1.被動(dòng)房的起源

被動(dòng)房最初是指在寒冷的氣候條件下，建筑不需要采暖設(shè)備，僅通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫就能實(shí)現(xiàn)較舒適的室內(nèi)環(huán)境。按照該理念實(shí)現(xiàn)的第一件作品是1883年在挪威建造的弗拉姆（Fram）號(hào)極地考察船（圖1）。這艘35m長(zhǎng)、用橡木建造的考察船，載重量為800t，配有三桅風(fēng)帆和220馬力的柴油動(dòng)力螺旋槳，曾是當(dāng)時(shí)世界上深入極地最遠(yuǎn)的考察船。在南極、北極極度寒冷氣候條件下，該船不需要開啟采暖火爐，即可保持船體內(nèi)較為舒適的溫度。實(shí)現(xiàn)這一效果主要依靠?jī)?yōu)秀的保溫構(gòu)造，船壁和甲板構(gòu)造厚度達(dá)40～50cm，由多層材料組合而成，窗戶由3層玻璃構(gòu)成。如今，這艘船作為一座博物館在奧斯陸被保護(hù)下來。

圖1挪威弗拉姆（Fram）號(hào)極地考察船，資料來源www. timbowden.com.au

在歐洲寒冷地區(qū)，建造一棟不用采暖就能過冬的房子，對(duì)很多人來說是夢(mèng)想也是挑戰(zhàn)。20世紀(jì)，在北歐和英國(guó)，有建筑師、工程師小范圍地嘗試建造不用采暖設(shè)備就可以過冬的住房。1973年，位于哥本哈根的丹麥科技大學(xué)建造了一棟試驗(yàn)性被動(dòng)房建筑，實(shí)際上它還沒有達(dá)到被動(dòng)房的水平，只能被稱作低能耗建筑，但它為后來被動(dòng)房技術(shù)體系的完善積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。早期的被動(dòng)房實(shí)踐暴露出許多問題，缺少高性能窗戶，人們沒有意識(shí)到建筑氣密性的重要性，不少項(xiàng)目采用了復(fù)雜的技術(shù)設(shè)備和構(gòu)造機(jī)關(guān)，使建筑后期使用圍護(hù)復(fù)雜且成本高。人們?cè)诓粩嗝?，嘗試各種技術(shù)組合，進(jìn)行理論研究、模擬計(jì)算，但還是沒能找到最佳技術(shù)組合。為減少熱能損失，必須提高建筑氣密性，提高氣密性就必須通過新風(fēng)系統(tǒng)保證室內(nèi)空氣質(zhì)量，而根據(jù)當(dāng)時(shí)的技術(shù)，僅維持室內(nèi)新鮮空氣一項(xiàng)就需要35kWh/m².a的電能，高于現(xiàn)代被動(dòng)房采暖能耗標(biāo)準(zhǔn)的2倍以上。

德國(guó)經(jīng)過幾十年的努力與實(shí)踐，建筑節(jié)能技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)大幅提高。德國(guó)低能耗建筑根據(jù)建筑能耗水平劃分為3個(gè)等級(jí)。在達(dá)到相關(guān)規(guī)范所要求的建筑室內(nèi)舒適度和健康標(biāo)準(zhǔn)的前提下，建筑物對(duì)一次性能源的需求量如表1所示。

表1 不同建筑一次能源需求量

除此之外，還有兩個(gè)重要的概念，零能耗建筑（zero energy building）和產(chǎn)能建筑（plus energy building）。零能耗建筑通常是通過被動(dòng)設(shè)計(jì)，使建筑的能源需求量降到很低，進(jìn)一步采用可再生能源（太陽能、生物質(zhì)能等），覆蓋所需能源，建筑不依靠外部能源；產(chǎn)能建筑采用可再生能源（太陽能、生物質(zhì)能等），覆蓋所需能源之外，建筑向外部輸出能源。

