會“呼吸”的房子

吳亞洲

我國力爭2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和，是著力解決資源環境約束突出問題的必然選擇。“雙碳”戰略倡導綠色、環保、低碳的生活方式，2019年相關數據顯示，建筑領域作為社會能源終端大戶，其碳排放占比竟然超過了社會碳排放總量的50%。如果建筑業不走綠色轉型和高質量發展道路，勢必會在一定程度上影響“雙碳”目標的實現。

“十四五”時期是碳達峰的關鍵期、窗口期。建筑領域開展“雙碳”工作，可以從很多方面著手，比如推廣綠色建材及低碳技術應用，研發推廣利廢、節能效果顯著的建材產品；大力推廣超低能耗、零（近零）能耗建筑，發展裝配式裝修、裝配式構造等裝配式建筑，提高建筑可再生能源應用比例；加強建筑用能精細監測、智能管控，開展建筑能耗限額、碳排放限額管理；等等。下面我們來談一談超低/近零能耗建筑，人們常將它簡稱為“被動房”。

1977年，丹麥技術大學埃斯本森教授首次提出了“零能耗建筑”的概念，即通過良好的設計和建造，僅采用太陽能為能源就能保證建筑物冬季供暖的建筑。不過“零能耗建筑”的概念雖好，真正建造起來，成本卻非常高。1991年，德國建筑物理學家沃爾夫岡·菲斯特教授提出了“被動式住宅”理念，并建造了第一座被動式住宅。隨后，德國“被動式住宅”作為被動式超低能耗建筑理念的重要參考標準，在世界范圍內被廣泛吸收和應用。

從提出“零能耗建筑”概念至今，被動式建筑歷經40多年的發展，各國紛紛提出相似但不同的定義，并建立了適合本國特點的技術標準及技術體系。目前，我國對“高標準節能建筑”的定義主要有三種。

超低能耗建筑 適應氣候特征和自然條件，通過被動式技術手段，有效大幅降低建筑采暖、供冷需求，大幅提高能源設備與系統效率，以更少的能源消耗提供舒適室內環境的建筑。

近零能耗建筑 適應氣候特征和自然條件，通過被動式技術手段，最大幅度降低建筑采暖、供冷需求，最大幅度提高能源設備與系統效率，利用可再生能源，優化能源系統運行，以最少的能源消耗提供舒適室內環境的建筑。

零能耗建筑 適應氣候特征和自然條件，通過有效降低建筑能耗需求、大幅提高能源系統效率、充分利用建筑物及周邊的可再生能源，使可再生能源全年供能大于等于建筑物全年全部用能的建筑。

超低/近零能耗建筑聽起來挺玄，其實原理并不高深。在傳統建筑中，受墻體及門窗等隔熱保溫性能不良、氣密性不佳和熱橋效應（因室內外溫度、濕度、熱量相差較大，墻體導熱不均而產生的內墻結露、發霉甚至滴水的現象）等影響，人們不得不“主動”借助空調、暖氣、加濕器或除濕器來調節室溫、濕度和空氣質量。如此一來，不僅增加了能耗，還可能影響人體健康。而超低/近零能耗建筑幾乎不需要這些設備的幫助，就能達到居住環境溫度、濕度皆適宜，空氣清新的效果，就像會“呼吸”一樣。那么，超低/近零能耗建筑是如何做到這些的呢？

超低/近零能耗建筑提升節能水平的關鍵技術有很多。比如，節能的設計理念、無熱橋設計、高效保溫的圍護結構、優質節能的門窗和遮陽系統、極佳的氣密性和水密性、帶熱（濕）回收功能的新風系統、自然資源的直接利用、再生能源的利用，等等。如此一來，超低/近零能耗建筑不僅能通過建筑本身的構造來達到高效的保溫、隔熱性能，還能充分利用太陽能、地能、風能以及各種再生清潔能源讓人們的居住環境更舒適。

以建筑通風廊道設計為例。在炎熱和潮濕的地區，空氣自然流動是最優選的冷卻方法，所以當住宅樓內部的主要通風廊道與該區域主導風向在一個方位上時，可有效改善建筑組群內的通風環境，加強室內自然通風，創造空氣自然流動的舒適環境。以高效智能遮陽隔熱系統為例。玻璃窗是傳熱系數最大的圍護結構之一。夏季給室內降溫的一個常用辦法是使用窗簾或遮陽簾，但實際上，這是一種非常低效的降溫方式。不管是窗簾還是遮陽簾，都只能局部遮陽，還影響室內采光。而且，為了隔熱，在炎熱的白天，人們通常選擇不開窗，如此一來，被陽光照射后的窗簾或遮陽簾又成了另一個熱源，導致室內又熱又悶。不過，通過安裝高效智能遮陽隔熱系統，不僅可以讓建筑整體達到更高效的遮陽降溫效果，還保證了有效的采光和通風。

這套系統的典型特點是外遮陽。沒錯，和傳統安裝在室內的遮陽產品不同的是，這套系統的相關遮陽設備通常安裝在建筑外圍。它能根據戶外光照環境的改變進行智能調節，輕松改變遮陽設備的角度和朝向，做到既遮陽引光，又通風防雨。這是一種強大的被動策略，如果得到充分利用，會對建筑物的整體性能和空間質量產生巨大影響。研究報告顯示，高效智能遮陽隔熱系統可以在夏季隔熱、冬季保溫中減少25%以上的空調能耗。如果將其與特殊墻體、高氣密性能門窗有機結合起來，將對降低夏季制冷能耗和冬季采暖能耗產生顯著貢獻。

當然，不同地區設計、建造超低/近零能耗建筑要因地制宜，要根據當地的氣候環境進行考量。對于哈爾濱，需要的是針對寒冷干燥的冬天的被動供暖策略；對于海南，需要的是針對潮濕悶熱的夏天的被動制冷策略；對于冷熱分明的地區，則要同時考慮被動供暖和被動制冷雙策略。

超低/近零能耗建筑的發展離不開科技的進步，它依賴于太陽能光伏系統、太陽能光熱系統、高性能建筑外墻保溫系統以及建筑內部智能化控制等先進技術的逐步發展和完善。超低/近零能耗建筑的最終目標是實現零能耗，強調建筑產出的能量要比消耗的能量更多。頻發的自然災難一直提醒著人們應對全球氣候變化的緊迫性，所以，發展建筑節能不僅是為了減少化石能源的使用和碳排放，更是為了提高應對未來極端氣候挑戰的能力。它的意義不僅僅是為了讓人們居住得更舒適，更是為了創造一種可以自我運作的自循環系統，盡可能地減少對環境的破壞和對資源的依賴。