中歐被動式低能耗建筑發(fā)展現(xiàn)狀及比較

被動房的起源和概念

　　早在上世紀(jì)八十年代初，受我國傳統(tǒng)民居的啟發(fā)，瑞典隆德大學(xué)Bo Adamson教授和德國達(dá)姆施塔特（Damstadt）房屋與環(huán)境研究所Wolfgang Feist博士在歐洲共同提出了一種新的建筑理念：房屋在不設(shè)傳統(tǒng)采暖設(shè)施而僅依靠太陽輻射、人體散熱、室內(nèi)燈光、電器散熱等自然得熱的條件下，室內(nèi)溫度冬季能達(dá)到20℃以上，夏季具有必要舒適度，他們將這種房屋稱為“被動房”（Passive House）。被動房實(shí)質(zhì)是超低能耗建筑（高能效建筑）的一種類型，在德國，指僅通過建筑的新風(fēng)系統(tǒng)供暖及制冷，并且只需要DIN 1946規(guī)定的新風(fēng)量就可以滿足ISO 7730中熱舒適度的要求，基本不需要額外加裝采暖、制冷設(shè)備的高能效建筑。在歐洲，“被動房”并不是一個能耗標(biāo)準(zhǔn)，而是一種兼顧能效和最佳舒適度的設(shè)計理念和綜合方案。

　　歐洲絕大部分國家對被動房的定義屬于非官方標(biāo)準(zhǔn)的定義而且是能效指標(biāo)導(dǎo)向性定義。它由德國非官方研究機(jī)構(gòu)被動房研究所（PHI）制定了一套完整的能效指標(biāo)體系（表1），建筑只有滿足該指標(biāo)體系要求，才能稱為“被動房”，從而把它與歐洲其它類型的超低能耗建筑區(qū)分開。

 2008年我國開始引入以德國為代表的歐洲被動房的理念探索適應(yīng)我國氣候條件、建筑形式和居民生活習(xí)慣的被動式低能耗建筑標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)路線。被動房進(jìn)入之初，為了避免德文直譯引起的釋義不清，國內(nèi)涌現(xiàn)了多種適應(yīng)市場需求的“被動房”名稱，如“無源房”，“零能耗建筑”，“超低能耗建筑”等。 2015年，隨著《河北省被動式低能耗居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》、《被動式超低能耗綠色建筑技術(shù)導(dǎo)則（試行）》（居住建筑）頒布，我國對被動式超低能耗建筑有了比較完善的解釋：將自熱通風(fēng)、自然采光、太陽能輻射和室內(nèi)非供暖熱源得熱等各種被動式節(jié)能手段與建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)高效節(jié)能技術(shù)相結(jié)合建造而成的低能耗房屋。這種建筑在顯著提高室內(nèi)環(huán)境舒適性的同時，可大幅度減少建筑使用能耗，最大限度地降低對主動式機(jī)械采暖和制冷系統(tǒng)的依賴，同時能滿足綠色建筑的基本要求。

歐洲超低能耗建筑發(fā)展現(xiàn)狀

　　歐盟建筑能耗比重較大，占?xì)W盟總能源消耗的40%，建筑領(lǐng)域溫室氣體的排放已達(dá)到世界溫室氣體排放總量的30%左右，其中歐盟建筑能耗比重最大的是采暖空調(diào)，約占居住建筑能耗的70%。由于建筑節(jié)能潛力相對于其他行業(yè)（工業(yè)、交通）更高，因此建筑節(jié)能成為歐盟實(shí)現(xiàn)其減排目標(biāo)的優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。

