡导是在1989年首先由瑞典LUND大学Bo.Adamson教授和德国被动房研究所Dr.Wolfgang Feist教授开始提出来，通过以下技术路线：

1）提升围护结构热工性能、气密性和新风热回收

2）建筑供暖需求降低到15kWh/（m2•a）以下

3）采用新风系统供暖

来实现超低/近零能耗的目标。第1栋被动式房屋是于1991年在德国黑森州的资助下在达姆施塔特市克拉尼西斯太茵区建成的。从1991年10月开始里面住了4户人家。一套居住面积为156m2的住房1年只需要160L燃料油或者160m3天然气，房子里需要补充的热量非常小。从1995年开始又建设了更多的被动式房屋。被动房研究所进行了认真的评估：每个项目都达到了要求的质量，实际使用效果和设计完全相同。不同于国内，目前国外开始大量采用木结构建筑，使用的是一种胶合层压合材（CLT）, 因其木制材料的生产规模化，材料成本在不断降低；还有在环保方面，因为材料直接来源于树木，同时建设周期短，防火性能好，木制建材逐渐成为钢筋混凝土的替代材料。层压允许有较大的跨度和间距，从而降低材料的消耗。近年来这种材料在欧洲，诸如德国、奥地利、英国、瑞典、挪威等国家的建筑中大量应用，其中位于挪威布鲁蒙德达尔小镇上的新建成的Mjøstårnet塔，作为酒店和商业办公楼宇，其高度为280英尺（85.4米）已成为目前世界上应用木制结构的最高建筑。另外在北美的加拿大温哥华和美国的威斯康星，澳大利亚和亚洲的日本都有其建筑实体。而日本住友林业计划投资56亿美金，在2041年完成建设1148英尺（350米）的木制结构摩天大楼，来纪念其公司创立350周年。但是目前行业的标准制定和相关建筑规范定方面仍然落后于行业本身的发展，还有缺少足够的数据来反映木制建筑的建设规模可以做到多大，长远来看能够足以抵御极端恶劣天气和白蚁及潮湿因素的影响，以及人们最关心的耐火性能等。

在以往被动式房屋出现之前，人们已经在不断探索使用种种方法手段来实现建筑节能的目的。比如给建筑以增加适当的自然通风来解决空调负面影响。自然通风的建筑可以降低空调能耗，进而降低生产这些电能的化石能源的消耗量和减少CO2的排放量。采用高性能的暖通设备和热量回收装置；利用太阳能，为房屋提供采暖和空调的需要；充分利用自然采光，使用高效能节能照明灯具，浅层地热的利用等。而被动式房屋是综合利用以上的技术来满足超低能耗的要求，加强运营管理。被动式建筑的核心需要满足以下关键点:

高效的外保温系统性。

建筑具有极佳的气密性。

有高效的热回收装置的新风系统。

无热桥设计。

高性能的建筑外窗。

在供应侧尽量减少机械化设备，以最简化的设备来实现低能耗和高舒适度的目标，从需求侧最大限度地降低建筑的采暖、制冷、通风能耗，提供一个绿色环保、舒适健康的居住环境。通过对建筑本体的节能、采暖和空调系统的完善，提高照明和降低其他电气产品的能耗，可再生能源技术的应用等，预计可以使我国单位建筑面积平均能耗降低30%-40%，意味着建筑节能可使我国总的能源需求降低10%。

在国外零能耗住宅和建筑物寻求通过使用高效保温、隔热窗户、高效供热、通风与空调系统、电气和照明系统来达到尽可能少的使用传统能源来满足人们舒适度的要求，结合可再生能源系统，比如光伏发电系统、太阳能热电系统、新一代风力涡轮机、小规模水力发电系统等降低了电力输送的输电和配电损失。利用太阳能聚焦使液体加热升温，高温热量驱动发电机工作产生电力，该系统的余热能为建筑物本身提供采暖和需要的热水。美国能源部能源情报署报告称，目前太阳能热电系统所产生的电力成本要低于光伏发电系统的成本。

