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被動房技術(shù)在養(yǎng)殖場的應(yīng)用

發(fā)布時間 : 2019-08-10  瀏覽次數(shù) : 1195 次

      全世界第一棟被動房于1999年在德國建成,這種房屋建筑成本僅比普通房屋高 7%,但運行成本非常低,利用太陽能供熱,供電可自給自足, 一戶80㎡建筑每年的供暖、供水、供電僅為114歐元。


      “被動房”在中國的學(xué)名被稱為“被動式超低能耗綠色建筑”,通過采用各種節(jié)能技術(shù)構(gòu)造最佳的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu),最大限度地提高建筑保溫隔熱和氣密性,使建筑對采暖和制冷需求降到最低,依靠太陽輻射、地?zé)岬仍鰷睾徒ㄖ覂?nèi)人體和設(shè)備的散熱, 來維持室內(nèi)舒適的溫度,可降低建筑能耗90%以上。 


      “被動房 ”的建筑方式不受樓宇類型的限制,包括辦公樓宇、住房、校舍、體育館以及工業(yè)用房。因此普通建筑可以通過改建達(dá)到“被動房”的標(biāo)準(zhǔn)要求,具有廣泛的實踐意義。目前共計有6000多棟被動房在德國、奧地利、瑞士和意大利投入使用。


      漢堡之家是中國境內(nèi)首座獲得認(rèn)證的“被動房”,是上海世博會德國漢堡館?!皾h堡之家 ”每平米1年消耗相當(dāng)于50°電的能量, 僅相當(dāng)于普通辦公樓的 1/4 。它在屋頂上安裝的光能利用設(shè)備可以提供建筑所需電能的90%,而地源熱泵裝置則為整個建筑的制冷和供暖供給能量。


      被動式建筑概念的核心標(biāo)準(zhǔn)包括:


      1、能耗需求標(biāo)準(zhǔn)是15千瓦小時每年每平方,即保持室內(nèi)溫度在22-26 ℃的恒溫區(qū)間內(nèi),制熱和取暖需求為每年每平方消耗不多于15度電。


      2、采暖( 制冷) 、生活熱水和家庭用電的能源消耗≤120 kWh/( 平方米每年 )


      3、氣密性:n50≤ 0.6/h


      (1)更加節(jié)能。建筑物全年供暖供冷需求顯著降低,嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)建筑節(jié)能率達(dá)到90%以上。與現(xiàn)行國家節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)相比,供暖能耗降低85%以上;


      (2)更加舒適。建筑室內(nèi)溫濕度適宜;建筑內(nèi)墻表面溫度穩(wěn)定均勻,與室內(nèi)溫差小,體感更舒適;具有良好的氣密性和隔聲效果,室內(nèi)環(huán)境更安靜;


      (3)更好空氣品質(zhì)。有組織的新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計,提供室內(nèi)足夠的新鮮空氣,同時可以通過空氣凈化技術(shù)提升室內(nèi)空氣品質(zhì);


      (4)更高質(zhì)量保證。無熱橋、高氣密性設(shè)計,采用高品質(zhì)材料,精細(xì)化施工及建筑裝修一體化,使建筑質(zhì)量更高、壽命更長。


      超低能耗建筑(被動房)的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在:


      注:①表中 m2 為套內(nèi)使用面積,套內(nèi)使用面積應(yīng)包括臥室、起居室(廳) 、餐廳、廚房、衛(wèi)生間、過廳、過道、儲藏室、壁柜等使用面積的總和; 


      ②WDH20(Wet-bulb degree hours 20 )為一年中室外濕球溫度高于20 ℃時刻的濕球溫度與20℃差值的累計值(單位:kKh); 


      ③DDH28(Dry-bulb degree hours28 )為一年中室外干球溫度高于28℃時刻的干球溫度與28℃差值的累計值(單位:kKh); 


      ④N50即在室內(nèi)外壓差50Pa 的條件下,每小時的換氣次數(shù)。


      “被動房”建筑經(jīng)過歐洲國家不斷研究與實踐,已經(jīng)發(fā)展出比較成熟的設(shè)計、建造和評價體系。從歐洲國家的經(jīng)驗來看,“被動房”建筑的造價明顯低于其他高技術(shù)節(jié)能建筑, 而且隨著需求的增加和相關(guān)產(chǎn)品的普及,其生產(chǎn)成本的優(yōu)勢會越來越大。


      “被動房”的基本理念和技術(shù)策略在我國是完全可以實現(xiàn)的。我國在節(jié)能建筑的政策法規(guī)、規(guī)劃設(shè)計、建造施工以及建筑材料的研發(fā)生產(chǎn)上已經(jīng)具備一定的基礎(chǔ),歐洲“被動房”建筑要求的材料和設(shè)備大多數(shù)在我國都有相同或者類似的產(chǎn)品。建筑師需要在運用“被動房”基本理念的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國的實際情況,創(chuàng)造性的設(shè)計出符合我國國情的“被動房”建筑,為可持續(xù)建筑的發(fā)展增加新的亮點。