2010年6月18日，歐盟出臺了《建筑能效2010指令》（EPBD2010），該指令規(guī)定，成員國從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，政府使用或擁有的新建建筑均為零能耗建筑。為了實(shí)現(xiàn)歐盟的能效提升目標(biāo)，各成員國都積極推進(jìn)近零能耗建筑（超低能耗建筑）的發(fā)展。超低能耗建筑是個廣義的概念，通常指能效在國家現(xiàn)行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)提高了約30-50%以上的建筑，與各國未采取任何節(jié)能措施的舊房比，其能效提高了約90%以上。各國對于超低能耗建筑都賦予相應(yīng)的名稱和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如德國、瑞典的被動房、奧地利推廣的Klima:aktiv被動房，德國3升房、德國復(fù)興信貸銀行節(jié)能房屋45，英國的可持續(xù)發(fā)展建筑，瑞士的Minergie-P建筑，丹麥2020年近零能耗建筑等。處于歐洲不同氣候帶的國家會根據(jù)本國的氣候條件對超低能耗建筑指標(biāo)體系進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整。例如，北歐瑞典、丹麥等國都在德國被動房的基礎(chǔ)上根據(jù)本國的氣候條件修正了采暖負(fù)荷和采暖需求，提出了本國被動房指標(biāo)體系，因為這些國家的采暖期更長，冬季更嚴(yán)寒。

　　被動房的推廣成為歐盟國家進(jìn)一步挖掘建筑節(jié)能潛力，擺脫對化石能源依賴的有力措施之一。在被動房的基礎(chǔ)上，歐盟國家還進(jìn)一步研究與發(fā)展零能耗建筑和產(chǎn)能房建筑(或正能效建筑)。零能耗建筑是指年供暖、熱水能源需求及輔助電力需求基本由建筑內(nèi)部得熱和可再生能源供應(yīng)。產(chǎn)能房（或正能效建筑）是指年能源產(chǎn)出大于能源消耗，多余的電力輸給公共電網(wǎng)或用于電動汽車充電。這都代表了未來建筑節(jié)能的方向。

　　德國是全球第一座被動房的發(fā)源地，也是在全球范圍內(nèi)推動被動房最積極的國家之一。全球約建有50000個達(dá)到被動房標(biāo)準(zhǔn)的居住/使用建筑單元(住宅多為1-2戶型獨(dú)棟別墅)，德國的被動房數(shù)量約占全球總量的一半。被動房不僅適用于量大面廣的住宅，也適合辦公樓、學(xué)校、幼兒園等建筑類型。

　　在德國，被動房指標(biāo)為非強(qiáng)制性，但節(jié)能意識較高的不來梅、法蘭克福、科隆、萊比錫、勒沃庫森和紐倫堡等地區(qū)和城市已開始對所有新建建筑采用強(qiáng)制性被動房指標(biāo)。2015年德國又將被動式建筑進(jìn)一步劃分為三等級，普通（Classic），Plus（優(yōu)級）和Premium（特級），不同的等級對應(yīng)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產(chǎn)量，表明當(dāng)被動房的能源需求不斷趨近極低時，可再生能源為建筑提供輔助供熱供冷和照明的比例不斷提高。

 PHI是德國對被動房及其構(gòu)件進(jìn)行認(rèn)證的權(quán)威機(jī)構(gòu)。PHI通過PHPP對被動房能耗進(jìn)行模擬計算和認(rèn)證。PHI除了對新建被動房進(jìn)行認(rèn)證外，也對既有建筑改造、建筑構(gòu)件和系統(tǒng)設(shè)備、建筑師進(jìn)行認(rèn)證。

 “被動房”最初著重解決的是德國冬季采暖問題，在中北歐國家，夏季制冷和除濕并不是突出矛盾，研究較少，指標(biāo)體系中比較簡化，相應(yīng)的解決措施也不豐富。例如，PHPP采用了與居住建筑基本一致的指標(biāo)來衡量公共建筑。公共建筑的采暖負(fù)荷/能耗指標(biāo)與居住建筑完全相同；制冷部分未對制冷負(fù)荷進(jìn)行控制，公共建筑未對除濕能耗有控制指標(biāo)。歐洲被動房中的公共建筑能耗規(guī)定僅適用于涼爽的溫帶氣候條件，其他氣候條件，需要對被動房中的能耗控制性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂。此外，公共建筑的能耗控制性指標(biāo)僅適用于學(xué)校和具類似方式的建筑，不同建筑使可將以上規(guī)定值作基礎(chǔ)，根據(jù)不同使用情況作適當(dāng)調(diào)整。PHI在中國的認(rèn)證也在發(fā)展當(dāng)中，但基本沿用歐洲的指標(biāo)體系和技術(shù)路線，缺少適宜國情的技術(shù)方案，認(rèn)證的項目造價整體偏高。

