被動式超低能耗建築，實現環保與舒適

目前，建築節能問題已成為全社會普遍關注的重要話題之一。專家指出，面對日益嚴重的能源危機和環境污染，與普通的標準房屋相比，被動式房屋能耗更低、碳排放更少。同時，在解決南方地區集中供暖、推動產業轉型升級方面也將大有作為，是未來建築節能減排的重要途徑。

什麼是被動式房屋？

被動式房屋（即Passive House），也稱為被動式超低能耗房屋、被動屋等，是一種全新的節能建築概念，是指僅依靠建築本身的構造設計，就能達到舒適的室內溫度，滿足冬暖夏涼的要求，不需要單獨再安裝供暖設施的建築，即不需要「主動」提供能量的一種建築。

被動式房屋其內涵包括採用各種節能技術構造最佳的建築圍護結構，極大限度地提高保溫隔熱性能和氣密性，使熱傳導損失最小化；通過技術手段儘可能實現室內舒適的熱濕環境和採光環境；最大限度降低對主動式採暖和製冷系統的依賴，如充分利用室內生活熱量和可再生能源，實現舒適的居住環境，從而大大降低對一次能源的消耗。被動式房屋不僅適用於住宅，還適用於辦公建築、學校、幼稚園、體育館等。

被動式房屋是一種高效節能的建築和室內機電系統（採暖、製冷、通風和能源技術）最佳集成的結果，要求建築物必須在熱負荷、房屋氣密性和能源消耗等方面符合特定的標準。

傳統「主動」房vs新型「被動」房

傳統「主動」房屋以電、煤、氣等能源驅動暖氣或空調等提供熱或冷，且因未經特殊處理，會向屋外大量耗散，因此耗能嚴重。相反，新型「被動式」房屋一方面更多使用太陽能等清潔能源，降低對不可再生能源的依賴，另一方面大大提高房屋的隔熱氣密性，減少屋內外熱量交換，大幅降低房屋總能耗。

相對使用電、煤、氣等「主動」採暖/製冷技術的房屋，被動式房屋主要依靠不耗能的「被動」保溫技術來保持房屋內部適宜的居住溫度，從而達到「被動」節能的目的。

採用成熟的技術，兼容舒適、便宜、節能是這類房屋被推崇的原因。

材料、結構和設備等技術要求高

被動式建築關鍵技術參數對建築材料、結構和技術設備都提出了非常高的要求，其中控制性指標主要有兩套，一套是能耗指標，一套是室內舒適度指標。它的採暖熱需求、製冷熱需求都控制在每年每平方米15千瓦時；總的一次能源消耗每年每平方米也要小於120千瓦時。

被動式房屋關鍵技術要點包括高效的外保溫系統、被動式建築外窗、有高效熱回收裝置的新風系統、極佳的氣密性和無熱橋設計。

低能耗：比普通建築節能90%以上

高性能的外保溫、無熱橋設計、氣密性良好的外圍護結構這三大特徵，是影響被動房能耗的關鍵因素。被動式房屋與傳統建築相比能節約90%的能耗，較新型建築也能節約超過75%的能耗。按照被動式房屋設計要求，每平方米建築年採暖能耗不大於15千瓦時， 大約是我們目前國內節能建築採暖能耗的1/3。

世界上第一幢被動式建築是由德國設計改造的一幢普通三層居住建築，這棟建築在1991年經過節能改造以後投入使用，年終端耗能降低了約78%，實測結果除1992年因牆體升溫等原因略高之外，其餘各年均達到了被動式建築設計標準參數指標，特別是採暖技術指標均低於每年每平方米15千瓦時。

據住房和城鄉建設部科技與產業化發展中心國際合作處處長張小玲介紹，被動式房屋有最基本的要求，就是對能源利用達到了極致，對供熱需熱量、總一次能源需求、樓宇氣密性、超溫頻率都有要求。首先要帶有熱回收裝置的新風裝置，且熱回收效率要大於75%才能夠實現冬天靠自然隔熱就能使室內溫度達到20℃以上。

德國海德堡市2009年興建的新城區Bahnstadt，全部以可再生能源為原料的熱電廠供熱供電，配以地熱和生物質能，僅供熱一項便可減排二氧化碳56%。

實驗表明，建築面積為1萬平方米的被動式節能房，與普通住宅相比，每年減排二氧化碳103.43噸，年節約標準煤42.59噸。

張小玲為居住建築算了一筆賬，如果從現在開始全國新建居住建築都按照65%節能標準建造，房屋能源消耗會從目前的2億噸標準煤翻到2050年的4億噸。假如都按照被動式房屋標準建造，到2050年新建居住建築帶來的能耗增量僅僅為3600萬噸標準煤。

