被動房之家
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徐偉：被動式超低能耗綠色建筑（上）2016-06-21 16:49來源：中國建設科技網(wǎng)作者：徐偉
導讀：建筑節(jié)能和綠色建筑是推進新型城鎮(zhèn)化、建設生態(tài)文明、全面建成小康社會的重要舉措。從世界范圍看，發(fā)達國家為應對氣候變化、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，都在不斷提高建筑物能效水平，推廣超低能耗、近零能耗建筑。2015年12月3日，第21次聯(lián)合國氣候變化大會（COP21）在巴黎召開，大會首次將建筑單獨列為議題，在官方日程中舉辦為期1天的“建筑日”研討會，來自相關(guān)機構(gòu)的200位代表參加會議。會議主辦方聯(lián)合國環(huán)境署表示：建筑全壽命期產(chǎn)生的碳排放占全球碳排放總量的30%，如按現(xiàn)有速度繼續(xù)增長，到2050年，建筑相關(guān)碳排放將占全球碳排放總量的50%，針對建筑物展開專項節(jié)能減排工作非常必要。 聯(lián)合國環(huán)境署專家表示：通過建筑節(jié)能標準不斷提升和用于建筑設計階段的可視化建筑碳排放計算軟件不斷普及，引導新建建筑和既有建筑逐步提高節(jié)能減排性能，使其在規(guī)劃設計階段較原有水平降低能源使用70%-80%，邁向超低能耗建筑，再通過可再生能源滿足剩余20%-30%的能源需求，最終使新建建筑和既有建筑在2030-2050年達到碳中和?？紤]到我國目前經(jīng)濟發(fā)展水平及建筑業(yè)普遍情況，我國推廣超低能耗建筑的原則為“被動優(yōu)先、主動優(yōu)化、經(jīng)濟實用”，因此我國超低能耗、近零能耗建筑目前也統(tǒng)稱為“被動式超低能耗綠色建筑”。本文對國際超低能耗體系、我國推動此類建筑的特殊性及推廣情況和未來發(fā)展重點進行了介紹。 本文收錄于中國城市科學研究會主編的《中國綠色建筑2016》。 1 國際被動式超低能耗建筑發(fā)展 建筑能耗的邊界可以劃分為兩個，第一個邊界為建筑能量需求邊界，在這個邊界上建筑物同室外環(huán)境進行能量交換，如太陽輻射和室內(nèi)得熱、圍護結(jié)構(gòu)與室外環(huán)境之間的能量交換，在這個邊界上的能量需求我們定義為負荷，即滿足建筑功能和維持室內(nèi)環(huán)境所需要向建筑提供的能量（冷、熱、電）；第二個邊界是建筑能源使用邊界，在這個邊界上建筑的電力、供暖、空調(diào)等能源系統(tǒng)提供建筑需要的能量所消耗的化石能源（圖1）。  圖1建筑能量邊界的劃分 現(xiàn)階段實現(xiàn)建筑的超低能耗主要在建筑的兩個能量邊界上采取相應的技術(shù)措施，技術(shù)措施的側(cè)重點的差異產(chǎn)生了不同的低能耗建筑概念。而被動式低能耗建筑強調(diào)在建筑能量需求邊界上采取措施最大程度地降低建筑能量需求，最小程度地依賴建筑能源系統(tǒng)，進而降低建筑的能源消耗。被動式超低能耗建筑的理念認為降低能耗的關(guān)鍵在于減低需求，而不是提高能源供應的數(shù)量和效率。起源于德國的被動房（Passive House）就是秉承這一理念的高性能建筑標準，德國被動房理念又被其他多個國家學習和借鑒并在世界范圍內(nèi)推廣和應用。 1.1 德國 德國被動房的概念最早源于瑞士隆德大學的Bo Adamson（1986年）參加中瑞合作項目工作時，為改善我國長江流域室內(nèi)建筑環(huán)境惡劣的現(xiàn)狀提出的解決方案。1988年被動房概念首次被提出，1991年第一棟被動房在德國達姆施塔特被建造，經(jīng)歷了20多年的發(fā)展，德國被動房已經(jīng)成為具有完備技術(shù)體系的自愿性超低能耗建筑標準。