　　隨著“被動房”在全球范圍內(nèi)的推廣，特別是在氣候區(qū)更多樣復(fù)雜的國家，如中國，夏季制冷和除濕問題尤為突出，促使歐洲節(jié)能專家也在積極研究適應(yīng)全球不同氣候條件的“被動房”指標(biāo)體系和技術(shù)手段。我國在研究和建造本國的被動式低能耗建筑時，要因地制宜地選取適合本國氣候條件、建筑形式的技術(shù)路線和能耗計算方法。

我國被動式低能耗建筑發(fā)展現(xiàn)狀

 2008年，在住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部與德國交通、建設(shè)和城市發(fā)展部（BMVBS）、德國駐華大使館的支持下，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心與德國能源署成立戰(zhàn)略性工作小組，開展“中國被動式低能耗建筑示范項目”合作，目標(biāo)是借鑒德國的技術(shù)和經(jīng)驗在我國建造符合國情的被動房和低能耗建筑示范項目，旨在為進(jìn)一步提高我國建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行技術(shù)探索，推動我國建筑節(jié)能產(chǎn)業(yè)的升級換代。2009年雙方啟動了秦皇島“在水一方”和哈爾濱“辰能溪樹庭院”兩個示范項目。2011年，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部與德國交通、建設(shè)和城市發(fā)展部簽署了《關(guān)于建筑節(jié)能與低碳生態(tài)城市建設(shè)技術(shù)合作諒解備忘錄》，進(jìn)一步明確：“雙方持續(xù)實(shí)施中國低能耗被動式房屋合作項目，通過對示范項目進(jìn)行技術(shù)咨詢和指導(dǎo)，質(zhì)量控制，保證示范項目實(shí)施效果”。

　　　　我國被動式低能耗建筑目標(biāo)是以超低的能耗來實(shí)現(xiàn)高舒適度，不因為提高了室內(nèi)舒適性帶來能耗的顯著增高，也不會為了一味降低建筑能耗犧牲室內(nèi)的舒適性，從而達(dá)到雙贏的結(jié)果。在北方采暖地區(qū)，被動式房屋能極大限度地降低冬季采暖需求，減少夏季空調(diào)時間，顯著提高室內(nèi)舒適度和空氣質(zhì)量。在夏熱冬冷地區(qū)和炎熱地區(qū)，被動式房屋能解決冬季室內(nèi)發(fā)霉結(jié)露，使室溫在無供暖系統(tǒng)情況下保持20℃以上，夏季縮短空調(diào)時間且有效除濕。

　　發(fā)展被動式低能耗建筑的意義包括：1）節(jié)能減排、減少霧霾、減少城市熱島效應(yīng)；2）提高建筑質(zhì)量并延長建筑壽命，減少拆遷重建帶來的資源和能源巨大浪費(fèi)；3）促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)的升級換代；4）減少城市對大規(guī)模采暖和制冷等基礎(chǔ)設(shè)施的投入，降低基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營的風(fēng)險和公共費(fèi)用的支出。

　　經(jīng)過多年發(fā)展，我國在被動式低能耗建筑在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工程示范認(rèn)證、技術(shù)推廣、經(jīng)濟(jì)激勵方面已取得了階段性的成果。

　技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

　　我國被動式低能耗建筑標(biāo)準(zhǔn)從無到有，逐步與國際超低能耗建筑標(biāo)準(zhǔn)接軌（表2-表4）。2015年，我國相繼出臺了《河北省被動式低能耗居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》、《被動式超低能耗綠色建筑技術(shù)導(dǎo)則（試行）》（居住建筑）?！逗邶埥”粍邮降湍芎慕ň幼〗ㄖO(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》、《青島市被動式房屋技術(shù)導(dǎo)則》正在編制中。

