【摘要】被動(dòng)房作為發(fā)達(dá)國家探索建筑節(jié)能的一種建筑形式，也引起國內(nèi)建筑行業(yè)的關(guān)注。通過提高建筑的節(jié)能減排，不僅能夠降低能源消耗，也能提供更加舒適的建筑環(huán)境。文章通過對(duì)被動(dòng)房的簡要論述，意在提高行業(yè)人員對(duì)建筑節(jié)能技術(shù)的認(rèn)知，并給出節(jié)能構(gòu)造的要點(diǎn)，為建筑行業(yè)的節(jié)能技術(shù)推廣添磚加瓦。

　　1引言

　　1.1研究被動(dòng)房的意義

　　當(dāng)今世界石油、煤炭等資源日漸匱乏，能源價(jià)格持續(xù)上漲。環(huán)保、低碳減排等氣候問題日漸明顯。建筑的能耗在全球能耗占有非常大的比重，因此建筑的節(jié)能發(fā)展對(duì)于節(jié)能減排有非常重要的意義。在歐盟國家，建筑能耗占總能耗的40%，建筑節(jié)能減排勢在必行，2010年6月18日，歐盟出臺(tái)《建筑能效2010指令》(EPBC2010)，規(guī)定歐盟成員國從2020年12月31日起，所有新建建筑為近零能耗建筑。從2018年12月31日起政府使用或者擁有的新建建筑均為零能耗建筑。從低能耗建筑→被動(dòng)房→零能耗建筑→產(chǎn)能房，歐洲國家逐步構(gòu)建了節(jié)能建筑的發(fā)展體系，明確了節(jié)能建筑的發(fā)展路徑及方向。

　　我國也在不斷致力于低碳減排，推進(jìn)建筑節(jié)能發(fā)展。2019年1月24日，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)《近零能耗建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)我國不同氣候區(qū)特點(diǎn)近零能耗建筑，提出不同能耗控制指標(biāo)。嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)，近零能耗居住建筑能耗降低70-75%以上，不再需要傳統(tǒng)的供熱方式。夏熱冬暖和夏熱冬冷地區(qū)近零能耗居住建筑能耗降低60%以上，不同氣候區(qū)近零能耗公共建筑能耗平均降低60%以上。

　　1.2典型被動(dòng)式房屋的認(rèn)證情況

　　大部分的被動(dòng)房出現(xiàn)在西歐國家，其他正在實(shí)踐的區(qū)域主要包括美國，日本，澳大利亞，新西蘭等幾個(gè)少數(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家。中國作為一個(gè)發(fā)展中國家，重視建筑節(jié)能減排，充分發(fā)揮大國領(lǐng)先示范作用。在4600余座被動(dòng)房中對(duì)德國，美國，日本，中國四個(gè)典型國家數(shù)據(jù)進(jìn)行了簡要分析。德國通過德國被動(dòng)房研究所認(rèn)證的被動(dòng)房有2300余座，其中除去建筑體量200㎡～300㎡的住宅外，還有醫(yī)院，學(xué)校，大型公建，療養(yǎng)院，辦公，廠房等多種類型，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富。

　　美國104座，日本22座，大多為小型建筑。中國26座，其中大于1000㎡建筑17座。其余為小型辦公，住宅，配套建筑。在所有認(rèn)真項(xiàng)目中包括廠房，辦公，展覽，酒店，高層住宅，多層住宅，別墅等項(xiàng)目。從以上數(shù)據(jù)中初步總結(jié)，我國正在積極重視建筑節(jié)能減排，并且已經(jīng)初見成效，被動(dòng)房認(rèn)證建筑數(shù)量不多，但面積已超美日等發(fā)達(dá)國家，并且此時(shí)國內(nèi)還未真正推廣，被動(dòng)房發(fā)展方興未艾。就在2019年8月，PHI官網(wǎng)網(wǎng)站更新，中國被動(dòng)房認(rèn)證新增加10個(gè)ID,中國通過認(rèn)證的被動(dòng)房達(dá)到36座。其中5座住宅來自成都的“中國電建洺悅御府”，5座來自臺(tái)州的“碧桂園保利·玖樟臺(tái)”項(xiàng)目，包括一座博物館，一棟別墅，3棟高層住宅。開發(fā)商對(duì)被動(dòng)房的重視說明被動(dòng)房的發(fā)展趨勢別行業(yè)內(nèi)廣泛看好。

