德國(guó)被動(dòng)房與中國(guó)氣候帶

被動(dòng)房以極低的能耗和實(shí)惠的成本提供最佳可能的舒適室內(nèi)環(huán)境。這是解決建筑領(lǐng)域中氣候保護(hù)任務(wù)的關(guān)鍵。因此特別適用于擁有龐大人口基數(shù)和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的中國(guó)。目前在中國(guó)只有個(gè)別的被動(dòng)房實(shí)例。

2016年，PHI發(fā)布《被動(dòng)房在中國(guó)氣候帶》的研究報(bào)告，為中國(guó)所有氣候區(qū)提供了系統(tǒng)性的被動(dòng)房設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。結(jié)果顯示，被動(dòng)房可以建造于中國(guó)的任何地方。

《報(bào)告》基于一個(gè)十層的住宅樓，分別從覆蓋中國(guó)的所有氣候區(qū)的九個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行被動(dòng)房原理的進(jìn)一步細(xì)化。與按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)建造的常規(guī)新建建筑相比，參考被動(dòng)房得到的結(jié)果是節(jié)省了 80%-90%的采暖能源需求和約 50%的制冷和除濕能源需求。

合適的窗戶品質(zhì)、保溫水平、暖通設(shè)備和建筑組件結(jié)構(gòu)類型取決于氣候和建筑布局。不過在所有的情況中，用的都是相同的原理，所得的結(jié)果都是按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)同定義的被動(dòng)房。

寒冷和嚴(yán)寒氣候區(qū)

在寒冷和嚴(yán)寒氣候區(qū)，最重要的性能就是建筑必須擁有極好的保溫。傳熱系數(shù) U-值約為 0.1W/(mK），非常好的氣密性，三玻（甚至四?；蛘哒婵眨┑洼椛洳ＡВ约案咝峄厥胀L(fēng)系統(tǒng)是必要的。

緊湊的熱工圍護(hù)結(jié)構(gòu)和南向窗戶是有利的。為了提高冬季室內(nèi)空氣相對(duì)濕度，可以使用能量回收通風(fēng)系統(tǒng)（ERV，全熱交換系統(tǒng)，即同時(shí)回收熱量和濕度的系統(tǒng)）。

在這些氣候區(qū)中，要讓建筑結(jié)構(gòu)耐久、干燥，最重要的一點(diǎn)是在墻或者屋頂結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)敷設(shè)隔汽層（這可以同時(shí)就是氣密層），而在外側(cè)則要考慮透氣性。外表面同時(shí)應(yīng)該保護(hù)結(jié)構(gòu)使其免受雨水的侵入，例如使用不吸收雨水的涂料。保溫層應(yīng)該敷設(shè)在外側(cè)以保持結(jié)構(gòu)溫暖和干燥。

采暖可以通過多種不同方式實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的系統(tǒng)例如散熱器或者地板采暖依然適用，但是他們所需的設(shè)計(jì)負(fù)荷相比之下就要小得多。被動(dòng)房的采暖，可以很簡(jiǎn)單地通過對(duì)送風(fēng)加熱就能實(shí)現(xiàn)。“送風(fēng)”是通風(fēng)系統(tǒng)為了提供良好室內(nèi)空氣品質(zhì)而輸送的新鮮空氣；加熱時(shí)有可能需要加入小量的室內(nèi)循環(huán)風(fēng)進(jìn)行補(bǔ)充。

即使是在中國(guó)相對(duì)寒冷的氣候區(qū)，夏季也有持續(xù)數(shù)周之久的炎熱天氣。高溫可能會(huì)伴隨著高濕度，尤其是在東部區(qū)域。在某些氣候區(qū)，例如北京，為了高舒適度的夏季室內(nèi)環(huán)境，即使是在被動(dòng)房中也需要主動(dòng)制冷和除濕。

夏熱冬冷區(qū)

在經(jīng)濟(jì)上舉足輕重的夏熱冬冷區(qū)，采暖和主動(dòng)制冷都需要。在冬季和夏季需要良好的保溫，但是相較于寒冷的氣候區(qū)其保溫程度相對(duì)低一些。夏季在制冷需求峰值條件下，室外的高濕度使得利用夜間通風(fēng)不可行。

