寒冷地區被動式超低能耗建筑關鍵技術研究

陳強，王崇杰，李潔，劉興民

(1. 山東建筑大學 建筑城規學院，山東 濟南250101；2. 山東省綠色建筑協同創新中心，山東 濟南 250101)

?

寒冷地區被動式超低能耗建筑關鍵技術研究

陳強1，王崇杰2*，李潔1，劉興民2

(1. 山東建筑大學 建筑城規學院，山東 濟南250101；2. 山東省綠色建筑協同創新中心，山東 濟南 250101)

隨著綠色、循環、低碳發展理念的不斷普及，被動式超低能耗建筑因其能源效率高、對環境污染少且舒適性等的特點，成為目前應對能源危機、氣候變化以及人們追求高品質生活質量而選擇的重要的建筑形式。而積極探索寒冷地區被動式超低能耗建筑建設關鍵技術方案，實現我國被動超低能耗建筑的本土化發展已迫在眉睫。文章闡述了國內外被動式超低能耗建筑發展的概況，針對寒冷地區的被動式超低能耗建筑從無熱橋的高效建筑保溫系統、建筑氣密性設計、遮陽設計、高效新風熱回收系統、輔助供暖供冷系統等關鍵技術進行了設計研究，提出了適宜寒冷地區被動式超低能耗建筑發展策略。

被動式超低能耗建筑；建筑技術；寒冷地區；發展策略

0　引言

建筑業作為國民經濟的支柱產業之一，雖然促進了城市經濟的極速發展，但也給城市帶來了嚴重的環境問題，造成了資源的極大浪費，阻礙了城市的可持續發展[1]。如何擺脫建筑業高耗能、高污染的發展模式的研究，已逐漸成為城市發展的重要研究課題[2]。被動式超低能耗建筑具有能源效率高、環境污染少、舒適性好的特點，這正是應對能源危機、氣候變化以及人們追求高品質的生活的建筑類型[3]。近年來被動式超低能耗在世界范圍內得到迅速發展。

被動式超低能耗建筑又被稱為“被動式低能耗建筑”或者“被動房”，傳入我國時也有譯為“無源房屋”[4]。與傳統建筑相比有以下明顯優勢：帶熱回收裝置的新風系統既提供了足夠的新鮮空氣，又回收大量的熱，降低供暖制冷的能耗需求，保證了室內適宜的溫濕度，與現行國家節能設計標準相比，供暖能耗降低85%以上；良好的圍護保溫系統使建筑內墻表面溫度穩定均勻，與室內溫度接近，并且良好的氣密性和隔聲效果；采用無熱橋、高氣密性設計，高品質材料構件，精細化施工及建筑裝修一體化，使建筑質量更高、壽命更長[5]。但是應當看到當前國內被動式超低能耗建筑標準、規范、技術不成熟，發展尚處于探索階段，尤其是寒冷地區的被動式超低能耗建筑發展更缺乏相應的研究和實踐，而積極探索寒冷地區的被動式超低能耗建筑建設關鍵技術方案與策略，實現我國被動超低能耗建筑的本土化發展已迫在眉睫。文章闡述了國內外被動式超低能耗建筑發展的概況，針對寒冷地區的被動式超低能耗建筑的關鍵技術進行了設計研究，提出了適宜寒冷地區被動式超低能耗建筑發展策略。

1　被動式超低能耗建筑發展概況

1.1國內外發展情況

1.1.1國內的發展情況

降低建筑能耗，努力實現城市綠色低碳發展，是我國城市發展建設的重要目標。為了更好實現這一目標，自2009年起，在中國住建部建筑節能與科技司的指導下，住建部的科技與產業化促進中心與德國能源署在我國推進了被動耗能建筑的建設，拉開了我國被動超低能耗建筑發展的序幕。2010年上海世博會的"漢堡之家”成為我國首個獲得認證的被動式超低能耗建筑。中國的技術人員與德國密切合作，積極探索適合中國的被動式超低能耗建筑建設方案[6]。

