被動(dòng)房之家
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德國(guó)海德堡列車新城被動(dòng)房城區(qū)規(guī)劃建設(shè)研究(下)

2019-02-20 10:12來源:綠色建筑研習(xí)社作者:盧求 德國(guó)可持續(xù)建筑委員會(huì)(DGNB)國(guó)際部董事、五合國(guó)際副總
文章附圖

本文為德國(guó)可持續(xù)建筑委員會(huì)(DGNB)國(guó)際部董事、五合國(guó)際副總盧求先生原創(chuàng)、版權(quán)所有。作者授權(quán)綠色建筑研習(xí)社微信公眾號(hào)發(fā)表此文。全文轉(zhuǎn)載或部分引用請(qǐng)注明作者姓名和文章名稱,文章標(biāo)題及內(nèi)容不得擅自修改,侵權(quán)須承擔(dān)法律責(zé)任。論文發(fā)表事宜請(qǐng)聯(lián)系作者:luqiu@www5a.com


導(dǎo)讀:德國(guó)海德堡列車新城是世界上已建成最大的被動(dòng)房項(xiàng)目,該項(xiàng)目不僅在被動(dòng)房領(lǐng)域獲得世界矚目,在可持續(xù)城市規(guī)劃開發(fā)、海綿城市建設(shè)等方面也取得突出成就。 盧求先生是德國(guó)可持續(xù)建筑及被動(dòng)房領(lǐng)域知名的專家,在研讀大量資料、多次現(xiàn)場(chǎng)考察的基礎(chǔ)上撰寫完成本文。


論文分上、下兩篇,上篇為海德堡列車新城規(guī)劃建設(shè)研究,包括城市空間規(guī)劃、交通規(guī)劃、能源規(guī)劃、被動(dòng)房建設(shè)、海綿城市建設(shè)、動(dòng)植物保護(hù)等內(nèi)容。


下篇為列車新城被動(dòng)房城區(qū)能耗研究,較詳細(xì)地分析了海德堡列車新城被動(dòng)房城區(qū)2014、2015年運(yùn)行能耗監(jiān)測(cè)報(bào)告,對(duì)其工作方法、能耗數(shù)據(jù)、報(bào)告結(jié)論等進(jìn)行了研究解讀。


下篇


海德堡列車新城被動(dòng)房城區(qū)

能耗分析研究


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圖1 海德堡老橋及老城。盧求攝



1 海德堡列車新城被動(dòng)房建設(shè)與能耗限值目標(biāo)


受海德堡市政府委托,德國(guó)被動(dòng)房研究院(PHI)對(duì)海德堡列車新城被動(dòng)房城區(qū)建成入住的七個(gè)地塊的建筑在2014、2015年期間的建筑運(yùn)行能耗情況進(jìn)行了分析研究,2017年公布了《海德堡列車新城被動(dòng)房居住建筑能耗監(jiān)測(cè)報(bào)告(Energie-Monitoring von Wohngebaeuden im Passivhaus-StadtteilHeidelberg-Bahnstadt 2016。(海德堡列車新城項(xiàng)目規(guī)劃與建設(shè)整體背景情況見本論文上篇。)


2.jpg圖2 海德堡列車新城規(guī)劃總圖。資料來源:海德堡城建局

海德堡列車新城項(xiàng)目從城市建設(shè)規(guī)劃方面要求116公頃用地之內(nèi)所有建設(shè)項(xiàng)目按照被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)建設(shè)。開發(fā)企業(yè)提交項(xiàng)目建設(shè)審批文件時(shí),須提供按照德國(guó)被動(dòng)房研究院PHPP能耗模擬軟件完成的計(jì)算文件,證明新建建筑采暖能耗小于15kwh/m2年,才能通過審批。


施工過程中,還有一套質(zhì)量監(jiān)督保證機(jī)制,努力保證被動(dòng)房技術(shù)措施能夠保質(zhì)保量、得以落實(shí),力爭(zhēng)建筑的采暖的實(shí)際能耗小于15kwh/m2年。對(duì)運(yùn)行能耗情況分析研究,旨在檢驗(yàn)海德堡列車新城被動(dòng)房建筑實(shí)際能耗情況,是否達(dá)到上述目標(biāo)。