　　工程示范與認(rèn)證、技術(shù)推廣

　　被動式低能耗建筑與我國傳統(tǒng)節(jié)能最根本區(qū)別在于設(shè)計、材料和施工的整體應(yīng)用水平高低。歐洲的超低能耗建筑講究的是精細(xì)化設(shè)計和精細(xì)化施工細(xì)節(jié)，施工過程中的全程質(zhì)量控制，高質(zhì)量長壽命的產(chǎn)品技術(shù)支撐，從而保證建筑耐久性和實(shí)際運(yùn)營中真正的節(jié)能。我國建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行率雖然已基本達(dá)到100%，但設(shè)計和施工粗放、高性能的建筑節(jié)能產(chǎn)品技術(shù)空白或質(zhì)量參差不齊或應(yīng)用水平低、建筑運(yùn)營維護(hù)管理水平落后，導(dǎo)致建筑綜合效果多數(shù)停留在設(shè)計階段，節(jié)能不能落到實(shí)處；而且從長期看，由于節(jié)能產(chǎn)品壽命短，我們不能保證建筑中長期的節(jié)能收益。

　　截止到2016年3月，中德中央政府層面已共同實(shí)施了中德被動式低能耗建筑示范項目44個，近42萬平方米，覆蓋中國4個氣候區(qū)１０個?。ㄖ陛犑校ū本⒑邶埥?、遼寧、內(nèi)蒙、青海、河北、江蘇、湖南、四川、福建），其中山東和河北省示范項目數(shù)量居前。截至到2016年3月，全國已有6個項目獲得住房城鄉(xiāng)建設(shè)部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心和德國能源署共同認(rèn)證的高能效建筑-被動式低能耗建筑質(zhì)量認(rèn)證（表5）。此外許多省市也在獨(dú)立的開展被動式超低能耗建筑示范，如北京市保障房中心實(shí)施的焦化廠公共租賃住房項目超低能耗建筑示范工程，杭州玉皇山南基金小鎮(zhèn)被動式低能耗酒店項目等。

　　國內(nèi)一些開發(fā)單位也和德國PHI、德國海德堡大學(xué)、奧地利研究機(jī)構(gòu)等機(jī)構(gòu)合作研究和建設(shè)被動房，如新疆烏魯木齊幸福堡綜合樓、朗詩長興的“布魯克”酒店、河北涿州新華幕墻有限公司的辦公樓、中德生態(tài)園被動房體驗中心等，共同促進(jìn)我國被動式低能耗建筑的發(fā)展。被動式低能耗建筑在我國發(fā)展最大的難點(diǎn)是如何選擇適宜國情的技術(shù)路線，工程實(shí)踐中面臨的許多技術(shù)問題是難以借鑒和照搬歐洲現(xiàn)有的經(jīng)驗和方法，需要中外專家的聯(lián)合探索，找出經(jīng)濟(jì)適宜的解決方案。例如：滿足國內(nèi)嚴(yán)苛的建筑防火規(guī)范下如何選用性價比合適的高厚度的保溫隔熱系統(tǒng)；高層高密度居住建筑，特別是戶型面積超小，戶數(shù)密集的高層建筑，如何選擇最優(yōu)的新風(fēng)系統(tǒng)形式和布局，從而達(dá)到新風(fēng)系統(tǒng)效率最高，戶內(nèi)使用面積最優(yōu)，建筑氣密性不宜被破壞且物業(yè)管理最簡易、投資最合理的目標(biāo)。國內(nèi)采用的熱橋最小化的構(gòu)造如何與高層建筑的安全性結(jié)合；國內(nèi)居民高油煙的烹飪習(xí)慣下，如何在居住建筑實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的廚房送新風(fēng)、排風(fēng)和補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計；裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系和超低能耗建筑構(gòu)造如何克服施工難點(diǎn)等問題。

　　隨著“被動房”成為市場熱點(diǎn)，被動房技術(shù)和產(chǎn)業(yè)也在快速發(fā)展，但一些良莠不齊的技術(shù)也在工程中應(yīng)用，對市場進(jìn)行誤導(dǎo)。2016年，由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心牽頭的“被動式低能耗建筑產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”發(fā)布了《被動式低能耗建筑產(chǎn)品選用目錄》，為被動式低能耗建筑技術(shù)的規(guī)范化選用提供指導(dǎo)和借鑒。