在我國嚴寒地區以黑龍江省為代表的部分企業走在了國內被動式超低能耗建筑建設領域的前沿，黑龍江辰能房地產開發公司于2011年開發了中德合作項目——辰能·溪樹庭院；華北地區以河北省為代表的秦皇島“在水一方”項目、河北省建筑科技研發中心科研樓均獲得德國PHI認證；在氣候相對惡劣的西北地區，新疆烏魯木齊的“幸福堡”綜合樓于2014年正式建成，成為新疆乃至西北地區第一座以德國標準建造的被動式超低能耗建筑；在南方地區，被動式超低能耗建筑探索發展也取得了一定成果，浙江省湖州長興縣“布魯克”綠色精品酒店，通過建筑本身高效的保溫隔熱性能的構造，利用太陽能和其他設備的散熱向房間提供熱源，無論在炎熱的夏季還是在寒冷的冬季，都能實現基本不使用“主動”能源的目標[7]。目前，被動式超低能耗建筑示范項目在全國遍地開花，成為其大力推廣建設的前奏。

1.1.2國外的發展情況

歐美許多國家為了進一步降低建筑能耗，提高建筑能效，降低溫室氣體的排放，提出了中長期的建筑能源戰略規劃和政策目標，研究和建設超低能耗建筑幾乎成為各國進一步挖掘建筑節能潛力，擺脫對化石能源依賴的有力措施之一。

1988年瑞典隆德大學的阿達姆森教授和德國的菲斯特博士首先提出“被動式房屋”這一概念，他們認為被動房建筑無需主動的采暖和空調系統就可以維持舒適室內熱環境的建筑[8]。1991年德國的達姆施特建成了第一座被動房建筑并取得了成功，隨后建立了研究機構，并在世界范圍內推廣被動式建筑建造技術。

目前，歐洲被動房的概念不再局限于住宅建筑，一些公共建筑也逐漸開始按照被動房的標準來建設。

1.2被動式超低能耗建筑在寒冷地區的發展

圖1　山東建筑大學裝配式被動實驗房圖

被動式超低能耗建筑在我國發展之初，以河北省、山東省為代表的寒冷地區就積極開展實踐，努力探索寒冷地區被動式超低能耗建筑的建設之路。河北省秦皇島“在水一方”項目在建設中積極探索，最終獲得德國PHI認證[9]。山東省致力于探索裝配式建筑在被動式超低能耗建筑中的應用，山東建筑大學裝配式超低能耗被動式實驗樓就是典型的示范項目。在正式開工之前，首先完成了裝配式被動實驗房設計與施工(如圖1所示)，從中發現問題，找出問題，為實驗樓的建設做好充分的準備工作。山東建筑大學裝配式超低能耗被動式實驗樓建筑主體依山就勢，建筑形態和布局充分考慮地形局部風環境和光照，功能布局合理，流線清晰，出入口明確。建筑共六層，一、二層層高為4.5m，三至六層層高為3.6m，總建筑高度為23.85m,總建筑面積為9680.1m2,底層建筑面積為2735.9m2，標準層建筑面積為1611.9m2，是山東省最大的裝配式被動房(如圖2所示)。在設計中，山東建筑大學裝配式超低能耗被動式實驗樓著力解決了被動式設計的一系列技術難題，其中包括完整的氣密層、絕佳的保溫層、高效的太陽能新風熱回收系統等等。

目前，在寒冷地區被動式超低能耗建筑在建設中，呈現出了幾大特點：(1) 示范項目體量規模比較大、類型豐富、涵蓋范圍廣；(2) 被動式超低能耗建筑與綠色建筑相結合，不單單達到被動式超低能耗建筑的要求，還力爭二星級以上的綠色建筑認證，這是此前別的地區項目中沒有過的；(3) 不斷創新，積極將裝配式引入被動式超低能耗建筑[10]。

經過設計與工程實踐，山東、河北等省在探索實施地方性被動式超低能耗建筑建設模式上，取得了很多有價值的經驗，已掌握了被動式超低能耗建筑在寒冷地區發展需要解決的關鍵問題。

圖2　山東建筑大學裝配式超低能耗被動式實驗樓圖

2　寒冷地區被動式超低能耗建筑關鍵技術研究

寒冷地區被動式超低能耗建筑設計的關鍵技術在于，如何通過無熱橋的保溫系統設計、氣密層設計、遮陽設計、新風系統以及輔助熱源設計來實現建筑在運行中，實現超低能耗，甚至是零能耗。結合山東建筑大學裝配式超低能耗被動式實驗樓項目，研究寒冷被動式超低能耗建筑的關鍵技術。

