金文

被動(dòng)房的具體定義

被動(dòng)房是被動(dòng)式節(jié)能房屋的簡(jiǎn)稱，也叫被動(dòng)式建筑，因?yàn)槊Q接近，很多人對(duì)于被動(dòng)式建筑和裝配式建筑會(huì)產(chǎn)生混淆，裝配式建筑只是建筑的一種建造形式，與現(xiàn)在的鋼筋混凝土現(xiàn)澆的建造方式不同，是采用現(xiàn)場(chǎng)組裝的。被動(dòng)式建筑則是建筑建造完成以后具有卓越的節(jié)能效果，但被動(dòng)式并不同于節(jié)能建筑等相關(guān)概念，節(jié)能建筑是指遵循氣候設(shè)計(jì)和節(jié)能的基本方法，對(duì)建筑規(guī)劃分區(qū)、群體和單體、建筑朝向、間距、太陽(yáng)輻射、風(fēng)向以及外部空間環(huán)境進(jìn)行研究后，設(shè)計(jì)出的低能耗建筑。節(jié)能建筑的定義同時(shí)也由一些門(mén)窗面積比以及墻體傳熱系統(tǒng)等相關(guān)指標(biāo)來(lái)規(guī)定。而被動(dòng)式建筑則是完全不采用任何主動(dòng)式措施及外來(lái)人工輔助能源，完全依靠自身的建筑構(gòu)造體系及建筑布局來(lái)達(dá)到四季舒適的目的。

被動(dòng)房的概念適用于世界各地，無(wú)論寒冷地區(qū)還是溫暖地區(qū)都可建設(shè)被動(dòng)式房屋，其基本的方式是一致的。依據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，房屋的建筑結(jié)構(gòu)材料的用量會(huì)有些差異。在寒冷地區(qū)關(guān)心的是墻體厚度，保溫層厚度。而在炎熱地區(qū)更關(guān)心的是制冷方法，例如遮陽(yáng)、窗戶通風(fēng)以保證在夏天也能保持舒適的室內(nèi)環(huán)境。任何被動(dòng)式房屋的個(gè)性特點(diǎn)都要依據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件進(jìn)行優(yōu)化。

在不同地區(qū)直接拷貝應(yīng)用是不可行的。因?yàn)槊總€(gè)地區(qū)都有自身的建筑傳統(tǒng)，有自身特有的建筑材料，例如海南當(dāng)?shù)赜幸环N用來(lái)制作房蓋的草，該草具有防腐、抗?fàn)€、遮陽(yáng)效果特別好（太陽(yáng)曬不透）、廉價(jià)等特性，完全可以達(dá)到被動(dòng)式房屋的要求。每個(gè)地區(qū)都有自身的氣候條件。故此，被動(dòng)式房屋的建造，要充分利用當(dāng)?shù)氐馁Y源，當(dāng)?shù)氐慕ㄖ鹘y(tǒng)。在不同地區(qū)的建造有成本分析，計(jì)算投入的成本（建筑成本）與每年可節(jié)省的資源費(fèi)用（油、電、氣等），可以預(yù)計(jì)節(jié)省的費(fèi)用多少年可以補(bǔ)回多投入的成本。例如在斯德哥爾摩以北80公里的奧克什貝里亞建造的被動(dòng)式房屋，它的PHPP軟件計(jì)算供熱值為14.6 kWh/㎡.a，而此建筑如果放在慕尼黑只需要一半的供熱就夠了。

我國(guó)規(guī)定在長(zhǎng)江以南的建筑是普遍沒(méi)有集中供暖的，采暖線的劃分正是因?yàn)榻▏?guó)初期國(guó)內(nèi)能源短缺，缺少供暖南方的冬天室內(nèi)環(huán)境較差，凍傷較為常見(jiàn)，而被動(dòng)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(huán)境。保溫窗、隔熱外圍護(hù)、熱回收裝置是被動(dòng)房的主要組成部分，從外表看，它和一般建筑沒(méi)什么區(qū)別，所以被動(dòng)式房屋只是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，并不是一個(gè)工藝方法。