目前，已經(jīng)有60000多棟的房屋按照被動房標準建造，其中有約30000棟建筑獲得了被動房的認證，主要以住宅為主，也有辦公、學校、酒店等類型的建筑。 德國被動房研究所（passive house institute，PHI）是被動房研究和認證的權(quán)威機構(gòu)，其對被動房的定義為“被動房是一個節(jié)能、舒適的建筑節(jié)能標準，比既有建筑節(jié)能90%以上，比新建建筑節(jié)能75%以上；利用高性能圍護結(jié)構(gòu)、太陽得熱、熱回收等技術(shù)使建筑不再需要傳統(tǒng)的供熱系統(tǒng)，并通過通風系統(tǒng)供應持續(xù)的新風。”從定義可以看出，被動房通過采用高性能的圍護結(jié)構(gòu)將建筑熱需求降低，僅需充分利用太陽能和室內(nèi)的得熱即可解決冬季供暖問題。同時通過采用高效熱回收系統(tǒng)的新風系統(tǒng)向室內(nèi)提供清潔的新鮮空氣，營造良好舒適的室內(nèi)環(huán)境。即使在極端寒冷的前期下，被動房僅需要使用很少的輔助能源就能滿足室內(nèi)舒適度要求。可以看出被動房主要著眼于解決冬季供暖問題，所應用技術(shù)也以解決供暖為主，對應用在夏季需要主動供冷的地區(qū)的研究較少。 德國被動房的認證要求簡潔凝練，其認證的要求為： 1、供暖能耗：供暖能耗≤ 15kWh/（m2?a）或熱負荷≤ 10W /m2；當采用空調(diào)時，對供冷能耗的要求與供暖能耗一致； 2、建筑一次能源用量≤120 kWh/(m2a)； 3、氣密性必須滿足N50≤0.6（注：即在室內(nèi)外壓差50Pa的條件下，每小時的換氣次數(shù)不得超過0.6次）； 4、超溫頻率≤10%（注：超溫頻率定義為全年室內(nèi)溫度高于25℃的小時數(shù)與全年時間的比值）。 被動房認證中僅需要對建筑氣密性進行實際測試，其他參數(shù)僅通過計算即可，因此被動房并不對建筑實際能源消耗進行要求。 在被動房的設計和認證的過程中PHPP（ Passive House Planning Package）對認證結(jié)果的權(quán)威性提供了重要的保障，PHPP是一個能夠進行建筑熱工、冷熱負荷、能耗、通風等計算的工具包，另外PHI還對被建筑材料、建筑設備、認證工程師、設計單位、施工單位進行了認證。保證了被動房認證結(jié)果的可靠性和權(quán)威性。德國被動房標準體系作為被動超低能耗建筑標準體系中最為成熟的一員，在世界范圍內(nèi)受到極大的關(guān)注，很多國家都學習和參考德國被動房體系開展適用于本國特色的建筑標準體系的研發(fā)和推廣。 1.2 丹麥 由于對全球變暖的擔憂和對長期能源供應安全的渴求，上世紀90年代，丹麥政府提出“到2050年丹麥將成為化石能源零依賴的國家”。建筑節(jié)能被作為實現(xiàn)這一目標的核心手段，丹麥通過提出嚴格的建筑節(jié)能要求，加強對既有建筑改造，稅收政策調(diào)控等政策措施，建筑能耗大幅下降。近年來丹麥政府通過不斷提高建筑節(jié)能標準要求，推進超低能耗建筑的普及，開展建筑節(jié)能工作。由丹麥企業(yè)主導的主動房（Active house）自愿性超低能耗建筑技術(shù)標準在歐洲同樣擁有重要的影響力。 主動房建筑理念是威盧克斯集團提出了一種應對能源和氣候挑戰(zhàn)的前瞻性理念該理念倡導建筑應該實現(xiàn)氣候平衡、居住舒適、感官優(yōu)美、具備充足的日光照明和新鮮的空氣，即實現(xiàn)能耗效率與最佳室內(nèi)氣候之間的平衡，同時保證建筑以動態(tài)方式適應周圍環(huán)境，實現(xiàn)碳中和。在這一理念指導下，建筑將自主生產(chǎn)能源，以可持續(xù)地利用資源，有效改善人們的健康水平和居住舒適度。主動房與被動房相比，在強調(diào)降低建筑能量需求的前提下，更強調(diào)可再生能源在建筑中的應用。