馬伊碩 / MA Yishuo

德奧被動(dòng)式房屋案例及其啟示

馬伊碩 / MA Yishuo

為借鑒國(guó)外被動(dòng)式低能耗建筑的成功建造技術(shù)、實(shí)施效果、指標(biāo)體系和管理及認(rèn)證經(jīng)驗(yàn)，指導(dǎo)我國(guó)各個(gè)被動(dòng)式低能耗建筑示范項(xiàng)目的建設(shè)和各氣候區(qū)被動(dòng)式低能耗建筑能耗指標(biāo)體系的合理確立，應(yīng)德國(guó)海德堡市政府和被動(dòng)房研究所（Passive House Institute，PHI）邀請(qǐng)，由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技發(fā)展促進(jìn)中心組織于2014年赴德國(guó)、奧地利執(zhí)行被動(dòng)式房屋建設(shè)的學(xué)習(xí)交流任務(wù)。

團(tuán)組一行6人共走訪維也納（Vienna）、安朵夫（Andorf）、布里克斯萊格（Brixlegg）、因斯布魯克（Innsbruck）、阿夫吉岑（Aufkirchen）、海德堡（Heidelberg）、達(dá)姆施塔特（Darmstadt）、法蘭克福（Frankfurt）等8個(gè)奧地利及德國(guó)的城市，訪問(wèn)了維也納科技大學(xué)、因斯布魯克大學(xué)和被動(dòng)房研究所，召開(kāi)技術(shù)交流研討會(huì)對(duì)德國(guó)和奧地利的高能效建筑和正能效建筑的相關(guān)政策和技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)研，并參觀了國(guó)際太陽(yáng)能十項(xiàng)全能競(jìng)賽（Solar Decathlon，SD）獲獎(jiǎng)建筑項(xiàng)目，以及多個(gè)包括居住建筑社區(qū)、中小學(xué)校、高?？蒲修k公樓、幼兒園、超市等建筑類(lèi)型在內(nèi)的獲得被動(dòng)房研究所認(rèn)證的被動(dòng)式低能耗單體建筑項(xiàng)目和城區(qū)項(xiàng)目，為我國(guó)被動(dòng)式低能耗建筑的發(fā)展提供了關(guān)鍵技術(shù)信息。

1 概述

1.1 歐洲被動(dòng)式房屋發(fā)展趨勢(shì)

在全球氣候變暖、能源短缺的背景下，以高能效、低排放為核心的建筑節(jié)能正為實(shí)現(xiàn)國(guó)家的能源安全和可持續(xù)發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。近年來(lái)，國(guó)際建筑節(jié)能技術(shù)長(zhǎng)足發(fā)展，提高建筑性能使使用者對(duì)能源的需求降到最低，同時(shí)充分利用可再生能源從而擺脫對(duì)傳統(tǒng)化石能源的依賴(lài)，已成為國(guó)際建筑節(jié)能技術(shù)領(lǐng)先國(guó)家節(jié)能減排的重要手段。

歐盟在全球應(yīng)對(duì)氣候變化行動(dòng)中一貫秉承積極態(tài)度。2007年3月，歐洲理事會(huì)（European Council）就提出能源和氣候一體化決議，其核心內(nèi)容“20-20-20”行動(dòng)承諾歐盟到2020年將溫室氣體排放量在1990年的基礎(chǔ)上減少20%；將可再生能源在總能源消費(fèi)中的比例提高到20%；通過(guò)提高能源效率將能源消耗在預(yù)計(jì)2020年能耗總量的基礎(chǔ)上降低20%。由此促成的2008年12月正式獲批的“氣候行動(dòng)和可再生能源一攬子計(jì)劃”（Climate Action and Renewable Energy Package），成為全球通過(guò)氣候和能源一體化政策實(shí)現(xiàn)減緩氣候變化目標(biāo)的重要基礎(chǔ)。2014年10月，歐洲理事會(huì)又宣布通過(guò)“2030年氣候與能源政策框架”（2030 Framework for Climate and Energy Policies），明確了到2030年歐盟向低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的3個(gè)階段性目標(biāo)：一是以1990年為基準(zhǔn)年將溫室氣體排放量減少40%；二是將可再生能源比例在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的占比提高到至少27%；三是以預(yù)計(jì)的2030年能耗總量為基準(zhǔn)將能源效率提高至少27%。與“20-20-20”目標(biāo)相比，新的氣候與能源政策框架提高了量化的減排、可再生能源占比和能源效率目標(biāo)，為實(shí)現(xiàn)歐盟委員會(huì)（European Commission）在2011年3月描繪的2050低碳經(jīng)濟(jì)路線圖（A Roadmap for Moving to A Competitive Low Carbon Economy in 2050）、幫助歐盟到2050年成為具有競(jìng)爭(zhēng)力的低碳經(jīng)濟(jì)體起到重要的促進(jìn)作用。

特別的，為敦促建筑能效提升，歐盟于2002年出臺(tái)“建筑能效指令2002/91/EC”（Energy Performance of Buildings Directive，EPBD），并于2010年公布其修訂版（2010/31/EU），直接設(shè)定建筑能效目標(biāo)。該指令的主要目的是通過(guò)對(duì)新建建筑和既有建筑、建筑技術(shù)系統(tǒng)和建筑材料設(shè)定最低能效要求，以確保在國(guó)家水平上建立一個(gè)提升居住建筑和非居住建筑能效性能的綜合框架（奧理·塞佩寧，2013）。EPBD明確指出，歐盟成員國(guó)必須確保到2020年所有新建建筑都符合近零能耗建筑的要求，由政府部門(mén)管理和擁有的新建建筑將提前于2018年達(dá)到要求。

基于該框架，歐盟成員國(guó)已陸續(xù)制定并公布各自的近零能耗建筑國(guó)家路線圖，以及促進(jìn)近零能耗建筑數(shù)量增加的國(guó)家方案。

德國(guó)在建筑節(jié)能領(lǐng)域的技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化程度在歐洲乃至世界均處于領(lǐng)先地位。從1977年頒布第一部保溫法規(guī)（WSVO 1977）到2012年公布進(jìn)一步修訂而成的建筑節(jié)能條例（EnEv 2012），德國(guó)共經(jīng)歷了6個(gè)節(jié)能階段，建筑采暖一次能源需求由最初的250kWh/（m2·a）以上降低至目前45kWh/（m2·a）的水平。日本發(fā)生福島核電站事故后，德國(guó)率先宣布放棄使用占其能源總供應(yīng)量40%的核能，并于2011年提出新的建筑節(jié)能目標(biāo)，即到2050年建筑領(lǐng)域一次能源消耗在2005～2008年的平均水平上節(jié)約80%，社會(huì)終端能耗節(jié)約60%。

發(fā)展并普及被動(dòng)式建筑，將自然通風(fēng)、自然采光、太陽(yáng)能輻射得熱和室內(nèi)非供暖熱源得熱等各種被動(dòng)式節(jié)能手段與建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)高效節(jié)能技術(shù)相結(jié)合，在保證室內(nèi)環(huán)境舒適性的前提下，通過(guò)大幅度降低建筑熱/冷負(fù)荷，最大限度地?cái)[脫對(duì)主動(dòng)式機(jī)械采暖和制冷系統(tǒng)的依賴(lài)，進(jìn)而降低建筑采暖和制冷能耗，是德國(guó)實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的主要手段。被動(dòng)式建筑的年采暖需求不超過(guò)15kWh/（m2·a），是普通節(jié)能建筑的1/10至1/4，其年總一次能源需求（包括采暖、制冷、通風(fēng)、生活熱水、照明和家用電器一次能源需求）不超過(guò)120kWh/（m2·a）。在被動(dòng)式建筑的基礎(chǔ)上，利用可再生能源就有可能實(shí)現(xiàn)零能耗建筑甚至產(chǎn)能建筑。目前，德國(guó)已有數(shù)萬(wàn)棟被動(dòng)式建筑，預(yù)計(jì)隨著德國(guó)能源政策和建筑節(jié)能目標(biāo)的進(jìn)一步落實(shí)，被動(dòng)式建筑占其建筑總量的比例將迅速提高。