2.1無熱橋的高效建筑保溫系統

被動式超低能耗建筑要求建筑的非透明圍護結構及門窗都具絕佳的保溫性能，并且能夠通過無熱橋設計，形成連續完整的保溫層。

2.1.1圍護結構保溫設計

在寒冷地區，圍護結構保溫性能的重要性最為顯著。外墻、屋面及地面的平均傳熱系數(K)應以滿足被動式超低建筑的能耗指標為目標，采用性能化設計方法，經技術經濟分析后確定。寒冷地區外墻、屋面的平均傳熱系數應在0.10～0.25W/(m2·K)之間，地面的平均傳熱系數應在0.15～0.35W/(m2·K)之間。由于超低能耗建筑要求建筑外表面溫度波動對內表面溫度影響小，故常常采用熱惰性指標大的重質復合墻體，如復合墻體的內側宜采用厚度為100mm以上的磚或混凝土等重質材料；為了實現圍護結構良好的保溫性能，又不占用室內更多的有效使用面積，在選擇保溫材料時，應優先選用高性能保溫材料，以減少保溫層厚度；為了避免水蒸汽在外墻、屋頂內部結露，要求保溫層具有一定的防水透氣性能；還應當注意保溫層的耐侯性、抗風荷載、耐冰融等各項性能要求[11]。

超低能耗建筑設計時，必須對建筑外圍護結構進行無熱橋設計，以保證保溫層的連續完整。(1) 外墻的保溫層應采用斷熱橋錨栓固定，若采用單層保溫時，用鎖扣方式連接；若采用雙層保溫時，應采用錯縫粘接方式，避免保溫材料間出現通縫；墻角處宜采用成型保溫構件；應盡量避免在外墻上固定導軌、龍骨、支架等可能導致熱橋的部件，如果必須固定，應在外墻上預埋斷熱橋的錨固件，并盡量采用減少接觸面積、增加隔熱間層及使用非金屬材料等措施降低傳熱損失；管道穿外墻部位應預留套管并預留足夠的保溫間隙；戶內開關、插座接線盒等不應置于外墻上，以免影響外墻保溫性能[12]。(2) 屋面保溫層應與外墻的保溫層連續，不得出現結構性熱橋；對女兒墻等突出屋面的結構體，其保溫層應與屋面、墻面保溫層連續，不得出現結構性熱橋。女兒墻、風道出風口等薄弱環節，宜設置金屬蓋板，以提高其耐久性，金屬蓋板與結構連接部位，也應避免熱橋產生；管道穿屋面部位應符合下列要求：預留洞口應大于管道外徑，并滿足保溫厚度要求；伸出屋面外的管道應設置套管進行保護，套管與管道間應設置保溫層。(3) 寒冷地區地下室外墻外側保溫層應與地上部分保溫層連續，從頂板向下設置，長度與地下室外墻外側保溫向下延伸長度一致，或完全覆蓋地下室外墻內側，并應采用防水性能好的保溫材料；地下室外墻外側保溫層應延伸到地下凍土層以下，或完全包裹住地下結構部分；地下室外墻外側保溫層內部和外部宜分別設置一道防水層，防水層應延伸至室外地面以上適當距離；無地下室時，地面保溫應與外墻保溫應盡量連續、無熱橋。

在實際工程中，非透明的外圍護結構往往由鋼筋混凝土和高密度聚氨酯復合材料合成夾心保溫墻體，節點設計保證不出現由梁、板、柱等形成的結構性熱橋，不出現結露發霉現象。對于不可避免由金屬連接件造成的熱橋采取斷熱橋設施，并進行相應的節點詳細構造設計，保證整個外圍護結構起到冬季保溫、夏季隔熱的作用[13]。屋頂、外墻和地下室地板的構造說明及熱工參數見表1。

表1　屋頂、外墻及地下室頂板構造說明及熱工參數

2.1.2門窗保溫設計

建筑門窗是影響超低能耗建筑節能效果的關鍵部件，它主要影響建傳熱系數、太陽得熱系數以及氣密性能。外窗保溫和遮陽性能應符合下列要求：寒冷地區外窗傳熱系數(K)和太陽得熱系數(SHGC)可參考表2選??；為防止結露，外窗內表面(包括玻璃邊緣)溫度不應低于13 ℃；在設計條件下，外窗內表面平均溫度宜高于17 ℃，保證室內靠近外窗區域的舒適度；應根據不同的氣候條件優化選擇SHGC值。寒冷地區應以冬季獲得太陽輻射量為主，SHGC值應盡量選上限，同時兼顧夏季隔熱。當設有可調節外遮陽設施時，夏季可利用遮陽設施減少太陽輻射得熱，外窗的SHGC值宜主要按冬季需要選取，兼顧夏季外遮陽設施的實際調節效果，確定SHGC值；外門窗應有良好的氣密、水密及抗風壓性能。依據國家標準其氣密性等級不應低于8級、水密性等級不應低于6級、抗風壓性能等級不應低于9級。