需要注意的是，這里的能耗是指一次性能耗（primaryenergy），房屋采暖使用的能耗為終端能耗（end energy），一次性能源（石油、煤、天然氣等）經(jīng)過燃燒和輸送才能把熱能送到房間里，這一過程中有相當(dāng)?shù)膿p耗，因而，如果房間里采暖使用1kWh的能源，則需要大于1kWh的一次性能源供應(yīng)。如果使用電加熱，使用1kWh的電則大約需要消耗3kWh的煤炭，是一次性能源消耗量的3倍。

德國(guó)2014版節(jié)能條例于2014年5月1日生效。新版節(jié)能條例在2009版節(jié)能條例的基礎(chǔ)上，提高了建筑節(jié)能要求，分兩步共降低建筑一次性能源消耗量25%。執(zhí)行新版節(jié)能條例后，建筑采暖能耗約為50kWh/m².a，即德國(guó)新建建筑都必須達(dá)到低能耗建筑的標(biāo)準(zhǔn)。

德國(guó)要求自2021年起新建建筑達(dá)到“近零能耗建筑”（nearly zero-energy building）標(biāo)準(zhǔn)?！敖隳芎慕ㄖ笔侵附ㄖ锞哂蟹浅８叩墓?jié)能性能，建筑物在運(yùn)行過程中按照歐盟指令2010/31/EU附件1方法計(jì)算出的運(yùn)行所需的一次性能源消耗幾乎為零或非常低，而這部分能源消耗的大部分由建筑自身或附近生產(chǎn)的可再生能源提供。

德國(guó)《節(jié)能法》（EnEG2013）要求自2019年起新建政府公共建筑達(dá)到近零能耗建筑標(biāo)準(zhǔn)、2021年起所有新建建筑達(dá)到近零能耗建筑標(biāo)準(zhǔn)、2050年所有存量建筑改造成近零能耗建筑。采用被動(dòng)房超低能耗建筑技術(shù)體系和提升可再生能源使用比例是德國(guó)實(shí)現(xiàn)上述宏偉目標(biāo)的主要技術(shù)路線。

1988年瑞典隆德大學(xué)（Lund University）的阿達(dá)姆森教授（Bo Adamson）和德國(guó)的菲斯特博士（Wolfgang Feist）在共同進(jìn)行的低能耗建筑研究項(xiàng)目過程中，首先提出完整的“被動(dòng)房”建筑技術(shù)體系，找到了被動(dòng)房的最佳技術(shù)組合（圖2）。阿達(dá)姆森教授和菲斯特博士都是建筑物理學(xué)家和工程師。1990年，在菲斯特博士的參與下，達(dá)姆施塔特克蘭尼斯坦區(qū)（Darmstadt-Kranichstein）成功建造了世界上第一棟被動(dòng)房試驗(yàn)建筑（圖3～５）。這是一座4戶連排私人投資建設(shè)的住宅，每戶156m²，建筑師是Bott/Ridder/Westermeyer設(shè)計(jì)公司。項(xiàng)目受到德國(guó)黑森州政府的資助，這座被動(dòng)房非常成功，至今一直有4個(gè)家庭居住在里面，多年實(shí)際運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，其采暖能耗小于12kWh/m².a。