目前在全球范圍內(nèi)已有建成和在建主動房40余棟。并顯現(xiàn)出快速增長的態(tài)勢。另外，2000年丹麥也引入了被動房的理念，被動房的認證參考了德國被動房的標準和指標，認證由德國被動房研究所的合作單位丹麥被動房研究所負責。 1.3 瑞士 瑞士政府通過支持研究機構(gòu)推廣超低能耗建筑。Minergie是由瑞士政府支持的一系列超低能耗建筑技術(shù)標準。1994年Minergie的理念被提出，同年兩棟示范建筑完成。1997年Minergie理念獲得瑞士政府的認可。2001年參照德國被動房技術(shù)體系的Minergie-P標準發(fā)布。截止到2009年，約有15000棟建筑獲得了Minergie認證。Minergie標準體系由Minergie、Minergie-p、Minergie-A和Minergie-ECO等組成。其中Minergie-p標準是在德國被動房技術(shù)標準上進行了適當?shù)恼{(diào)整以適合瑞士的氣候條件和國情的被動式超低能耗建筑標準，Minergie-P相比于德國被動房標準，對不同類型建筑的供暖能量需求分別做了詳細規(guī)定。并對增量成本及熱舒適做了規(guī)定。 表1 Minergie-P主要性能要求  表2 minergie-P不同建筑類型的供暖能量需求規(guī)定  1.4 韓國 2014年7月，韓國政府發(fā)布《應對氣候變化的零能耗建筑行動計劃》，完成了世界第一個國家級零能耗建筑研究推廣的頂層設計，分析了零能耗建筑推廣的障礙，提出零能耗建筑發(fā)展目標和具體實施方案，明晰了零能耗建筑財稅政策及技術(shù)補貼。同時，韓國設立國家重點研究計劃，建立國家級科研團隊進行零能耗建筑技術(shù)的研發(fā)，完成示范工程，建立零能耗建筑認證標準。本文針對韓國零能耗建筑發(fā)展的現(xiàn)狀，對韓國零能耗建筑的定義、發(fā)展目標及規(guī)劃、財稅政策、重點研發(fā)計劃、典型示范項目及認證標準進行了研究。 在韓國，“零能耗建筑”定義為“將建筑圍護結(jié)構(gòu)保溫性能最大化從而將能量需求降到最低，然后使用可再生能源供能，從而實現(xiàn)能源自給自足的建筑”。 為了加速推動零能耗建筑，韓國將廣義的“零能耗建筑”具體劃分為三種類別，分別是“低層零能耗建筑”（Low-rise Zero Energy Building）、“高層零能耗建筑”（High-rise Zero Energy Building）以及“零能耗建筑社區(qū)”（Zero Energy Building Town）。 “低層零能耗建筑”，指層數(shù)小于8層，全年供冷、供暖、照明和通風能耗能實現(xiàn)自給自足的建筑。 “高層型零能耗建筑”，層數(shù)大于等于8層，建筑物需要通過最大化的使用自身可提供的可再生能源系統(tǒng)以滿足所需的供冷供暖需求，不足的部分可以由附近學校、公園內(nèi)的可再生能源裝置補充。 “零能耗建筑社區(qū)” 指高新智能化的零能耗城市，將零能耗建筑的規(guī)模從單體建筑擴展到了城市社區(qū)。 考慮到當前國家經(jīng)濟技術(shù)水平，零能耗建筑的推廣實施不能一蹴而就，為此，韓國制定了詳細的階段性發(fā)展目標。2009年7月6日，韓國政府頒布了“綠色增長國家戰(zhàn)略及五年計劃”，針對零能耗建筑目標做出三步規(guī)劃： 到2012年，實現(xiàn)低能耗建筑目標，建筑制冷/供暖能耗降低50% 到2017年，實現(xiàn)被動房建筑目標，建筑制冷/供暖能耗降低80% 到2025年，全面實現(xiàn)零能耗建筑目標，建筑能耗基本實現(xiàn)供需平衡。 1.5 其他國家 德國被動房被作為被動式超低能耗建筑理念的重要的參考標準在世界范圍內(nèi)被廣泛吸收和應用，除上述的丹麥和瑞士外，其他國家推廣被動式超低能耗建筑的方式可以分為三類，第一類為直接應用德國被動房標準，如挪威、新西蘭、英國、加拿大等國，第二類為根據(jù)本國的氣候條件和國情在德國被動房的基礎(chǔ)上進行調(diào)整，如奧地利、芬蘭、意大利等國家，第三類國家僅接受被動式理念，針對本國情況重新開發(fā)，如美國、瑞士等。 