劉思奇　許鵬程　武濤　馮文泉

[摘要]隨著能源消耗日益增加，節(jié)能減排越來(lái)越受到重視，在建筑行業(yè)領(lǐng)域首推的是被動(dòng)房（PassiveHouse Darmstadtk Rantchstein）項(xiàng)目。本文從被動(dòng)房的部分關(guān)鍵技術(shù)以及在國(guó)內(nèi)的發(fā)展前景等方面作了一些探討。以期對(duì)被動(dòng)房在國(guó)內(nèi)的發(fā)展提供些許幫助。

[關(guān)鍵詞]被動(dòng)房；節(jié)約能源；發(fā)展前景 文章編號(hào)：2095-4085（2015）08-0066-02

從2010年5月17號(hào)日國(guó)內(nèi)第一座被動(dòng)房（Passive House Darmstadtk Rantehstein）一漢堡之家在上海世博園落成，到2014年7月16日德國(guó)總理默克爾和李克強(qiáng)總理共同見證青島中德生態(tài)園項(xiàng)目簽約，被動(dòng)房頻繁出現(xiàn)在公眾的視野中。究其原因，這是由于近年來(lái)能源消耗的大幅上升以及環(huán)境的惡化，使人們對(duì)節(jié)能環(huán)保生活方式的呼聲越來(lái)越高，而被動(dòng)房的出現(xiàn)則正好順應(yīng)了這一趨勢(shì)。

1.發(fā)展歷程與評(píng)判

被動(dòng)房在國(guó)內(nèi)建筑節(jié)能領(lǐng)域還是一個(gè)較新的課題。這一概念最早是在1988年由阿達(dá)姆森教授和菲斯特博士提出，是指不借助傳統(tǒng)采暖空調(diào)系統(tǒng)，僅靠自身密閉性極好的外墻及有效的可再生能源利用來(lái)維持室內(nèi)環(huán)境舒適的建筑。在此之后，菲斯特博士于1996年9月成立了被動(dòng)式住房研究所，用以研究被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)。到2013年，德國(guó)已建成被動(dòng)房40000多棟且以每年3000棟的速度遞增。歐洲其他國(guó)家被動(dòng)房的發(fā)展也十分迅速。

目前，國(guó)際上普遍采用的關(guān)于被動(dòng)房的評(píng)判參數(shù)包括一次性能源消耗（≤120 kWh/（m2·a））、換氣次數(shù)（≤0.6次/h）、熱橋損失系數(shù)數(shù)值（≤0.01w/mk）、超溫頻率（≤0.1）、實(shí)際制冷需求量（≤15kWh/（m2·a））、采暖熱能需求量（≤15 kWh/（m2·a））。

2.與傳統(tǒng)節(jié)能住宅的比較

2.1節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的差異

被動(dòng)房與傳統(tǒng)節(jié)能住宅的區(qū)別從根本上講就是節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的不同。首先，被動(dòng)房采用一次性能源消耗作為評(píng)價(jià)參數(shù)，而傳統(tǒng)節(jié)能住宅以電熱消耗量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)；除此之外，被動(dòng)房以總能源消耗作為節(jié)能指標(biāo)，傳統(tǒng)住宅以暖氣空調(diào)系統(tǒng)的消耗為節(jié)能指標(biāo)；最后，作為被動(dòng)房重要技術(shù)指標(biāo)的氣密性在傳統(tǒng)的節(jié)能住宅中沒有要求。

2.2設(shè)計(jì)及施工的差異

節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的不同，使得設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中技術(shù)工藝存在很大差異，主要表現(xiàn)在：

（1）建筑環(huán)境選擇。被動(dòng)房要求冬季可充分利用太陽(yáng)光能，夏季可自然通風(fēng)散熱。設(shè)計(jì)需要考慮環(huán)境因素。