2008年，奧地利也建立了建筑能效認(rèn)證制度。根據(jù)采暖需求將建筑劃分為A++、A+、A、B直至G幾個(gè)等級(jí)，其中A++為最佳等級(jí)，建筑的采暖能耗和總能耗最低，A+相當(dāng)于被動(dòng)式房屋標(biāo)準(zhǔn)，采暖需求在15kWh/（m2·a）以下。奧地利政府針對(duì)低能耗建筑和被動(dòng)式房屋實(shí)施了專(zhuān)門(mén)的資助計(jì)劃，其所采用的被動(dòng)式房屋指標(biāo)體系與德國(guó)被動(dòng)式房屋指標(biāo)相同。截至2010年，奧地利的被動(dòng)式房屋已達(dá)到8 500棟，且從2015年開(kāi)始，只有被動(dòng)式房屋可以享受政府補(bǔ)貼（彭夢(mèng)月，2014）。

1.2 我國(guó)被動(dòng)式房屋發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)的能源供應(yīng)面臨重大挑戰(zhàn)。2011年我國(guó)能源消耗總量達(dá)34.78億t標(biāo)準(zhǔn)煤，其中建筑能耗占比30%。隨著城鎮(zhèn)建筑面積的增加和居民改善室內(nèi)舒適度需求的增長(zhǎng)，這一比例還將繼續(xù)上升。被動(dòng)式建筑可實(shí)現(xiàn)取消采暖、制冷設(shè)施，其推廣對(duì)緩解我國(guó)能源緊張和城市污染情況具有深遠(yuǎn)影響。

2009年，在我國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部建筑節(jié)能與科技司和德國(guó)交通、建設(shè)和城市發(fā)展部（Federal Ministry of Transport，Building and Urban Development）的支持下，我國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技發(fā)展促進(jìn)中心與德國(guó)能源署（Deutsche Energie-Agentur）合作開(kāi)展了“中國(guó)被動(dòng)式低能耗房屋示范項(xiàng)目”，旨在借鑒德國(guó)被動(dòng)式建筑的設(shè)計(jì)和建造經(jīng)驗(yàn)，在中國(guó)建造一批符合中國(guó)國(guó)情的被動(dòng)式建筑示范項(xiàng)目，以推動(dòng)中國(guó)建筑節(jié)能事業(yè)的深入發(fā)展。2011年6月，在首屆中德政府協(xié)商會(huì)議期間，中德雙方簽署了《關(guān)于建筑節(jié)能與低碳生態(tài)城市建設(shè)技術(shù)合作諒解備忘錄》，將被動(dòng)式低能耗建筑作為重要合作內(nèi)容予以深化推進(jìn)。

在中德雙方政府的大力支持下，目前在我國(guó)已落實(shí)多個(gè)中德合作被動(dòng)式低能耗建筑示范項(xiàng)目，其中河北省秦皇島“在水一方”C15#住宅樓項(xiàng)目和黑龍江省哈爾濱“溪樹(shù)庭院”B4#住宅樓項(xiàng)目已獲得由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技發(fā)展促進(jìn)中心及德國(guó)能源署共同授予的中德合作高能效建筑——被動(dòng)式低能耗建筑質(zhì)量標(biāo)識(shí)。目前在建的數(shù)十個(gè)被動(dòng)式房屋示范項(xiàng)目，覆蓋我國(guó)嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)等多個(gè)氣候區(qū)，包括住宅、辦公、學(xué)校、幼兒園、紀(jì)念館、工業(yè)廠房等多種建筑類(lèi)型，為我國(guó)積累被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)和建造經(jīng)驗(yàn)提供了良好的實(shí)踐基礎(chǔ)（張小玲，2014）。

2 德奧被動(dòng)式房屋案例

2.1 LISI居住建筑項(xiàng)目

國(guó)際太陽(yáng)能十項(xiàng)全能競(jìng)賽是由美國(guó)能源部主辦的兩年一度的建筑大賽，旨在推廣和促進(jìn)太陽(yáng)能技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用。該競(jìng)賽始于2002年，14支美國(guó)大學(xué)代表隊(duì)在科羅拉多參與了比賽，主要考核了參賽隊(duì)伍對(duì)高能效、高太陽(yáng)能利用住宅的設(shè)計(jì)和建造能力。此后，該競(jìng)賽逐步引起國(guó)際性關(guān)注，2011年的第5屆競(jìng)賽吸引了來(lái)自美國(guó)、加拿大、新西蘭、比利時(shí)和中國(guó)的19所大學(xué)參賽。

2012年，美國(guó)能源部遴選出20所大學(xué)代表隊(duì)，參加2013年度在加利福尼亞舉辦的太陽(yáng)能十項(xiàng)全能競(jìng)賽。在為期一周的比賽中，由學(xué)生團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并建造的20棟住宅向公眾開(kāi)放，并由專(zhuān)業(yè)評(píng)審團(tuán)分別就建筑能效、室內(nèi)舒適度、建筑美學(xué)、工程、設(shè)備、生活熱水、通信、娛樂(lè)、市場(chǎng)需求性和經(jīng)濟(jì)性10個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估。奧地利大學(xué)代表隊(duì)基于可持續(xù)性建筑理念，結(jié)合被動(dòng)式房屋技術(shù)和太陽(yáng)能利用技術(shù)，以一高能效的中庭式住宅LISI（Living Inspired by Sustainable Innovation）參賽，并最終贏得競(jìng)賽（圖1）。

LISI單戶式住宅由設(shè)備區(qū)、起居室和外部露臺(tái)3個(gè)區(qū)域組成。起居室位于整棟住宅的中心，推拉式的全玻璃門(mén)用于分隔起居室和南面、北面的外部露臺(tái)（圖2、3）。在關(guān)閉狀態(tài)下，玻璃門(mén)的框體基本是全隱式的；在開(kāi)啟狀態(tài)下，整扇玻璃門(mén)可全部折疊進(jìn)鑲嵌在外墻中的槽內(nèi)（圖4）。因此，無(wú)論外門(mén)是關(guān)閉還是開(kāi)啟狀態(tài)，起居室都可以向外部露臺(tái)形成一種有效擴(kuò)展，在有限的建筑面積的條件下，極大地?cái)U(kuò)展了實(shí)際使用空間。所有的儲(chǔ)物空間都集成在墻體上，避免了起居室凌亂的情況。集成式的設(shè)備區(qū)包括臥室、衛(wèi)生間和所有的設(shè)備間，構(gòu)成了較為隱蔽的休息空間，與明亮的開(kāi)放式起居室形成對(duì)比。

自動(dòng)控制的遮陽(yáng)系統(tǒng)有效地避免了夏季室內(nèi)過(guò)熱的情況并顯著降低了制冷負(fù)荷。同時(shí)，不同的建筑外立面層也使得居住者可自行根據(jù)私密性需要改變建筑立面的透明度。

圖1 佇立在水中的LISI住宅

圖2 LISI住宅起居室及南北側(cè)推拉式全玻璃門(mén)