極低的能源消耗，使得被動式房屋大大降低了對非再生能源的依賴，再通過利用風能和太陽能等可再生能源，從而有效地減少二氧化碳的排放，改善大氣質量。

舒適性：室內維持在人體最適宜溫度

在降低能耗的同時，被動式房屋並未以犧牲舒適性為代價。相反，高性能的外維護結構就如同給整個房屋穿上了羽絨服，即使在嚴寒的冬天和炎熱的夏季也能保持室內溫度恆定。

同時，通過室內的新風系統提供足夠的、清潔的新鮮空氣，保證了室內空氣質量。

被動房四季的室溫可維持在人體最適宜的18℃～24℃之間，且在霧霾等污染天氣情況下，仍能保持室內空氣清潔，具有高保溫性、高氣密性、高舒適度以及高隔音性。

經濟性：具有長期成本優勢

為保證被動式房屋的質量，在初始建造過程需進行周密的設計以及採用高性能的建築組件，因此其建造費用會相對傳統建築較高一些。通常，被動式房屋建築成本比傳統房屋要高出5%～7%。

然而，縱觀建築的全壽命周期，由於被動式房屋極低的運營及維護費用，使得後期使用成本大大降低，具有長期成本優勢。

例如，在斯德哥爾摩以北80公里的kersberga建造被動式房屋，它的PHPP（被動房設計包）軟體計算供熱值每年每平方米只需要14.6千瓦時；在慕尼黑這種建築則更節能，每年每平方米只需要大約7千瓦時。

目前，新建住宅和公共建築普遍執行節能65%的標準（簡稱65%節能標準）。被動式低能耗房屋示範項目秦皇島的「在水一方」，相比65%節能標準，每平方米造價增加成本在600元左右。然而，這個項目每年可節約標煤547噸、減少二氧化碳排放1423噸、節約採暖費195萬元，節約帶來的經濟效益也很可觀。

此外，被動房還可以推動建築節能產品產業升級和產業轉型等。

新聞鏈接

北戴河打造「綠色建築」

由河北省秦皇島市北戴河新區投資、按照被動式住宅標準建設的團林實驗中學項目日前開工。作為全國首個以被動式住宅標準建設的中學，將會為超低能耗建築帶來示範效應。與此同時，北戴河新區也將成為綠色建築的展示窗口。

記者日前在團林實驗中學項目施工現場看到，項目基礎建設已完工，綜合教學樓主體建設正在進行當中。據項目負責人韓昌平介紹，在建的學校教學樓牆體由22厘米厚的基礎牆體和30厘米厚的保溫材料組成，這些材料可使房屋高度隔熱隔音。在密封環境下，通過熱回收系統使室內80%以上的廢氣轉換為熱能，並通過空氣新風系統將新鮮空氣過濾后引入室內，全年室內溫度基本維持在20℃～26℃之間。

團林實驗中學項目將於明年5月竣工，在基本不用空調和暖氣等能耗設施的前提下，師生們將在被動式建築內享受比冬季供暖、夏季開空調還舒適的教學環境。另外，被動式低能耗建築項目——北戴河新區大蒲河國小也於今年9月開工。

去年9月，住房和城鄉建設部與河北省政府在北京簽署《關於共建北戴河新區國家級綠色節能建築示範區合作框架協議》。協議規定，雙方將通過合作，以綠色節能建築為重點和特色，積極探索生態城市和綠色節能建築示範區的規劃建設模式，將北戴河新區打造成為濱海休閑旅遊度假勝地和生態宜居新區，成為展示綠色建築、生態產業發展水平的最佳窗口，融匯國內外建設新理念、新技術、新成果的最佳平台，發展循環經濟、建設環境友好型社會的最佳陣地，人與自然和諧相處、人文與生態輝映相融、歷史肌理與現代魅力並生共存的最佳樣板。

此後，北戴河新區圍繞綠色、生態、節能、低碳、人與自然高度和諧的理念實施開發建設，並完成《北戴河新區綠色建築專項規劃》，在全國率先提出區域發展綠色建築的標準、規模比例、審批流程等。目前，新區規劃展館暨公共文化活動中心項目已順利完成，並成為國內唯一獲得歐盟綠色建築認證的項目。除此之外，華貿蔚藍海岸、葡萄島、恆博華貿國際網球中心等一批在建項目正在按照綠色、低碳、節能、環保的理念實施建設。北戴河新區在綠色建築的新理念、新技術、新成果應用及推廣方面，已處於國內領跑狀態。

設計理念

被動式房屋建造有何要求？

首先是因地制宜。被動式房屋的概念適用於世界各地，無論寒冷地區還是溫暖地區都可建設，其基本原理是一致的。但在不同國家建設，不僅要考慮地區性氣候環境差異，還要根據現狀有針對性地調整技術手段和措施。

