被動式房屋的優(yōu)越性及其發(fā)展前景

何婉婷

摘 要：文章主要從房屋選址、被動式房屋（以下簡稱被動房）設(shè)計、新風系統(tǒng)的使用以及成本回收等四個方面來論證被動式房屋相對于普通房屋的優(yōu)越性。并列舉在這種大前提下，國家及各地政府所給予的政策上的支持，以及因此給被動房所帶來的光明前景。

關(guān)鍵詞：被動房；政策支持；發(fā)展前景

中圖分類號：TU201.5 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）15-0050-02

Abstract： In this paper， the advantages of passive housing compared with ordinary houses are demonstrated from four aspects： the location of houses， the design of passive houses， the use of fresh air system and the cost recovery. And the paper listed in this premise， the policy support state and local governments give， and thus the bright prospects brought to the passive housing.

Keywords： passive housing； policy support； development prospects

1 被動房的優(yōu)越性

1991年德國達姆施達特市建造了第一個主體為木質(zhì)結(jié)構(gòu)的被動房，年平均供暖熱負荷不大于15（kWh/m2），這個數(shù)據(jù)甚至小于我國綠色建筑的標準。被動房主要依靠良好的氣密性、保溫性以及高效的新風系統(tǒng)，從而顯著降低采暖和制冷的需求，以降低對能源的消耗。為了實現(xiàn)這一目的，可以從以下幾個方面著手：

1.1 房屋選址

進行被動房的房屋選址時應(yīng)綜合考慮朝向、周邊建筑等方面。被動房理論上是不需要主動加熱的，基本上可以依靠被動收集的熱量使房屋維持在一個舒適的溫度，而太陽能是其主要能量來源之一。在進行房屋選址時，必須考慮考慮日照條件。建筑主體朝向向南是冬季獲取陽光輻射得熱的重要方法。此外，還需避免周邊建筑及高大樹木對擬建建筑的遮擋。

1.2 被動房的設(shè)計

進行被動房設(shè)計的時候，首先應(yīng)考慮到建筑物的體量，在這里需提到體型系數(shù)的概念，（建筑表面積/建筑體積）這一比值若小于推薦值0.7，更有利于節(jié)約能源。

被動房需要有良好的氣密性和保溫性，這些性能可以減少室內(nèi)暖空氣與室外冷空氣的交換，并使室內(nèi)維持在一個比較舒適的溫度。被動房對于氣密性的設(shè)計準則可總結(jié)如下：確定氣密層的位置、避免穿孔、確定連接氣密層之間的連接位置與材料、考慮連接材料的耐久性、盡量縮小氣密層之間的連接長度、進一步檢查氣密性的連續(xù)性。值得注意的是，被動房對氣密性有嚴格標準，n50<0.6/h。這一標準的含義為：在室內(nèi)外壓力差為50Pa的情況下，每小時的換氣次數(shù)需小于0.6次。

要維持良好的氣密性和保溫性，首先要從氣密層與保溫層的材料選取下手。被動房設(shè)計中常用的氣密性材料有OSB板、抹灰、型材、玻璃等，常用的保溫材料有EPS聚苯保溫板、XPS擠塑聚苯板、巖棉等。其次，應(yīng)當注意被動房在施工方面與普通房屋的差異。舉例來說，被動房的窗戶的安裝方法就與普通房屋大有不同，為了保證氣密層的連續(xù)性，被動房的窗戶應(yīng)采用外掛式固定，窗框邊緣需嵌在墻體外保溫層內(nèi)。要求被動房的窗戶與外墻保溫層處于相同等溫線分布區(qū)、外窗金屬連接件采用隔熱處理技術(shù)，外窗與間隙采用自粘性的預(yù)壓自膨脹密封帶，用于門窗和墻體及保溫板接縫的密封以及墻體接縫的密封[1]；普通房屋保溫厚度一般在8-10厘米，主要做法有粘貼保溫板外墻保溫系統(tǒng)、聚苯板現(xiàn)澆混凝土外保溫系統(tǒng)等。此外，被動房的保溫系統(tǒng)則采用雙層保溫層錯縫安裝的方法，以避免出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)[2]。其良好的外圍護結(jié)構(gòu)（包括外墻、外窗、屋頂、地板等）也有非常顯著的保溫效果。外圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)U-值是計算采暖年耗時最重要的參數(shù)之一，U-值是指在穩(wěn)定傳熱條件下，外圍護結(jié)構(gòu)兩側(cè)空氣溫差為1度，1s內(nèi)通過1m2面積所傳遞的熱量。均質(zhì)外圍護結(jié)構(gòu)U-值計算公式為：