被動式超低能耗建筑作為更高節(jié)能性能建筑，是建筑節(jié)能的中短期目標，歐美發(fā)達國家均將超低能耗建筑作為建筑節(jié)能的發(fā)展方向和現(xiàn)有節(jié)能標準的重要補充。為全面提升建筑能效儲備技術(shù)和產(chǎn)品。被動式超低能耗建筑是目前歐美建筑節(jié)能研發(fā)和應用的重要領(lǐng)域，歐美主要國家已經(jīng)或正在制定適應本國國情的被動式超低能耗建筑技術(shù)體系。 2 我國開展被動式超低能耗建筑應用的特殊國情 中國作為一個歷史悠久、國土廣袤的多民族發(fā)展中大國，在室內(nèi)環(huán)境、建筑特點、居民生活習慣和建筑用能強度等方面與國外相比都有獨特之處，且無發(fā)達國家成熟經(jīng)驗可供參考，這些都增加了我國被動式超低能耗建筑技術(shù)體系的研發(fā)難度。 2.1 室內(nèi)環(huán)境標準和生活習慣 我國是一個發(fā)展中國家，經(jīng)濟發(fā)展不均衡，不同氣候區(qū)居住建筑室內(nèi)環(huán)境有著較大的差異，但整體低于發(fā)達國家。主要體現(xiàn)在室內(nèi)溫度不達標、新風量不足。歐美發(fā)達國家大多嚴格規(guī)定滿足用戶的新風量，為了保證送風量的穩(wěn)定，一方面增加建筑的氣密性要求，同時使用機械通風保證新風量的供應，在我國開窗是居住建筑獲得新風是最普遍的方式，并不對室內(nèi)新風量進行嚴格要求。在室內(nèi)溫度方面，我國夏季室內(nèi)溫度顯著高于歐美，冬季室內(nèi)溫度普遍偏低，調(diào)查表明，冬季嚴寒和寒冷地區(qū)集中供暖的建筑室內(nèi)溫度普遍在18℃以上，但夏熱冬冷地區(qū)室內(nèi)溫度基本在10℃以下，該地區(qū)供暖設施并不普及，室內(nèi)濕度主要分布在60—90%之間，室內(nèi)濕冷，舒適度差。在夏季，開窗通風是解決室內(nèi)過熱問題的首選，空調(diào)系統(tǒng)間歇運行，室內(nèi)溫度偏高基本分布在25-32℃。 如果我國被動式超低能耗建筑追求歐美的全空間全時間的高舒適度，對室內(nèi)環(huán)境標準進行大幅度的提升勢必導致建筑能耗的快速上升，因此我國被動式低能耗建筑指標體系必須立足于國情，在尊重居民生活習慣和降低建筑能耗的前提下，適當?shù)靥岣呓ㄖh(huán)境標準，營造適合我國居民的健康舒適的室內(nèi)環(huán)境。 2.2 氣候特點 不同于德國的單一氣候，我國地域廣闊，橫跨多個氣候帶，五大建筑氣候分區(qū)氣候特點差異大，表3展示了不同氣候區(qū)城市間以及中德城市間巨大的氣候差異，從氣候數(shù)據(jù)可以看出，對我國不同氣候區(qū)進行統(tǒng)一的能耗要求是不科學的。從緯度上看柏林比哈爾濱更靠近北極，但其冬季供暖度日數(shù)與沈陽接近，供冷度日數(shù)與哈爾濱相近，也就是說德國相比于我國同緯度的地區(qū)氣候更加溫和，供暖為主而空調(diào)需求較小。從數(shù)值上看，德國夏季基本無需空調(diào)，我國多數(shù)地區(qū)夏季存在空調(diào)需求。而且，從供暖度日數(shù)和供冷度日數(shù)上來看，我國不同氣候區(qū)差異大，東西南北的供暖和空調(diào)需求極不均衡，因此我國不同氣候區(qū)氣候的差異使得全國無法實施統(tǒng)一的被動式超低能耗建筑能耗指標，德國被動房指標體系更是無法適用。  圖2 北京與柏林月平均溫度對比情況 表3 中德主要城市供暖度日數(shù)和供冷度日數(shù)  注：HDD18.3：一年中，當某天室外日平均溫度低于18.3℃時，將低于18.3℃的度數(shù)乘以１天，并將此乘積累加。