每個地區都有自己的氣候條件，被動式房屋應與之相適應。如在寒冷地區建設技術關鍵是牆體厚度和保溫層厚度，而在炎熱地區更重要的則是製冷方法，如遮陽、窗戶通風，以保證在夏天也能保持舒適的室內環境。任何被動式房屋的個性特點都要依據當地的氣候條件進行優化。

在中歐被動式房屋的建設有很多實踐經驗，如果其他地區只是簡單地進行拷貝，特別是保溫、窗戶、遮陽的節點設計，是不可行的。

每個地區也都有自身的建築傳統，有自身特有的建築材料。被動式房屋不是高科技技術與昂貴材料的堆砌，而是可以做到真正的普及，讓公眾消費得起。

海南當地有一種用來製作房蓋的草，這種草具有防腐、抗爛、遮陽效果特別好（太陽曬不透）、廉價等特性，完全可以達到被動式房屋的要求。

其次是更舒適，更節能。長江以南大部分建築是沒有供暖設施的，這樣雖極大地節省了能源，但人們的生活環境卻不很舒適，冬季凍傷較為常見，而被動式房屋追求的是，在低耗能的條件下得到極為舒適的生活環境。保溫窗、隔熱外圍護、熱回收裝置是被動式房屋的主要組成部分，從外表看，它和一般建築沒什麼區別，所以被動式房屋只是一個標準，並不是一個工藝方法。

前景展望

發展趨勢和存在的問題

被動式房屋是一條值得期待的節能環保之路，順應了新型城鎮化的建設需求。

據統計，截至目前，被動房已在黑龍江、河北、福建、新疆、山東等多個省份開始建造。

從2015年5月1日起，河北省住房和城鄉建設廳發布的《被動式低能耗居住建築節能設計標準》開始實施，這個標準是第一部有關被動式房屋的標準，同時也是世界範圍內繼瑞典《被動房低能耗住宅規範》之後的第二個被動式房屋標準。

同時必須承認，目前被動式房屋的發展還存在不少障礙，主要表現在建築節能標準水平較低；缺乏設計經驗；節能技術和建築能耗水平相對落後，相關技術領域存在空白；缺乏完善的低能耗建築發展保障激勵機制；施工質量以及建築運行的管理水平有待提高等方面。

但即便如此，被動式房屋健康、節能、舒適的特性，依然引起越來越多的關注，它迎合了各方的需求，也符合未來建築發展方向和趨勢。被動式房屋的推廣將大大緩解城市化進程中的能源和溫室氣體減排壓力。

世界第一座被動式高層辦公樓

RHW.2大樓是世界上首座獲得被動式房屋研究所（PHI）認證的被動式高層辦公大樓，大樓在設計前，充分考慮了外立面、連接件和機械系統的能效，設有雙層玻璃幕牆，並配有優化的外遮陽設備。白天利用日光照明，減少用電。採用光伏系統和供暖、製冷、發電一體化設備提供能源，並通過廢熱回收再利用來提供部分熱源，而部分冷源則通過與多瑙運河進行熱交換來實現。與傳統高樓相比，這棟大樓的冷、熱負荷降低80%，將能源消耗降到了最低限度。

世界最大被動式辦公樓

世界上最大的被動辦公樓Energon於2002年建於德國的烏爾姆，外形為曲面三角形的五層建築。無論從建築費用還是運行費用上，這棟樓都明顯低於普通辦公大樓，可見並非節能的被動房屋就意味著高費用。最初的設計是，這棟樓每年每平方米耗能是120千瓦時，實際上的節能效果甚至好於人們預測，僅為70千瓦時。在德國，普通辦公大樓建築費用為1200歐元/平方米，運行費用為每月2.5~3歐元/平方米。Energon被動辦公樓的建築費用只比普通大樓高200歐元/平方米，運行費用則是驚人的低，每月0.75歐元/平方米。

西北首個獲認證被動房項目

「幸福堡」是一棟地下兩層、地上六層的單體樓，是西北首個獲德國被動式建築研究所權威認證的「被動房」項目。其中，地下一層為商店，地上一層為飯店，其餘樓層為辦公區和住宅。與傳統的非節能建築相比，「幸福堡」的節能率達到90%以上，目前烏魯木齊市普通建築整個冬季的供暖能耗為每平方米15立方米燃氣，而「幸福堡」的能耗僅為每平方米1.5立方米燃氣。「幸福堡」項目的建成為冬季寒冷氣候條件下被動房建設提供了參考，有助於西北地區被動式房屋的標準制定和使用推廣。

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