圖2 Bo Adamson（左）和Wolfgang Feist 1998/杜塞爾多夫在第二屆被動(dòng)房年會(huì)上，資料來源 PHI

圖3 世界上第一棟被動(dòng)房建筑德國(guó)Darmstadt-Kranichstein連排住宅，資料來源 PHI

圖4 德國(guó)Darmstadt-Kranichstein連排住宅室內(nèi)環(huán)境，資料來源 PHI

圖5 德國(guó)Darmstadt-Kranichstein連排住宅剖面，資料來源 PHI

1996年，菲斯特博士在德國(guó)達(dá)姆施塔特創(chuàng)建了“被動(dòng)房”研究院（PassiveHouse Institute簡(jiǎn)稱PHI），該研究院作為獨(dú)立的科研學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)，是被動(dòng)式建筑研究領(lǐng)域的權(quán)威機(jī)構(gòu)，為世界上第一棟被動(dòng)式住宅、第一棟被動(dòng)式辦公建筑、第一棟被動(dòng)式學(xué)校建筑、第一棟被動(dòng)式體育館、第一棟被動(dòng)式游泳館、第一棟被動(dòng)式工業(yè)建筑、第一棟既有建筑被動(dòng)式改造等提供設(shè)計(jì)咨詢、技術(shù)支持及后續(xù)跟蹤研究。同時(shí)，被動(dòng)房研究院編制出版了被動(dòng)房設(shè)計(jì)手冊(cè)（PHPP，Passive House Planning Package）、被動(dòng)房計(jì)算軟件、被動(dòng)房評(píng)價(jià)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)、被動(dòng)房部品認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，并不斷進(jìn)行設(shè)計(jì)方法和認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的維護(hù)和更新，并對(duì)達(dá)到被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)的建筑、建筑部品（門窗、保溫系統(tǒng)、空調(diào)、新風(fēng)設(shè)備等）進(jìn)行認(rèn)證。

圖６德國(guó)被動(dòng)房認(rèn)證標(biāo)識(shí)

4.1被動(dòng)房的定義

在德國(guó)，被動(dòng)房是指僅利用高效保溫隔熱、太陽能、建筑內(nèi)部得熱等被動(dòng)技術(shù)和帶有余熱回收的新風(fēng)裝置，而不使用主動(dòng)采暖設(shè)備、實(shí)現(xiàn)建筑全年達(dá)到ISO7730規(guī)范要求的室內(nèi)舒適溫度范圍的建筑。

被動(dòng)房舒適度核心指標(biāo)包括：室內(nèi)溫度20～26℃；圍合房間各面的表面溫度不低于室內(nèi)溫度3℃；空氣相對(duì)濕度：40%～60%；室內(nèi)空氣流速小于0.2m/s。室內(nèi)表面不能出現(xiàn)凝結(jié)水和長(zhǎng)霉。德國(guó)被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)不僅能耗超低，而且室內(nèi)舒適度明顯高于我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范要求。

被動(dòng)房核心能耗指標(biāo)包括：被動(dòng)房的采暖能耗量≤15kWh/m².a，一次能源總消耗量≤120kWh/m².a。

4.2被動(dòng)房住宅建筑的設(shè)計(jì)（針對(duì)中歐地區(qū)氣候條件）

被動(dòng)房需要細(xì)致精心的設(shè)計(jì)與施工。設(shè)計(jì)建造被動(dòng)房，需從以下幾方面入手：緊湊的建筑體型系數(shù)，控制窗墻比，極好的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能（屋面、墻體、地面、門窗），適當(dāng)?shù)恼陉栐O(shè)施，嚴(yán)格的建筑氣密性要求，帶有高效熱回收的通風(fēng)換氣系統(tǒng)（圖7）。在設(shè)計(jì)過程中通常須滿足以下要求：

（1）高效外保溫：不透明的外維護(hù)結(jié)構(gòu)的U值必須小于0.15W/m²k。即當(dāng)室內(nèi)外溫差為10℃時(shí)，外墻散熱量不超過1.5W/m²。

（2）高效外窗：透明的圍護(hù)結(jié)構(gòu)（窗戶、幕墻等，含窗框）的U值必須小于0.8W/m²k，總能量穿透率G值小于50%。

（3）東西向窗（±50°）和水平窗（坡度小于75°）的窗地比小于15％，南向窗的窗地比小于25％，超過限值須設(shè)置遮陽系數(shù)大于75％的可移動(dòng)式遮陽設(shè)施。

（4）舒適新風(fēng)系統(tǒng)，保持室內(nèi)有足夠的新鮮空氣，余熱回收率75%以上。在室內(nèi)出風(fēng)口的送風(fēng)溫度不得低于17℃。必須保證均勻流過的所有領(lǐng)域和所有房間（通風(fēng)效率）。通風(fēng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足空氣衛(wèi)生要求（DIN1946）。通風(fēng)系統(tǒng)的噪聲值要小于25分貝。