世界范围内被动房已经有很多应用，包括众多的公共建筑类型、办公建筑、学校、酒店、体育馆、博物馆、工业建筑。在欧洲，超低能耗的被动房数量正以每年8%的速度递增。按照欧盟最新规定，到2020年，欧盟国家所有新建房屋如不能达到被动房标准，将不予发放开工建设许可证。同时发展的不止是欧洲，包括亚洲、美洲等等区域。截至2019年，全球已有6万多栋房屋按照“被动房”标准建造而成。令人鼓舞的是这种技术前两年开始引入中国，在中国已经建成了几十栋非常成功的被动房建筑，包括像在河北保定源盛微工坊原型屋高品质办公空间这样冬季寒冷的地区，通过保温隔热性能和气密性更高的围护结构，采用高效的新风回收技术，最大程度地降低建筑供暖供冷的需求，充分利用可再生能源，以更少的能源消耗提供舒适的室内环境， 

目前我国的节能建筑发展迎来新契机，但是在技术标准和产品性能方面和被动房还存在很大差距。随着被动房在中国的迅速普及和大力推广，相关新材料和节能产品的研发和推广也势在必行。建筑节能是贯彻可持续发展战略的一件大事，也是世界建筑发展的大潮流、大趋势。只有加快相关技术创新、组织产业培育、提升人才培养和完善技术标准，政策机制等措施的落实，建筑节能必然取得丰硕的成果。

B. ^范文提纲格式

关于被动式房屋低能耗的研究

一、建筑能耗的状况和节能潜力

（一）建筑业发展

（二）建筑用能

二、 国内外的建筑节能

（一）目标和步骤

（二）标准的发展和政策支持

（三）建筑节能的措施和方法

1. 自然通风

2. 高性能的暖通空调设备

3. 热量回收

4. 被动式太阳房

5. 自然采光照明和高效节能灯具

6. 建筑物方位朝向和间距

7. 太阳能供热采暖和制冷

8. 浅层地热的利用

三、 探索被动式房屋

（一）被动式房屋的原则

（二）被动式房屋核心

1. 高效的外保温系统性

2. 气密性

3. 热回收装置新风系统

4. 无热桥设计

5. 高性能的建筑外窗

（三）全寿命周期运营管理

四、影响建筑能耗的因素

（一）气候对建筑能耗的影响

（二）暖通空调能耗的影响因素

1. 建筑的外表面积对暖通空调能耗的影响

2. 建筑物体形系数对暖通空调能耗的影响

3. 建筑物体形系数对暖通空调能耗的影响

4. 外围护结构的保温、隔热性能对暖通空调能耗的影响

5. 室内温度设定值对建筑暖通空调能耗的影响

6. 新风对暖空空调建筑能耗的影响

（三）建筑物的窗墙面积比

五、 应用案例

（一）江苏省建筑节能与绿色建筑研发楼

（二）河北省源盛微工坊原型屋

六、 结语

C. 参考文献

[1] 曾捷. 绿色建筑[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2010

[2] 丛大鸣. 节能生态技术在建筑中的应用及实例分析[M]. 济南：山东大学出版社，2009.

[3] 竹祥钊. 夏热冬冷地区建筑节能技术[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2002.

[4] 周燕，闫成文，姚健. 居住建筑体形系数对建筑能耗的影响[J]. 建筑，2007（25）：115.

[5]古籍特藏书库基本要求术语和定义[EB/OL].(2014-05-21)[2020-03-24].  :// .hilib.com/web/default/gjbh/gjbhArticle.jsp?menuId=71&articleId=305.

[6]系统被动窗解决方案及成本分析[EB/OL].(2020-03-17) [2020-03-24].  s://mp.weixin.qq.com/s/uyZUbOsljhEfXHHHmzFBXA.

[7] Has the wooden skyscraper revolution finally arrived?[EB/OL].(2020-02-19)[2020-03-28]. 

 s://edition.cnn.com/style/article/wooden-skyscraper-revolution-timber/index.html

[8]不惧能源危机：被动房的五大好处[EB/OL].(2019-03-07)[2020-03-26].  s://mp.weixin.qq.com/s/J9JkTyNaSZuATgHw0py8pg.

[9] 丹尼尔.D.希拉. 太阳能建筑—被动式采暖和降温[M].薛一冰等译. 北京：中国建筑工业出版社，2008.

[10] 刘睿. 绿色建筑管理[M]. 北京：中国电力出版社，2013.

[11] 李德英. 建筑节能技术[M].北京：机械工业出版社，2006.

[12] 琼斯（Jones, L.）. 环境友好型设计：绿色和可持续的室内设计[M].韦晓宇译. 北京：电子工业出版社，2014.