2 能耗數(shù)據(jù)分析結(jié)果綜述


研究報(bào)告顯示,海德堡列車新城已經(jīng)入住的7個(gè)地塊(包括約1400套住宅及學(xué)生公寓,總面積近90000平米)的建筑實(shí)際采暖能耗平均值,2014年為14,9 kWh/(m2年),2015年為16.4 kWh/(m2年),該數(shù)值約為德國(guó)同類現(xiàn)存多層、集中供暖居住建筑(包含新建和既有建筑)采暖能耗平均值112 kWh/m2年(該數(shù)據(jù)來源為Techem 2013統(tǒng)計(jì)數(shù)字)的1/8。 2015年的采暖能耗值稍高,是因?yàn)?015年冬天氣溫較2014年低、且太陽輻射量較少導(dǎo)致。


上述7個(gè)地塊的熱能終端能耗量(Endenergie)(包括采暖、生活熱水、換熱站損失、管道損失、地下車庫坡道加熱等)2014年為55 kWh/(m2年) 和2015年為53 kWh/(m2年),比德國(guó)同類多層、集中供暖居住建筑減少約2/3, 意味著業(yè)主可以節(jié)約2/3的采暖和生活熱水費(fèi)用。


上述地塊居住建筑戶內(nèi)的平均用電量為17.9 kWh/(m2年),分擔(dān)公共區(qū)域用電量為8.6 kWh/(m2年),上述用電量包含新風(fēng)設(shè)備用電量。這一用電量相比德國(guó)同類建筑也是相當(dāng)節(jié)省的。


海德堡列車新城的這1400套住宅(含學(xué)生公寓),總面積近90000平米的被動(dòng)房能耗數(shù)據(jù)由于樣本數(shù)量較大,完全具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,說明不同的設(shè)施師、施工企業(yè),按照被動(dòng)房技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)建造的建筑完全能夠達(dá)到被動(dòng)房的節(jié)能目標(biāo),而且它們已經(jīng)達(dá)到德國(guó)和歐盟規(guī)定的2021年要求達(dá)到的近零能耗建筑標(biāo)準(zhǔn)。


此外入住2-3年的住戶普遍反映,建筑冬暖夏涼,對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量也表示滿意,天氣好時(shí)可以開窗通風(fēng),由于有新風(fēng)系統(tǒng),天氣不好時(shí)、特別是冬天夜晚關(guān)閉所有窗戶睡覺也有舒適充足的新鮮空氣。


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圖3 海德堡列車新城被動(dòng)房。盧求攝



3 單一地塊能耗研究方法的分析與解讀


在上一節(jié)“2.2.1能耗數(shù)據(jù)結(jié)果綜述”所引用的數(shù)據(jù),特別是建筑總能耗量是具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義、令人信服的。被動(dòng)房技術(shù)體系確實(shí)能夠在保證、甚至提高舒適性的前提下大幅度降低運(yùn)行能耗。


在對(duì)該報(bào)告進(jìn)行進(jìn)一步分析與研究過程中,可以發(fā)現(xiàn)許多細(xì)節(jié),對(duì)于我們?nèi)胬斫獗粍?dòng)房技術(shù)體系、 客觀權(quán)衡各種技術(shù)的優(yōu)劣與投資取向、正確設(shè)計(jì)和建設(shè)被動(dòng)房有重要參考意義。


本次研究工作由PHI與海德堡市政局合作完成、并得到歐盟相關(guān)機(jī)構(gòu)的資助。能耗研究的對(duì)象是海德堡列車新城建成入住的七個(gè)地塊的建筑(包含5個(gè)居住地塊834套住宅、2個(gè)學(xué)生公寓地塊564套公寓,共89675平米采暖面積),分析研究的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是海德堡市政局提供的2014、2015年的采暖能耗及2015年的用電能耗。


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圖4 列車新城2014年航拍圖,能耗研究的7個(gè)地塊就在照片中。資料來源:海德堡城建局

列車新城的居住建筑(含學(xué)生公寓)都是按被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),擁有集中或分戶式新風(fēng)系統(tǒng)和采暖設(shè)施。采暖熱源通過集中式市政供熱管線輸送到每家住戶。每個(gè)地塊(含2-5棟多層居住建筑、100多戶住宅)只有一個(gè)市政集中供熱管道和計(jì)量表。


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圖5 列車新城Z6地塊能源系統(tǒng)前期方案設(shè)計(jì)圖。每個(gè)地塊(含2-5棟多層居住建筑、100多戶住宅)只有一個(gè)市政集中供熱管道和計(jì)量表。資料來源:海德堡城建局