（5）每個(gè)居室、臥室等主要房間至少有一扇可開啟窗戶，盡量保證建筑對(duì)流通風(fēng)降溫。

（6）杜絕冷橋，所有建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，特別是陽臺(tái)、挑檐、女兒墻、飄窗等出挑部件必須嚴(yán)格保溫處理。

（7）建筑氣密性達(dá)到0.6倍以下（在室內(nèi)外50Pa壓差情況，換氣量小于每小時(shí)0.6倍）。

圖7 被動(dòng)房構(gòu)成要素示意圖，資料來源 PHI

4.3被動(dòng)房核心技術(shù)指標(biāo)

被動(dòng)房的采暖一次能耗量≤15kWh/m².a，或采暖負(fù)荷≤10W/m2；制冷（含除濕）一次性能耗小于15kWh/m².a+0.3W/(m².aK)·TGH（Trockengradstunden）?；蛑评湄?fù)荷≤10W/m2，同時(shí)制冷需求≤4kWh/( m²·a K).?e+2x0.3W/(m²aK).TGH–75kWh/(m²·a)。但最高不超過45kWh(m²a)+0.3W/(m²aK)·TGH。按照被動(dòng)房設(shè)計(jì)手冊(cè)（Passive House PlanningPackage ，PHPP）計(jì)算方法計(jì)算。

其中?e：年平均室外溫度℃，TGH：干度時(shí)數(shù)，指全年之中，露點(diǎn)溫度和參考溫度（13℃）的差值為正數(shù)時(shí)，所有時(shí)間的積分?jǐn)?shù)值。

一次能源總消耗量不超過120kWh/m².a（含采暖、制冷、生活熱水、家用電器，輔助電源、公攤用電等，按照被動(dòng)房設(shè)計(jì)手冊(cè)PHPP方法計(jì)算）；建筑氣密性n50小于0.6/h（在室內(nèi)外空氣壓差為50Pa的情況，換氣量小于每小時(shí)0.6倍）。

4.4被動(dòng)房設(shè)計(jì)計(jì)算模型邊界條件

按照被動(dòng)房設(shè)計(jì)手冊(cè)（PHPP）的要求，被動(dòng)房設(shè)計(jì)計(jì)算模型邊界條件如下，采暖設(shè)計(jì)溫度20℃，空調(diào)設(shè)計(jì)溫度25℃，人員密度35m²/人，換氣量20～30m³/h人，最小換氣量0.3倍，室內(nèi)CO₂含量小于1 000ppm，生活熱水需求60℃，25L/人天，室內(nèi)熱源2.1W/m²，夏天室溫超溫頻率（超過25℃時(shí)間）小于10％，等等。

此外，被動(dòng)房的設(shè)計(jì)建造還需滿足德國(guó)其他相關(guān)規(guī)范，如：

（1）舒適度標(biāo)準(zhǔn)：《適中的熱環(huán)境—PMV與PPD指標(biāo)的確定及熱舒適條件的確定》（ISO7730）；

（2）外墻U值：EN6946；

（3）冷橋：ISO10211；

（4）外窗：ISO10077；

（5）玻璃Ug值：EN673、g-Wert EN 410；等等。

4.5德國(guó)被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)對(duì)既有建筑改造的評(píng)價(jià)和認(rèn)證

對(duì)既有建筑改造的認(rèn)證（EnerPHit）可以通過兩種方法獲得：

4.5.1計(jì)算方法：即按照被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)提供的計(jì)算方法和邊界條件，通過計(jì)算，證明改造后單位建筑面積的采暖能耗值QH≤25kWh/m².a年。同時(shí)須滿足外維護(hù)結(jié)構(gòu)基本傳熱系數(shù)限值要求。

4.5.2建筑構(gòu)件認(rèn)證：通過使用獲得被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的構(gòu)件系統(tǒng)，如外保溫系統(tǒng)、外窗系統(tǒng)進(jìn)行改造；或通過提供相關(guān)資料證明建筑構(gòu)件達(dá)到相關(guān)要求。