CDH26.7：一年中，當某時刻室外溫度高于26.7℃時，將高于26.7℃的數(shù)值進行累加。 2.3 建筑特點 我國居住建筑與歐美存在顯著差異，國內(nèi)大型城市新建城鎮(zhèn)住宅建筑以高層建筑為主，中小型城市以多層住宅為主，從分布來看，多層住宅是我國住宅的主要形式，高層住宅的比例在不斷的提升。歐美居住建筑普遍為三層及三層以下的別墅，德國約85%（以面積計算）的居住建筑為三層和三層以下（Villa），15%為中高層公寓（Aparment）。與德國建筑相比我國建筑密度大，容積率高，公共空間面積大，公共外門頻繁開啟，導致了能耗特點的明顯差異。 我國住宅空置率偏高是另一個對被動式超低能耗建筑指標體系產(chǎn)生重要影響的因素，統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明我國住宅的空置率在20%~30%變化。2007年對北京50個2003年~2006年入住的小區(qū)調(diào)查表明，空置住房占被調(diào)查住房的比例高達27.16%，而且空置率從市中心向外逐漸升高的現(xiàn)象明顯?？罩寐蔬^高導致的戶間傳熱損失大和集中設備負荷率低對建筑能耗產(chǎn)生重要的影響，因此我國的被動式超低能耗建筑技術(shù)體系應考慮我國獨特的建筑特征的影響。 2.4 建筑能耗特點 不同于發(fā)達國家的高舒適度和高保證率下的高能耗，我國建筑能耗特點為低舒適度和低保證率下的低能耗，且我國不同年代建筑能耗強度差異大。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，英法德意四國普通居住建筑單位面積能耗為35kgce/m2?a（一次能源消耗量約為285kWh/m2?a），我國普通城鎮(zhèn)居住建筑單位面積能耗僅為14.5kgce/m2?a（一次能源消耗量約為118kWh/m2?a），現(xiàn)有居住建筑的能耗本來就滿足德國被動房一次能源消耗≤120kWh/m2?a的要求。不可否認，隨著生活水平的提高，建筑能耗強度會有所上升，但就現(xiàn)階段而言，德國被動房指標體系中的一次能源消耗量要求對于我國是不適用的。 3 中國被動式超低能耗建筑指標體系的建立 在立足于我國基本國情，吸收和借鑒歐洲被動式低能耗建筑體系的基礎(chǔ)上，細致分析國內(nèi)現(xiàn)有被動式超低能耗建筑試點工程，充分考慮經(jīng)濟發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)情況、建筑特點、居民生活習慣的因素，科學合理地制定了中國被動式超低能耗建筑指標體系。該體系以控制性性能要求作為核心評價標準并推薦對應指標的技術(shù)和做法，對室內(nèi)環(huán)境要求、能耗指標等進行了科學嚴謹?shù)囊?guī)定。我國被動式超低能耗建筑的定義為“被動式超低能耗建筑指通過最大限度提高建筑圍護結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能和氣密性，充分利用自然通風、自然采光、太陽輻射和室內(nèi)非供暖熱源得熱等被動式技術(shù)手段，將供暖和空調(diào)需求降到最低，實現(xiàn)舒適的室內(nèi)環(huán)境并與自然和諧共生的建筑?！?/span> 3.1 健康舒適的建筑室內(nèi)環(huán)境標準 營造健康、舒適的室內(nèi)環(huán)境是被動式超低能耗建筑的核心目的之一。就像保溫瓶的保溫原理一樣，被動式超低能耗建筑的高保溫性能的外圍護結(jié)構(gòu)使室內(nèi)能夠保持適宜的溫度。無論是寒冷的冬季還是炎熱的夏季，被動式超低能耗建筑通過被動技術(shù)措施使室內(nèi)溫度在適宜的范圍內(nèi)波動。在我國傳統(tǒng)的習慣中，居民在室外環(huán)境適宜時，通過開窗調(diào)節(jié)室內(nèi)的環(huán)境。 