被動(dòng)房雖然與綠色建筑同樣都強(qiáng)調(diào)建筑節(jié)能，但兩者也有不同，綠色建筑的定義是建筑的全生命周期都要達(dá)到節(jié)地、節(jié)水、節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)，即綠色建筑對(duì)于建造過(guò)程也有著相應(yīng)的節(jié)水、節(jié)能要求，而被動(dòng)房則沒(méi)有。因此綠色建筑包含被動(dòng)房，但被動(dòng)房并不一定是綠色建筑，不過(guò)按照2015年發(fā)布的《被動(dòng)式超低能耗綠色建筑技術(shù)導(dǎo)則》要求，被動(dòng)式建筑至少要滿足《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》一星標(biāo)準(zhǔn)。

被動(dòng)房的起源一艘船

被動(dòng)房最初是指在寒冷的氣候條件下，建筑不需要采暖設(shè)備，僅通過(guò)太陽(yáng)能、人體的熱量和圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫實(shí)現(xiàn)較舒適的室內(nèi)環(huán)境。最初并沒(méi)有嚴(yán)謹(jǐn)、完整的定義，但這一想法由來(lái)已久。

按照該理念實(shí)現(xiàn)的第一件作品是1883年在挪威建造的弗拉姆（Fram）號(hào)極地考察船。這艘長(zhǎng)35米，用橡木建造的考察船，載重量為800t，配有三桅風(fēng)帆和220馬力的柴油動(dòng)力螺旋槳，曾是當(dāng)時(shí)世界上深入極地最遠(yuǎn)的考察船。

在南極、北極極度寒冷氣候條件下，該船不需要開(kāi)啟采暖火爐，即可保持船體內(nèi)較為舒適的溫度。

實(shí)現(xiàn)這一效果主要依靠?jī)?yōu)秀的保溫構(gòu)造，船壁和甲板構(gòu)造厚度達(dá)40～50厘米，由多層材料組合而成，包括木材、植物纖維、動(dòng)物纖維等等，窗戶由3層玻璃構(gòu)成。如今，這艘船作為一座博物館在奧斯陸被保護(hù)下來(lái)。

在歐洲寒冷地區(qū)，建造一棟不用采暖就能過(guò)冬的房子，對(duì)很多人來(lái)說(shuō)是夢(mèng)想也是挑戰(zhàn)。20世紀(jì)在北歐和英國(guó)，有建筑師、工程師小范圍地嘗試建造不用采暖設(shè)備就可以過(guò)冬的住房。

1973年，位于哥本哈根的丹麥科技大學(xué)建造了一棟試驗(yàn)性被動(dòng)房建筑，實(shí)際上它還沒(méi)有達(dá)到被動(dòng)房的水平，只能被稱作低能耗建筑，但它為后來(lái)被動(dòng)房技術(shù)體系的完善積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。在與國(guó)外專家交流時(shí)，我得知他們當(dāng)時(shí)做了很多奇特的設(shè)想，比如在房子外面做上玻璃房，白天最大限度接受太陽(yáng)輻射熱，將墻體、地面、家具等物體加熱，夜晚用類似被子的東西將玻璃房蓋上，以避免熱量散發(fā)，保持室內(nèi)溫度。此外，還有各種復(fù)雜、巧妙地閥門(mén)裝置，使玻璃房白天接受的太陽(yáng)能熱量，傳導(dǎo)到起居室、臥室。此類的措施還有很多，總而言之就是想通過(guò)各種辦法達(dá)到被動(dòng)房的標(biāo)準(zhǔn)，但最終并沒(méi)能實(shí)現(xiàn)。原因有很多，比如早期的被動(dòng)房實(shí)踐暴露出許多問(wèn)題，缺少高性能窗戶，人們沒(méi)有意識(shí)到建筑氣密性的重要性，不少項(xiàng)目采用了復(fù)雜的技術(shù)設(shè)備和構(gòu)造機(jī)關(guān)，使建筑后期使用圍護(hù)復(fù)雜且成本高。為減少熱能損失，必須提高建筑氣密性，提高氣密性就必須通過(guò)新風(fēng)系統(tǒng)保證室內(nèi)空氣質(zhì)量，而根據(jù)當(dāng)時(shí)的技術(shù)，僅維持室內(nèi)新鮮空氣一項(xiàng)就需要35kWh/㎡·a的電能，高于現(xiàn)代被動(dòng)房采暖能耗標(biāo)準(zhǔn)的2倍以上，由此進(jìn)行一個(gè)死循環(huán)，無(wú)法達(dá)到設(shè)想的被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)。雖然可以實(shí)現(xiàn)冬天不采暖生存下去，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足人所需要的室內(nèi)舒適度。