為避免重復(fù)性的裝配及拆卸工作，LISI住宅各結(jié)構(gòu)部件均為預(yù)制裝配式。4個(gè)地板模塊水平鋪放，上置2個(gè)剛性核心，該剛性核心即為該住宅的集成式設(shè)備區(qū)。4個(gè)頂板模塊及安裝好的光伏系統(tǒng)共同形成該住宅的屋面。該住宅頂板及外墻的承重結(jié)構(gòu)均為木質(zhì)的箱型構(gòu)件，纖維素保溫材料填充于木構(gòu)件之間，保證外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱性能。

LISI項(xiàng)目為產(chǎn)能房，所需能源均由屋面安裝的光伏系統(tǒng)提供。用于采暖、制冷和生活熱水的冷、熱水由兩個(gè)空氣-水熱泵供給。ERV（Energy Recovery Ventilation，能源回收通風(fēng)系統(tǒng)）設(shè)備作為回風(fēng)和新風(fēng)之間的熱濕交換器，保證室內(nèi)新風(fēng)的舒適性。地板系統(tǒng)控制室內(nèi)的采暖、制冷和新風(fēng)，保證室內(nèi)的熱舒適性（圖5）。新型的淋浴系統(tǒng)通過(guò)熱交換器將廢水中的能量回收，顯著降低了日常清潔所需能耗。

在材料方面，LISI項(xiàng)目同樣體現(xiàn)了可持續(xù)性理念，整個(gè)建筑90%以上的原材料為木材。同時(shí)對(duì)于預(yù)制型住宅來(lái)說(shuō)，木材因其便于使用和運(yùn)輸也可稱(chēng)為理想材料。在對(duì)原材料物盡其用理念的影響下，木材的各個(gè)部分，包括芯材、樹(shù)葉和樹(shù)皮，都被運(yùn)用到LISI住宅的設(shè)計(jì)中（圖6）。因此，木材不僅僅被用作一種結(jié)構(gòu)承重材料，也被加工為保溫材料用在外墻和頂板保溫中，更被加工成碎屑用在家具制作中。

因此，可以說(shuō)模塊化木結(jié)構(gòu)和可再生材料及能源應(yīng)用的協(xié)同工作，造就了一個(gè)高質(zhì)量、高能效、高舒適度、可持續(xù)性的經(jīng)濟(jì)性住房。

圖3 LISI住宅外部露臺(tái)

圖4 可全部折疊進(jìn)外墻的門(mén)

圖5 地板系統(tǒng)新風(fēng)口

2.2 Brixlegg被動(dòng)式學(xué)校

Brixlegg學(xué)校為被動(dòng)式房屋新建建筑，建筑面積3 441m2，地上4層，地下1層為設(shè)備間，砌體結(jié)構(gòu)，建造年份為2007年。建筑外立面為規(guī)整的立方體，與鄰近的技術(shù)學(xué)校和幼兒園圍出一個(gè)室外庭院（圖7、8）。

建筑氣密性測(cè)試結(jié)果n50=0.11/h。外墻、地板、屋面和外窗的傳熱系數(shù)分別為0.16W/（m2·K）、0.17W/（m2·K）、0.10W/（m2·K）和0.80W/（m2·K）。該項(xiàng)目采用集中式采暖系統(tǒng)，由生物質(zhì)鍋爐和太陽(yáng)能系統(tǒng)保證采暖和生活熱水需求。

該項(xiàng)目采用集中式新風(fēng)系統(tǒng)，由一套新風(fēng)機(jī)組統(tǒng)一控制送風(fēng)、回風(fēng)及熱交換等，各個(gè)教室可自行調(diào)節(jié)風(fēng)量。該項(xiàng)目采用級(jí)聯(lián)式的氣流組織方式，即在主要活動(dòng)區(qū)域設(shè)置送風(fēng)口，統(tǒng)一回風(fēng)，過(guò)道作為溢流區(qū)，與我國(guó)每個(gè)房間或主要活動(dòng)區(qū)域同時(shí)設(shè)置送風(fēng)口和回風(fēng)口的傳統(tǒng)做法有很大區(qū)別。

其具體做法是：每個(gè)教室內(nèi)設(shè)置送風(fēng)口，在教室與走廊之間的隔墻上設(shè)置自然通風(fēng)口，依靠新風(fēng)進(jìn)入教室后形成的微正壓將污濁空氣從教室內(nèi)擠出。每層樓在走廊盡頭設(shè)置一個(gè)統(tǒng)一的回風(fēng)口，污濁空氣經(jīng)由教室排出到走廊后匯集到該樓層的統(tǒng)一回風(fēng)口，從回風(fēng)口被抽走，進(jìn)入到回風(fēng)管道，在地下設(shè)備間與新鮮空氣進(jìn)行熱交換后被排出（圖9～11）。

圖6 用樹(shù)皮制成的餐椅

圖7 Brixlegg學(xué)校建筑外觀

圖8 Brixlegg學(xué)校內(nèi)部中庭式設(shè)計(jì)

值得一提的是，教室內(nèi)的通風(fēng)管道設(shè)置在窗下，占據(jù)了一定的室內(nèi)空間。設(shè)計(jì)師將其與外窗統(tǒng)一考慮，在窗下制作木質(zhì)墻柜，把內(nèi)窗

臺(tái)、書(shū)柜、封閉通風(fēng)管道3種功能合為一體，不僅充分利用了空間，還與教室的使用功能相得益彰。這種在設(shè)計(jì)之初，即將建筑、暖通、室內(nèi)設(shè)計(jì)等多專(zhuān)業(yè)的工作綜合考慮、統(tǒng)籌規(guī)劃的做法，值得我們?cè)诠こ探ㄔO(shè)中學(xué)習(xí)借鑒。

圖9 教室內(nèi)新風(fēng)口的風(fēng)道所占空間與書(shū)架的結(jié)合設(shè)計(jì)（藍(lán)色虛線所示為新風(fēng)口）

圖10 教室與走廊隔墻上的自然通風(fēng)口（藍(lán)色虛線所示）

圖11 每層設(shè)置的回風(fēng)口

圖12 教師辦公室（可開(kāi)啟外窗及藍(lán)色虛線所示新風(fēng)口）

圖13 Innsbruck幼兒園外觀

此外，教室或教師辦公室中的外窗都是整扇玻璃，很少用框材對(duì)玻璃形成隔斷，保證了整窗的傳熱系數(shù)較低，保溫隔熱性能優(yōu)越，同時(shí)有利于教室和辦公室的自然采光（圖12）。

需要強(qiáng)調(diào)的是，外窗必須具有可開(kāi)啟扇，這也是被動(dòng)式房屋一直秉承的設(shè)計(jì)理念，就是以用戶的居住體驗(yàn)和室內(nèi)舒適度為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。事實(shí)上，被動(dòng)房研究所對(duì)于被動(dòng)式房屋的認(rèn)證，除已經(jīng)普遍接受的硬性的能耗指標(biāo)以外，還有4條“軟性標(biāo)準(zhǔn)”。稱(chēng)之為“軟性標(biāo)準(zhǔn)”，是因?yàn)椴荒懿捎孟嗤膰?yán)格指標(biāo)去衡量所有的情況或者建筑類(lèi)型。其中，用戶滿意度就是4條軟性標(biāo)準(zhǔn)中非常關(guān)鍵的一條，而外窗不可開(kāi)啟就是直接危及用戶滿意度的明確指標(biāo)。因此，被動(dòng)房研究所明確給出在所有生活起居區(qū)或辦公區(qū)外窗必須可開(kāi)啟的規(guī)定。這條規(guī)定直接回應(yīng)了所謂由于要大幅度降低能耗，被動(dòng)式房屋用戶不能開(kāi)窗通風(fēng)的誤解。