【筆者注:供熱管道進(jìn)入地塊建筑地下室換熱站之后,制備不同溫度的采暖(地暖用水、散熱器用水)和生活熱水。下一級(jí)熱耗計(jì)量設(shè)施是住戶內(nèi)部采暖和生活熱水用量計(jì)量表。但各戶采暖能耗表讀數(shù)除以各戶使用面積并不是住宅每平米采暖能耗,因?yàn)楣芫€傳輸損失等能耗沒有考慮進(jìn)去?!?/span>


海德堡市政局提供的是地塊總表每月耗熱量的讀數(shù)。而地塊熱力總表耗熱量的讀數(shù)是該地塊每月的總耗熱量,包括:

  • 采暖能耗

  • 生活用熱水能耗

  • 管道輸送損失能耗

  • 地塊換熱站損失能耗

  • 熱水存儲(chǔ)器熱損失能耗

  • 其他,如地下車庫入口坡道加熱能耗


從地塊總表月度耗熱量讀數(shù)不能直接分解出上述各分項(xiàng)能耗量,PHI是如何確定住宅采暖能耗的呢?計(jì)算方法如下:


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圖6 列車新城其中一個(gè)地塊城市集中供暖每月熱耗情況,換算成單位采暖面積年熱耗量


被動(dòng)房由于保溫和熱惰性能非常好,夏天不會(huì)出現(xiàn)采暖能耗,將夏季(6-9月)每月的熱耗平均值作為無采暖的基本熱耗值,如圖06某一地塊夏季基本能耗為3.72kWh/(m2月),圖中綠框上線對(duì)應(yīng)的能耗數(shù)值。圖06中綠框以上的能耗為采暖能耗量。圖6顯示列車新城中某一地塊全年能耗為67.9 kWh/(m2年),基本能耗(不含采暖能耗)為3.72 kWh/(m2月)x12個(gè)月= 44.6 kWh/(m2年)。


二者相減可以得到采暖能耗近似值為23.3 kWh/(m2年)。


但采用這種簡(jiǎn)化計(jì)算方法不夠準(zhǔn)確,會(huì)導(dǎo)致對(duì)供暖能耗量的過高估算,需要進(jìn)行一下修正,具體如下:


德國(guó)居住建筑夏季生活熱水能耗量比冬季低。同類建筑精細(xì)能耗監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示冬季生活用水能耗較上述數(shù)值高大約1-2 kWh/(m2年)(筆者注:德國(guó)上班族習(xí)慣每天早晨洗澡,不論冬夏,冬季由于自來水溫度較低,加熱到適宜洗澡的水溫需要較多的能量。廚房用熱水情況類似)。對(duì)德國(guó)路德維希港市一棟市政集中供暖多層住宅(12套住宅)能耗情況的詳細(xì)評(píng)估顯示,冬季生活用熱水較夏季生活用熱水能耗高約10%。對(duì)法蘭克福一棟19套住宅項(xiàng)目能耗評(píng)估顯示,冬季生活用熱水較夏季生活用熱水能耗高約29%。本項(xiàng)目評(píng)估該項(xiàng)選用修正系數(shù)10%。


集中地下車庫入口坡道加熱裝置冬季能耗情況類似項(xiàng)目數(shù)據(jù)顯示為0.1-0.3 kWh/(m2年)。


在其他被動(dòng)房項(xiàng)目能耗監(jiān)測(cè)過程中發(fā)現(xiàn),在5月份常常由于誤操作現(xiàn)象導(dǎo)致采暖設(shè)備開啟,甚至導(dǎo)致室內(nèi)溫度過熱的情況發(fā)生,統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示這一現(xiàn)象導(dǎo)致夏季采暖能耗數(shù)值在0.4-1.2 kWh/(m2年)之間,本項(xiàng)目取該項(xiàng)修正值0.7 kWh/(m2年)。


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圖7 海德堡列車新城被動(dòng)房。盧求攝

熱水分配管線傳輸過程中的熱損失量同管道外保溫情況、以及溫差成正向相關(guān)關(guān)系。市政熱力提供的熱水溫度長(zhǎng)年基本不變,冬季埋在土壤下部和地下室內(nèi)走向的熱水分配管線的熱損失量較夏季大,因?yàn)槎就寥罍囟群偷叵率沂覝剌^夏季低。