除濕所需能源可以通過使用合理可控的能量回收通風(fēng)系統(tǒng)（全熱交換新風(fēng)系統(tǒng)）而顯著減少。冬季可以利用被動(dòng)太陽(yáng)能，但在夏季需要有效的活動(dòng)遮陽(yáng)避免過熱。

通過送風(fēng)（有可能需要補(bǔ)充 100%-200%的循環(huán)風(fēng)）來(lái)實(shí)現(xiàn)溫濕調(diào)節(jié)，在這些地區(qū)尤其具有優(yōu)勢(shì)。因?yàn)閮H需要一個(gè)系統(tǒng)就能同時(shí)實(shí)現(xiàn)采暖、制冷和除濕。另外，對(duì)于低溫的送風(fēng)，必須要考慮到一些關(guān)于風(fēng)管和風(fēng)口的技術(shù)細(xì)節(jié)。

此外還有一種價(jià)格低廉并且方便易得的替代方案，即在每套住宅的中央房間安裝單個(gè)傳統(tǒng)的小型分體式空調(diào)機(jī)組。這種方案要求房間門在一天當(dāng)中敞開一段時(shí)間。這種方式的熱舒適性比送風(fēng)制冷就只是稍微差一點(diǎn)。

在潮濕的夏季，需要特別注意除濕是否足夠；為了獲得最佳的舒適度和節(jié)能，濕度應(yīng)該和溫度分開控制。在這些氣區(qū)，建筑外部結(jié)構(gòu)組件實(shí)現(xiàn)徹底濕平衡尤具挑戰(zhàn)性，因?yàn)闈駛鬟f方向在整年中會(huì)發(fā)生改變。建筑外墻和屋面的結(jié)構(gòu)就需要特別慎重地考慮。

用 EPS 作為外保溫時(shí)，通常不會(huì)有問題。但對(duì)于用礦物棉作為保溫的結(jié)構(gòu)，外部抹灰的性能十分重要，例如很低的水蒸氣擴(kuò)散阻力和很低的吸水性。

夏熱冬暖區(qū)

在受熱帶氣候影響的 夏熱冬暖區(qū)，對(duì)陽(yáng)光的控制是最重要的因素。窗戶應(yīng)該用高選擇性遮陽(yáng)型玻璃，并以固定遮陽(yáng)裝置避免太陽(yáng)直射，不過活動(dòng)遮陽(yáng)也是可以使用的。外墻和屋面可以通過保溫層降低太陽(yáng)負(fù)荷；或者使用高紅外反射率隔熱涂料也是有效的方法，尤其對(duì)于屋面。

除濕需求甚至可以比顯熱制冷需求還高。氣密的圍護(hù)結(jié)構(gòu)保護(hù)著建筑內(nèi)部免受室外高濕度的影響。能量回收通風(fēng)系統(tǒng)（全熱交換新風(fēng)系統(tǒng)）可提供更進(jìn)一步的保障。

在這一類型的氣候區(qū)中，耐久干燥的墻和屋頂結(jié)構(gòu)需要吸水率特別低但能透氣的外表面。大部分的結(jié)構(gòu)類型在這個(gè)前提下都能運(yùn)行得很好；外保溫如果采用透水蒸氣的材料，例如礦物棉，則需要特別注意濕度。在 溫暖氣候區(qū)的制冷設(shè)備使用和夏熱冬冷地區(qū)相同的原則。

南方溫和的山地氣候區(qū)

在中國(guó)南方溫和的山地氣候區(qū)，陽(yáng)光充足，氣候溫和，有許多不同的被動(dòng)房設(shè)計(jì)方案可以選擇。在這個(gè)氣候區(qū)，甚至可以建造既不需機(jī)械通風(fēng)也不需三玻玻璃的被動(dòng)房。

通過研究結(jié)果也證實(shí)了， 被動(dòng)房規(guī)劃設(shè)計(jì)軟件包(PHPP)是適用于所有中國(guó)氣候區(qū)的設(shè)計(jì)軟件。如果從設(shè)計(jì)一開始就將 PHPP 計(jì)算融入成為設(shè)計(jì)過程的一部分，那么可以實(shí)現(xiàn)集舒適、節(jié)能和經(jīng)濟(jì)為一體的被動(dòng)房。