建筑节能大师详述被动房知识

建筑节能大师详述被动房知识

,,　　被动房建设现在在国内已经大范围铺开。 小编在此将先前总结的与被动房相 关的知识贴出来分享于大家， 希望更多的朋友了解和学习被动房。文章借鉴了被 动房研究所、 被动式发展联盟等分享的知识，以及参考了网络上流传的分散的被 动房科普文章，在此感谢热心朋友们的贡献。 1“被动房”是什么意思？ 从学术的角度， 目前人们对“被动房”或者“被动式建筑”比较流行的解释 是： 不通过传统的采暖方式和主动的空调形式来实现舒适的冬季和夏季室内环境 的建筑。 实际上，“被动房”三个字是从德语“Passivhaus”直译过来的，也有人将 其翻译为“被动式住宅”、 “被动式建筑”以及“被动式房屋”。在世界上其他 国家都有不同的翻译，例如到了英国，意思很接近，叫作“Passive house”； 到了日本被翻译为“無暖房住宅”；到了中国台湾被翻译为“被動式節能屋”。 可以说在德语语境里，“Passivhaus”是一个能生动体现这类建筑含义的词语 但是在汉语语境中， 人们通常会把“被动”理解为消极的贬义词。 因此， “被 动房”这一并不能体现积极向上和阳光含义的名称， 在国内一直不为世人所理解。 现在， 各类推广被动房发展的联盟的人员一直在构思，给这种超低能耗建筑取一 个既能生动表示其实际含义和理念，也能接地气的中文名称。或许，当这个比较 恰当的名称出世之后，将会有更多的人理解、支持、推广和建设这种代表着建筑 节能发展方向和理念的建筑物。 在现在这个时点， 只有非常专业的人士才知道“被动房”的定义和理念，在 建筑节能事业飞速发展的今天，如果不了解被动房，你就真的 OUT 了。 在国内，还有几个相近的词语，比如“被动房建筑”“被动式低能耗建筑”等， 都是描述这一类节能理念的建筑， 有这么多不同称呼的原因是国内一直没有找到 一个合适的统一的名称。 可以说“被动房”、“被动式房屋”“被动式建筑”都 是从“Passivhaus”直译过来的， 只不过汉语博大精深， 有多种阐释方式。 而“被 动房建筑”就有些用词重复了。 “被动式低能耗建筑”是中国本土新造的组合词 语，尽管字数较长，却是最能将其节能含义体现出来的一个名称。当然，中国现 在已经完工的很多“被动式低能耗建筑示范工程”却未必就达到了德国 “Passivhaus”的终极目标。 这类示范工程与本书中所说的“被动房”在应用技 术上存在细微差异，为了方便理解，在后续所有阐述被动式技术时，“被动房” 和“被动式低能耗建筑”都统一用称呼，即“被动房”。 这是德国的一栋按照被动式设计思想建造的独立小宅，可以理解为一栋小型的 “被动式住宅”。 2“被动房”中“被动”怎么理解？ 被动是相对主动而言。我们知道，在冬天要保证室内温暖舒适的效果，我国 北方是采用集中供暖模式靠暖气片给所有房间输送热量；炎热的夏季，要得到凉 爽的室内环境，就得靠空调制冷来实现。这些采暖制冷方式，以及当前流行的一 些其他的暖通技术，比如地源热泵天棚辐射组合技术、分户设置的地面采暖盘 管技术等，都是“主动”的供暖制冷技术，都是需要有设备机组来实现的。 那么， 如果不采取这些设备机组， 仅仅靠建筑物本身的蓄热蓄冷防热保温的措施， 同样的达到室内冬暖夏凉的效果，这类建筑就是“被动式建筑”，所采用的技术 措施就是被动式技术。 被动式技术中的卓越的保温隔热性能和高效的热回收系统使得整个建筑几 乎整年都不需要主动采取任何供暖或制冷措施，就能保证室内舒适。这需要较高

　　,,的初投资，而在使用和维护时只需要较低的投入，即达到了节能的目标。被动式 安全装置、被动式过滤装置、被动式制冷以致被动式房屋，都是被动式原理的典 型成功案例。

　　当然， 实际建成投入使用的“被动房”也并非严格意义的“被动”， 或多或少的还是存在一些“主 动”因素， 因为“被动房”也不是完全没有能耗。 被动式的应用， 更多强调的是一种设计理念， 一种智能的设计，以最小限度的利用复杂系统和不可再生能源达成建筑节能目标。 被动房建设代表着建筑节能发展的高端技术， 是未来建筑发展的方向， 主动选择发展被动房 建设和开拓被动房技术业务的， 都将在建筑行业里处于不败之地； 而对建筑节能事业弃之不 顾的任性企业，将会在激烈的竞争中出局。