為獲得基本數(shù)據(jù),對(duì)本項(xiàng)目一個(gè)典型地塊進(jìn)行了研究,考慮到熱水分配管線在土壤下、和地下室走向的長(zhǎng)度、管線保溫情況、冬夏季溫差等因素,計(jì)算出冬季熱水分配管線較夏季熱損失多出1800 kWh/年,相當(dāng)于0.2 kWh/(m2年)。簡(jiǎn)單起見,其他地塊也按此數(shù)值計(jì)算。


考慮到上述修正因素,基本能耗(不含采暖能耗)值應(yīng)增加2.9-3.7 kWh/(m2年)。這樣更接近實(shí)際情況,該地塊修正后的采暖能耗值應(yīng)為:

23.3kWh/(m2年)– 3.3 kWh/(m2年) = 20.0 kWh/(m2年).




4 多個(gè)地塊能耗數(shù)據(jù)的研究方法與結(jié)論的分析解讀


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圖8 顯示的是所研究的地塊2014、2015年城市集中供暖管線耗熱量讀表數(shù)值換算到年平米能耗的數(shù)值。城市集中供暖管線耗熱量讀表數(shù)值包含(如上述)采暖、生活熱水、管線損失等能耗。

考慮到供暖面積因素之后的加權(quán)平均值為2014年54.6 kWh/(m2年),2015年為53.2 kWh/(m2年),2015年的平均值略低是因?yàn)檫@一年BS-05地塊加入研究范圍,而這一地塊的能耗數(shù)值較低。


除BS-05地塊外,其余地塊2015年能耗都略高于2014年,這是由于是因?yàn)?015年冬天氣溫較2014年低、且太陽輻射量較少導(dǎo)致。


9.jpg圖9 海德堡列車新城被動(dòng)房。盧求攝

按照上述方法,計(jì)算每一地塊夏季(6-9月)基本能耗值,總是選取夏季熱水能耗的平均值。之后按照上述方法進(jìn)行修正計(jì)算,計(jì)算得出的修正值在2.8-3.7 kWh/(m2年),并對(duì)每一地塊的基本能耗值進(jìn)行相應(yīng)修正。這種修正只是調(diào)整了地塊內(nèi)部不同領(lǐng)域的熱耗分配,并沒改變地塊的總熱耗量。


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圖10 為2014各地塊市政集中供暖能耗情況。根據(jù)第3節(jié)的計(jì)算方法,藍(lán)色為各地塊2014年建筑終端熱耗量(Endenergie),紅色為生活熱水+管線損失和熱水存儲(chǔ)器損失能耗量,綠色為采暖能耗量。虛線標(biāo)示地塊是2014年經(jīng)過1-3個(gè)月之后才住滿的地塊(部分入住地塊)。


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圖11 為2015各地塊市政集中供暖能耗情況。根據(jù)第3節(jié)的計(jì)算方法,藍(lán)色為各地塊2015年建筑終端熱耗量(Endenergie),紅色為生活熱水+管線損失和熱水存儲(chǔ)器損失能耗量,綠色為采暖能耗量。2015年新增了BS-05地塊的數(shù)據(jù)。


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根據(jù)PHI提供數(shù)據(jù),按照德國(guó)建筑節(jié)能條例EnEV規(guī)定的計(jì)算方法得出的建筑使用面積AN比按照被動(dòng)房規(guī)定的方法計(jì)算得出的建筑采暖面積要大一些。在本項(xiàng)目中,這一差值范圍在25-34%,取中間值28%。


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圖12 為2015各地塊市政集中供暖能耗情況。藍(lán)色為各地塊2015年建筑終端熱耗量(Endenergie),紅色為生活熱水+管線損失和熱水存儲(chǔ)器損失能耗量,綠色為采暖能耗量。但建筑面積不是按照被動(dòng)房采暖面積計(jì)算、而是按照德國(guó)建筑節(jié)能條例EnEV建筑使用面積計(jì)算,因此每平方米建筑能耗值更低一些。這一數(shù)值可以與其他項(xiàng)目能耗數(shù)據(jù)更好進(jìn)行比較,在PHI的報(bào)告中沒有再做進(jìn)一步研究討論。

分析數(shù)據(jù)可以看出,不同地塊的城市集中供熱總能耗和采暖能耗所占比例數(shù)據(jù)差別較大,而2014年及2015年每個(gè)地塊自身能耗情況、及能耗比例大體維持不變。PHI認(rèn)為導(dǎo)致這樣的結(jié)果的原因可能是:

