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中欧被动式低能耗建筑发展现状及比较住房和城乡建设部科技与产业化发展中心 彭梦月 被动房的起源和概念 早在上世纪八十年代初，受我国传统民居的启发，瑞典隆德大学Bo Adamson教授和德国达姆施塔特（Damstadt）房屋与环境研究所Wolfgang Feist博士在欧洲共同提出了一种新的建筑理念：房屋在不设传统采暖设施而仅依靠太阳辐射、人体散热、室内灯光、电器散热等自然得热的条件下，室内温度冬季能达到20℃以上，夏季具有必要舒适度，他们将这种房屋称为“被动房”（Passive House）。被动房实质是超低能耗建筑（高能效建筑）的一种类型，在德国，指仅通过建筑的新风系统供暖及制冷，并且只需要DIN 1946规定的新风量就可以满足ISO 7730中热舒适度的要求，基本不需要额外加装采暖、制冷设备的高能效建筑。在欧洲，“被动房”并不是一个能耗标准，而是一种兼顾能效和最佳舒适度的设计理念和综合方案。 欧洲绝大部分国家对被动房的定义属于非官方标准的定义而且是能效指标导向性定义。它由德国非官方研究机构被动房研究所（PHI）制定了一套完整的能效指标体系（表1），建筑只有满足该指标体系要求，才能称为“被动房”，从而把它与欧洲其它类型的超低能耗建筑区分开。
2008年我国开始引入以德国为代表的欧洲被动房的理念探索适应我国气候条件、建筑形式和居民生活习惯的被动式低能耗建筑标准和技术路线。被动房进入之初，为了避免德文直译引起的释义不清，国内涌现了多种适应市场需求的“被动房”名称，如“无源房”，“零能耗建筑”，“超低能耗建筑”等。 2015年，随着《河北省被动式低能耗居住建筑节能设计标准》、《被动式超低能耗绿色建筑技术导则（试行）》（居住建筑）颁布，我国对被动式超低能耗建筑有了比较完善的解释：将自热通风、自然采光、太阳能辐射和室内非供暖热源得热等各种被动式节能手段与建筑围护结构高效节能技术相结合建造而成的低能耗房屋。这种建筑在显著提高室内环境舒适性的同时，可大幅度减少建筑使用能耗，最大限度地降低对主动式机械采暖和制冷系统的依赖，同时能满足绿色建筑的基本要求。 欧洲超低能耗建筑发展现状 欧盟建筑能耗比重较大，占欧盟总能源消耗的40%，建筑领域温室气体的排放已达到世界温室气体排放总量的30%左右，其中欧盟建筑能耗比重最大的是采暖空调，约占居住建筑能耗的70%。由于建筑节能潜力相对于其他行业（工业、交通）更高，因此建筑节能成为欧盟实现其减排目标的优先发展领域。 2010年6月18日，欧盟出台了《建筑能效2010指令》（EPBD2010），该指令规定，成员国从2020年12月31日起，所有的新建建筑都是近零能耗建筑；2018年12月31日起，政府使用或拥有的新建建筑均为零能耗建筑。为了实现欧盟的能效提升目标，各成员国都积极推进近零能耗建筑（超低能耗建筑）的发展。超低能耗建筑是个广义的概念，通常指能效在国家现行节能标准基础提高了约30-50%以上的建筑，与各国未采取任何节能措施的旧房比，其能效提高了约90%以上。各国对于超低能耗建筑都赋予相应的名称和技术标准，如德国、瑞典的被动房、奥地利推广的Klima:aktiv被动房，德国3升房、德国复兴信贷银行节能房屋45，英国的可持续发展建筑，瑞士的Minergie-P建筑，丹麦2020年近零能耗建筑等。处于欧洲不同气候带的国家会根据本国的气候条件对超低能耗建筑指标体系进行适应性调整。例如，北欧瑞典、丹麦等国都在德国被动房的基础上根据本国的气候条件修正了采暖负荷和采暖需求，提出了本国被动房指标体系，因为这些国家的采暖期更长，冬季更严寒。 被动房的推广成为欧盟国家进一步挖掘建筑节能潜力，摆脱对化石能源依赖的有力措施之一。在被动房的基础上，欧盟国家还进一步研究与发展零能耗建筑和产能房建筑(或正能效建筑)。零能耗建筑是指年供暖、热水能源需求及辅助电力需求基本由建筑内部得热和可再生能源供应。产能房（或正能效建筑）是指年能源产出大于能源消耗，多余的电力输给公共电网或用于电动汽车充电。这都代表了未来建筑节能的方向。 德国是全球第一座被动房的发源地，也是在全球范围内推动被动房最积极的国家之一。全球约建有50000个达到被动房标准的居住/使用建筑单元(住宅多为1-2户型独栋别墅)，德国的被动房数量约占全球总量的一半。被动房不仅适用于量大面广的住宅，也适合办公楼、学校、幼儿园等建筑类型。 