表2　各氣候分區外窗得熱系數K和太陽得熱系數SHGC參考值

建筑外窗要能滿足寒冷地區的能耗指標要求，必須對窗框型材和玻璃配置嚴格把關。玻璃配置應考慮玻璃層數、Low-E膜層、真空層、惰性氣體、邊部密封構造等加強玻璃保溫隔熱性能的措施。寒冷地區應采用三層玻璃；采用Low-E玻璃時，應綜合考慮膜層對K值和SHGC值的影響。膜層數越多，K值越小，同時SHGC值也越小；當需要SHGC值較小時，膜層宜位于最外片玻璃的內側；當需要K值較小時，可選擇Low-E中空真空玻璃。Low-E膜應朝向真空層；與普通中空玻璃相比，Low-E中空真空玻璃傳熱系數可降低約2.0W/(m2·K)；惰性氣體填充時，宜采用氬氣填充，填充比例應超過85%。比例越高，隔熱性能越好；中空玻璃應采用暖邊間隔條，通過改善玻璃邊緣的傳熱狀況提高整窗的保溫性能。窗框型材應采用未增塑聚氯乙烯塑料、木材等保溫性能較好的材料。在寒冷地區，隔熱鋁合金型材難以達到超低能耗建筑的傳熱系數要求。

此外，外門和戶門均應采用保溫密閉門，保溫性能不應低于外窗的相關要求。寒冷地區面向冬季主導風向的外門應設置門斗或雙層外門；其它地區外門宜設門斗或應采取其它減少冷風滲透的措施?？紤]入住率影響及分戶熱計量的要求，寒冷地區樓梯間隔墻、分戶墻及樓板宜采取保溫措施。

外窗分隔應在滿足國家標準要求的前提下盡量減少，并按照模數進行設計；外窗節點設計時，宜利用建筑門窗玻璃幕墻熱工計算軟件，模擬分析不同安裝條件下外窗的傳熱系數和各表面溫度，進行輔助設計和驗證；外窗宜采用窗框內表面與結構外表面齊平的外掛安裝方式，外窗與結構墻之間的縫隙應采用耐久性良好的密封材料密封嚴密；外窗臺應設置窗臺板，以免雨水侵蝕造成保溫層的破壞；窗臺板應設置滴水線；窗臺宜采用耐久性好的金屬制作，窗臺板與窗框之間應有結構性鏈接，并采用密封材料密封；懸挑陽臺可采用陽臺板與主體結構斷開的設計；陽臺板靠挑梁支撐時，保溫材料應將挑梁和陽臺結構體整體包裹，避免熱橋。設計可調節外遮陽裝置安裝節點時，應在其內部或外部留有足夠的空間，用來填充保溫材料，避免熱橋。

在實際工程中，外窗往往采用高性能保溫隔熱的雙層Low-e玻璃，具有良好的采光隔熱和保溫性能，其傳熱系數K≤0.8W/(m2·k)、玻璃的太陽能總透射比g≥0.35、玻璃選擇性系數S≥1.25。高性能窗可以對不同波長的光線進行選擇性透過，從而實現自然光滿足室內照度要求的同時，將造成夏季室內冷負荷增加的長波輻射隔絕在室外，在冬季將輻射到玻璃的近紅外線反射到室內。

2.2建筑氣密性設計

建筑氣密性能對于實現超低能耗目標非常重要。良好的氣密性可以減少冬季冷風滲透，降低夏季非受控通風導致的供冷需求增加，避免濕氣侵入造成的建筑發霉、結露和損壞，減少室外噪聲和空氣污染等不良因素對室內環境的影響，提高居住者的生活品質。氣密層應連續并包圍整個外圍護結構，建筑設計施工圖中應明確標注氣密層的位置，應采用簡潔的造型和節點設計，減少或避免出現氣密性難以處理的節點。 應選用氣密性等級高的外門窗，外窗框與窗扇間宜采用3道耐久性良好的密封材料密封，每個開啟扇至少設2個鎖點。應選擇適用的氣密性材料構成氣密層，常見的可構成氣密層的材料包括一定厚度的抹灰層、硬質的材料板(如密度板、石材)、氣密性薄膜等。孔眼薄膜、保溫材料、軟木纖維板、刨花板、砌塊墻體等不適于用做氣密層。應選擇適用的氣密性材料做節點氣密性處理，如緊實完整的混凝土、氣密性薄膜、專用膨脹密封條、專用氣密性處理涂料等材料；包裝膠帶、聚氨酯發泡、防水硅膠等材料不適合做節點氣密性處理材料。對門洞、窗洞、電氣接線盒、管線貫穿處等易發生氣密性問題的部位，應進行節點設計并對氣密性措施進行詳細說明。