人們?cè)诓粩嗝鳎瑖L試各種技術(shù)組合，進(jìn)行理論研究、模擬計(jì)算，直到1988年瑞典隆德大學(xué)（Lund University）的阿達(dá)姆森教授（Bo Adamson）和德國(guó)的菲斯特博士（Wolfgang Feist）在共同進(jìn)行的低能耗建筑研究項(xiàng)目過(guò)程中，首先提出完整的“被動(dòng)房”建筑技術(shù)體系，找到了被動(dòng)房的最佳技術(shù)組合。

1990年，在菲斯特博士的參與下，達(dá)姆施塔特克蘭尼斯坦區(qū)（（Darmstadt-Kranichstein）成功建造了世界上第一棟被動(dòng)房試驗(yàn)建筑。這是一座4戶連排私人投資建設(shè)的住宅，每戶156平方米，建筑師是Bott/Ridder/Westermeyer設(shè)計(jì)公司。項(xiàng)目受到德國(guó)黑森州政府的資助，這座被動(dòng)房非常成功，至今一直有4個(gè)家庭居住在里面，多年實(shí)際運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，其采暖能耗小于12kWh/㎡.a。

通過(guò)節(jié)能技術(shù)，被動(dòng)房基本不需要傳統(tǒng)的冬季集中采暖和夏季空調(diào)制冷，就可以讓室內(nèi)溫度常年保持在20～26℃，濕度保持在30%～60%，室內(nèi)空氣清新，沒(méi)有噪聲干擾，實(shí)現(xiàn)“恒溫恒氧恒濕低噪”，在為人們提供舒適和健康室內(nèi)環(huán)境的同時(shí)，大大地降低了建筑能耗（公共建筑再節(jié)能60%以上，居住建筑再節(jié)能80%以上），是真正意義上的可持續(xù)建筑。

如果把被動(dòng)房結(jié)合上更多的太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備，那么也就實(shí)現(xiàn)了“近零能耗”的房屋，因?yàn)闆](méi)有誰(shuí)愿意住在一個(gè)沒(méi)有冰箱和電視的房子里，因此需要太陽(yáng)能來(lái)作為能源補(bǔ)充。

被動(dòng)房在我國(guó)的發(fā)展

被動(dòng)房在中國(guó)的首次出現(xiàn)，以及完整的被動(dòng)房概念開(kāi)始見(jiàn)諸于中國(guó)諸多媒體，最早可以追溯到2010年的上海世博會(huì)。作為上海的友好城市，即德國(guó)最大的港口城市漢堡，把經(jīng)過(guò)認(rèn)證的名為“漢堡之家”的被動(dòng)房作為世博會(huì)的禮物贈(zèng)送給上海，不過(guò)當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)對(duì)于被動(dòng)房仍舊就是知之甚少。

2013年元月秦皇島“在水一方”中德合作被動(dòng)房示范項(xiàng)目的竣工，可以說(shuō)從這個(gè)項(xiàng)目開(kāi)始，被動(dòng)房才真正引起業(yè)界的足夠重視了。這個(gè)項(xiàng)目是在德國(guó)能源署的技術(shù)支持下，在住房城鄉(xiāng)建設(shè)部的資助和指導(dǎo)下，由秦皇島五興房地產(chǎn)公司來(lái)具體組織實(shí)施的，應(yīng)該說(shuō)這是一個(gè)真正由中國(guó)人自己建造的本土被動(dòng)房。而且，從層高方面看，也算得上是世界上最高的被動(dòng)房了。因?yàn)橐话銍?guó)外的被動(dòng)房基本都是在5層以下的低層被動(dòng)式建筑，很少有18層高的建筑。