在德国，被动房指标为非强制性，但节能意识较高的不来梅、法兰克福、科隆、莱比锡、勒沃库森和纽伦堡等地区和城市已开始对所有新建建筑采用强制性被动房指标。2015年德国又将被动式建筑进一步划分为三等级，普通（Classic），Plus（优级）和Premium（特级），不同的等级对应了不同的可再生一次能源需求和非可再生一次能源需求及可再生能源产量，表明当被动房的能源需求不断趋近极低时，可再生能源为建筑提供辅助供热供冷和照明的比例不断提高。 PHI是德国对被动房及其构件进行认证的权威机构。PHI通过PHPP对被动房能耗进行模拟计算和认证。PHI除了对新建被动房进行认证外，也对既有建筑改造、建筑构件和系统设备、建筑师进行认证。 “被动房”最初着重解决的是德国冬季采暖问题，在中北欧国家，夏季制冷和除湿并不是突出矛盾，研究较少，指标体系中比较简化，相应的解决措施也不丰富。例如，PHPP采用了与居住建筑基本一致的指标来衡量公共建筑。公共建筑的采暖负荷/能耗指标与居住建筑完全相同；制冷部分未对制冷负荷进行控制，公共建筑未对除湿能耗有控制指标。欧洲被动房中的公共建筑能耗规定仅适用于凉爽的温带气候条件，其他气候条件，需要对被动房中的能耗控制性标准进行修订。此外，公共建筑的能耗控制性指标仅适用于学校和具类似方式的建筑，不同建筑使可将以上规定值作基础，根据不同使用情况作适当调整。PHI在中国的认证也在发展当中，但基本沿用欧洲的指标体系和技术路线，缺少适宜国情的技术方案，认证的项目造价整体偏高。 随着“被动房”在全球范围内的推广，特别是在气候区更多样复杂的国家，如中国，夏季制冷和除湿问题尤为突出，促使欧洲节能专家也在积极研究适应全球不同气候条件的“被动房”指标体系和技术手段。我国在研究和建造本国的被动式低能耗建筑时，要因地制宜地选取适合本国气候条件、建筑形式的技术路线和能耗计算方法。
我国被动式低能耗建筑发展现状 2008年，在住房和城乡建设部与德国交通、建设和城市发展部（BMVBS）、德国驻华大使馆的支持下，住房和城乡建设部科技与产业化发展中心与德国能源署成立战略性工作小组，开展“中国被动式低能耗建筑示范项目”合作，目标是借鉴德国的技术和经验在我国建造符合国情的被动房和低能耗建筑示范项目，旨在为进一步提高我国建筑节能标准进行技术探索，推动我国建筑节能产业的升级换代。2009年双方启动了秦皇岛“在水一方”和哈尔滨“辰能溪树庭院”两个示范项目。2011年，住房和城乡建设部与德国交通、建设和城市发展部签署了《关于建筑节能与低碳生态城市建设技术合作谅解备忘录》，进一步明确：“双方持续实施中国低能耗被动式房屋合作项目，通过对示范项目进行技术咨询和指导，质量控制，保证示范项目实施效果”。 我国被动式低能耗建筑目标是以超低的能耗来实现高舒适度，不因为提高了室内舒适性带来能耗的显著增高，也不会为了一味降低建筑能耗牺牲室内的舒适性，从而达到双赢的结果。在北方采暖地区，被动式房屋能极大限度地降低冬季采暖需求，减少夏季空调时间，显著提高室内舒适度和空气质量。在夏热冬冷地区和炎热地区，被动式房屋能解决冬季室内发霉结露，使室温在无供暖系统情况下保持20℃以上，夏季缩短空调时间且有效除湿。发展被动式低能耗建筑的意义包括：1）节能减排、减少雾霾、减少城市热岛效应；2）提高建筑质量并延长建筑寿命，减少拆迁重建带来的资源和能源巨大浪费；3）促进建筑产业的升级换代；4）减少城市对大规模采暖和制冷等基础设施的投入，降低基础设施运营的风险和公共费用的支出。 经过多年发展，我国在被动式低能耗建筑在技术标准、工程示范认证、技术推广、经济激励方面已取得了阶段性的成果。 l 技术标准 我国被动式低能耗建筑标准从无到有，逐步与国际超低能耗建筑标准接轨（表2-表4）。2015年，我国相继出台了《河北省被动式低能耗居住建筑节能设计标准》、《被动式超低能耗绿色建筑技术导则（试行）》（居住建筑）。《黑龙江省被动式低能耗建居住建筑设计标准》、《青岛市被动式房屋技术导则》正在编制中。