　　3 被动房的概念是什么时候创立的？ 关于被动房概念的缘起，这里有一个美丽的传说。据说早在上个世纪八十年代， 瑞典隆德大学(Lund University)的阿达姆森教授(Bo Adamson)和德国的菲斯特 博士(Wolfgang Feist)在考察中国的时候，发现我国以秦岭-淮河为分界线，以 北地区冬季集中供暖，以南地区没有集中供暖的待遇。 其时，我国南方地区，例如按照气候分区的夏热冬暖地区，冬季不集中供暖 也没有什么问题，因为这个地区的冬季气温也没那么低。只有长江流域，所谓的 夏热冬冷地区，在冬季的气温还是比较低的。一般室外气温低于 5℃的时候，室 内若没有取暖设备，住宅房子里感觉很不舒适的。而这个地区的居民，在冬季却 没有我国北方居民那么幸运，享受到漫长冬季长久的室内温暖舒适的待遇了。 好了，这里回到“被动房”的由来。话说当年这两位专家到我国考察，发现在长 江流域的住宅， 由于冬季没有集中供暖政策， 这一带的人们冬季生活非常不舒适， 就提出了一套能够适应夏热冬冷气候环境的舒适性建筑， 利用建筑物优良的外围 护条件，达到冬季没有集中供暖，居住在里面的人们也能感受到春天般的舒适。 于是，两位专家回到欧洲之后就着手这类建筑的实践。 在 1991 世界上第一座被动房建筑终于在年德国的达姆施塔特建成，而且从 建成至今的十几年里，一直按照设计的要求正常运行，取得了很好的效果。可以 说，这一理念的建筑率先在德国实现了落地。后来，菲斯特博士还在德国达姆施 塔特创建了被动房研究所，旨在将这类建筑推广到世界范围。 如果传说是真的，那么你会惊诧的发现，这一按照高节能标准设计建筑的理念， 原来最初是为我国夏热冬冷地区的气候环境设想出来的啊！ 传说归于传说，但是，事实至少是这样的，1988 年，瑞典隆德大学的阿达 姆森教授和德国的菲斯特博士首先提出这一概念， 他们认为被动房建筑应该是 不用主动的采暖和空调系统就可以维持舒适室内热环境的建筑。1991 年在德国 的达姆施塔特建成了第一座被动房建筑并取得了成功，然后建立了研究机构，并 在世界范围内推广被动式建筑建造技术。目前，在欧洲已经有上万座被动房建筑 建成，并且被动房的理念已经不再只局限于住宅建筑中，在一些公共建筑中，也 逐渐开始采用被动房的标准进行建设。而我国的被动房建设浪潮刚刚卷起，2014 年著名的绿色地产公司朗诗绿色地产公司安全按照德国被动房标准建造的“布 鲁克被动房”竣工， 以及各类被动房产业联盟陆续成立，预示着我国发展超低能 耗建筑的时代来临了。 4 被动房的能效目标标准是什么？ 被动房能效指标为：

　　（1）供暖需热量≤15kWh/(m2a) ，或楼宇热负荷≤10 W/m2 （2）有效制冷需求≤15 kWh/(m2a) （3）总一次能源需求≤120 kWh/(m2a) （4）楼宇气密性≤ 0.6 /h （5）超温频率≤10 % 这里用一张简单的图片来展示被动房的能效目标。可以看出，被动房在相对 于现在我国的节能建筑，更为节能。 被动式房屋不仅仅是节能，还有很多优势： （1）舒适 就像保温瓶的保温原理一样， 被动式房屋高保温性能的外围护结构是室内保 持了宜人的温度。 不管是寒冷的冬季或炎热的夏季，被动式房屋都能保持室内恒 温，不会产生温度起伏以及室内干燥。 同时，高性能的新风系统还能在保证室温恒定的条件下，提供充足的新鲜空气， 维持室内良好的空气质量。 （2）可持续 被动式房屋从一开始能耗很低，这有助于减少天然气和是有等资源的消耗。 它还能利用风能和太阳能等可再生能源：节能建筑的事半功倍，意味着仅需在建 筑小部分外表面积上安装可再生能源装置就能经济可行得满足剩余能源需求。 无 论有没有利用可再生能源， 被动式房屋高效的节能特性都彻底减少了 CO2 排放量。 因此对气候保护也有重要贡献。 （3）创新性 被动式房屋是现代化的建筑标准，为建筑师和工程师开拓了新视角。同样被 动式房屋的快速发展也催生了对高效节能产品不断扩大的市场需求， 因此许多企 业也不断开发高效节能的先锋产品，积极推向市场，来迎合市场需求。 这样一来， 被动式房屋就推动了整个社会的经济发展和创新应用，同时对舒适度 和节能的投资也提升了整个产业链的附加值。 （4）可靠性 过去 20 年，已有成千上万栋被动式房屋被建造，而这些建筑在使用过程中 表现出来的性能也十分优异。其中，有数百栋房屋受到了严格监测，其测试结果 始终保持良好。 （5）弹性 被动式房屋能保持宜居的室内温度达数周之久， 在没有能源供应的冬天也能 应对自如。因此在紧急状况下可作为避难所，这是其他建筑类型所不具备的。被 动式房屋通过降低用电需求，也使得紧张的电力系统压力得以缓解。 （6）耐久性 卓越的保温性能、 无热桥设计及密闭的围护结构是被动式房屋节能的三大要 素， 成就了其良好的建筑物理特性， 同样这也造就了被动式房屋固有的另一特性： 长寿命 。 （7）简单 被动式房屋不需要使用说明书。相反，适宜的室温、不漏风、充足的新鲜空 气这些优点都是源于其优秀的设计，而这并不需要什么复杂的科学技术。被动式 房屋，简单实用！ （8）特殊性