在自然通風的環(huán)境下，人可以獲得滿意的舒適度，這也是被動式超低能耗建筑追求的目標，而當室外氣象條件無法通過自然通風滿足人體的熱舒適要求時，主動供冷或供暖系統(tǒng)將啟動，用以保持適宜的室內(nèi)環(huán)境。被動式超低能耗建筑通過高效的新風系統(tǒng)能夠在室外環(huán)境不適宜開啟外窗自然通風的時，以極低的能源消耗，在保證室內(nèi)溫度恒定的前提下，提供充足、健康、新鮮的空氣，新風量不少于30m3/（h?人）保證室內(nèi)良好的空氣品質(zhì)，因此，被動式超低能耗建筑能夠提供充足健康的新風。 被動式超低能耗建筑使用被動式技術(shù)在所有的氣候區(qū)都能夠營造健康和舒適的室內(nèi)環(huán)境，它通過供暖系統(tǒng)保證冬季室內(nèi)溫度不低于20℃，在過渡季，通過高性能的外墻和外窗遮陽系統(tǒng)保證室內(nèi)溫度在20-26℃之間波動，在夏季，當室外溫度低于28℃、相對濕度低于70%時，通過自然通風保證室內(nèi)舒適的室內(nèi)環(huán)境，當室外溫度高于28℃或相對濕度高于70%時以及其它室外環(huán)境不適宜自然通風的情況下，主動供冷系統(tǒng)將會啟動，使室內(nèi)溫度≤26℃，相對濕度≤60%。當然，在一些氣候區(qū)，被動式超低能耗建筑可以不使用主動供暖或供冷系統(tǒng)也可以保證室內(nèi)有很好的舒適度，當不設供暖設施時，要求過冷小時數(shù)≤10%，當不設空調(diào)設施時，要求過熱小時數(shù)≤10%。例如，在嚴寒地區(qū)，僅通過被動式技術(shù)就可以保證夏季室內(nèi)保持舒適的溫度，或是在夏熱冬暖氣候區(qū)，良好的圍護結(jié)構(gòu)使得冬季不采用主動供暖系統(tǒng)，改善冬季室內(nèi)溫度偏低的情況。我國被動式超低能耗建筑的室內(nèi)環(huán)境較現(xiàn)有水平有較大的提升，但不盲目追求歐美過高的舒適度和保證率。 注：【過冷小時數(shù)】全年室內(nèi)溫度低于20℃的小時數(shù)占全年時間的比例； 【過熱小時數(shù)】全年室內(nèi)溫度高于28℃的小時數(shù)占全年時間的比例； 3.2 科學合理的主要控制性性能指標的制定 控制性性能指標作為被動式超低能耗建筑技術(shù)體系的核心，其科學合理對被動式超低能耗建筑的發(fā)展有著至關(guān)重要的意義?？刂菩孕阅苤笜擞蓡挝幻娣e年供暖量和年供冷量要求、氣密性要求、供暖空調(diào)和照明年一次能源消耗三項指標組成，單位面積年供暖量和供冷量要求主要立足于通過被動技術(shù)將建筑物的冷熱需求減低到最低，低至僅新風系統(tǒng)即可承擔建筑的冷、熱負荷，不再需要傳統(tǒng)的供熱和供冷設施，尤其是集中供熱，使被動式超低能耗建筑的經(jīng)濟性產(chǎn)生質(zhì)的變化。氣密性要求主要是保證建筑物在需要時能夠與室外環(huán)境有良好的隔絕，當建筑的圍護結(jié)構(gòu)足夠好時，室外空氣滲透就成了影響建筑室內(nèi)環(huán)境的主要因素。而良好的氣密性可以降低建筑室外環(huán)境對室內(nèi)環(huán)境的影響，如在供暖和供冷或當室外PM2.5超標時，室內(nèi)環(huán)境需要與室內(nèi)環(huán)境完全隔絕，此時良好的氣密性；一次能源消耗指標則是要求在建筑物在能量需求極低的前提下，能源消耗最少。根據(jù)國內(nèi)外被動式超低能耗建筑工程實踐情況，在考慮技術(shù)措施適宜性和氣候特點的前提下對我國不同氣候區(qū)典型城市典型被動式超低能耗建筑進行優(yōu)化設計，其中年供熱量和供冷量的計算結(jié)果見圖3。  