　　2被動(dòng)房的基本原理

　　2.1被動(dòng)房評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

　　德國被動(dòng)房研究所(PHI)于2015年推出新的被動(dòng)房評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，但仍可按照舊的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證被動(dòng)。新舊被動(dòng)房評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。新舊標(biāo)準(zhǔn)最大的區(qū)別在于：(1)舊標(biāo)準(zhǔn)對(duì)采暖制冷按照每㎡每年的能量消耗分別進(jìn)行限制(15KW·h/(㎡·a))，而新標(biāo)準(zhǔn)按照每㎡冷熱負(fù)荷進(jìn)行限制(10W/㎡)。(2)舊標(biāo)準(zhǔn)對(duì)建筑總能量需求做出規(guī)定，不可再生一次資源(PE)≤120KW·h/(㎡·a)。新標(biāo)準(zhǔn)鼓勵(lì)建筑利用可再生能源，對(duì)普通級(jí)的再生能源要求≤60KW·h/(㎡·a)，優(yōu)級(jí)、特級(jí)在此基礎(chǔ)上逐級(jí)提升。2.2五大原理被動(dòng)房通過實(shí)踐總結(jié)，分析得出控制建筑能耗的5大原則(又稱五指原則):高效保溫的維護(hù)結(jié)構(gòu)，高舒適節(jié)能門窗，高效熱回收系統(tǒng)，良好的氣密性，無熱橋設(shè)計(jì)。

　　2.3各氣候區(qū)的被動(dòng)房參考指標(biāo)

　　被動(dòng)房最開始的實(shí)踐在北歐低區(qū)，隨著整個(gè)世界對(duì)于建筑能耗的持續(xù)關(guān)注，被動(dòng)房研究也拓展到全球。被動(dòng)房將全球氣候劃分為極冷、寒冷、涼爽、溫和、溫暖、炎熱、酷熱等7個(gè)氣候區(qū)，并且對(duì)每個(gè)氣候區(qū)進(jìn)行研究，并對(duì)每個(gè)建筑組件給出參考值。

　　3成都地區(qū)被動(dòng)房的設(shè)計(jì)及應(yīng)用要點(diǎn)

　　3.1成都地區(qū)的氣候特點(diǎn)

　　成都屬于內(nèi)陸，夏熱冬冷低區(qū)，對(duì)應(yīng)PHPP溫和氣候區(qū)。成都地區(qū)對(duì)于維護(hù)結(jié)構(gòu)，外門窗的節(jié)能導(dǎo)熱系數(shù)U值要求都低于寒冷地區(qū)，以下兩個(gè)數(shù)值可供設(shè)計(jì)參考應(yīng)用：維護(hù)結(jié)構(gòu)U值=0.3W/(㎡·k)，外門窗U值=1.0W/(㎡·k)。