主要技術(shù)要求如下：

（1）不透明外墻外保溫，傳熱系數(shù)≤0.15W/m²K；

（2）不透明外墻內(nèi)保溫，傳熱系數(shù)≤0.35W/m²K。內(nèi)保溫系統(tǒng)只適用建筑外保溫法規(guī)上被禁止使用，如歷史保護(hù)建筑、或建筑構(gòu)造上無法實(shí)施、或全壽命周期成本評(píng)估不經(jīng)濟(jì)的情況下；

（3）外窗傳熱系數(shù)≤0.85W/m²K（安裝到建筑上的綜合U值）；

（4）戶門傳熱系數(shù)≤0.85W/m²K（安裝到建筑上的綜合U值）；

（5）所有采暖房間都須安裝帶有熱回收設(shè)備的通風(fēng)換氣裝置，系統(tǒng)熱回收效率≥75%；

（6）氣密性最低要求n50≤1.0/h，目標(biāo)值n50≤0.6/h；

（7）采取適當(dāng)?shù)臉?gòu)造措施，保證建筑內(nèi)墻不出現(xiàn)任何潮濕結(jié)露現(xiàn)象。

被動(dòng)房是最初主要針對(duì)中歐地區(qū)住宅建筑而研發(fā)的技術(shù)體系（圖7），其最大優(yōu)點(diǎn)是相比其他低能耗技術(shù)體系建設(shè)投資少，運(yùn)維成本低；有較高的熱工舒適度，使用舒適方便，經(jīng)久耐用、不易出現(xiàn)建筑損傷。

圖8 德國(guó)弗來堡Weingarten-West 1960年代的高層住宅改造成被動(dòng)式住宅項(xiàng)目，資料來源 PHI

目前被動(dòng)房技術(shù)體系不斷發(fā)展完善，除居住建筑以外，已擴(kuò)展到其他建筑類型，包括辦公、學(xué)校、酒店、體育館、博物館、工業(yè)建筑等，項(xiàng)目也拓展到其他氣候地區(qū)：包括歐洲、亞洲、北美洲、南美洲、澳洲（圖9、10）。

圖9 2012年落成的世界上最大規(guī)模的被動(dòng)式辦公建筑，維也納RHW2辦公樓，使用面積21 000m²資料來源PHI

圖10 維也納RHW2辦公樓門廳（上）及室內(nèi)（下），資料來源 PHI

被動(dòng)房的成本增量，主要體現(xiàn)在增加的外保溫、消除冷橋構(gòu)造、高性能門窗、帶熱回收的新風(fēng)裝置和提供氣密性的建筑措施。根據(jù)歐洲低成本被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)（CEPHEUS，Cost-Efficient Passive Houses asEuropean Standards）提供的數(shù)據(jù)，被動(dòng)房的成本增量為建筑造價(jià)的5%～8%，但30年使用運(yùn)行下來，考慮前期成本增量和資金成本，對(duì)照30年節(jié)約能源的效果，二者經(jīng)濟(jì)效益基本持平。而被動(dòng)房可以獲得更好的室內(nèi)舒適度，更好的抵抗能源價(jià)格浮動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，更好的環(huán)境效益。

被動(dòng)房如果設(shè)計(jì)得好，可以節(jié)省常規(guī)建筑的采暖設(shè)備投入，包括冷熱源設(shè)備和末端設(shè)備的投入。這部分成本基本可以抵消被動(dòng)房的成本增量，這種情況下，在30年的使用運(yùn)行中，被動(dòng)房節(jié)約能源部分的成本就非?？捎^了。

在德國(guó)，復(fù)興銀行（KreditanstaltFuerWiederaufbau）為被動(dòng)房提供低息貸款。此外，還有很多聯(lián)邦州的區(qū)域財(cái)務(wù)資助計(jì)劃。