2.3 Innsbruck幼兒園

該幼兒園位于因斯布魯克的蒂沃利（Tivoli）地區(qū)，為被動(dòng)式房屋新建建筑，建筑面積1 533m2，建造年份為2008年（圖13）。建筑氣密性測(cè)試結(jié)果n50=0.27/h。

表1 Innsbruck幼兒園圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)

幼兒園在設(shè)計(jì)和用材方面都極其注重生態(tài)因素。幼兒園的整體結(jié)構(gòu)為木質(zhì)結(jié)構(gòu)，且內(nèi)墻面為僅僅經(jīng)過(guò)打磨光滑未經(jīng)其他任何處理的原木表面（圖14）。圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫層采用可再生的纖維素保溫材料。外墻、地板、屋面和外窗的傳熱系數(shù)見(jiàn)表1。根據(jù)PHPP（Passive House Planning Package）計(jì)算結(jié)果，該項(xiàng)目的年熱需求為15kWh/（m2·a），

熱負(fù)荷為13W/m2。

該項(xiàng)目采用帶有熱交換器的半集中式新風(fēng)系統(tǒng)，結(jié)合了集中式和分戶式系統(tǒng)兩者的優(yōu)勢(shì)（圖15）。整個(gè)幼兒園分為6組區(qū)域，通過(guò)在各個(gè)區(qū)域組室設(shè)置單個(gè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)根據(jù)不同區(qū)域組室內(nèi)兒童的不同活動(dòng)需求分別控制新風(fēng)量的要求，顯著增加了使用的便利性，體現(xiàn)了個(gè)性化需求控制。全部新風(fēng)采用集中預(yù)熱的方式進(jìn)行處理，同時(shí)新風(fēng)系統(tǒng)的熱回收也集中發(fā)生在地下室的設(shè)備間內(nèi)（圖16、17）。項(xiàng)目采用集中式采暖系統(tǒng)，由地下水源熱泵保證采暖和生活熱水需求。

2.4 Lodenareal社會(huì)保障房住宅項(xiàng)目

Lodenareal項(xiàng)目位于奧地利因斯布魯克，是由NHT①（Neue Heimat Tirol）按照被動(dòng)式房屋標(biāo)準(zhǔn)建造的承租型社會(huì)保障房居住社區(qū)，共包括4棟住宅建筑，每棟建筑地下1層，地上5層，砌體結(jié)構(gòu)（圖18～21）。項(xiàng)目共含354套住宅，405個(gè)地下車(chē)位，總建筑面積約為35 000m2，建筑體積167 000m3。單棟住宅樓設(shè)計(jì)為L(zhǎng)型，每?jī)蓷滾型住宅樓圍合出一個(gè)內(nèi)部綠地，設(shè)有兒童游樂(lè)場(chǎng)地及球類(lèi)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)等。項(xiàng)目建造時(shí)間為2007年12月～2009年9月，是當(dāng)時(shí)歐洲最大的被動(dòng)式房屋地產(chǎn)項(xiàng)目，目前已得到被動(dòng)房研究所的認(rèn)證。

為實(shí)現(xiàn)住宅的經(jīng)濟(jì)適用性，NHT自行投資約1 400萬(wàn)歐元用于降低房屋租金。這項(xiàng)投資連同建筑極低的運(yùn)營(yíng)成本，共同決定了Lodenareal項(xiàng)目中承租者大幅度降低房屋承租支出。一套50m2的公寓，包括采暖、生活熱水和地下車(chē)庫(kù)費(fèi)用全部在內(nèi)，月租金僅為370歐元。

Lodenareal住宅區(qū)最初并不是按照被動(dòng)式房屋標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的項(xiàng)目，在NHT、建筑師和建設(shè)方的通力合作下，Lodenareal被不斷改進(jìn)，最終在并未增加過(guò)多額外成本的情況下（項(xiàng)目包括所有施工費(fèi)用、開(kāi)發(fā)成本、經(jīng)濟(jì)成本等在內(nèi)的總建設(shè)成本為51 828 000歐元）按照被動(dòng)式房屋標(biāo)準(zhǔn)完成建設(shè)，并獲得認(rèn)證，其目標(biāo)是最大程度地降低居住的能耗成本和承租租金，同時(shí)給承租者提供現(xiàn)代化的居住建筑環(huán)境和優(yōu)越的設(shè)備管理。

Lodenareal項(xiàng)目的圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)見(jiàn)表2，關(guān)鍵點(diǎn)做法及遮陽(yáng)系統(tǒng)如圖22、23所求。

在兩棟住宅樓之間設(shè)置集中采暖設(shè)備、生物質(zhì)顆粒鍋爐和冷凝燃?xì)忮仩t用作采暖熱源，其中80%的年采暖需求可由生物質(zhì)顆粒鍋爐提供（不考慮太陽(yáng)能裝置作用），冷凝燃?xì)忮仩t僅作為峰值設(shè)備使用。生物質(zhì)顆粒鍋爐和冷凝燃?xì)忮仩t的具體參數(shù)見(jiàn)表3。

由鍋爐產(chǎn)生的熱通過(guò)緩沖存儲(chǔ)器后經(jīng)由供熱管道中輸送到82～96個(gè)換熱站，加熱媒質(zhì)水，并被輸送到每套公寓中。在每套公寓中設(shè)置雙管系統(tǒng)，包括加熱水媒的熱交換器和地板采暖的調(diào)節(jié)器，其優(yōu)勢(shì)在于避免了熱水回路的單獨(dú)管道，從而降低了輸送過(guò)程中的熱損失。雙管系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表4。

由于建筑熱需求很低，公寓只有小部分區(qū)域需要通過(guò)地暖方式采暖。衛(wèi)生間（除浴缸下部地面）的全部地面屬于地暖區(qū)域。

圖14 幼兒園內(nèi)部原木表面的木結(jié)構(gòu)及墻體

圖15 幼兒園體操教室的原木墻體、內(nèi)嵌新風(fēng)及回風(fēng)口

圖16 幼兒園地下設(shè)備間

圖17 集成式空氣處理機(jī)

圖18 現(xiàn)代化外立面

該項(xiàng)目采用半集中式新風(fēng)系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)置在每個(gè)樓梯間（共18個(gè)）的地下設(shè)備間內(nèi)，住宅樓中間綠地上3m高帶有過(guò)濾裝置的柱形物為

新風(fēng)進(jìn)風(fēng)口，為地下系統(tǒng)提供新風(fēng)（圖24、25）。4個(gè)地下水源熱泵共同工作用于預(yù)熱新風(fēng)，并通過(guò)換熱器進(jìn)行熱交換。在夏季，系統(tǒng)的旁通閥將自動(dòng)打開(kāi)。

圖19 鵝卵石散水

圖20 地下室通風(fēng)口

圖21 Lodenareal項(xiàng)目外觀

圖23 陽(yáng)臺(tái)遮陽(yáng)系統(tǒng)

新風(fēng)通過(guò)嵌在墻體內(nèi)的管道輸送到每套住宅，出風(fēng)口設(shè)置在客廳和臥室，回風(fēng)口設(shè)置在廚房、衛(wèi)生間和浴室（圖26～28）。消音裝置使風(fēng)口的噪聲等級(jí)控制在22dB。住戶可將系統(tǒng)調(diào)節(jié)到聚會(huì)模式，可增加30%的新風(fēng)量，1h后系統(tǒng)將自動(dòng)調(diào)節(jié)回常規(guī)模式。

