采暖技术

德国的低能耗建筑和被动房采暖方式以被动式为主兼具优化主动式采暖系统。对于被动房,当采暖负荷低于10W/m2 ,通过带有热回收装置的新风系统加热新风,即可以满足室内的采暖需求而不再需要常规的取暖。

HeizungstechnikHeizungstechnik

Die Heizmethoden von deutschen Niedrigenergiehäusern und Passivhäusern sind mit dem aktiven Heizungssystem meistens passiv. Wenn der Wärmebedarf beim Passivhaus weniger als 10W/m2 ist, wird die Frischluft durch das Frischluftsystem mit Wärmerückgewinnung erwärmt, so dass der Wärmebedarf des Raumes ohne konventionelle Heizung erfüllt wird.

(1)被动式采暖技术

被动式采暖技术就是通过建筑朝向、周围环境布置、建筑材料选择和建筑平、立面构造等多方面的设计,使建筑物在冬季能最大限度地利用太阳能采暖而夏季又不至于过热。主要方式是加大房间向阳立面的窗,如做成落地式大玻璃窗或增设高侧窗,让阳光直接进到室内加热房间。采用这种被动式太阳能技术的前提是窗户密封性较高,并配有保温窗帘或保温窗扇板防止夜间从窗户向外的热损失。

(1) Passive Heizungstechnik

Passive Heizungstechnik macht das Gebäude durch die Konstruktion von der Gebäudesorientierung, der Umgebungsanordnung, der Auswahl der Baumaterials und dem Fläche- und Fassadenbau usw, so dass im Winter die Sonnenenergie maximal benutzt wird, aber im Sommer nicht so heiß. Die wichtigste Methode ist, das Fenster auf der sonnigen Seite zu vergrößern, wie z.B. große Fenstertüren oder hohe Seitenscheiben zu installieren, so dass die Sonne ins Zimmer geht, um das Zimmer zu heizen. Mit dieser passiven Solartechnik soll man eine Voraussetzung beachten, dass die Abdichtung von Fenstern hoch ist und dabei Isolierungsvorhängen oder Dämmplatte installiert werden, um den Wärmeverlust vom Fenster in der Nacht zu verhindern.

 

(2)主动式采暖技术和设备

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能量回收通风系统 ERV (Energy recovery ventilation),安装施工现场局部

①与带热回收新风系统结合的采暖

当被动房采暖热负荷低于10W/m2 ,可以采用带热回收的通风系统进行采暖。从厨卫区域(浴室、厕所、厨房)中抽出的废气要先流经热交换器。在这里,废气近90%的热量会被吸收掉并传导给新风,然后废气被排出。新风通过进风口进入室内,经过过滤器,然后到达热交换器进行预热送入到房间。

在有些情况下,新风在到达热交换器前还要经过一段长距离的“地热交换器”,即安装在地下1.5m-2m左右的管网,新风便可以吸收地下存储的热量。通过地热交换器预热后,外面空气温度可由-15℃升至0-5℃。这样不仅可以防止热交换器进气风扇的截流阀或开关控制结霜,也可大大提高冬天通风排气设备的效率。有些通风系统还装有电除霜保护加热系统和后加热器(post heater),以保证热交换的稳定性,避免热交换器结冰。德国环保局的办公楼使用的地热交换器目前是世界上最大的,地热交换器埋于地下深至3米,管道长度(从进气口到通风系统)长达6公里。

在最冷的天气,被动房每平米的最大采暖需求达到10W。可以利用高效的采暖设施进行辅助加热,如冷凝式锅炉、木屑燃烧锅炉、带热泵和储热罐的通风供暖和热水成套设备。

热水系统

 

(2)  Aktive Heizungstechnik und -anlage

①Heizung durch das Frischluftsystem mit Wärmerückgewinnung

Wenn die Wärmebelastung vom Passivhaus weniger als 10W/m2 ist, kann es durch die Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung geheizt werden. Das aus dem Badezimmer- und Küchenbereich (Bad, Toilette, Küche) ausgepumpte Abgas geht zuerst durch den Wärmetauscher, wo fast 90 % der Wärme vom Abgas entnommen und dann an die Frsichluft übertragen wird. Und das Abgas wird danach ausgestoßen . Die Frischluft geht durch den Einlaß ins Haus und dann durch den Filter. Danach erreicht die Frischluft  den Wärmetauscher und wird nach dem vorwärmen ins Zimmer gebracht.

Auf einigen Fällen geht die Frischluft durch eine lange Strecke von Erdwärmetauscher, das unter dem Boden installierte Rohrleitungsnetz mit einer Länge von 1,5-2m, bevor sie den Wärmetauscher erreicht, so dass die Frischluft die unterirdisch gespecherte Wärme absorbieren kann. Nach dem Vorheizen des Wärmetauschers kann die Außenlufttemperatur von -15 ℃ auf 0-5 ℃ steigen. Dies kann nicht nur die Verflüssigung vom Ansauglüfter des Wärmetauschers verhindern, sondern auch die Effizienz von Lüftungsanlagen erhöhen. Bei einigen Lüftungsanlagen gibt es noch das Elektroheizungssystem und die Post-Heizung (post-heater), so dass die Einfrierung des Wärmetauschers vermieden und die Stabilität des Wärmtausches gewährleistet werden kann. Der Erdwärmetauscher von der deutschen Umweltbundesamt ist derzeit auf der Welt am größten, der unter dem Boden mit einer Tiefe von 3 Metern installiert wird. Die Länge von den Rohrleitungen (von dem Lufteinlaß bis zu dem Lüftungssystem) beträgt 6 km.

In der kalten Jahreszeit erreicht der Passivhauswärmebedarf pro Quadratmeter 10W.  Zusätzlich können effiziente Heizungsanlagen Beiträge machen, wie Brennwertkessel, Holzkessel, eine gute Ausrüstung mit Wärmepumpen und Wärmespeichern zur Lüftung,  Heizung und Versorgung des Warmwassers.

② 利用可再生能源的采暖系统

Heizungssystem mit regenerativen Energien可再生能源系统包括太阳能采暖系统和浅表地能热泵采暖系统。欧洲国家很多采用地源热泵技术辅助太阳能系统为低能耗建筑供热或被动房辅助供热。地源热泵的末端采暖系统通常是辐射式采暖系统如地板辐射采暖系统或楼板埋管系统。

②Heizungssystem mit regenerativen Energien

Das Erneuerbarenergiesystem umfasst das Solarenergiesystem und das Erdwärmepumpenssystem auf der Erdoberfläche. In Europa ist das Solarenergiesystem mithilfe der Erdwärmepumpenstechnik dafür verantwortlich, die Niedrigenergiehäuser und Passivhäuser zu heizen. Am Ende der Erdwärmepumpen ist meistens das Strahlungsheizungssystem, wie das Fußbodenheizungssystem oder das Bodenrohrsystem.