2.3遮陽設計

寒冷地區供暖能耗在全年建筑總能耗中占主導地位，太陽輻射可降低冬季供暖能耗，但也會增加夏季空調能耗，因此，寒冷地區的東、西、南向的外窗均應考慮遮陽措施。

遮陽設計應根據寒冷地區的氣候特點，房間的使用要求以及窗口所在朝向綜合考慮。可采用可調或固定等遮陽措施，也可采用各種熱反射玻璃、鍍膜玻璃、陽光控制膜、低發射率膜等進行遮陽；超低能耗建筑宜采用可調節的遮陽設施?？烧{節外遮陽表面吸收的太陽得熱，傳入室內的比例比內遮陽或中置遮陽小，并且可根據太陽高度角和室外天氣情況自動或手動調整，是最適合超低能耗建筑的遮陽形式。固定遮陽是將建筑的天然采光、遮陽與建筑物融為一體的外遮陽系統。設計固定遮陽時應綜合考慮建筑物所處地理緯度、朝向，太陽高度角和太陽方向角及遮陽時間，通過對建筑物進行日照分析來確定遮陽的分布和特征。除固定遮陽外，也可結合建筑立面設計，采用自然遮陽措施。非高層建筑宜結合景觀設計，利用樹木形成自然遮陽，降低夏季輻射熱負荷。南向外窗宜采用可調節外遮陽或水平固定外遮陽的方式。水平固定外遮陽挑出長度應滿足夏季太陽不直接照射到室內，且不影響冬季日照的要求；東向和西向外窗宜采用可調節外遮陽或可調中置遮陽設施。當東向和西向采用固定遮陽時，因東西向在需要避免太陽直曬時，太陽高度角較低，此時采用水平固定遮陽效果較差，因此宜采用垂直遮陽；可調節外遮陽和外窗的間距宜大于100mm，以免外窗玻璃被加熱。當設置中置遮陽時，應盡量增加遮陽百葉及其相關附件與外窗玻璃之間的距離；在設置固定遮陽板時，可考慮利用遮陽板反射天然光到大進深的室內，改善室內采光效果；遮陽設施在遮擋陽光直接進入室內的同時，也會阻礙窗口的通風，設計時應綜合考慮。

隨著可調節外遮陽技術在遮陽設計中的應用越來越廣泛，建筑西向及南向常常采用可調卷簾，除滿足夏天阻擋熱量、冬天利用窗戶得熱的需求外，還可以利用可調節外遮陽卷簾創造宜人的室內照明環境，個別公共房間可依據太陽光照強度，自動控制外遮陽下落高度。在權衡西向自然采光和遮陽的問題上，通過對自然采光的模擬，選擇最適宜的開窗面積和遮陽措施。

2.4高效新風熱回收系統

被動式超低能耗建筑應采用高效新風熱回收系統，通過回收利用排風中的能量降低供暖制冷需求，不用或少用輔助供暖供冷系統，實現超低能耗目標。高效新風熱回收系統通過熱回收裝置使新風和排風進行熱交換，回收排風中的能量。

熱回收效率是評價熱回收裝置換熱性能的主要指標，設計時應選用高效的熱回收裝置，并應滿足以下要求：顯熱回收裝置的溫度交換效率1不應低于75%；全熱熱回收裝置的焓交換效率2不應低于70%；熱回收裝置單位風量風機耗功率應小于0.45W/(m3/h)。熱回收裝置的類型應根據寒冷地區氣候特點，全熱回收裝置同顯熱回收裝置節能效果相當，顯熱回收具有更好的經濟性，但全熱回收裝置利于降低結霜的風險，應根據具體項目情況綜合考慮。 熱回收裝置新風側應處于正壓區，排風側應處于負壓區。高效新風熱回收系統宜在新風入口處設置低阻高效率的空氣凈化裝置，為室內提供更加潔凈的新鮮空氣，并有效減小霧霾天氣對室內空氣品質的影響。同時也可避免熱回收裝置積塵、換熱效率下降。為了獲得高品質的空氣，還應該加設空氣凈化裝置，大于等于0.5μm的細顆粒物的一次通過計數效率宜高于80%，且不應低于60%。