屋面設(shè)有約1 050m2的太陽(yáng)能集熱板，折合每戶3m2，每年提供的太陽(yáng)能至少可達(dá)到350kWh/（m2·a），共計(jì)367 500kWh/a。這部分太陽(yáng)能通過(guò)熱交換器后最終被輸送到供熱管道中。

該項(xiàng)目的氣密性測(cè)試結(jié)果為n50=0.18/h。根據(jù)PHPP計(jì)算結(jié)果，年采暖需求為14kWh/（m2·a），采暖負(fù)荷為9W/m2，包括采暖、生活熱水、家用電器和輔助用電在內(nèi)的一次能源需求為117kWh/（m2·a）。

2.5 MPREIS超市項(xiàng)目

MPREIS超市位于因斯布魯克蒂羅爾州（Tirol）的納特斯（Natters），磚木混合結(jié)構(gòu)，建筑面積1 061m2，建造于2014年，目前正處在被動(dòng)房的認(rèn)證過(guò)程中（圖29、30）。

表2 Lodenareal項(xiàng)目的圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)

表3 生物質(zhì)顆粒鍋爐和冷凝燃?xì)忮仩t技術(shù)參數(shù)

表4 雙管系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)

圖24 室外進(jìn)風(fēng)口

圖25 室外排風(fēng)口

該項(xiàng)目是當(dāng)?shù)剡B鎖超市MPREIS的第二個(gè)被動(dòng)式房屋項(xiàng)目。第一家MPREIS是世界上首個(gè)被動(dòng)式超市，成功建造于2012年，位于蒂羅爾州的平斯旺（Pinswang），為砌體結(jié)構(gòu)，建筑面積1 177m2。在實(shí)際使用過(guò)程中超市的整體能耗降低了約1/3，預(yù)計(jì)投資成本可在7年內(nèi)全部收回。鑒于首個(gè)被動(dòng)式超市項(xiàng)目所取得的成功經(jīng)驗(yàn)，以及所獲得的經(jīng)濟(jì)效益，使得超市經(jīng)營(yíng)者決定將其所有超市均按照被動(dòng)式房屋標(biāo)準(zhǔn)建造。

該項(xiàng)目的氣密性測(cè)試結(jié)果為n50=0.26/h。外圍護(hù)結(jié)構(gòu)方面，外墻、樓板、屋面的傳熱系數(shù)分別為0.15W/（m2·K）、0.16W/（m2·K）、0.13W/（m2·K）。外窗框材、玻璃和整窗的傳熱系數(shù)為0.95W/（m2·K）、0.64W/（m2·K）和0.87W/（m2·K），玻璃的g值為0.52。

針對(duì)超市外門(mén)做了特殊的設(shè)計(jì)處理（圖31）。為了避免在客流高峰時(shí)段過(guò)多的室外冷空氣滲入室內(nèi)，設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)了一個(gè)門(mén)斗作為緩沖區(qū)域，在建筑的氣密層上采用具有優(yōu)越氣密性能的自動(dòng)玻璃滑動(dòng)門(mén)作為外門(mén)，并在室內(nèi)門(mén)口處設(shè)置了一個(gè)專(zhuān)用的加熱器，用于加熱通過(guò)外門(mén)滲透進(jìn)入室內(nèi)的冷空氣。

綜合優(yōu)越的氣密性能和外圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩方面的作用，使極大降低超市的采暖需求成為可能。

除采取合理的氣密性措施和優(yōu)越的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)外，將超市建造為被動(dòng)式房屋的另一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是為超市內(nèi)的所有冷柜設(shè)置封閉玻璃門(mén)（圖32）。顧客在選購(gòu)商品時(shí)，手動(dòng)打開(kāi)玻璃門(mén)，其余時(shí)間冷柜處于封閉狀態(tài)。這種做法，一方面可以避免冷柜向外界散發(fā)冷量，降低建筑的采暖需求；另一方面可以降低冷柜的用電需求，從而降低整個(gè)超市的總能耗水平。出于影響顧客購(gòu)買(mǎi)欲的顧慮，這項(xiàng)措施最初受到超市經(jīng)營(yíng)者的質(zhì)疑和反對(duì)。但通過(guò)對(duì)首個(gè)被動(dòng)式超市顧客反應(yīng)和經(jīng)營(yíng)狀態(tài)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這項(xiàng)措施實(shí)際上并未產(chǎn)生明顯的不利影響。而日益增長(zhǎng)的能源成本，以及被動(dòng)式房屋的經(jīng)濟(jì)學(xué)、舒適性和對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的正效益，使得超市經(jīng)營(yíng)者意識(shí)到建造更多被動(dòng)式超市的必要性。

在建筑的采暖需求被最大限度地降低的前提下，針對(duì)超市這種建筑類(lèi)型，設(shè)計(jì)者因地制宜，采用特殊的能源利用方式，實(shí)現(xiàn)了真正的“被動(dòng)式”采暖：通過(guò)熱回收技術(shù)，超市里用于存儲(chǔ)生鮮食品的冷柜所散發(fā)的熱量被收集起來(lái)，為位于地下設(shè)備間的集中采暖系統(tǒng)提供熱源。由于超市的采暖能源需求極低，整個(gè)超市的采暖均不使用熱泵、天然氣、電等額外的輔助能源，僅冷柜散熱即可為采暖系統(tǒng)提供充足穩(wěn)定的熱源（圖33）。

一套帶有高效熱交換器的大型新風(fēng)系統(tǒng)為整個(gè)超市的營(yíng)業(yè)區(qū)域

實(shí)現(xiàn)換氣功能，另外在地下一層設(shè)有一套小型的換氣系統(tǒng)，專(zhuān)門(mén)用于員工用房區(qū)域的通風(fēng)換氣（圖34、35）。兩套設(shè)備均不設(shè)預(yù)熱/冷或后加熱/制冷調(diào)節(jié)器。

由于生活熱水需求很低，因此采用小型的電鍋爐制備生活熱水。

西側(cè)屋頂設(shè)置集成光伏面板，整個(gè)光伏系統(tǒng)可為該超市提供全年總能耗25%的能量。

根據(jù)PHPP計(jì)算結(jié)果，該超市的年采暖需求為11.13kWh/（m2·a），采暖負(fù)荷為15W/m2，包括采暖、生活熱水、用電設(shè)備、輔助用電在內(nèi)的年一次能源需求為434kWh/（m2·a）。與MPREIS新建的傳統(tǒng)超市相比，該被動(dòng)式超市1年可節(jié)省1萬(wàn)L化石能源，減排CO2約32.5t。

2.6 因斯布魯克大學(xué)（University of Innsbruck）科技學(xué)院改造項(xiàng)目

因斯布魯克大學(xué)科技學(xué)院兩棟教學(xué)樓建于1970年，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，柱距7.5m。該兩棟建筑原本在外觀、結(jié)構(gòu)形式等方面均一致，將其中一棟按照被動(dòng)式房屋標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改造后，外觀對(duì)比效果差異顯著（圖36、37）。

進(jìn)行被動(dòng)式房屋改造的教學(xué)樓建筑面積8 897m2，共720個(gè)辦公室/房間，建造時(shí)間為2013、2014年，目前正處于被動(dòng)式房屋改造項(xiàng)目（EnerPHit Retroft）的認(rèn)證過(guò)程中。由于被動(dòng)式房屋改造與新建項(xiàng)目相比，在結(jié)構(gòu)形式、斷橋處理、通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面具有更大的難度，因此被動(dòng)房研究所給出能耗指標(biāo)較新建項(xiàng)目有所調(diào)整：對(duì)于居住建筑而言，新建項(xiàng)目的年采暖需求指標(biāo)為15kWh/（m2·a），改造項(xiàng)目為25kWh/（m2·a）；新建項(xiàng)目的年總一次能源需求指標(biāo)為120kWh/（m2·a），改造項(xiàng)目為132kWh/（m2·a）。

