被動(dòng)房-建筑節(jié)能的理想態(tài)

目前，建筑能耗占全社會(huì)能耗的30%，而且以每年1%的速度增加。隨著我國(guó)建設(shè)低碳經(jīng)濟(jì)、完成節(jié)能減排目標(biāo)、保持經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展步伐的邁進(jìn)，如何推進(jìn)建筑節(jié)能成為一項(xiàng)重要課題。在此情況下，“被動(dòng)房”這種超低能耗綠色建筑逐漸走入我國(guó)的視野。一、被動(dòng)房的概念與標(biāo)準(zhǔn)被動(dòng)房的概念。被動(dòng)房也叫被動(dòng)式超低能耗綠色建筑，起源于德國(guó)，是國(guó)際認(rèn)可的一種集高舒適度、低能耗、經(jīng)濟(jì)性于一體的節(jié)能建筑技術(shù)。其主要原理是通過最大程度減少建筑物的熱量損失，以至于幾乎不需要采取主動(dòng)采暖或制冷措施，主要通過節(jié)能設(shè)計(jì)及依靠自身優(yōu)越的保溫性能及氣密性，從建筑技術(shù)層面綜合利用建筑物可獲取的所有生活熱量和可再生能源（包括太陽(yáng)、照明、人體、電器散熱等），實(shí)現(xiàn)舒適的居住環(huán)境，是能量效益最佳房屋。被動(dòng)房的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。被動(dòng)房的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際上是一個(gè)實(shí)現(xiàn)建筑超低能耗的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，目前這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)并非官方制定，而是研究者們達(dá)成的一個(gè)共識(shí)。在歐洲國(guó)家，要真正被認(rèn)證為被動(dòng)房建筑必須滿足2條標(biāo)準(zhǔn)：（1）建筑每年的采暖能耗不超過15kwh/m2；（2）建筑每年總能耗（采暖、空調(diào)、生活熱水、照明、家電等）不超過120kwh/m2。按照這些標(biāo)準(zhǔn)，建筑的冬季采暖能耗可以被減少到歐洲現(xiàn)有同類型建筑的10%以內(nèi)，建筑每年的總能耗可以減少到30%以內(nèi)，CO2的排放可以減少到50%以內(nèi)。表1被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)內(nèi)建筑節(jié)能65%標(biāo)準(zhǔn)的能耗指標(biāo)對(duì)比能耗指標(biāo)被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能65%標(biāo)準(zhǔn)供熱能耗需求量W15KW.h/(m2.a)W58.35KW.h/(m2.a)最大采暖負(fù)荷W10W/m2W32W/m2生活熱水、家庭用電的年一次W120KW.h/(m2.a)能源總消耗注：目前除了北京之外，絕大多數(shù)省市居住建筑采用65%、公共建筑采用50%節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。表2被動(dòng)房的舒適性指標(biāo)項(xiàng)目要求室內(nèi)溫度20-26°C超溫頻率<5%室內(nèi)相對(duì)濕度40-60%室內(nèi)CO2含量<1000ppm室內(nèi)噪音臥室＜25dB，起居室＜30dB房屋氣密性n5＜0.6/h，即在室內(nèi)外壓差為50帕?xí)r，每小時(shí)的換氣次數(shù)不得超過0.6次二、被動(dòng)房的主要技術(shù)措施為達(dá)到被動(dòng)房設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，重點(diǎn)是在保溫性、氣密性、新風(fēng)及熱回收三個(gè)方面采取必要的技術(shù)措施：加強(qiáng)建筑圍護(hù)體系的保溫性能。建筑圍護(hù)體系主要由外墻、屋面和外窗組成，加強(qiáng)圍護(hù)體系的保溫性能是被動(dòng)房建筑設(shè)計(jì)和建造中最為重要的技術(shù)措施。建筑外墻和屋面是圍護(hù)體系主體，當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫層達(dá)到一定厚度時(shí)，房屋通過外圍護(hù)結(jié)構(gòu)損失的能量達(dá)到最低。在冬季可以憑借房屋自然得熱維持室內(nèi)在20。。以上；在夏季足以抵抗太陽(yáng)輻射傳到室內(nèi)。提高建筑的氣密性。氣密性是反映建筑物抵御空氣滲透性能的參數(shù)，一般以室內(nèi)外壓力差為50Pa情況下，每小時(shí)的空氣滲透量占建筑總?cè)莘e的百分比數(shù)來(lái)表示。提高建筑氣密性，能夠減少由滲風(fēng)帶入的冷量或熱量，節(jié)省處理這部分負(fù)荷的能量。