  • 不同的使用功能(住宅和學(xué)生公寓)或住宅戶型不同的大小

  • 住戶使用偏好(室內(nèi)溫度的設(shè)定,生活熱水使用量)

  • 建筑設(shè)備以及輸配管線的不同(管線長(zhǎng)度、管線保溫措施、換熱站性能、熱水儲(chǔ)水器的大小和質(zhì)量)

  • 建筑設(shè)備的控制系統(tǒng)(給水回水溫度設(shè)定、控制系統(tǒng))

  • 建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)及氣密性等

由于每個(gè)地塊的住戶數(shù)量超過100戶,個(gè)別住戶個(gè)人因素導(dǎo)致的過高或過低的能耗對(duì)整個(gè)地塊平均能耗數(shù)值影響較微小,因此不同地塊建筑能耗的差別,應(yīng)該是建筑本身(建筑設(shè)備系統(tǒng)和建筑為圍護(hù)結(jié)構(gòu))造成的。


對(duì)比PHI在法蘭克福等地其他被動(dòng)房住宅項(xiàng)目的能耗情況研究,海德堡列車新城住宅建筑分項(xiàng)能耗能情況與其他項(xiàng)目非常接近,這類建筑采暖能耗占市政集中供熱總消耗量的33%。在列車新城項(xiàng)目中,采暖能耗2014年占20%-36%,2015年占22%-38%。


PHI認(rèn)為本項(xiàng)目的中輸配管線和熱水存儲(chǔ)器熱還有優(yōu)化空間,特別是那兩個(gè)總能耗較高、在70 kWh/(m2年)左右的地塊。


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圖13 海德堡列車新城被動(dòng)房。盧求攝


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圖14   2015年地塊生活熱水、管線損失及熱水儲(chǔ)水器能耗(不含采暖能耗)

2015年地塊生活熱水、管線損失及熱水儲(chǔ)水器能耗值在19-48kWh/(m2年),考慮到面積因素的加權(quán)平均值為36.7kWh/(m2年)。

設(shè)計(jì)和模擬計(jì)算邊界條件、與房屋建成后實(shí)際氣候情況和使用條件不可能完全一樣。因此被動(dòng)房設(shè)計(jì)采暖能耗為15 kWh/(m2年),實(shí)際運(yùn)行能耗不可能正好是15 kWh/(m2年)。


通常情況下,被動(dòng)房的冬季的室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度為20oC,當(dāng)住宅冬季室內(nèi)溫度為21 oC時(shí),采暖能耗一般增加15%,相對(duì)比例數(shù)值看起來較大,實(shí)際冬季室內(nèi)溫度每增加1 oC對(duì)應(yīng)能耗增加值約為2 kWh/(m2年)。


根據(jù)PHI對(duì)其他被動(dòng)房建筑使用及能耗情況監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),被動(dòng)房住宅用戶冬季室內(nèi)溫度平均設(shè)定在21.5oC,意味著實(shí)際采暖能耗比設(shè)計(jì)溫度為20 oC時(shí)的計(jì)算能耗值多3 kWh/(m2年)。


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圖15   列車新城 2014、2015年 各研究地塊單位面積建筑采暖能耗情況。紅色為2014年數(shù)據(jù)。橙色為2015年數(shù)據(jù)。紅色虛線為2014年單位面積建筑采暖平均能耗值14.9kWh/(m2年),橙色虛線為2015年單位面積建筑采暖平均能耗值16.4 kWh/(m2年)。

被動(dòng)房建筑,由于采暖能耗值很低,因而個(gè)別地塊、個(gè)別住宅實(shí)測(cè)能耗值高于或低于平均值50%以上屬正常現(xiàn)象,在其他被動(dòng)房項(xiàng)目上的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)也印證了這一現(xiàn)象。這同時(shí)也說明,單套住宅的能耗數(shù)據(jù)、無論高低,都不具有普遍意義,只有較大數(shù)量的住宅能耗數(shù)據(jù),才具有說服力。




5 列車新城住宅電耗情況


PHI得到海德堡市政局提供的、2015年上述8個(gè)地塊中6個(gè)地塊1200多塊智能電表的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)包含住宅及學(xué)生公寓的電表、公共區(qū)域及地下車庫電表2015年每月的數(shù)據(jù)。出于保護(hù)隱私考慮,電表數(shù)據(jù)只精確到電表所在建筑或單元門號(hào)的信息,無法對(duì)應(yīng)到某一住戶的用電數(shù)據(jù)。