在改造過(guò)程中，采用的主要措施主要有以下幾點(diǎn)：

（1）在結(jié)構(gòu)形式方面，該教學(xué)樓原采用挑出陽(yáng)臺(tái)的結(jié)構(gòu)形式，用混凝土懸臂梁支撐陽(yáng)臺(tái)，形成巨大的熱橋，引起較高的能量損失。在改造工程中，挑出陽(yáng)臺(tái)被全部拆除，采用了無(wú)熱橋的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

（2）在圍護(hù)結(jié)構(gòu)方面，對(duì)外墻、屋面、底板等非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，尤其是大大改善了外窗等透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。該項(xiàng)目改造后的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)見(jiàn)表5。

（3）在采暖系統(tǒng)方面，采用集中供暖系統(tǒng)，由校園供熱設(shè)備集中供熱。改造后房間內(nèi)既有壁式散熱器減少了50%，并加裝了溫控閥。

（4）在通風(fēng)系統(tǒng)方面，改造方案采用了集中式通風(fēng)系統(tǒng)，設(shè)置在原有的屋頂設(shè)備間內(nèi)。系統(tǒng)共有兩套通風(fēng)機(jī)組，總風(fēng)量最大值為16 380m3/h，換氣次數(shù)為0.58/h（人員密集），熱回收效率75%。

圖26 室內(nèi)風(fēng)道（虛線所示）及客廳送風(fēng)口

圖27 浴室回風(fēng)口

圖28 新風(fēng)系統(tǒng)控制器

圖29 MPREIS超市外觀

圖30 MPREIS超市內(nèi)部通風(fēng)管道

圖31 超市入口處設(shè)計(jì)

圖32 用玻璃門(mén)封閉的超市冷柜

圖33 冷柜散熱的熱回收裝置

圖34 員工用房區(qū)域新風(fēng)系統(tǒng)

由于教學(xué)樓結(jié)構(gòu)的柱距較大，改造時(shí)可采用預(yù)制墻體，因此采用

了將每個(gè)辦公室的送風(fēng)口預(yù)制在墻體中的做法?；仫L(fēng)口統(tǒng)一設(shè)置在建筑的中心區(qū)。

為了組織氣流，對(duì)辦公室的門(mén)進(jìn)行了特殊處理，使門(mén)上的可視玻璃窗口帶有通風(fēng)孔的功能。在日間及冬季全天，新鮮空氣從送風(fēng)口輸送到每個(gè)辦公室，廢氣經(jīng)門(mén)上的通風(fēng)孔匯集到建筑中心區(qū)后通過(guò)統(tǒng)一的回風(fēng)口輸送到設(shè)備間進(jìn)行熱交換。

（5）在制冷措施方面采用了軸承較為靠下的上懸式外窗（圖38）。夏季夜間開(kāi)啟外窗，室內(nèi)熱空氣從外窗上部流向室外，室外冷空氣從外窗下部進(jìn)入到室內(nèi)，通過(guò)門(mén)上的通風(fēng)孔進(jìn)入到建筑中心區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)混凝土蓄冷、日間被動(dòng)制冷的效果。在極端高溫天氣期間，可在夜間開(kāi)啟通風(fēng)系統(tǒng)，使其以單純的排風(fēng)模式運(yùn)行，抽出室內(nèi)熱空氣，使室外冷空氣進(jìn)入到室內(nèi)，達(dá)到被動(dòng)制冷的目的（圖39、40）。因此，即使在內(nèi)部得熱較大的條件下，該項(xiàng)目也并未安裝主動(dòng)式制冷系統(tǒng)。

（6）在生活熱水方面，由于需求較低，全部生活熱水由落地式鍋爐提供。

鑒于以上改造措施，根據(jù)PHPP的計(jì)算結(jié)果，該改造項(xiàng)目的年采暖需求為20kWh/（m2·a），采暖負(fù)荷為24W/m2，包括采暖、生活熱水、用電設(shè)備、輔助用電在內(nèi)的年一次能源需求為190kWh/（m2·a）。

（7）在防火措施方面，項(xiàng)目采用了自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。

圖35 員工用房區(qū)域新風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)口、回風(fēng)口

圖36 未改造項(xiàng)目外觀

2.7 蒙特梭利（Montessori）被動(dòng)式學(xué)校項(xiàng)目

蒙特梭利被動(dòng)式學(xué)校建于2004年，建筑面積3 275m2，磚木混合結(jié)構(gòu)，是第一個(gè)得到被動(dòng)房研究所認(rèn)證的學(xué)校項(xiàng)目（圖41、42）。該建筑僅有南北立面，東西立面與屋面連接，形成山坡?tīng)?。屋面為可種植屋面，植物層極厚，具有良好的保溫隔熱性（圖43）。該項(xiàng)目的氣密性指標(biāo)為n50=0.09/h，圍護(hù)結(jié)構(gòu)詳細(xì)參數(shù)見(jiàn)表6。

該項(xiàng)目采用集中式新風(fēng)系統(tǒng)，轉(zhuǎn)輪式換熱器。冷凝鍋爐同時(shí)用于采暖系統(tǒng)和生活熱水制備。根據(jù)PHPP計(jì)算，該項(xiàng)目的年采暖需求為12kWh/（m2·a），包括采暖、生活熱水、用電設(shè)備、輔助用電在內(nèi)的年一次能源需求為105kWh/（m2·a）。

2.8 海德堡Bahnstadt區(qū)被動(dòng)式房屋

圖37 改造項(xiàng)目外觀

圖38 辦公室內(nèi)部采暖設(shè)施及上懸外窗（來(lái)源：PHI）

圖39 氣流組織方式（來(lái)源：PHI）

圖41 被動(dòng)式學(xué)校外觀1

表5 因斯布魯克大學(xué)科技學(xué)院被動(dòng)式房屋改造項(xiàng)目圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)

表6 蒙特梭利被動(dòng)式學(xué)校圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)

海德堡是一座文化之都，位于德國(guó)西南部，屬巴登-符騰堡州（Baden-Württemberg），距離法蘭克福約80km。海德堡是融傳統(tǒng)和現(xiàn)代于一體的城市，其老城區(qū)是科學(xué)和藝術(shù)的中心，自2009年始，在德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)與能源部（BMWi）的支持下，由海德堡市環(huán)保局主導(dǎo)，

按照被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)興建的新城區(qū)Bahnstadt成為海德堡運(yùn)用新型建筑節(jié)能技術(shù)促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型和城市發(fā)展的新地標(biāo)。該區(qū)遵循“核心社區(qū)、能源高效、自然綠色”的理念，擁有歐洲乃至世界目前規(guī)模最大的被動(dòng)式建筑群，并配合需要擴(kuò)建改建供熱、供水、輸電和交通網(wǎng)絡(luò)，成為舒適健康的宜居新區(qū)（陳劍鋒，2014）。