U=■，式中λ為材料導(dǎo)熱系數(shù)，R為外圍護結(jié)構(gòu)的內(nèi)阻，Rsi為內(nèi)表面換熱阻，Rse為外表面換熱阻，d1，…，dn為墻內(nèi)各層厚度。

根據(jù)PHI設(shè)計要求，建筑物的外墻結(jié)構(gòu)的U-值<0.15W/m2K、建筑物的屋頂結(jié)構(gòu)的U-值<0.1-0.15W/m2K、建筑物的地基板的U-值<0.15-0.18W/m2K。最后應(yīng)該提到的就是無熱橋設(shè)計。建筑外圍護結(jié)構(gòu)不僅由可視作平面的無限伸展的墻體和屋面組成，還有許多邊角接頭和穿透口，在這些位置的實際熱損失都有可能高于標準熱損失，由這些位置增加的熱損失部分稱為熱橋效應(yīng)。被動房應(yīng)避免產(chǎn)生熱橋效應(yīng)，實現(xiàn)“無熱橋結(jié)構(gòu)設(shè)計”。

1.3 新風系統(tǒng)的使用

由于建筑物氣密性的提高以及通風換氣次數(shù)的減少，就不可避免的涉及到室內(nèi)空氣質(zhì)量的問題。為了保證室內(nèi)空氣的清潔與健康，減少空氣中的病菌、霉菌，必須找到適宜的通風換氣方式。

在普通建筑中，冬季常用的換氣方式是開啟門窗讓空氣流通，但這樣無疑會造成大量的熱量損失，并產(chǎn)生室內(nèi)吹冷風的不舒適感。被動房則利用新風系統(tǒng)來進行室內(nèi)空氣的輸送以及能量交換。新風系統(tǒng)一般安裝在設(shè)備間或者地下室，耗電量Pel≤0.45Wh/m3，噪音Lp≤35dB（A），熱交換率達到75%以上，是相當節(jié)能和環(huán)保的。此外，新風系統(tǒng)可以過濾空氣中的灰塵，調(diào)節(jié)空氣濕度、提高空氣質(zhì)量。

1.4 成本回收

需要指出的是，被動房建造由于施工細節(jié)嚴密，采用保溫材料、氣密材料、專業(yè)的門窗以及新風系統(tǒng)等高性能材料和設(shè)備，導(dǎo)致被動房每平米的造價相對于普通房屋的略有提高，但由于被動房超低能耗的性質(zhì)，在房屋使用期間可省去采暖費用。

進行被動房的經(jīng)濟性分析時需采取年金理論，每年支出的費用≤每年節(jié)約的費用，即ΔI*ai，n+Z？燮p*ΔE；式中ΔI為一次性投資金額，ai，n為年分期付款系數(shù)，Z為額外增加的年投資金額，P貸款期間平均能源價格ΔE為年節(jié)約能源。

根據(jù)經(jīng)驗，購房的多余的資金收回期在20年左右，并且被動房的壽命相較于普通房屋的壽命要更長一些。總體來說，被動房是一種經(jīng)濟環(huán)保的超低能耗建筑。

2 被動房的發(fā)展前景

盡管被動房的發(fā)展歷史僅僅20余年，在1991年才建造出一個主體為木質(zhì)結(jié)構(gòu)的被動房，在我國的發(fā)展歷史更短。但因其高舒適性和超低能耗的特點，被動房一經(jīng)引入到國內(nèi)就引起了各界高度的重視，國家層面和各地政府關(guān)于被動房、綠色建筑、超低能耗建筑的政策層出不窮，各個開發(fā)商對綠色建筑也有了更深層次的理解。