新風量宜按總人數確定，每人所需的最小新風量應按30m3/h計算，使新風量與排風量平衡。新風系統宜分戶獨立設置且可調控，宜與外窗開啟感應裝置聯動。新風氣流應從起居室和臥室等主要活動區(送風區)流向衛生間和廚房等功能區(排風區)。樓梯間、過道和敞開式廚房的餐廳可作為過流區，通過空氣流動間接得到送風和排風，保證所有房間得到充分通風。每個房間或主要活動區均應設置送風口和回風口，當安裝確有困難時，可在主活動區域設置集中回風口與回風管道連接，其他房間設置過流口與主活動區間聯通。對不能設置回風口或過流口的房間，其內門與地面間凈空應留20～25mm的縫隙，用于回風。新風系統風道和風口設計應符合以下要求：盡可能降低管道和風口風速，主風道風速宜小于3m/s，送風口風速不宜大于1.5m/s；過流口應有隔聲降噪設計。與室外連通的新風和排風管路上均應安裝保溫密閉型電動風閥，并與系統聯動，保證建筑的氣密性。還應設置新風旁通管，當室外溫濕度適宜時，新風可經旁通管直接進入室內，不經過熱回收裝置，以降低能耗。新風機組應進行消聲隔震處理；新風出口處和排風入口處宜設消聲裝置；風機與風管連接處應采用軟連接。在寒冷地區，高效新風熱回收系統應設置防凍措施。

其中，太陽能新風系統以其高效節能的特點備受推崇。它由集熱裝置、氣流輸送和自控裝置三部分組成，集熱裝置為太陽能空氣集熱器；氣流輸送裝置為風機和管道。太陽能空氣集熱器利用太陽能輻射熱能加熱空氣，然后通過氣流輸送裝置將熱空氣送入新風機組進一步處理。并且設計選用回收效率高于75%的置換式通風設備，新風經過過濾等級不低于G45進入室內?？諝赓|量要滿足CO2濃度≤1.962mg/mL的要求，并且全年自動運行。新風處理機組加裝除濕段，集熱系統夏季為轉輪除濕提供再生熱風，實現夏季熱量除濕。

2.5輔助供暖供冷系統

超低能耗建筑輔助供暖供冷應優先利用太陽能、地源熱泵、空氣源熱泵及生物質燃料等可再生能源，減少一次能源的使用。寒冷地區宜設置輔助熱源和冷源，其中輔助熱源不宜采用集中供暖方式，宜采用地源熱泵或空氣源熱泵。輔助熱源選擇時，除滿足供暖、新風處理要求外，宜兼顧生活熱水的用熱需求，并盡可能利用太陽能供應熱水。實際工程中，太陽能新風系統、太陽能熱水系統、地源熱泵系統等得到推廣使用。其中，太陽能熱水系統的工作原理是溫差循環控制，通過檢測集熱器的供回水溫差來控制集熱循環泵的啟動和停止，并比較循環溫度與貯水箱中水溫溫差不斷加熱貯水箱中的熱水。

3　適宜寒冷地區被動式超低能耗建筑發展策略

3.1政府積極引導做好專業的宣傳普及工作

做好被動式超低能耗建筑的普及推廣工作至關重要，這離不開國家的引導、政府的支持、企業的參與以及高校的引領。所以我們要完善國家法律法規體系，凸顯其發展的緊迫性；完善政府激勵政策，給予相應財政支持；加強社會發展理念，提高公眾參與度；穩步推進示范項目的順利進行。寒冷地區，被動式超低能耗示范項目遍布多個地市，涉及各類居住建筑、公共建筑，具有較強的典型性和代表性。讓大家來參觀使用這些示范項目，親身感受到它的優勢，將起到十分重要的宣傳作用。被動房在取消了傳統的采暖系統后，大大減少了城市供熱熱網配套費，物業維護費；對用戶來說，按120m2推算，每年將減少2400～2880元供暖費用和約1000元的空調制冷費用。通過高校和示范項目這兩個平臺來充分展現、宣傳被動式超低能耗建筑，將是一個非常好的途徑和方式。