新城區(qū)Bahnstadt位于已廢棄的貨運(yùn)火車(chē)站和部分美軍軍營(yíng)所在地，規(guī)劃總占地116hm2，總?cè)丝谌萘?2 000人，建設(shè)期為2008～2022年，將形成包括生活區(qū)、幼兒園、咖啡屋、旅館、辦公樓、圖書(shū)館、超市、影院以及建筑商店等配套設(shè)施的高質(zhì)量多功能生活科技區(qū)。新城區(qū)Bahnstadt的所有建筑全部采用被動(dòng)式建筑標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，即采用25～40cm厚的高性能外保溫材料、三玻雙Low-E高性能外門(mén)窗、無(wú)熱橋外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、高氣密性措施、帶有高效熱回收裝置的可控新風(fēng)系統(tǒng)、供水給水超低熱損失和高效家用電器等，最大程度減小熱損失，從而降低采暖能耗和總體一次能耗。

目前，Bahnstadt城區(qū)內(nèi)的主要建筑有：

（1）辦公建筑：SkyLabs是Bahnstadt城區(qū)內(nèi)最大的辦公實(shí)驗(yàn)樓，其高度和出眾的建筑外觀令人印象深刻（圖47）。該建筑于2012年秋季開(kāi)始運(yùn)營(yíng)，為商業(yè)辦公、科研實(shí)驗(yàn)以及技術(shù)研究提供工作場(chǎng)所，其建筑外立面和外遮陽(yáng)設(shè)施融為一體（圖48、49）。

圖42 被動(dòng)式學(xué)校外觀2

圖43 種植屋面采光間及進(jìn)、排風(fēng)口

（2）居住建筑：Bahnstadt城區(qū)內(nèi)居住建筑外觀不拘一格，雖然要保證被動(dòng)房的建筑造型便于外保溫系統(tǒng)的施工，但設(shè)計(jì)者仍然嘗試不同的設(shè)計(jì)，打消了被動(dòng)房建筑外觀易流于千篇一律的顧慮（圖50）。

從陽(yáng)臺(tái)構(gòu)造來(lái)看，被動(dòng)房的陽(yáng)臺(tái)部分盡量采用陽(yáng)臺(tái)與結(jié)構(gòu)主體脫開(kāi)的方式，但是這種處理方式實(shí)際上有多種具體方案，可以是陽(yáng)臺(tái)護(hù)板錨固在外墻上，也可以用鋼支架承托整個(gè)斷開(kāi)的陽(yáng)臺(tái)（圖51、52）。

從遮陽(yáng)設(shè)施來(lái)看，被動(dòng)房居住建筑的外遮陽(yáng)設(shè)計(jì)同樣具有靈活的多樣性（圖53）。

（3）旅館建筑：B&B被動(dòng)房酒店（圖54）外墻采用300mm厚石墨聚苯板保溫，按照防火要求每層設(shè)置巖棉防火隔離帶；外窗采用高性能三玻窗，整窗傳熱系數(shù)為0.8W/（m2·K）；冷/熱源為空氣源熱泵，外窗設(shè)通風(fēng)槽，衛(wèi)生間排風(fēng)。酒店價(jià)格為單人間58歐元，雙人間68歐元，家庭間88歐元，早餐7.5歐元，價(jià)格較為平易，未因被動(dòng)房設(shè)計(jì)而增加用戶住宿成本。

圖44 海德堡市工作人員向代表團(tuán)介紹城區(qū)情況

圖45 Wolfgang Feist教授向代表團(tuán)講解被動(dòng)房技術(shù)

圖46 召開(kāi)研討會(huì)介紹建設(shè)技術(shù)細(xì)節(jié)

圖47 SkyLabs外觀

海德堡為未來(lái)展現(xiàn)了一副藍(lán)圖，歐洲建筑標(biāo)準(zhǔn)（EN Building Standards）指出在2021年近零能耗建筑將普及，Bahnstadt社區(qū)將提前實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。該項(xiàng)目的成功，源于當(dāng)?shù)卣谋O(jiān)督、主導(dǎo)和整體安排。海德堡市強(qiáng)制要求公共和私人投資者一律采用被動(dòng)房理念和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并通過(guò)制定能源咨詢政策、對(duì)投資商采取激勵(lì)措施等為項(xiàng)

目提供支持，值得我國(guó)在被動(dòng)房的推廣過(guò)程中借鑒。

3 結(jié)論與啟示

建筑節(jié)能對(duì)節(jié)約能源和實(shí)現(xiàn)國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展起至關(guān)重要的作用，是實(shí)現(xiàn)國(guó)家能源安全的重要方式。國(guó)際上建筑節(jié)能技術(shù)已有長(zhǎng)足進(jìn)步，已經(jīng)從低能耗建筑向被動(dòng)式建筑、零能耗建筑、到產(chǎn)能建筑發(fā)展。提高建筑性能，使建筑本身對(duì)能源的需求降到最低，并充分利用可再生能源，從而擺脫對(duì)傳統(tǒng)化石能源的依賴(lài)，已成為德國(guó)、奧地利等建筑節(jié)能技術(shù)領(lǐng)先國(guó)家重要的節(jié)能減排手段。由德國(guó)、奧地利現(xiàn)狀反觀我國(guó)目前被動(dòng)房的發(fā)展情況，可以得到如下幾點(diǎn)啟示：

（1）因地制宜，因勢(shì)利導(dǎo)，充分挖掘項(xiàng)目周邊可供利用的能源，實(shí)現(xiàn)能源利用上的多樣性和高效性。

得益于被動(dòng)房的熱/冷負(fù)荷極低，需要通過(guò)設(shè)備額外供給的采暖/制冷能耗也很低，因此擴(kuò)大了可供采用能源的類(lèi)型范圍，可通過(guò)多種多樣的能源獲取途徑來(lái)保證建筑的能源輸入。例如，維也納科技大學(xué)化學(xué)學(xué)院辦公研發(fā)樓的改造項(xiàng)目就考慮到該建筑內(nèi)計(jì)算機(jī)的巨大散熱量，將計(jì)算機(jī)主機(jī)集中設(shè)置在地下室設(shè)備間內(nèi)（圖55），集中采集熱量，冬季利用計(jì)算機(jī)散熱進(jìn)行室內(nèi)采暖，夏季避免計(jì)算機(jī)散熱直接增大各個(gè)辦公室的制冷負(fù)荷。此外，因斯布魯克的被動(dòng)房超市MPREIS也采用了將冷柜散熱回收利用的方式解決了冬季的采暖問(wèn)題。當(dāng)然，這需要設(shè)計(jì)者擴(kuò)展思路、精心設(shè)計(jì)，并在項(xiàng)目設(shè)計(jì)初期反復(fù)論證，那么在一定程度上則可實(shí)現(xiàn)變廢為寶的效果。此外，這也亟需提高我國(guó)的熱回收技術(shù)行業(yè)水平，為能源的循環(huán)利用提供必要的硬件基礎(chǔ)。

（2）精細(xì)化室內(nèi)氣流組織設(shè)計(jì)，通過(guò)合理的氣流組織方案，在保證室內(nèi)空氣質(zhì)量的前提下，實(shí)現(xiàn)減小風(fēng)量，降低通風(fēng)能耗。

圖48 SkyLabs與外遮陽(yáng)設(shè)施融為一體的外立面

圖49 辦公建筑內(nèi)部及送風(fēng)設(shè)計(jì)

圖50 外觀設(shè)計(jì)多樣的被動(dòng)式建筑

圖51 獨(dú)立陽(yáng)臺(tái)護(hù)板設(shè)計(jì)

圖52 預(yù)制獨(dú)立陽(yáng)臺(tái)設(shè)計(jì)