被動(dòng)房的密閉性還可以控制室內(nèi)環(huán)境的濕度和保護(hù)建筑結(jié)構(gòu)，并能顯著降低通過管網(wǎng)和輔助通道的聲音傳遞，從而有效降噪。機(jī)械送新風(fēng)并進(jìn)行熱回收。當(dāng)氣密性大大提高以后，適宜的通風(fēng)換氣方式對(duì)于被動(dòng)房尤為重要。在現(xiàn)有建筑中，開啟窗戶和門窗縫隙的滲透是實(shí)現(xiàn)建筑冬季換氣的常用方式，但這樣會(huì)帶來(lái)大量的熱量損失。在被動(dòng)房中，這一換氣指標(biāo)完全通過高效新風(fēng)熱回收裝置來(lái)完成，室內(nèi)污濁的空氣從廚房和衛(wèi)生間的排風(fēng)口排入風(fēng)管中，新鮮空氣則從起居室和臥室的送風(fēng)口中進(jìn)入房間；在排風(fēng)和送風(fēng)過程中，把建筑排風(fēng)中的熱量回收，用以預(yù)熱室外的新鮮空氣并送入室內(nèi)是被動(dòng)房關(guān)鍵技術(shù)之一。被動(dòng)房使用的熱交換器的熱回收效率可以達(dá)到75%以上，能有效避免通風(fēng)換氣損失的熱量在新風(fēng)的處理過程中還可以過濾室外空氣的塵土，控制空氣的濕度，大幅提高空氣質(zhì)量，在霧霾較多的環(huán)境下更有優(yōu)勢(shì)。三、發(fā)展被動(dòng)房對(duì)于推進(jìn)建筑節(jié)能具有重要意義由于被動(dòng)房具有超低能耗、超微排放、超高舒適度的特點(diǎn)，對(duì)于解決我國(guó)建筑行業(yè)能耗高、碳排放大及供暖能耗高等問題意義重大。一是大大緩解能源和溫室氣體減排壓力。專家指出，被動(dòng)房能耗僅為普通節(jié)能建筑的1/10-1/4，若折算成國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，建筑節(jié)能率約為92%。以北方采暖地區(qū)估算，如將新建居住建筑建成被動(dòng)房，可以在2050年時(shí)累計(jì)節(jié)省34億噸標(biāo)煤，并將每年采暖能耗增量控制在100萬(wàn)噸以內(nèi)。二是促進(jìn)節(jié)能產(chǎn)業(yè)升級(jí)并帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。伴隨著被動(dòng)房的大面積推廣，將為保溫隔熱材料與制品，節(jié)能門窗、器件、管材等新興建材產(chǎn)業(yè)的興起，尤其是對(duì)高效新風(fēng)熱回收裝置制造等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供極大的市場(chǎng)空間。三是全面提升建筑質(zhì)量。被動(dòng)房可以提供更高的居住品質(zhì)，室內(nèi)溫度一年四季保持在18。24。。，房間全年有新鮮空氣，不潮濕，無(wú)霉菌，有效改善空氣質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境；而且由于被動(dòng)房施工中非常強(qiáng)調(diào)氣密、保溫等施工細(xì)節(jié)，還可以改善粗放式施工，對(duì)于工程質(zhì)量也有促進(jìn)作用。四是有助于解決南方集中供暖問題。隨著人們生活水平的提高，對(duì)于長(zhǎng)江流域集中供暖的呼聲越來(lái)越多，但是受限于我國(guó)能源供給能力以及供熱管網(wǎng)尚未構(gòu)建等因素，短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)，若采用被動(dòng)房，則無(wú)需考慮集中供暖問題。四、被動(dòng)房發(fā)展現(xiàn)狀及面臨的問題國(guó)內(nèi)外被動(dòng)房發(fā)展現(xiàn)狀。被動(dòng)房因其獨(dú)特的理念和成熟的設(shè)計(jì)、建造、評(píng)價(jià)體系，在歐洲國(guó)家越來(lái)越受到青睞。目前，被動(dòng)房技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈在德國(guó)已經(jīng)成熟僅德國(guó)范圍內(nèi)就有6萬(wàn)多座被動(dòng)房，并以每年新增3000棟的速度增長(zhǎng)。到2020年，歐盟所有新建建筑都將采用被動(dòng)房技術(shù)體系建造。由于被動(dòng)房兼具建筑品質(zhì)和節(jié)能減排兩方面的重要意義，這種低能耗建筑順應(yīng)了我國(guó)新型化城鎮(zhèn)化的建設(shè)需求。2011年6月，住建部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心與德國(guó)能源署簽署《關(guān)于建筑節(jié)能和低碳生態(tài)城市建設(shè)技術(shù)合作諒解備忘錄》，在新一輪城市化改造中力推被動(dòng)房。2013年10月，國(guó)內(nèi)首個(gè)被動(dòng)房項(xiàng)目——秦皇島“在水一方”通過驗(yàn)收。據(jù)住建部統(tǒng)計(jì)，目前全國(guó)被動(dòng)房新建項(xiàng)目完成2處，設(shè)計(jì)施工項(xiàng)目近20處，分布在黑龍江、河北、福建、新疆、山東等省份。