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圖16   列車新城城區(qū)中使用的智能電表。資料來源:PHI


上述電表對(duì)應(yīng)33棟建筑或建筑單元,將每個(gè)單元的用電值除以該部分的建筑面積(被動(dòng)房采暖面),可以計(jì)算出單位面積用電情況。除去建筑底層有少量咖啡、面包店、發(fā)廊、銀行小型營(yíng)業(yè)部等用房以外,其余面積全部為居住功能。

計(jì)算得出住戶用電情況(不含公共部分用電)為11.5-20.4 kWh/(m2年),面積加權(quán)平均值為17.9 kWh/(m2年)。


公共部分用電(包括樓梯間、地下室、室外照明,水泵、集中新風(fēng)、電梯用電等)由公共部分電表計(jì)量,不同建筑樓棟之間數(shù)值差別很大。聯(lián)排式住宅的公共用電數(shù)值最少,原因是聯(lián)排式住宅的新風(fēng)、庭院照明是通過戶內(nèi)電表計(jì)量,同時(shí)也沒有電梯耗電。


公共部分用電量在0.7-15.4 kWh/(m2年),由于原始數(shù)據(jù)不精確,無法進(jìn)一步細(xì)化分析。


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圖17   2015年列車新城 33棟建筑或建筑單元住宅用電(不含公共部分用電、聯(lián)排住宅包含新風(fēng)設(shè)備用電)


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圖18   2015年列車新城 33棟建筑或建筑單元單位面積用電(含住宅內(nèi)部及公共區(qū)域用電,但不含地下車庫用電),考慮到建筑面積因素的加權(quán)平均值為26.3 kWh/(m2年)。相比住宅內(nèi)部用電.公共部分單位建筑面積平均用電量增加8.4 kWh/(m2年)

地下車庫用電

只有5個(gè)地塊上建筑地下車庫用電(地下車庫的照明、通風(fēng)、門閘等)有單獨(dú)電表記錄的數(shù)據(jù),另一地塊地下車庫用電量數(shù)據(jù)缺失。為了使車庫用電量方便與其他用電量比較,建筑面積也采用所在建筑或建筑單元采暖面積。


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圖19 2015年列車新城5個(gè)地塊地下車庫用電量量平均到單位居住采暖面積的數(shù)值。數(shù)值分布在1.6-4.7 kWh/(m2年)之間。 考慮到面積因素的加權(quán)平均值為3.3 kWh/(m2年)


德國(guó)能源與水資源聯(lián)合會(huì)(BDEW)2013年的一份報(bào)告中給出了德國(guó)家庭平均用電情況數(shù)據(jù)(不含電熱水器、及電采暖設(shè)備用電),結(jié)合德國(guó)聯(lián)邦統(tǒng)計(jì)局[DESATIS]2013年居住建筑面積數(shù)據(jù)(3及3戶以上集合住宅),得出1人戶用電量為29.4 kWh/(m2年)、4人戶用電量為43.9 kWh/(m2年)


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圖20 列車新城建筑用電量情況與德國(guó)住宅平均用電量比較。橫軸為每戶人數(shù)(列車新城項(xiàng)目缺少每戶人員數(shù)據(jù),取均值),縱軸為單位建筑面積用電量。紅色粗虛線為列車新城平均戶內(nèi)用電量17.9 kWh/(m2年),黃色虛線為包含公共區(qū)域的用電量26.3 kWh/(m2年)。綠點(diǎn)分別為德國(guó)住宅平均用電量情況,從左到右分別是1人戶到5人戶住宅,用電量在29.4 kWh/(m2年) – 43.9 kWh/(m2年)之間,德國(guó)住宅新風(fēng)能耗大體在4kWh/(m2年)左右。集中式新風(fēng)比此數(shù)值略高,戶式新風(fēng)比此數(shù)值略低。


列車新城建筑、即使包含新風(fēng)和公共區(qū)域、用電量整體較低,原因主要有3方面:

  • 采用較先進(jìn)的用電設(shè)備、采用節(jié)能的用電器具及照明燈具。

  • 海德堡政府為列車新城住戶進(jìn)行的節(jié)電宣傳、指導(dǎo)發(fā)生作用。

  • 住宅戶型面積較大。


同時(shí)對(duì)每月用電數(shù)據(jù)分析可以看出,夏季比冬季用電量減少15.6%。可能的原因是冬季需要較多的照明用電,冬季呆在住宅室內(nèi)時(shí)間長(zhǎng)、家用電器用(電腦、電視)電量增加。