在水一方C區(qū)是中德合作“被動(dòng)式-低能耗住宅”示范項(xiàng)目，總建筑面積80344平方米，一期四棟C12#、C13#、C14#、C15#樓于2012年3月28日開(kāi)工建設(shè)，建筑面積28050平方米。2012年10月項(xiàng)目主體封頂。2012年底，C15#樓樣板間裝修完成。2013年1月，對(duì)六間樣板間進(jìn)行溫度、濕度、二氧化碳含量、房屋氣密性、熱工性能及熱回收通風(fēng)空調(diào)一體機(jī)熱回收率等各項(xiàng)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果達(dá)到德國(guó)被動(dòng)房建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

2013年2月16日，兩個(gè)家庭分別入住C15#東、西兩套體驗(yàn)房進(jìn)行為期一年的居住測(cè)試體驗(yàn)。經(jīng)過(guò)前半年居住測(cè)試，室內(nèi)溫度、相對(duì)濕度、二氧化碳含量、噪音、風(fēng)速、能耗等內(nèi)測(cè)試的結(jié)果均符合德國(guó)被動(dòng)房屋標(biāo)準(zhǔn)。

“被動(dòng)式-低能耗住宅”與我國(guó)現(xiàn)行65%節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的建筑不同，不僅對(duì)于圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)有著嚴(yán)格的要求，在控制熱橋、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量、噪音處理、熱回收效率等現(xiàn)行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)未做明確要求的方面，也提出了科學(xué)高效的解決方案。

與傳統(tǒng)節(jié)能建筑相比，“被動(dòng)式-低能耗住宅”具有諸多優(yōu)點(diǎn)：改變建筑節(jié)能設(shè)計(jì)理念，取消傳統(tǒng)的供熱（制冷）系統(tǒng)，用極少的能量即可滿足供熱（制冷）需求;減少二氧化碳排放，有效改善空氣質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境;能提供適合人體需求的室內(nèi)溫度、濕度和安靜的空間，并保持室內(nèi)空氣質(zhì)量，二氧化碳含量不超過(guò)1000PPM（0.1%），確保居住環(huán)境舒適?！霸谒环健盋區(qū)項(xiàng)目采用圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫系統(tǒng)使熱量傳導(dǎo)的損失和通風(fēng)系統(tǒng)中的熱損失最小化，年供暖能耗每平方米可節(jié)約30.53千瓦時(shí)，每年將節(jié)約標(biāo)煤998噸，節(jié)省制冷采暖費(fèi)用198萬(wàn)元，減排二氧化碳2595噸。

秦皇島“在水一方”示范項(xiàng)目，通過(guò)了中德兩國(guó)政府組織的專家驗(yàn)收，被認(rèn)為達(dá)到了德國(guó)被動(dòng)房的標(biāo)準(zhǔn)，而且在成本控制上也實(shí)現(xiàn)了每平方米不超過(guò)600元的設(shè)計(jì)目標(biāo)。秦皇島項(xiàng)目的示范和帶動(dòng)效應(yīng)巨大，引起了上下游產(chǎn)業(yè)的關(guān)注和行動(dòng)。

相較于歐洲各國(guó)幾十年的建筑節(jié)能經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)雖然起步較晚，但發(fā)展勢(shì)頭迅猛，自2013年開(kāi)始探索被動(dòng)式超低能耗建筑以來(lái)，中國(guó)先后與德國(guó)、美國(guó)等國(guó)家在秦皇島、北京、哈爾濱、青島、珠海等地合作建設(shè)被動(dòng)式超低能耗建筑項(xiàng)目，并取得了相當(dāng)不錯(cuò)的進(jìn)展。