中國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部部長陳政高在發(fā)言中指出：“工程實踐證明，在中國現(xiàn)有條件下推廣被動式超低能耗建筑，通過適宜的建筑節(jié)能技術(shù)手段實現(xiàn)建筑能耗大幅度降低，使建筑采暖擺脫對傳統(tǒng)化石能源的依賴，同時又明顯提高和改善室內(nèi)居住環(huán)境是完全能夠?qū)崿F(xiàn)的，并且工程造價增加不多，經(jīng)濟上是可承受的。發(fā)展被動式超低能耗建筑具有十分顯著的多方面重要意義，可以大幅度降低建筑能耗，顯著提高和改善居住環(huán)境與舒適性，緩解北方大氣污染狀況，有利于節(jié)能減排戰(zhàn)略和可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)、有利于能源和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的調(diào)整、有利于帶動建筑產(chǎn)業(yè)繁榮昌盛級和轉(zhuǎn)型，提高工程質(zhì)量[3]。”

2016年2月6日，中共中央國務(wù)院《關(guān)于進一步加強城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》中指出，推廣建筑節(jié)能技術(shù)。提高建筑節(jié)能標準，推廣綠色建筑和建材。支持和鼓勵各地結(jié)合自然氣候特點，推廣應(yīng)用地源熱泵、水源熱泵、太陽能發(fā)電等新能源技術(shù)，發(fā)展被動式房屋等綠色節(jié)能建筑。完善綠色節(jié)能建筑和建材評價體系，制定分布式能源建筑應(yīng)用標準。分類制定建筑全生命周期能源消耗標準定額[3]。

《寧夏回族自治區(qū)綠色建筑示范項目資金管理暫行辦法》中出臺被動房獎勵標準：對符合《被動式低能耗建筑技術(shù)導(dǎo)則》要求的被動式超低能耗綠色節(jié)能建筑示范項目，且實施后建筑節(jié)能率達到90%的，經(jīng)過竣工驗收合格，獎勵標準為200元/平方米，單一項目獎補資金最多不超過200萬元[4]。

國家和各級政府的大力支持以及各個開發(fā)商及國民對綠色建筑、低碳生活追求，為被動房在我國的發(fā)展提供了肥沃土壤，也表明被動房有很好的發(fā)展前景。大連金維度是我國首個被動房認證居住區(qū)，該項目由大連博朗房地產(chǎn)開發(fā)有限公司開發(fā)，江蘇南通三建集團有限公司承建，并有德國能源署，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心的技術(shù)支持，所用材料和設(shè)備均為國內(nèi)外一流廠商生產(chǎn)，施工質(zhì)量獲得中外專家的贊譽。1#樓接受了氣密性檢測，正負壓50Pa下整棟樓的換氣次數(shù)為0.16次/小時和0.29次/小時，其正壓下的測試結(jié)果創(chuàng)下了中德合作被動式房屋氣密性測試的最好記錄[4]。這足以說明，隨著被動房進入我國市場，我國對于綠色建筑和超低能耗建筑的理論體系和政策體系日趨完善，越來越多的組織、機構(gòu)進行被動房的系統(tǒng)培訓(xùn)，為被動房市場提供了大量人才。

被動房源于歐洲，其施工標準和規(guī)范也是針對歐洲中部國家的氣候特征所設(shè)立。我國氣候特征與歐洲不盡相同，在我國建造被動房首先要充分考慮我國的氣候特征，可以以歐洲各國的相關(guān)經(jīng)驗為參考，但決不能照本宣科。我國人口眾多，土地資源供不應(yīng)求的基本國情決定了我國的被動房需向著中高層建筑的方向發(fā)展。

3 結(jié)束語

被動房因其良好的氣密性和保溫性以及高效的新風系統(tǒng)，顯著降低建筑物的采暖和制冷需求，是一種超低能耗建筑。在我國，國家和各地政府相繼出臺了多個政策來鼓勵被動房在中國的發(fā)展，使得被動房在我國煥發(fā)出強大的生機和活力，為我國的可持續(xù)發(fā)展增加了新的亮點。

參考文獻：

[1]青島金土地新能源開發(fā)有限公司.www.jtd999.com.

[2]邱樂.德國被動房在大連地區(qū)多層住宅中的設(shè)計與應(yīng)用研究[D].大連理工大學(xué)，2014.

[3]綠色建筑研習(xí)社.

[4]被動房之家.http：//www.gba.org.cn/nd.jsp？id=846#_np=113_351.

[5]張小玲.中國發(fā)展被動式房屋的建議與思考[J].建設(shè)科技，2016（17）.

[6]孫遜.被動式房屋設(shè)計原則與簡析[J].居業(yè)，2017（03）.

[7]夏峰.基于被動式節(jié)能建筑設(shè)計的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究[J].建材與裝飾，2016（32）.