奧地利對(duì)被動(dòng)房的資助力度更大。國(guó)家最高資助可達(dá)被動(dòng)房建造成本的10%。在蒂羅爾州（Tirol）為被動(dòng)房提供最高14個(gè)點(diǎn)額外的資助，滿足資助條件的住房每平米每個(gè)點(diǎn)可獲得8歐元的資助。例如一個(gè)4口之家，最高可補(bǔ)貼建筑面積為110m²，即880歐元每個(gè)點(diǎn)，14個(gè)點(diǎn)相當(dāng)于12 320歐元的補(bǔ)貼（數(shù)據(jù)時(shí)間：2007年6月）。

在福拉貝格州（Vorarlberg），如果滿足要求（包括收入、建筑平面、家庭人數(shù)等），對(duì)被動(dòng)房子的資助最高可達(dá)1 100歐元/m²，最大面積150m²，最大支持力度為165000歐元。資助形式為長(zhǎng)期低息貸款，貸款時(shí)間可達(dá)30年，利率極低，因而這種貸款對(duì)于年輕家庭和建筑業(yè)具有強(qiáng)烈的刺激作用。

歐洲被動(dòng)房技術(shù)發(fā)展到今天，經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的路徑，有眾多的機(jī)構(gòu)、科研工程技術(shù)人員的參與其中。隨著技術(shù)的進(jìn)步與突破，特別是能源價(jià)格的增長(zhǎng)和建筑環(huán)保壓力的增大，以及政府相關(guān)經(jīng)濟(jì)資助政策的扶植，才有歐洲今天被動(dòng)房建設(shè)項(xiàng)目的大規(guī)模實(shí)施。

雖然大規(guī)模被動(dòng)房項(xiàng)目的建設(shè)大幅降低了建筑采暖能耗，改善了室內(nèi)熱舒適度。但被動(dòng)房技術(shù)對(duì)建筑節(jié)能和環(huán)境保護(hù)方面的貢獻(xiàn)程度在西方國(guó)家存在一定爭(zhēng)議。對(duì)被動(dòng)房的批評(píng)，也集中在支持被動(dòng)房一方所宣傳的被動(dòng)房的優(yōu)點(diǎn)：

（1）相關(guān)被動(dòng)房的節(jié)能量計(jì)算，常常以二戰(zhàn)以前沒有節(jié)能措施的老房子為比較對(duì)象，因而得出被動(dòng)房所帶來的巨大的節(jié)能效果。對(duì)比最新節(jié)能規(guī)范要求下的新建住宅，節(jié)能量并沒有那么大。

（2）經(jīng)濟(jì)比較計(jì)算時(shí)，沒有考慮現(xiàn)實(shí)情況，即被動(dòng)房項(xiàng)目增量成本超過70%是由銀行提供貸款支持，利息成本往往沒有考慮在計(jì)算中。

（3）被動(dòng)房所增加的保溫和其他技術(shù)設(shè)備沒有在建筑全壽命周期生態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)性能（Oekobilanz）中反映出來。

（4）帶熱回收的通風(fēng)裝置、三層雙中空玻璃窗等技術(shù)已越來越多地用在節(jié)能住宅項(xiàng)目上，并不是被動(dòng)房的專用產(chǎn)品。

被動(dòng)房室內(nèi)舒適度標(biāo)準(zhǔn)，相當(dāng)于德國(guó)“全空調(diào)”（vollklimatisiert）室內(nèi)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，由此帶來的問題是：舒適的室內(nèi)環(huán)境需要精心設(shè)計(jì)、安裝的通風(fēng)系統(tǒng)。內(nèi)部功能需要調(diào)整時(shí)就不那么簡(jiǎn)單。常規(guī)住宅如果將儲(chǔ)藏間改成衛(wèi)生間，只需要改變使用方式，增加開窗通風(fēng)習(xí)慣或增設(shè)一個(gè)排風(fēng)扇即可，而被動(dòng)房可能不能輕易改動(dòng)、否則技術(shù)系統(tǒng)就被破壞了。