在國(guó)家層面上，國(guó)務(wù)院及各部委多次印發(fā)方案和通知，要求推廣建筑節(jié)能技術(shù)，開(kāi)展超低能耗及近零能耗建筑試點(diǎn)，并多次發(fā)布技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2017年3月，住建部發(fā)布《建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展十三五規(guī)劃》強(qiáng)調(diào)，“推進(jìn)建筑節(jié)能和綠色建筑發(fā)展是落實(shí)國(guó)家能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略的客觀要求”，并要求到2020年，建設(shè)超低能耗、近零能耗建筑示范項(xiàng)目1000萬(wàn)平方米以上?！笆濉逼陂g我國(guó)已成功實(shí)施了被動(dòng)房節(jié)能減排示范項(xiàng)目。到目前為止，獲得國(guó)際水平認(rèn)證（PHI）的示范項(xiàng)目已接近20個(gè)，獲得國(guó)內(nèi)認(rèn)可項(xiàng)目的企業(yè)近百家，民間自行建造的被動(dòng)式低能耗項(xiàng)目千余家。被動(dòng)房技術(shù)在中國(guó)的發(fā)展儼然已經(jīng)步入快速通道。

就在今年，第23屆世界被動(dòng)房大會(huì)將在河北高碑店舉辦，由河北奧潤(rùn)順達(dá)承辦。位于高碑店的列車新城是目前全球規(guī)模最大的被動(dòng)式建筑住宅項(xiàng)目，其在建造標(biāo)準(zhǔn)上對(duì)標(biāo)的是德國(guó)的海德堡列車新城，是中國(guó)被動(dòng)房技術(shù)實(shí)踐的一大成果。

被動(dòng)房的未來(lái)

我們應(yīng)該看到被動(dòng)房是未來(lái)建筑節(jié)能發(fā)展的一個(gè)方向，這給我們的門(mén)窗、新風(fēng)產(chǎn)品指明了發(fā)展方向。從目前被動(dòng)房的建造經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，被動(dòng)房的實(shí)現(xiàn)需要配備高質(zhì)量的門(mén)窗、保溫材料、高效新風(fēng)系統(tǒng)的等產(chǎn)品，如果要實(shí)現(xiàn)“近零能耗”則還需要配置太陽(yáng)能、熱泵等新能源。這些產(chǎn)品如今都已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，并且都有實(shí)際應(yīng)用案例。

被動(dòng)房的高造價(jià)是其推廣的最大阻力，從純經(jīng)濟(jì)角度計(jì)算，被動(dòng)房所節(jié)省的電費(fèi)與其造價(jià)相比是微不足道的，但我們也應(yīng)該看到其整體社會(huì)效應(yīng)，建筑作為社會(huì)能耗的消費(fèi)大戶，建筑節(jié)能是事在必行的，目前的各種節(jié)能政策和要求已經(jīng)很說(shuō)明問(wèn)題了，節(jié)能環(huán)保是大勢(shì)所趨，對(duì)于當(dāng)前我們已經(jīng)相當(dāng)惡劣的生活環(huán)境而言更是迫在眉捷。

被動(dòng)房的發(fā)展將給我們的門(mén)窗、新風(fēng)、建筑光伏等諸多行業(yè)帶來(lái)發(fā)展機(jī)遇，也給我們帶來(lái)了發(fā)展挑戰(zhàn)，即如何進(jìn)一部降低產(chǎn)品的造價(jià)。我們可以做出高性能的被動(dòng)門(mén)、被動(dòng)窗、高效新風(fēng)，但能不能做出價(jià)格適中的產(chǎn)品則是相當(dāng)困難的，需要進(jìn)一步提升我們的技術(shù)。如果這些實(shí)現(xiàn)被動(dòng)房的關(guān)鍵產(chǎn)品成本下降，那么被動(dòng)房將會(huì)更為普遍的存在。

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】D

【文章編號(hào)】1671-3362（2019）05-0020-04