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圖21 海德堡列車新城被動(dòng)房。盧求攝




6 列車新城能耗情況研究報(bào)告結(jié)論探討與啟示


1)海德堡列車新城被動(dòng)房城區(qū)能耗實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)研究結(jié)果顯示,已經(jīng)入住的7個(gè)地塊(包括約1400套住宅及學(xué)生公寓,總面積近90000平米)的建筑實(shí)際采暖能耗平均值,2014年為14,9 kWh/m2年,2015年為16.4 kWh/m2年,達(dá)到被動(dòng)房采暖能耗的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求,對(duì)比2013年德國(guó)現(xiàn)存同類建筑(150萬套集合住宅能耗數(shù)據(jù),含新建和既有建筑)平均采暖能耗量112 kWh/m2年,節(jié)能87%。相對(duì)于德國(guó)現(xiàn)行新建建筑節(jié)能條例EnEV2014所要求的采暖能耗指標(biāo)約60 kWh/m2年,節(jié)能75%。

2)在其他被動(dòng)房住宅項(xiàng)目冬季實(shí)測(cè)室內(nèi)溫度平均值為21.5oC,比被動(dòng)房室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度20 oC高1.5 oC、能耗相應(yīng)增加3 kWh/(m2年),考慮到這一因素,海德堡列車新城被動(dòng)房城區(qū)建設(shè)可以說達(dá)到并超過了被動(dòng)房采暖能耗的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。

3)由于實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)有限(只有地塊城市集中供熱表每月讀數(shù)、且該數(shù)據(jù)包含采暖、生活熱水、管線熱損失),上述單位采暖面積能耗是在參考其他項(xiàng)目實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上、計(jì)算得出的。此次能耗數(shù)據(jù)研究只是初步分析(Minimal monitoring),結(jié)果并不精確。

4)相對(duì)來說,這7(8)個(gè)地塊單位面積平均熱耗量(含采暖、生活熱水、管線熱損失)2014年為55 kWh/m2年 和2015年為53 kWh/m2年是非??煽?、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。計(jì)算得出其采暖能耗在15 kWh/(m2年)左右,而生活熱水及管線損失熱耗量平均值為36.7kWh/(m2年),超過被動(dòng)房采暖能耗的2.4倍,因此在這一領(lǐng)域也是被動(dòng)式建筑節(jié)能的重點(diǎn)。筆者認(rèn)為,如果采用高品質(zhì)的太陽能熱水系統(tǒng),并放棄集中供暖系統(tǒng)(不會(huì)產(chǎn)生戶外管線熱損失),建筑能耗還有可能大幅降低。

5)其他被動(dòng)房實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,新風(fēng)能耗平均為4 kWh/(m2年),考慮到這個(gè)因素,列車新城被動(dòng)房整體能耗也是非常低的,同時(shí)保證了全年室內(nèi)健康新風(fēng),明顯提高了住宅的健康舒適度。列車新城即使按采暖加新風(fēng)總能耗15+4 =19 kWh/(m2年),相比德國(guó)現(xiàn)行EnEV2014節(jié)能條例所要求的采暖能耗指標(biāo)也節(jié)能約68%。

6)列車新城是按照被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的項(xiàng)目,但為保證特殊氣候條件下的舒適度要求,也安裝了常規(guī)采暖設(shè)施(地暖或散熱器),近期采用城市燃煤集中供熱,中期將轉(zhuǎn)換為生物質(zhì)(木屑)燃燒供熱。

7)雖然PHI得到的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相當(dāng)有限和模糊,但德國(guó)工程師運(yùn)用客觀、簡(jiǎn)便的方法,層層剝離、剔除掉干擾因素,得出基本令人信服的結(jié)論,其工作方法有啟發(fā)性。

參考文獻(xiàn):

  • www.heidelberg-bahnstadt.de

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  • 《BaugebietBahnstadt in Heidelberg-St?dtebaulichesEnergieund W?rmeversorgungskonzept》Ing.Buero EBOEK

  • 《Energie-Monitoring von Wohngebaeuden imPassivhaus-Stadtteil Heidelberg-Bahnstadt 2016》PHI

  • 《Energie Kennwerte 2016》Techem


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