我國(guó)發(fā)展被動(dòng)房面臨的困難。被動(dòng)房建筑經(jīng)過歐洲國(guó)家不斷研究與實(shí)踐，已經(jīng)發(fā)展出比較成熟的設(shè)計(jì)、建造和評(píng)價(jià)體系。而我國(guó)被動(dòng)房建設(shè)起步較晚，尚存在缺乏設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)領(lǐng)域空白較多、建筑施工質(zhì)量粗放、建筑的運(yùn)行管理水平低等問題。同時(shí)，被動(dòng)房在推廣中還面臨以下主要難題：一是被動(dòng)房的技術(shù)水平和材料標(biāo)準(zhǔn)要求較高，使得開發(fā)商不愿意做被動(dòng)房。被動(dòng)房不以計(jì)算指標(biāo)作為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，而是以實(shí)測(cè)值來(lái)判定。它對(duì)溫度、濕度、二氧化碳含量、噪音、采暖能耗、空調(diào)能耗、照明能耗、新風(fēng)能耗、家用電器能耗、pm2.5數(shù)值等每一項(xiàng)都有嚴(yán)格的數(shù)值限定，每個(gè)環(huán)節(jié)都不能糊弄。因此，開發(fā)商做被動(dòng)房需要非常大的努力才可能達(dá)到目標(biāo)值。二是開發(fā)單位和消費(fèi)者對(duì)于建筑節(jié)能的認(rèn)識(shí)還不夠，這是推廣被動(dòng)房的主要困難。有的建設(shè)單位“談綠色變”，認(rèn)為綠色建筑是高成本、高技術(shù)、高綠化。而對(duì)消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，買什么樣的房子，目前主要考慮的因素仍是位置、周邊基礎(chǔ)設(shè)施、面積、戶型等，建筑的節(jié)能特性并非考慮的主要因素，而這又決定了建設(shè)單位對(duì)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)僅停留在“被動(dòng)執(zhí)行”層面，不易接受新理念和新技術(shù)。業(yè)內(nèi)人士指出，其實(shí)，在成本方面，開發(fā)單位對(duì)被動(dòng)式超低能耗建筑的增量成本估算不盡合理，而且缺乏長(zhǎng)遠(yuǎn)眼光，雖然每平方米造價(jià)增加，但是可以省下供熱管網(wǎng)的安裝鋪設(shè)成本，業(yè)主節(jié)省下來(lái)的采暖費(fèi)也很可觀。五、走有中國(guó)特色的被動(dòng)房建設(shè)之路目前我國(guó)進(jìn)行中的被動(dòng)房項(xiàng)目大多是中德合作項(xiàng)目，但這并不代表中國(guó)被動(dòng)房是德國(guó)的拷貝版本。我國(guó)應(yīng)該結(jié)合國(guó)情，吸取歐洲“被動(dòng)房”建筑的經(jīng)驗(yàn)，走有中國(guó)特色的被動(dòng)房建設(shè)之路。首先，要考慮我國(guó)不同地區(qū)的氣候特征?！氨粍?dòng)房”最初的設(shè)計(jì)原則和技術(shù)方法是以德國(guó)、奧地利等歐洲中部國(guó)家的氣候?yàn)橐罁?jù)。這些國(guó)家氣候相對(duì)溫和，地區(qū)氣候差異小。而我國(guó)幅員遼闊，橫跨多個(gè)氣候帶，不同氣候分區(qū)的氣候差異巨大，各地區(qū)的氣候特征以及對(duì)采暖和通風(fēng)的要求不同。因此，德國(guó)被動(dòng)房指標(biāo)體系不可直接應(yīng)用于我國(guó)，我國(guó)應(yīng)針對(duì)不同氣候區(qū)的氣候特征編制不同的被動(dòng)房指標(biāo)體系。而從建筑類型來(lái)看，德國(guó)85%的居住建筑為三層及三層以下，而我國(guó)是以中高層住宅為主，這也是需要考慮的重要因素。其次，我國(guó)與歐洲國(guó)家文化上的差異也會(huì)影響到被動(dòng)房建筑的設(shè)計(jì)。例如，我國(guó)的飲食方式對(duì)住宅廚房的要求和歐洲國(guó)家有很大不同，住宅中廚房產(chǎn)生的油煙和氣味通常需要通過自然通風(fēng)或者抽油煙機(jī)及時(shí)排走，而被動(dòng)房對(duì)建筑密閉性和室內(nèi)換氣量卻有特定的要求。因此，如何在住宅設(shè)計(jì)中同時(shí)滿足節(jié)能和生活習(xí)慣的要求是一個(gè)需要綜合考慮的問題。另外，我國(guó)目前大多數(shù)住宅是市場(chǎng)化的，被動(dòng)房建筑的收益和所增加的額外投資是否能夠平衡，從而被市場(chǎng)所接受，是影響被動(dòng)房建筑能否順利推廣的關(guān)鍵。建筑材料占被動(dòng)房建設(shè)成本的“大頭”，如果控制不好，房?jī)r(jià)就會(huì)大幅上漲。進(jìn)口產(chǎn)品技術(shù)成熟，但價(jià)格高，通過科技研發(fā)讓建材實(shí)現(xiàn)本土化