圖3 我國不同氣候區(qū)典型城市典型被動式超低能耗建筑年供熱量和供冷量計算結(jié)果 表4 不同氣候區(qū)典型城市氣象參數(shù)  從計算結(jié)果可以看出，我國絕大多數(shù)地區(qū)有空調(diào)需求，通過采取不同的技術(shù)措施，建筑的年供暖量都可以控制在15 kWh/ m2?a以下，但南方地區(qū)年供冷量需求依然較大，在上述研究成果的基礎(chǔ)上初步確定了被動式超低能耗建筑的控制性性能指標，主要控制性指標如下。 表5 不同氣候區(qū)控制性指標要求  1、年供暖量、年供冷量滿足表5要求； 2、年供暖、空調(diào)和照明總一次能源消耗量≤45 kWh/m2.a/(5.6kgce/m2.a)； 3、氣密性必須滿足N50≤0.6。 注：1.N50≤0.6，即在室內(nèi)外壓差50Pa的條件下，每小時的換氣次數(shù)不得超過0.6次。 被動式超低能耗建筑作為更高節(jié)能性能的建筑，在舒適、健康和節(jié)能方面有著獨特的優(yōu)勢。通過采用適宜的技術(shù)在不同氣候區(qū)都能提高室內(nèi)環(huán)境并大幅度減少建筑的能源消耗。通過對被動式超低能耗建筑和滿足國家標準的新建建筑進行能耗模擬分析計算（計算結(jié)果見圖4和圖5）可以看出，在嚴寒和寒冷地區(qū)，被動式超低能耗建筑同執(zhí)行國家現(xiàn)行建筑節(jié)能標準的新建建筑相比，供熱需求量降低75%以上并大幅減少空調(diào)使用的時間，在夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū)，被動式技術(shù)的應用使得冬季在降低供暖能耗的前提下，室內(nèi)環(huán)境大幅度改善，冬季室內(nèi)溫度在18℃以上，與此同時，夏季空調(diào)能耗降低50%以上，而在溫和地區(qū)，被動式超低能耗建筑在不使用主動供暖空調(diào)技術(shù)的前提下，改善冬夏室內(nèi)環(huán)境，提高建筑舒適度。  圖4 年供暖量計算結(jié)果  圖5 年供熱量計算結(jié)果 但就節(jié)能效果、技術(shù)難度和經(jīng)濟性而言，被動式超低能耗的推廣的次序應該為嚴寒和寒冷地區(qū)，夏熱冬冷地區(qū)，夏熱冬暖地區(qū)。 3.3 主要技術(shù)措施 被動式超低能耗建筑的核心要素是以超低的建筑能耗值為約束目標；具有高保溫隔熱性能和高氣密性的外圍護結(jié)構(gòu)；高效熱回收的新風系統(tǒng)。被動優(yōu)先、主動優(yōu)化、使用可再生能源是實現(xiàn)被動式超低能耗建筑的基本路線，它并不是高科技的堆砌，其更重要的內(nèi)涵是回歸建筑的根本，科學規(guī)劃設計和精細施工，建造高品質(zhì)的精品建筑。 被動式超低能耗建筑主要依賴高性能圍護結(jié)構(gòu)、新風熱回收、氣密性、可調(diào)遮陽等建筑技術(shù)，但實現(xiàn)被動式超低能耗的難點主要在技術(shù)的適宜性和多種技術(shù)的集成，是如何提供一個基于被動式理念的系統(tǒng)解決方案。被動式的核心理念強調(diào)直接利用太陽光、風力、地形、植被等場地自然條件，通過優(yōu)化規(guī)劃和建筑設計，實現(xiàn)建筑在非機械、不耗能或少耗能的條件下，全部或部分滿足建筑供暖、降溫及采光等需求，達到降低建筑使用能量需求進而降低能耗，提高室內(nèi)環(huán)境性能的目的。因此，實現(xiàn)被動式超低能耗建筑需要更加科學合理的進行建筑設計，建筑師與暖通工程師的緊密配合，確定合理的建筑方案和設計，利用性能化設計方法提供實現(xiàn)既定目標的系統(tǒng)解決方案，提升建筑設計的科技含量和附加值。 （來源：工程建設標準與實踐 徐偉 中國建筑科學研究院環(huán)境與節(jié)能研究院院長） 上一篇： 被動房引領(lǐng)中國住房升級換代
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