l 工程示范与认证、技术推广 被动式低能耗建筑与我国传统节能最根本区别在于设计、材料和施工的整体应用水平高低。欧洲的超低能耗建筑讲究的是精细化设计和精细化施工细节，施工过程中的全程质量控制，高质量长寿命的产品技术支撑，从而保证建筑耐久性和实际运营中真正的节能。我国建筑节能标准执行率虽然已基本达到100%，但设计和施工粗放、高性能的建筑节能产品技术空白或质量参差不齐或应用水平低、建筑运营维护管理水平落后，导致建筑综合效果多数停留在设计阶段，节能不能落到实处；而且从长期看，由于节能产品寿命短，我们不能保证建筑中长期的节能收益。 截止到2016年3月，中德中央政府层面已共同实施了中德被动式低能耗建筑示范项目44个，近42万平方米，覆盖中国4个气候区１０个省（直辖市）（北京、黑龙江、辽宁、内蒙、青海、河北、江苏、湖南、四川、福建），其中山东和河北省示范项目数量居前。截至到2016年3月，全国已有6个项目获得住房城乡建设部科技与产业化发展中心和德国能源署共同认证的高能效建筑-被动式低能耗建筑质量认证（表5）。此外许多省市也在独立的开展被动式超低能耗建筑示范，如北京市保障房中心实施的焦化厂公共租赁住房项目超低能耗建筑示范工程，杭州玉皇山南基金小镇被动式低能耗酒店项目等。
国内一些开发单位也和德国PHI、德国海德堡大学、奥地利研究机构等机构合作研究和建设被动房，如新疆乌鲁木齐幸福堡综合楼、朗诗长兴的“布鲁克”酒店、河北涿州新华幕墙有限公司的办公楼、中德生态园被动房体验中心等，共同促进我国被动式低能耗建筑的发展。被动式低能耗建筑在我国发展最大的难点是如何选择适宜国情的技术路线，工程实践中面临的许多技术问题是难以借鉴和照搬欧洲现有的经验和方法，需要中外专家的联合探索，找出经济适宜的解决方案。例如：满足国内严苛的建筑防火规范下如何选用性价比合适的高厚度的保温隔热系统；高层高密度居住建筑，特别是户型面积超小，户数密集的高层建筑，如何选择最优的新风系统形式和布局，从而达到新风系统效率最高，户内使用面积最优，建筑气密性不宜被破坏且物业管理最简易、投资最合理的目标。国内采用的热桥最小化的构造如何与高层建筑的安全性结合；国内居民高油烟的烹饪习惯下，如何在居住建筑实现最优的厨房送新风、排风和补风系统设计；装配式建筑结构体系和超低能耗建筑构造如何克服施工难点等问题。 随着“被动房”成为市场热点，被动房技术和产业也在快速发展，但一些良莠不齐的技术也在工程中应用，对市场进行误导。2016年，由住房和城乡建设部科技与产业化发展中心牵头的“被动式低能耗建筑产业技术创新战略联盟”发布了《被动式低能耗建筑产品选用目录》，为被动式低能耗建筑技术的规范化选用提供指导和借鉴。 l 成本效益和经济补贴政策 根据研究，欧洲被动房的增量成本约为150-285�/m2（表6），在我国目前的技术条件下，我国被动式低能耗建筑的平均增量成本约为1000-1400元/m2(含装修)（表7），按汇率换算，两国的增量成本是基本趋近的。增加的造价主要用于：高性能的节能门窗、提高建筑气密性的措施和带热回收新风系统的设置。取消传统供热管网，缩小辅助采暖/空调设施规模或减少基础设施投入会抵消相当一部分增加的成本，同时高质量耐久性好的建筑构件会显著减少其更新、维护的费用，从而减少建筑运营维护的费用。被动式低能耗建筑的静态回收期在20年左右，但由于建筑寿命显著延长，节能的收益并不局限在20年，而是回收期以后在更长的时间范围内获得净收益。 我国严寒地区由于气候条件更严酷，相比寒冷地区造价略高；南方夏热冬冷和夏热冬暖地区，由于节能基础水平和整体技术要求低于北方地区，达到高节能率，其增量成本增加幅度比北方地区大。国外被动房发展初期，其增量成本占建筑造价的15-20%左右，随着技术应用推广范围扩大，材料和产品成本会显著下降，逐步控制在10%以内，设计和质量监控的人工成本在整个增量中占较大比例。我国的情况相反，材料和设备的比重较大，人工费比重虽在提升，但在增量成本中占比不大。
目前，山东省、青岛市、江苏省、北京对当地的被动式低能耗建筑已有针对性的财政补贴。 我国被动式低能耗建筑发展政策建议 为了更快地推广被动式低能耗建筑的发展，建议：（1）进一步加强被动式低能耗建筑的技术研发，研究经济合理、适应不同气候区的被动式低能耗建筑的能耗环境舒适度指标体系、技术路线和解决方案；（2）围绕我国被动式低能耗建筑技术集成创新的关键问题，开展产业链的技术合作；（3）从单体建筑的示范扩大到被动式低能耗建筑区域的集成示范，研究被动式低能耗建筑区域的能源规划；（4）研究既有建筑改造成被动式低能耗建筑的技术路线并进行示范推广；（5）推进建筑节能材料与产品的更新换代，促进产业的升级。培育被动式房屋的市场终端需求，鼓励国内企业开展新技术产品的研发和规模化生产，降低建造成本；（6）加强能力建设，开展针对设计、施工、监理和检测等技术人员的系统技术培训；（7）研究推动被动式低能耗建筑发展的配套激励政策；（8）加强宣传推广，通过国际合作交流、专题研讨会、技术经验巡讲、居住体验等多种形式，向社会、政府、行业积极宣传被动式房屋的理念和技术。 |
