森鹰窗业引领被动式房屋的技术创新

被动式房屋,被动式工厂,低能耗,建筑节能

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哈尔滨森鹰窗业股份有限公司

随着节能观念的不断深入人心,节能舒适的新生活成为当前人们的首选,作为世界上最节能的建筑形式,被动式房屋一时间引起人们的广泛关注,但实际上被动式房屋的概念早在上个世纪90年代就已经由德国达姆施塔特房屋与环境研究所的沃尔夫冈•费斯特(Wolfgang Feist)博士和瑞典隆德大学的Bo Adamson教授提出了。它是指不需要主动能源,仅依靠被动收集来的能量(太阳、人体、家电及热回收装置等)就可以使房屋本身保持一个舒适的温度的建筑,1990年最早的一批被动式房屋在德国达姆施塔特建成。

被动式房屋的概念适用于世界各地,无论寒冷地区还是温暖地区都可建设被动式房屋。在我国哈尔滨、辽宁、江苏、北戴河、福建、河北、山东、湖南、青海等地区都有正在建设的被动式房屋项目,被动式房屋作为节能建筑的代表,正呈现出蓬勃发展的态势。截止至2012年全世界有37000座被动式房屋,在欧洲开展的研究也显示,被动式房屋建筑标准的实施对于控制全球气温变化、保障能源安全和减少能源枯竭具有相当大的潜在价值。

中国首座、世界最大被动式工厂全面开工

2014年8月10日世界最大的被动式工厂——森鹰被动式工厂隆重奠基,“世界被动式房屋之父”沃尔夫冈•费斯特(Wolfgang Feist)教授、国家住建部、省住建厅等相关领导出席了仪式。

据悉,森鹰被动式工厂位于哈尔滨双城区新兴工业园,占地面积近4万平方米,投资预算2.5亿元,由德国Rongen建筑事务所按照德国被动式房屋标准设计,预计三年建设完成,将成为中国首座、世界最大的被动式工厂。在建筑材料方面,森鹰被动式工厂采用节能极佳的建筑围护结构,最大限度的提高建筑保温隔热性和气密性,据悉建成后,工厂每平米采暖仅需18瓦热量;制冷需求则通过建筑设计即可完成,不需另行配置制冷设施。 此外,森鹰被动式工厂还通过利用自然通风、自然采光、太阳能辐射得热、光伏发电、地源热泵等“绿色”技术措施收集热量,尽可能低能耗的实现舒适的温湿环境和采光环境,工厂还拟利用车间屋顶3/4的面积建设2000千瓦分布式光伏电站,年发电量达240万度。在此基础上,森鹰被动式工厂还将安装耗电量非常低的“能量回收通风系统”,把废弃的热量保留下来的同时将室外新鲜的空气进行过滤、控温后引入室内,为员工提供舒适干净的空气。

初步计算,建成后,年总节省减耗520.8万元,年总CO2减排量420吨,森鹰被动式工厂的建设是超低能耗建筑的一大突破,落成后将在黑龙江省乃至全国范围内起到标杆示范作用,更为重要的是可以让人们更直观、更真切地感受到被动式窗以及被动式房屋的节能效果,对于促进被动式低能耗建筑产品的推广,推动建筑节能产业升级换代都将起到至关重要的作用。

被动式房屋的配套部件

作为建筑外围护的重要构件,窗户在建筑中发挥着重要的作用,也是实现节能的关键环节,研究显示,在整个建筑能耗中有50%的能耗来自窗,窗的保温隔热性直接影响整个房屋的节能效果,早在2011年,森鹰窗业就开始关注被动式房屋在全球及中国的发展进程,开始投入资金研发与被动式房屋配套的窗产品,2012年,森鹰推出了PASSIVE系列首款产品——PASSIVE 120,这是中国第一樘达到被动式房屋标准的窗产品,其整窗传热系数Uw值小于0.8,适用于寒冷地区,成功通过了德国被动式房屋研究院B级认证。并被评为“2012年度十大建筑节能新技术和新产品”。

此后森鹰不断钻研,精益求精,2014年推出了森鹰PASSIVE A+,由“绝热木材”(绝热材料与木材组合在一起的复合木材)组合而成的框体,使PASSIVE A+具有超高的保温隔热性能,整窗传热系数Uw值小于0.6,适用于严寒地区,通过了德国被动式房屋研究院A级认证,2014年4月沃尔夫冈•费斯特教授到访森鹰,亲自为PASSIVE A+颁发认证证书,费斯特教授表示“目前能达到A级标准的窗产品在世界范围内为数不多,森鹰作为唯一一家获得此项殊荣的中国窗企,在技术上成功实现了与国际接轨, 为中国被动式房屋的发展起到强有力的助推作用。”