      被動房技術(shù)在養(yǎng)殖場的應(yīng)用(以豬舍為例): 


      首先,被動式建筑需要新風(fēng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能在房間的氣密性比較好的條件下,將屋外的空氣通過過濾、加濕或者除濕輸入房間,改善房間空氣,同時保持房間的恒溫。


      第二個重要的因素是氣密性。 


      安全豬舍首先在設(shè)計階段,采用國際流行 BIM(建筑信息模型)軟件,對豬舍進(jìn)行全面構(gòu)件優(yōu)化,確保豬舍能夠在安全、健康、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等各方面發(fā)揮最大價值,提高客戶綜合競爭實力。


某母豬繁殖基地BIM設(shè)計圖

      (1)氣密保溫:豬舍墻體混凝土預(yù)制結(jié)構(gòu),內(nèi)嵌門框窗框及保溫板,在工廠制造過程中全面到位的細(xì)節(jié)處理,使得豬舍完全滿足氣密隔溫要求。厚度16cm的預(yù)制墻體其保溫性能約相當(dāng)于 250cm 厚的磚墻。


      依托于豬舍良好的隔熱性能,夏季可以不再采用低溫差、高風(fēng)速、大風(fēng)量的傳統(tǒng)濕簾風(fēng)機(jī)降溫通風(fēng)設(shè)計,大大減少空氣過濾量以及尾氣排放量,降低生物安全風(fēng)險,降低環(huán)保初投資及后期耗材費用。


      豬舍采用大溫差、低風(fēng)速、小風(fēng)量的集中通風(fēng)設(shè)計,一棟豬舍僅有一個進(jìn)風(fēng)口和一個排風(fēng)口。進(jìn)風(fēng)口采用雙層過濾(G4+L9),可排除99.8% 大于0.2微米的顆粒。大溫差帶來的新風(fēng)量僅需滿足0.35m3/kg/h 的換氣需求,大大低于傳統(tǒng)隧道式通風(fēng)夏季最小換氣量3m3/kg/h。通風(fēng)量的降低可有效減少豬舍內(nèi)外空氣熱交換的能量損耗,有效控制舍內(nèi)環(huán)境;同時還可減少空氣過濾器的初投資和后期運行的耗損,大大降低初投資成本及運行成本。


      (2)壽命長:抗?jié)B防裂、耐高壓沖洗、堅固耐用、防火等級高、使用壽命長達(dá)50年。


      (3)再利用:各種構(gòu)件均可以拆卸回收利用,異地搬遷重建,符合綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。


      (4)低成本:墻體施工現(xiàn)場減少周轉(zhuǎn)材料使用數(shù)量,減少建筑垃圾和能耗都能減少一半以上,綜合性價比優(yōu)越。


      (5)快捷:安裝方便快捷,建筑構(gòu)件由車間直接生產(chǎn)加工完成,質(zhì)量可控,現(xiàn)場的裝配作業(yè)量,比原始現(xiàn)澆作業(yè)量大大減少,施工時間加快30%。


      6)尾氣凈化 :在降低尾氣排放量的基礎(chǔ)上,豬舍采用核工業(yè)廢氣清洗技術(shù)理念,豬舍通過集中通風(fēng)、尾氣清洗設(shè)計,可有效減少尾氣中70%的灰塵、50%的氨含量和55%的臭氣。尾氣量的減少可同時減少舍內(nèi)溫度的損耗,減少廢氣處理難度,整體節(jié)省40%的能源消耗。

豬舍組成部分剖面圖


      (7)環(huán)境可控:糞便處理系統(tǒng)的階段性固液分離可以在豬舍內(nèi)將糞便尿液直接分離。從而控制氨氣在豬舍里的形成;氨氣(酸化環(huán)境的氣體)及氧化亞氨(溫室效應(yīng)氣體)排放量要減少45%-50%。糞便處理系統(tǒng)定時工作,一天內(nèi)多次將糞便及時處理出豬舍外部,減少有害氣體及病菌的揮發(fā),同時可有效降低豬舍內(nèi)部 20% 的潮濕度。通過糞污排放改善豬舍內(nèi)部環(huán)境, 使得豬可減少58%的胸膜肺炎、料肉比減少0.12、生長率每日增加30克。


      種養(yǎng)結(jié)合:刮出的糞便直接進(jìn)入發(fā)酵罐,通過高溫好氧發(fā)酵, 糞便中 85%的氮都是有機(jī)形式,這種氮在發(fā)酵中保留下來?;厥占S便中可保留90% 的磷,55%的氮,45%的鉀;尿液中的氮氣容易揮發(fā),通過在儲液池中加裝曝氣裝置, 經(jīng)處理后直接還田。


采用了被動房技術(shù)的安全豬舍為中國養(yǎng)殖行業(yè)的健康發(fā)展開辟了一條新路,在非瘟的情況下更加具有推廣價值。


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