　　被动式房屋并不是一部建筑规程。 这一自愿性标准对人们的吸引力在于其带 来的便捷与收益。建设经验、建筑组件和设计软件都是公开的，因此任何建筑都 可以在不降低舒适度的情况下满足被动式标准，实现可持续性发展。无论其设计 是普通还是特殊，被动式房屋本身就是一类特有的建筑。 （9）经济可行性 被动式建筑是高质量建筑，需要精心规划设计并运用性能优良的建筑组件。 因此，投资成本也会稍高。然而，在后续使用中，被动式房屋的优势尽显：极低 的能耗费用也使它比周围的传统建筑更加经济。 6 被动房的主要设计因素构成 （1）高效新风系统 首先， 被动式建筑需要新风系统。 该系统能在房间的气密性比较好的条件下， 将屋外的空气通过过滤、加湿或者除湿输入房间，改善房间空气，同时保持房间 的恒温。第二个重要的因素是气密性。对此，质量控制是一个重要元素。被动式 建筑也需要用电，一个重要标准是：房间制冷和制热的年需求不能超过 15 瓦。 15 瓦是一个测算值，在这一测试过程中先判断能耗需求不超过 15 度，排除了太 阳能等辅助设施，仅指建筑能耗需求是 15 度。 （2）好的保温性和紧凑性 建筑围护结构的所有材料必须具有非常好的保温性能。 边沿，转角，连接 处以及渗透处均需做特别的考虑和处理，来避免热桥的产生。 所有建筑围护结 构里不透光的建筑材料必须具有很好的隔热性能，并且导热系数（U 值，之前称 k 值）小于 0,15 W/(m2K) ， 也就是在每一度的温度变化下， 每平方米外立面 最多会损失 0，15 瓦的热量。 （3）建筑朝向以及遮阳 合适的建筑朝向和遮阳是被动式建筑优化利用太阳光和其他关键热能的前 提条件。这条应用于小型的独栋建筑。 大型多层和其他紧凑性建筑也可以在不 考虑朝向的情况下，实现被动式建筑。 （4）好的玻璃以及窗框 窗户（玻璃加窗框）必须使用 U 值为 0.80 W/(m2K)， g 值为 50％（g 值＝ 总能量通过率） 这条适用与欧洲， 对于中国可以使用 U 值为 1,2W/(m2K)的窗户。 （5）建筑气密性 用不低于低 50 帕的压力对不可控制的缝隙导致的空气泄漏进行测试， 空气 总泄漏量必须小于每小时建筑体积的 0.6 倍。 （6）被动式新风预热／预冷 新风可以先通过地下热量器，即使在最冷的冬天天气，新风也可以先预热到 摄氏 5 度以上。这是一个非常有意义的做法，但是不是必须的。 （7）通过高效的逆流热交换器来实现排出废气的热回增益 经过热回增益后的舒适新风的首要作用是使建筑内有一个好的空气质量， 第 二个作用是节能。 被动式建筑至少有 75％的热量是新风通过与废气进行热交换 取得。 7 为什么说被动房是房地产开发商的必由之路？ 首先是符合老百姓的切身利益，住在房子里不受雾霾影响，舒适;因房屋造 价和附加值较高，开发商也可以获得更大的利润;对国家而言，也有了性能更优 越的产品应用，采暖和公共费用支出会减少;对人类而言，可以促进减排温室气

　　体、减少雾霾和城市热岛，把能源和资源留给后代。为此，中国的房屋建设必须 从粗放式施工转向精细施工。 相关资料显示，我国每年竣工的建筑面积约占世界 50%以上，目前我国既有 建筑面积已达 460 多亿平方米，这些房屋存在大量的非节能建筑，既浪费资源， 又污染环境。 “十二五”期间我国要实现节约能源 6.7 亿吨标准煤的目标。 北方居住建筑 的采暖能耗目前是 2 亿吨标准煤， 如果从现在起北方新建建筑全部按被动房标准 执行，同时将现有北方居住建筑进行改造，到 2050 年，有望给国家节省 70 亿吨 标准煤，节能效果非常可观。 8 被动房建设有哪些技术规程或者指导文件？ 目前德国被动房研究所、 德国能源署以及中国住房和城乡建设部科技与产业 化发展中心都颁布了关于被动房、被动式低能耗建筑的指导手册。河北省还出台 了我国第一部被动式低能耗设计标准。 （青岛金土地新能源开发有限公司网上整 理内容）