3.2制定適宜寒冷地區被動式超低能耗建筑的設計標準、技術體系及認證體系

國內被動式超低能耗建筑的設計標準、評價標準、認證體系基本都采用德國的體系，但是這些不完全適用于我國各地。2015年5月1日,河北省頒布了本省的DBB(J)/T177—2015《被動式低能耗居住建筑節能設計標準》并予于實施，此標準是國內首部被動式房屋標準，也為寒冷地區推廣研究被動式超低能耗建筑做出了積極努力。而其余各省目前的示范項目采用的還是德國標準，加快編制頒布和實施適合自己的標準迫在眉睫。德國的被動房的認證評價都是通過德國被動式房屋研究所(PHI)，目前全球約有30家機構經過了德國PHI的培訓和認證，從事被動房建筑的認證工作。被動房認證的唯一條件是利用PHPP軟件進行計算；其唯一檢測則是由具有相應資質的第三方進行氣密性檢測[14]。借鑒德國的先進經驗，探索自己的被動式超低能耗建筑的認證標準，不但要推廣寒冷地區的被動式超低能耗建筑的發展，而且能完善整個被動房理論體系。

寒冷地區在發展被動式超低能耗建筑技術上的重心是盡快研究出一套適合寒冷地區的本土化的技術體系[14]。(1) 針對部分寒冷地區的除濕需求，適當考慮在原有的帶熱回收裝置的新風系統上加設除濕系統。新風通過加設除濕系統的新風管道，將相對干燥并達到目標濕度的空氣送至室內，使室內濕度達到相對舒適的指標。(2) 針對保溫材料防火問題，目前在市場占有率較高的XPS保溫材料，添加阻燃劑后仍不具有長期的阻燃效果，而石墨EPS板薄抹灰外墻外保溫技術、工藝和材料，防火效果好。(3) 現有建筑都敷設有采暖管網，而被動式改造還需要相當長的一段時間，期間仍需要集中采暖，加快被動式改造的進程十分重要；而對于新建建筑，要用發展的眼光看問題，鼓勵被動式設計，減少管道敷設，節約市政成本。(4) 寒冷地區特有的山水人文直接影響寒冷地區傳統建筑材料和建造方法。在建設被動式超低能耗建筑時結合具體的環境、場所加以利用，既延續了傳統的建筑文化，又為新時代的建筑節能所利用。(5) 關于廚房部分，應該想方設法將抽油煙機帶走的大量熱回收利用，使抽油煙機與熱回收新風系統連接，以加熱新風，提高室內溫度；也可以將廚房與其余使用空間完全隔開，增設輔助供暖設施來保證廚房的溫度舒適性。從而實現住宅的被動式設計。

這些簡單的改進技術對寒冷地區的被動式超低能耗建筑建設將起到促進作用。

3.3與建筑產業現代化結合發展、積極改進現有的建筑施工技術

建筑產業現代化以綠色發展為理念，運用先進的建造技術和科學的管理方法，對建筑全產業鏈更新、改造和升級，從而提高建設項目的質量和效益。而被動式超低能耗建筑的，門窗、外圍護結構、密封材料和防水材料等相關產品依賴于相關建筑產業化的支持。2015年7月17日山東省建筑產業現代化發展聯盟正式成立，聯盟的成立對于山東省建筑產業現代化發展將有著非常大的積極作用，對于寒冷地區的被動式超低能耗建筑的發展也具有很強的助力作用。

與國外相比，目前國內的施工技術還處于落后地位。為了能提高寒冷地區乃至全國被動式超低能耗建筑的施工水平，我們可以采取“走出去”和“引進來”兩種方式學習提高自身施工水平。一方面組織專家和專業施工技術人員去國外學習交流，特別是去被動式超低能耗建筑發展較好的德國、瑞典、英國和芬蘭等歐洲國家；另一方面可以聘請國外專家和專業施工人員作為技術顧問，指導監督在建項目的順利建設完工[16]。除此之外，還需要總結已完成的項目的施工經驗，吸取教訓，積極改進。通過積極學習，結合實踐經驗，我們的被動房施工技術水平才能不斷提高，趕超國際先進水平。

4　結語

綠色建筑技術的指導原則是有地域性的，不能為了綠色而綠色，成為綠色技術的堆積品，而要根據“因地制宜”的原則，合理的建設被動式超低能耗建筑。作為國內被動式超低能耗建筑發展的重要陣地，以河北省、山東省為代表的寒冷地區需要根據本地區的實際情況，開拓出一條具有寒冷地區特色的被動式超低能耗建設之路。今后，需要進一步加強工作，在良好的試點示范項目基礎上，積極推進被動式超低能耗建筑發展，力爭將寒冷地區建設成為被動式超低能耗建筑示范地區。

[1]周正楠.對歐洲“被動房”建筑的介紹與思考[J].建筑學報,2009(5):10-13.