目前德奧被動(dòng)房的室內(nèi)氣流組織設(shè)計(jì)一般采取的做法是，送風(fēng)口設(shè)置在起居室、臥室、兒童房和工作室等房間，回風(fēng)口設(shè)置在廚房、浴室和衛(wèi)生間，過(guò)道作為溢流區(qū)（圖56）。這一點(diǎn)不僅體現(xiàn)在居住建筑中，如Lodenareal被動(dòng)被動(dòng)式房屋項(xiàng)目，同樣還體現(xiàn)在公共建筑中，如Brixlegg被動(dòng)式學(xué)校項(xiàng)目、因斯布魯克大學(xué)科技學(xué)院改造項(xiàng)目。

這與我國(guó)在每個(gè)房間或主要活動(dòng)區(qū)域同時(shí)設(shè)置送風(fēng)口和回風(fēng)口的傳統(tǒng)做法有很大區(qū)別，可以實(shí)現(xiàn)減小風(fēng)量、降低通風(fēng)能耗的目的。

在此基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步降低風(fēng)量、減少送風(fēng)口和消音裝置等，奧地利現(xiàn)已研發(fā)并運(yùn)用一種改進(jìn)型的室內(nèi)氣流組織方案：僅在臥室設(shè)置送風(fēng)口，白天臥室無(wú)人，居住者僅在客廳停留，則新風(fēng)通過(guò)臥室未受污染而流通到客廳，供居住者使用；夜間居住者僅停留在臥室，新風(fēng)經(jīng)過(guò)臥室后流通到客廳，污濁空氣在無(wú)人使用的客廳并不產(chǎn)生任何影響，最后從廚房排出（圖57）。

事實(shí)上，這種改進(jìn)型的氣流組織方式原理簡(jiǎn)單明了，但其中體現(xiàn)的對(duì)于居住者生活模式的深入思考和對(duì)氣流高效運(yùn)行的精心組織方式，值得在項(xiàng)目方案的設(shè)計(jì)過(guò)程中反復(fù)斟酌、借鑒學(xué)習(xí)。當(dāng)然，優(yōu)越高效的通風(fēng)系統(tǒng)方案與建筑的平面布置和戶型設(shè)計(jì)顯然是息息相關(guān)的，這就需要各學(xué)科各專(zhuān)業(yè)之間交叉融合、深化統(tǒng)籌。優(yōu)秀的項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案從來(lái)不是各專(zhuān)業(yè)的簡(jiǎn)單疊加、流水作業(yè)，而必然是建筑、結(jié)構(gòu)、暖通、給排水甚至室內(nèi)裝修各個(gè)方面綜合考慮的結(jié)果，與貫穿在整個(gè)設(shè)計(jì)階段的反復(fù)論證是分不開(kāi)的。

（3）注重細(xì)節(jié)，精細(xì)化施工，從細(xì)微處節(jié)流能源損耗。

圖53 多樣性的外遮陽(yáng)設(shè)計(jì)

圖54 B&B被動(dòng)式酒店建筑

圖55 集中設(shè)置計(jì)算機(jī)主機(jī)的地下設(shè)備間

被動(dòng)房強(qiáng)調(diào)精細(xì)化施工，整個(gè)建筑本身的細(xì)節(jié)處理之嚴(yán)謹(jǐn)不

言自明，對(duì)于建筑主體以外的暖通管道的保溫處理也同樣到位。所有暖通管道從設(shè)備間直至進(jìn)入建筑保暖空間內(nèi)部，全部包覆足夠厚度的保溫材料（圖58）；對(duì)于不同用途的管道根據(jù)實(shí)際需要采用不同顏色、不同材質(zhì)的保溫材料包覆，并在外表面標(biāo)注用途和流通方向（圖59），確保能源在輸配路徑中的損耗降到最低，各類(lèi)能源損失均在可控及可預(yù)計(jì)范圍內(nèi)，同時(shí)為日常運(yùn)營(yíng)及維護(hù)管理提供便利。

圖56 被動(dòng)房的室內(nèi)氣流組織設(shè)計(jì)（來(lái)源：Prof. Pfuger, University of Innsbruck）

圖57 改進(jìn)型氣流組織方案（來(lái)源：Prof. Pfuger, University of Innsbruck）

圖58 暖通管道全部包覆足夠厚度的保溫材料

圖59 不同暖通管道的保溫及標(biāo)注

注釋

① 蒂羅爾州（Tyrol）地區(qū)最大的非營(yíng)利性房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商。

[1] 奧理·塞佩寧.歐洲建筑節(jié)能優(yōu)化措施與政策[J].暖通空調(diào)，2013，43（7）.

[2] 彭夢(mèng)月.歐洲超低能耗建筑和被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)體系[J].建設(shè)科技，2014（21）.

[3] 張小玲.被動(dòng)式房屋在中國(guó)的建設(shè)示范[J].建設(shè)科技，2014（19）.

[4] 陳劍鋒.能源轉(zhuǎn)型：德國(guó)海德堡的被動(dòng)式建筑[N].東方早報(bào)，2014-12-23.

[5] Commission of the European Communities, 20 20 by 2020 Europe's climate change opportunity, Communication from the Commission to the European Parliament, the Council, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions, Brussels, 23.1.2008.

[6] Citizens' summary EU climate and energy package, http:// ec.europa.eu/clima /policies /package/docs/climate_package_ en.pdf.

[7] European Council, European Council (23 and 24 October 2014) Conclusions, EUCO 169/14, Brussels, 24 October 2014.

[8] European Commission, A Roadmap for moving to a competitive low carbon economy in 2050, Communication from the Commission to the European Parliament, the Council, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions, Brussels, 8.3.2011.

[9] Directive 2002/91/EC of the European Parliament and of the Council of 16 December 2002 on the energy performance of buildings, Official Journal of the European Communities, 4.1.2003.

[10] Directive 2010/31/EU of the European Parliament and of the Council of 19 May 2010 on the energy performance of buildings (recast), Official Journal of the European Union, 18.6.2010.

2015-02-18

PASSIVE HOUSE OF GERMANY AND AUSTRIA: CASE STUDIES AND THEIR REVELATION

建筑節(jié)能是全球應(yīng)對(duì)氣候變化問(wèn)題的重要途徑。被動(dòng)式房屋作為建筑節(jié)能領(lǐng)域的前沿技術(shù)，成為各國(guó)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的重要手段。本文梳理了歐盟在應(yīng)對(duì)氣候變化問(wèn)題上的大致策略和目標(biāo)，以及德奧作為建筑節(jié)能技術(shù)領(lǐng)先國(guó)家的主要做法，以8個(gè)包括住宅、學(xué)校、幼兒園、超市、辦公樓以及城區(qū)等不同類(lèi)型的被動(dòng)式房屋項(xiàng)目為基礎(chǔ)，從建筑、設(shè)備、通風(fēng)設(shè)計(jì)等方面闡述分析德奧被動(dòng)式房屋的技術(shù)現(xiàn)狀和優(yōu)勢(shì)，并總結(jié)其對(duì)我國(guó)被動(dòng)房發(fā)展的啟示。

Building energy effciency is an important approach of global response to climate change. As an advanced technology, the passive house becomes an important way to achieve energy-saving and emission reduction target. This paper presents EU's general strategy and objectives to address climate change issues, and the main measures of Germany and Austria as leading countries in energy-effcient building technology. Based on eight passive house projects including residence, school, kindergarten, supermarket, offce building and urban area, this paper introduces the technical status of passive house in German and Austria, and summarizes their technical advantages and experiences.

被動(dòng)式房屋 建筑節(jié)能 能源利用 通風(fēng)系統(tǒng) 氣流組織 熱回收

Passive House, Building Energy Effciency, Energy Utilization, Ventilation System, Air Distribution, Heat Recovery

馬伊碩，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心