　　3.2相似地區(qū)被動(dòng)房的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

　　成都與上海屬于夏熱冬冷低區(qū)，對(duì)應(yīng)PHI氣候區(qū)的溫和區(qū)。被動(dòng)房研究所對(duì)以上海為氣候區(qū)代表城市做了相關(guān)被動(dòng)房的設(shè)計(jì)及實(shí)踐數(shù)據(jù)，我們可以以此作為參考，對(duì)成都被動(dòng)房實(shí)施各維度的數(shù)據(jù)進(jìn)行參考使用，有利于從最開始掌握成都被動(dòng)房設(shè)計(jì)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。上海2018年完成一座116㎡的辦公類型被動(dòng)房認(rèn)證。該建筑為單層木結(jié)構(gòu)，具體節(jié)能參數(shù)如下：外墻U值=0.105W/(㎡·k)，地下室樓板U值=0.169W/(㎡·k)，屋面U值=0.112W/(㎡·k)。該建筑一次能源需求95KWh/(㎡a)<120KW·h/(㎡·a)成都地區(qū)剛剛新申報(bào)一處被動(dòng)房，該建筑為一住宅項(xiàng)目，參數(shù)如下：外墻U值：0204W/(㎡·k)，地下室樓板U值=4.015W/(㎡·k)，屋頂U(kuò)值=0.415W/(㎡·k)，外窗窗框Uw=1.19W/(㎡·k)，玻璃Uw=0.65W/(㎡·k)根據(jù)以上兩個(gè)案例大致有以下幾點(diǎn)結(jié)論。

　　1)層數(shù)增加對(duì)被動(dòng)房的實(shí)施難度無增加，或者更易實(shí)現(xiàn)。2)根據(jù)目前的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，夏熱冬冷低區(qū)外墻保溫在150mm～200mm。3)外窗雖然指導(dǎo)值為Uw=1.0W/(㎡·k)，但普遍選擇國內(nèi)產(chǎn)品Uw=0.8W/(㎡·k)。4)被動(dòng)房并不只是應(yīng)用于住宅，所有類型建筑均進(jìn)行技術(shù)推廣。3.3成都地區(qū)節(jié)能建筑與被動(dòng)房對(duì)比從被動(dòng)房維護(hù)結(jié)構(gòu)、熱橋、氣密性、高效熱回收新風(fēng)系統(tǒng)四個(gè)維度與成都目前已建及在建現(xiàn)狀建筑進(jìn)行對(duì)比。能夠清晰地了解被動(dòng)房設(shè)計(jì)的解決路徑，以建筑舒適性為核心，以節(jié)約能源為目的。

　　3.3.1外圍護(hù)結(jié)構(gòu)

　　我們對(duì)國內(nèi)通用節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與被動(dòng)房設(shè)計(jì)指導(dǎo)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比通過對(duì)比得出部分結(jié)論：①外墻、屋頂可以通過增加保溫材料的厚度來實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能性能的提高。②外門窗我們需要采用新型高效且經(jīng)過認(rèn)證的三層中空節(jié)能玻璃。安裝方式采用外掛且嵌入保溫層。③架空層，地面需要將立面、屋頂?shù)谋�溫的形式�?yīng)用。

　　3.3.2熱橋

　　維護(hù)結(jié)構(gòu)除了“穿上”厚的“保暖衣”，還需要檢查所有的部位具有相同的保溫性能，是否都被保溫材料全部包裹。這個(gè)就涉及到建筑的熱橋�，F(xiàn)狀的建筑大多沒有對(duì)建筑進(jìn)行精細(xì)設(shè)計(jì)，建筑節(jié)能多停留于模型計(jì)算，實(shí)際建筑中熱橋隨處可見。例如：空調(diào)板，裝飾線條，陽臺(tái)，屋頂各類出屋面管井，女兒墻，首層地面，還有外立面采用幕墻系統(tǒng)時(shí)的龍骨等。被動(dòng)房設(shè)計(jì)要求對(duì)這些冷熱橋進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，杜絕熱橋。

　　3.3.3氣密性

　　確認(rèn)完建筑被良好的保溫材料全覆蓋，還需要檢查是否有“走風(fēng)漏氣”的情況，否則依然不能保證保溫隔熱的良好性能。現(xiàn)狀建筑中接觸氣密性往往單就門、窗、幕墻等單獨(dú)組件進(jìn)行氣密性要求，而在被動(dòng)式設(shè)計(jì)中以整個(gè)建筑作為整體進(jìn)行氣密性測試，以測試數(shù)據(jù)作為認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)。無論新舊標(biāo)準(zhǔn)，被動(dòng)房均對(duì)氣密性有明確要求n50<0.6.而根據(jù)從事被動(dòng)房驗(yàn)證工作人員的經(jīng)驗(yàn)，國內(nèi)普遍的房子的氣密性n50>10，甚至于達(dá)到20，“走風(fēng)漏氣”情況嚴(yán)重。沒有良好的氣密性造成室內(nèi)氣體大量與外部氣體頻繁換熱，造成大量能量的損失，不利于建筑節(jié)能。