[2]張小玲.被動式房屋：理想的高舒適度超低能耗建筑[J].建設科技,2012(10)：66-70.

[3]彭夢月.被動房在中國北方地區及夏熱冬冷地區應用的可行性研究[J].建設科技,2011(5):48-50.

[4]李文姹，張杰.被動式節能HOUSE——低能耗建筑的新紀元[J].工程建設與設計,2013(9):8-12.

[5]黃秋平,馬偉駿,范一飛等.德國“被動房”中國本土化設計實現探討[J].綠色建筑,2012(3):19-23.

[6]張小玲.中德“被動式低能耗建筑”合作項目回顧與展望[J].建設科技,2013(9):11-14.

[7]徐偉，孫德宇.中國被動式超低能耗建筑能耗指標研究[J].動感(生態城市與綠色建筑),2015(1):37-41.

[8]張小玲.我國被動式房屋的發展現狀[J].建設科技,2015(15):16-27.

[9]程才實.試論“在水一方”中德合作被動式低能耗建筑示范的重要意義[J].建設科技,2014(21):158-160.

[10]張春雷.山東省:被動式超低能耗綠色建筑試點示范省[J].建設科技,2014(19):46-47.

[11]鄭羽佳.河北省大力推廣被動房和保溫結構一體化[J].建設科技,2014(8):18-19.

[12]房濤,高輝,郭娟利,楊帆.德國被動房對我國建筑節能發展的啟示——以寒冷地區居住建筑為例[J].新建筑,2013(4):37-40.

[13]彭夢月.被動房示范項目圍護結構關鍵節點設計與構造[J].建設科技,2013(9):19-22.

[14]彭夢月.歐洲超低能耗建筑和被動房標準體系[J].建設科技,2014(21):43-47.

[15]徐偉.中國被動式超低能耗建筑技術體系研究[J].建設科技,2015(23):15-16.

[16]殷濤.山東省被動房示范與建設實踐[J].建設科技,2015(15):24-27.

(學科責編：李雪蕾)

Research on key technologies of passive house in cold region

Chen Qiang1，Wang Chongjie2*，Li Jie1，et al.

(1. School of Architecture and Urban Planning, Shandong Jianzhu University, Jinan 250101, China； 2. Shandong Co-Innovation Center of Green Building, Jinan 250101，China)

Withthegrowingpopularityofgreen,recycling,lowcarbondevelopmentconcept,thepassivehouseisabletodealwithenergycrisis,climatechangeandpeople'spursuitofhighqualitylifeduetoitshigherenergyefficiency,lesspollutiontoenvironment,morecomfort,andbecomesanimportantkindofconstruction.Exploringkeytechnicalschemeactivelyinthecoldregionpassivehouseconstructionandrealizingthesuperlocalizationofpassivehousedevelopmentisimminent.Thepapergivesadomesticandforeignpassiveultraoverviewofthedevelopmentoftheconstructionoflowenergyconsumption,anddoesresearchonkeytechnologiesofpassivehouseaboutthethermalbridge,buildinginsulationsystem,buildingairtightdesign,shadingdesign,freshairheatrecoverysystem,auxiliaryheatingforcoolingsystemincoldregion,andputsforwardthesuitablepassiveultralowenergyconsumptionconstructionanddevelopmentstrategyforcoldregion.

passivehouse;buildingtechnology;coldregion;developmentstrategy

2015-11-02

山東省重點研發項目(2015GSF122006)

陳強(1989-)，男，在讀碩士，主要從事綠色建筑、建筑節能和太陽能與建筑一體化等方面的研究.E-mail:chenqiang198905@163.com

*：王崇杰(1957-)，男，教授，學士，主要從事綠色建筑技術方面的研究.Email:wcj@sdjzu.edu.cn

1673-7644(2016)01-0019-08

TU201.5

A