产品主要参数

2014年6月森鹰PASSIVE系列新品推介会在北京盛大召开,来自国内外被动式房屋领域的专家、全国各地知名地产商以及森鹰经销商汇聚一堂,吸引众多媒体争相报道,森鹰窗业研发总工程师王勇,详细为大家讲解了PASSIVE 120的技术参数。

首先,木材是天然的保温材料,松木类的集成材导热系数λ值通常只有0.13,PASSIVE 120的集成木材厚度为68mm。根据德国IFT罗森海姆大学门窗研究中心的报告显示,采用68mm、78mm、92mm云杉集成材制成的纯木窗框体Uf值分别为1.21、1.08、0.99,可见单纯增加木材框体的厚度可以降低框体传热系数值,但是效率很低,所以PASSIVE120采用木塑复合技术以解决这个问题。

其次,多腔ABS塑料型材的导热系数λ值为0.18,多腔室的优化设计可以在最大程度上减少气体的对流,提高保温性能。因塑料型材本身属于非主受力构件,适当减少型材壁厚可以降低因热桥传导产生的能量损失。塑料型材和外铝以及木材的连接需要很好的工艺保证,这也是在工艺上有所突破的关键技术。框体四边嵌A级防火聚氨酯绝热材料,它的导热系数λ值为 0.035,在窗体上墙安装完毕后被外墙的保温板完全覆盖,最大程度地减少因边框及边框与洞口之间的部位产生的热能或冷能损失。

最后,框扇搭接的密封采用了四道密封胶条的设计,形成的3个密封腔室有利于减少气体的对流,整窗的气密性达到0.16。

通过检测,森鹰PASSIVE 120的技术指标均达到顶级标准。

凭借超级保温、超级防结露等特点,森鹰PASSIVE 120被列为科技部2013年度火炬计划的产业化示范立项项目,而“木塑铝多层复合框体高效节能窗关键技术研究”也被列为住建部2013年科学技术项目计划—研究开发项目(建筑节能与能源综合利用)立项项目。

森鹰助力中国被动式房屋发展

截止2013年底,森鹰PASSIVE 120已应用我国多个优秀的被动式房屋,为被动式房屋在我国的发展起到强有力的助推作用。

哈尔滨辰能溪树庭院被动式房屋——该项目是中国与德国能源署合作的被动式—低能耗建筑示范项目,也是目前世界上唯一一座在严寒地区施工建造的被动房住宅项目,并被列入国家住房和城乡建设部2011年科学技术项目计划。该项目全部采用森鹰PASSIVE 120窗产品,总用窗面积1784平方米。为最大限度保证保温性,最大程度上减小窗体与墙体之间连接处热桥的产生,在窗体安装中采取了特殊的施工工艺,包括整个外窗安装在结构墙体的外侧,与保温板平齐,外挂框体安装方式以及在窗框和洞口的连接处,室外侧及室内侧分别采用了两种不同的密封材料等特殊的工艺。

在浙江省湖州市朗诗长兴研发基地的布鲁克被动房项目——与德国被动房研究所、德国能源署合作设计,吸收德国被动房先进技术和理念,结合长三角地区气候特征进行适应性调整与创新研发,最终确立标准,成为第一栋夏热冬冷地区设计、建造的被动式住宅。该项目建筑面积2500平米,总用窗面积780平米,经过实测,布鲁克酒店的窗体指标及其他核心技术指标同步或优于德国被动房标准,成功取得德国被动房研究所被动式房屋的认证,布鲁克项目也成为了中国第一个同时按照绿建三星、德国DGNB和美国LEED认证标准实施的项目。

此外在2013年国际太阳能十项全能竞赛中,哈尔滨工业大学—美国新泽西大学组成的联合队、厦门大学代表队,在设计建筑作品时也应用森鹰PASSIVE 120,PASSIVE 120以其超高的防结露性能、超强的保温性能以及超高的降噪性能,助力两座别墅建筑作品均达到了零能耗的水平,成功进入决赛,并且均拿下前十名的优异成绩。

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