　　成本效益和經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼政策

　　根據(jù)研究，歐洲被動房的增量成本約為150-285€/m2（表6），在我國目前的技術(shù)條件下，我國被動式低能耗建筑的平均增量成本約為1000-1400元/m2(含裝修)（表7），按匯率換算，兩國的增量成本是基本趨近的。增加的造價主要用于：高性能的節(jié)能門窗、提高建筑氣密性的措施和帶熱回收新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置。取消傳統(tǒng)供熱管網(wǎng)，縮小輔助采暖/空調(diào)設(shè)施規(guī)模或減少基礎(chǔ)設(shè)施投入會抵消相當(dāng)一部分增加的成本，同時高質(zhì)量耐久性好的建筑構(gòu)件會顯著減少其更新、維護(hù)的費(fèi)用，從而減少建筑運(yùn)營維護(hù)的費(fèi)用。被動式低能耗建筑的靜態(tài)回收期在20年左右，但由于建筑壽命顯著延長，節(jié)能的收益并不局限在20年，而是回收期以后在更長的時間范圍內(nèi)獲得凈收益。

　　我國嚴(yán)寒地區(qū)由于氣候條件更嚴(yán)酷，相比寒冷地區(qū)造價略高；南方夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū)，由于節(jié)能基礎(chǔ)水平和整體技術(shù)要求低于北方地區(qū)，達(dá)到高節(jié)能率，其增量成本增加幅度比北方地區(qū)大。國外被動房發(fā)展初期，其增量成本占建筑造價的15-20%左右，隨著技術(shù)應(yīng)用推廣范圍擴(kuò)大，材料和產(chǎn)品成本會顯著下降，逐步控制在10%以內(nèi)，設(shè)計和質(zhì)量監(jiān)控的人工成本在整個增量中占較大比例。我國的情況相反，材料和設(shè)備的比重較大，人工費(fèi)比重雖在提升，但在增量成本中占比不大。

　　目前，山東省、青島市、江蘇省、北京對當(dāng)?shù)氐谋粍邮降湍芎慕ㄖ延嗅槍π缘呢斦a(bǔ)貼。

我國被動式低能耗建筑發(fā)展政策建議

　　為了更快地推廣被動式低能耗建筑的發(fā)展，建議：（1）進(jìn)一步加強(qiáng)被動式低能耗建筑的技術(shù)研發(fā)，研究經(jīng)濟(jì)合理、適應(yīng)不同氣候區(qū)的被動式低能耗建筑的能耗環(huán)境舒適度指標(biāo)體系、技術(shù)路線和解決方案；（2）圍繞我國被動式低能耗建筑技術(shù)集成創(chuàng)新的關(guān)鍵問題，開展產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)合作；（3）從單體建筑的示范擴(kuò)大到被動式低能耗建筑區(qū)域的集成示范，研究被動式低能耗建筑區(qū)域的能源規(guī)劃；（4）研究既有建筑改造成被動式低能耗建筑的技術(shù)路線并進(jìn)行示范推廣；（5）推進(jìn)建筑節(jié)能材料與產(chǎn)品的更新?lián)Q代，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的升級。培育被動式房屋的市場終端需求，鼓勵國內(nèi)企業(yè)開展新技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)和規(guī)?；a(chǎn)，降低建造成本；（6）加強(qiáng)能力建設(shè)，開展針對設(shè)計、施工、監(jiān)理和檢測等技術(shù)人員的系統(tǒng)技術(shù)培訓(xùn)；（7）研究推動被動式低能耗建筑發(fā)展的配套激勵政策；（8）加強(qiáng)宣傳推廣，通過國際合作交流、專題研討會、技術(shù)經(jīng)驗巡講、居住體驗等多種形式，向社會、政府、行業(yè)積極宣傳被動式房屋的理念和技術(shù)。