　　3.3.4高效的熱回收新風(fēng)系統(tǒng)

　　建筑有了良好氣密性，還需要解決室內(nèi)新鮮空氣的補(bǔ)給。傳統(tǒng)建筑直接開啟窗戶進(jìn)行空氣交換，甚至開啟空調(diào)制冷或制熱中開啟外窗，造成能源的極大浪費(fèi)。同時(shí)由于室內(nèi)外空氣流通的壓力，無組織空氣交換效率也極低。因此我們需要解決新鮮空氣有組織流動(dòng)，且對(duì)排出空氣能量回收的問題。我形象的將它比作“戴口罩”，既能呼吸交換空氣，進(jìn)出又能交換熱量，還能過濾空氣。國內(nèi)住宅建筑多采用分體空調(diào)，公共建筑采用中央空調(diào)或者小型多聯(lián)機(jī)空調(diào)。對(duì)于能源回收使用沒有要求。而被動(dòng)房中要求對(duì)建筑室內(nèi)空氣能量進(jìn)行回收，通過帶有熱回收系統(tǒng)(≥75%的回收效率)的空調(diào)在室內(nèi)外空氣有組織流通中進(jìn)行能量交換，從而達(dá)到能量的回收利用。

　　3.4成都地區(qū)重要節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)考慮

　　通過前面現(xiàn)狀建筑與傳統(tǒng)建筑的形象的比喻，我大致可以形象的將被動(dòng)房理解為“穿保暖隔熱衣服”(保溫隔熱)—“扣子扣好”(無熱橋)—“包裹嚴(yán)實(shí)”(氣密性好)—“帶上口罩”(高效熱回收新風(fēng)系統(tǒng))。接下來詳細(xì)講解下如何落實(shí)這些要點(diǎn)，設(shè)計(jì)師如何考慮在設(shè)計(jì)中解決上述問題，并且每個(gè)環(huán)節(jié)都有哪些注意要點(diǎn)。

　　4結(jié)語

　　建筑作為人生活場所中的重要場景，對(duì)建筑的需求也承載的人對(duì)美好生活益增長的需求。中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展從過去的高速發(fā)展到現(xiàn)在的注重質(zhì)量發(fā)展，建筑行業(yè)從粗放發(fā)展到如今的高質(zhì)量的發(fā)展，趨勢始終向前。今年住建部先后發(fā)布《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50378-2019,《近零能耗建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T51350-2019，推行建筑向更加節(jié)能、綠色的方向發(fā)展。國家政策在持續(xù)關(guān)注建筑低碳減排，節(jié)約能源，我相信被動(dòng)房的技術(shù)會(huì)在不久的將來向更加寬廣的范圍內(nèi)發(fā)展。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]夏麟.上海住宅建筑低能耗的可信性及技術(shù)路線研究[J].建筑節(jié)能,2017(4)：82-89.

　　[2]武涌，侯靜，徐可西等.中國建筑能效提升體系的研究[J].建筑科學(xué),2015(12)：10-11.

　　[3]李進(jìn)，曾澤榮，羅多等.夏熱冬暖氣候區(qū)域凈零能耗建筑案例運(yùn)行能耗分析[J].建設(shè)科技,2019(9):53-59.

　　建筑工程師論文投稿刊物：《建筑節(jié)能》雜志，創(chuàng)刊于1973年，是由中國建筑東北設(shè)計(jì)研究院有限公司主辦，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部建筑節(jié)能中心、清華大學(xué)建筑節(jié)能中心和中國建筑學(xué)會(huì)建筑材料分會(huì)協(xié)辦的國家級(jí)建筑節(jié)能專業(yè)技術(shù)期刊。