有人認(rèn)為，與被動(dòng)房技術(shù)相比，在低能耗建筑的基礎(chǔ)上，結(jié)合太陽能利用，能夠在同樣投資規(guī)模下，達(dá)到同樣能耗水平、獲得一個(gè)可以根據(jù)個(gè)人需求可調(diào)節(jié)的室內(nèi)舒適環(huán)境，而且運(yùn)行成本還能更低。通過降低外保溫厚度，還能夠有效改善建筑的生態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)性能（Oekobilanz）。

8.被動(dòng)房建設(shè)及應(yīng)用情況

根據(jù)被動(dòng)房權(quán)威網(wǎng)站（www.passivhausprojekte.de）2015年1月底的數(shù)據(jù)顯示，已有3 145棟建筑獲得被動(dòng)房認(rèn)證，包括居住、辦公、學(xué)校、博物館、工業(yè)建筑等類型，總建筑面積超過100萬m²。相關(guān)資料和實(shí)地考察顯示，還有許多建筑按照被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)建造，但沒有申請(qǐng)被動(dòng)房認(rèn)證，如正在建設(shè)的德國(guó)海德堡鐵路城（Bahnstadt Heidelberg），項(xiàng)目用地116hm²，包含居住、教育、研發(fā)、商業(yè)、工業(yè)的全部建筑；法蘭克福歐洲新城區(qū)（Europavietel）和雷德貝格新區(qū)（Riedelberg）中相當(dāng)數(shù)量的住宅建筑群都是按照被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，但沒有申請(qǐng)被動(dòng)房認(rèn)證。估計(jì)已建成的被動(dòng)房建筑總面積已超過數(shù)百萬平米。

被動(dòng)房研究院每年舉辦一次世界范圍的被動(dòng)房年會(huì)。近年來被動(dòng)房年會(huì)每年都有超過1 000多位代表參會(huì)，行業(yè)內(nèi)影響可謂巨大，亦有不少部品廠家積極參與其中。

9.被動(dòng)房案例分析

9.1法蘭克福CAMPO被動(dòng)房項(xiàng)目（CAMPO amBornheimer Depot）

圖11 法蘭克福CAMPO被動(dòng)房項(xiàng)目，街區(qū)廣場(chǎng)及商業(yè)，資料來源 PHI

圖12 法蘭克福CAMPO被動(dòng)房項(xiàng)目，住宅內(nèi)庭園，資料來源 PHI

圖13 法蘭克福CAMPO被動(dòng)房項(xiàng)目總平面，資料來源 PHI

圖14 法蘭克福CAMPO被動(dòng)房項(xiàng)目住宅平面，資料來源 PHI

隨著地鐵的發(fā)展，原有的有軌電車系統(tǒng)逐步被淘汰，在法蘭克福波恩海姆區(qū)（Bornheim），原先的有軌電車車庫和修理廠的荒廢土地被整理出來成為建設(shè)用地。這里距法蘭克福市中心不到5km，政府部門就此建設(shè)項(xiàng)目舉行設(shè)計(jì)競(jìng)賽，最終由多家建筑設(shè)計(jì)公司分別完成設(shè)計(jì)。規(guī)劃方案形成了傳統(tǒng)地中海城市空間街道尺度，完善了這一區(qū)域的街道空間，保留了原有修理車間的等歷史保護(hù)建筑，將其改造成超市、零售商店和小酒館，購(gòu)物和美食相結(jié)合，形成高質(zhì)量的新城區(qū)（圖11～14，表2）。項(xiàng)目包含當(dāng)時(shí)德國(guó)內(nèi)城規(guī)模最大的146套被動(dòng)式住宅公寓。

表2法蘭克福CAMPO被動(dòng)房項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)

9.2海德堡鐵路城（Bahnstadt Heidelberg）

海德堡鐵路城位于海德堡市中心，用地范圍116hm²，是目前世界上最大的被動(dòng)房建設(shè)項(xiàng)目。這里曾經(jīng)是德國(guó)鐵路系統(tǒng)編組、倉儲(chǔ)用地，隨著鐵路運(yùn)輸式微，用地被騰出成為城市開發(fā)用地。2007年進(jìn)行城市規(guī)劃深化設(shè)計(jì)，2010年開始建設(shè)，整個(gè)項(xiàng)目將提供居住、研發(fā)、商業(yè)和文化的充滿活力的綜合城區(qū)。