（2）建筑造型選擇。為減少不必要的熱橋散失熱量，被動(dòng)房要求建筑保持表面平整，體形系數(shù)控制在0.4以下。

（3）圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工。按被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)，外墻和外門窗的傳熱系數(shù)不應(yīng)大于1.5 W/（m2·k）和8W/（m2·k）。在外墻施工時(shí)多采用導(dǎo)熱系數(shù)小于3.2W/（m2·k）的EPS板；在外窗方面，被動(dòng)房通過(guò)調(diào)整窗戶保溫方式、所在位置、使用窗臺(tái)板來(lái)提高保溫性能。

3.被動(dòng)房的主要技術(shù)措施

3.1外部圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫技術(shù)

為提高外墻和屋面的保溫性能必須采用保溫材料。常用的保溫材料包括玻璃棉、聚苯板、礦棉、木質(zhì)保溫材料等，在歐洲主要采用XPS擠塑聚苯板和巖棉。即使采用了建筑保溫材料，保溫材料的厚度也要大于200 mm，以此來(lái)控制結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)<1.5 W/（m2·k）。

為提高被動(dòng)房外窗的保溫性能，對(duì)玻璃和窗框的形式也有要求。雙層中空玻璃及斷橋鋁合金窗框是較好的外窗和窗框形式。傳熱系數(shù)2.4 W/（m2·k）的取值也遠(yuǎn)大于被動(dòng)房對(duì)傳熱系數(shù)<0.8 W/（m2·k）的要求。因此，被動(dòng)房多采用內(nèi)充惰性氣體的三層中空Low-e玻璃，在玻璃上涂反射層。窗框則多為塑料框架和多腔木框架。

3.2對(duì)可再生能源的利用技術(shù)

被動(dòng)房依靠對(duì)可再生能源的有效利用來(lái)達(dá)到室內(nèi)環(huán)境舒適。對(duì)可再生能源的有效利用是被動(dòng)房成行的關(guān)鍵。隨著光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以太陽(yáng)能為主的可再生能源（太陽(yáng)能光伏發(fā)電、生物質(zhì)能技術(shù)及地?zé)岜眉夹g(shù)）逐步發(fā)展起來(lái)。通過(guò)這些技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，使可再生資源的有效利用實(shí)現(xiàn)了最大化。

4.被動(dòng)房在國(guó)內(nèi)的發(fā)展前景

4.1經(jīng)濟(jì)型分析

被動(dòng)房要想通過(guò)利用密閉性優(yōu)良的外墻以及對(duì)可再生資源的有效利用來(lái)減小對(duì)傳統(tǒng)供暖系統(tǒng)地依賴，就必須采用高效的保溫隔熱材料。同時(shí)還有增加一些可利用可再生能源的技術(shù)設(shè)備，這必然會(huì)造成成本的上升。但是傳統(tǒng)供暖設(shè)備的減小以及后期運(yùn)營(yíng)的消失會(huì)使建筑成本大幅下降。

參照國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)被動(dòng)房在前期的建筑成本投入比傳統(tǒng)節(jié)能房屋約高出5%～15%。但是隨著建筑使用時(shí)間的增長(zhǎng)，增加的成本會(huì)因?yàn)槟茉聪牡慕档秃瓦\(yùn)行費(fèi)用的下降在5-10年內(nèi)收回。并且隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟，這一時(shí)間將進(jìn)一步減小。

4.2技術(shù)性分析

隨著國(guó)家對(duì)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的不斷完善，使得被動(dòng)房和相關(guān)的低能耗建筑有了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。同時(shí)，通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有建筑節(jié)能材料和設(shè)備的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，建造被動(dòng)房所需的產(chǎn)品與技術(shù)在國(guó)內(nèi)基本都可以找到，并且大多數(shù)產(chǎn)品與技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了本土化，這在一定程度上也降低了建筑成本。

5.結(jié)語(yǔ)

在北方寒冷地區(qū)。被動(dòng)房并不全部依賴尖端技術(shù)，其更多側(cè)重于合理的建筑設(shè)計(jì)、高效的節(jié)能手段以及對(duì)工程細(xì)節(jié)的嚴(yán)格控制。它的實(shí)現(xiàn)有利于提高環(huán)境質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。