整個(gè)城區(qū)規(guī)劃并承諾按照被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)建造（表3），包括辦公、實(shí)驗(yàn)室、商業(yè)、電影院、學(xué)校、幼兒園、大學(xué)生宿舍、住宅等建筑類型（圖15～19）。海德堡城建部門與海德堡氣候保護(hù)和能源咨詢機(jī)構(gòu)（Klimaschutz and Energieberatungsagentur Heidelberg）及社區(qū)聯(lián)盟（Nachbargemeinden）合作，共同負(fù)責(zé)被動(dòng)房的實(shí)施質(zhì)量保障。

表3海德堡鐵路城主要技術(shù)指標(biāo)

圖15 海德堡鐵路城規(guī)劃總圖，資料來源

第一期開發(fā)用地：60hm²，其中包括：居住9hm²，產(chǎn)業(yè)研發(fā)16.5hm²，校園4.5hm²，開放空間16hm²，社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施3hm²，道路用地11hm²，公共設(shè)施包括：2個(gè)幼兒園、1個(gè)小學(xué)，1個(gè)文娛中心，3兒童游戲場(chǎng)。城區(qū)遠(yuǎn)期通過可再生能源提供市政供暖。園區(qū)還將實(shí)行智能電網(wǎng)系統(tǒng)。

圖16 海德堡鐵路城被動(dòng)房住宅，資料來源盧求攝

圖17 海德堡鐵路城被動(dòng)房辦公研發(fā)建筑，資料來源盧求攝

圖18 海德堡鐵路城被動(dòng)房住宅內(nèi)庭園，資料來源盧求攝

圖19 海德堡鐵路城被動(dòng)房住宅，資料來源盧求攝

9.3德國(guó)斯圖加特Leonberg產(chǎn)能別墅

這座別墅位于斯圖加特附近的萊翁貝格(LeonbergWarmbronn)小鎮(zhèn)，不僅達(dá)到了被動(dòng)房水平，而且還是一棟成功的產(chǎn)能建筑。該建筑坐落在山坡上，可以遠(yuǎn)眺平緩的山谷和對(duì)面山坡上的景觀（圖20～25）。業(yè)主是費(fèi)仕（Fisch）教授，德國(guó)節(jié)能建筑領(lǐng)域的著名專家。這棟建筑突破了人們關(guān)于被動(dòng)式超低能耗建筑的傳統(tǒng)觀念。早期的被動(dòng)式建筑相對(duì)比較封閉，建筑形象大多比較平庸，室內(nèi)常有過于封閉的感覺。而這棟建筑優(yōu)雅、現(xiàn)代的形象，瀟灑地嵌入山坡樹木景色之中，南向巨大連通的玻璃面使周圍美景融入室內(nèi)，造就了這棟夢(mèng)幻般的德式別墅。

圖20 斯圖加特Leonberg產(chǎn)能別墅，資料來源Fisch教授

圖21 斯圖加特Leonberg產(chǎn)能別墅，資料來源Fisch教授

圖22 斯圖加特Leonberg產(chǎn)能別墅餐廳，資料來源盧求攝

圖23 斯圖加特Leonberg產(chǎn)能別墅廚房，資料來源盧求攝

圖24 斯圖加特Leonberg產(chǎn)能別墅室外露臺(tái)，資料來源盧求攝

圖25 斯圖加特Leonberg產(chǎn)能別墅起居室，資料來源盧求攝

我們聽過許多類似的故事，早期建筑大師堅(jiān)持自己的理念，為客戶設(shè)計(jì)了全玻璃別墅，但蓋好之后無法正常使用，夏天太熱、冬天太冷，以至于業(yè)主與建筑師吵翻臉將建筑師告上法庭。可見大面積玻璃如果處理不當(dāng)，建筑師要吃官司。但這棟建筑的業(yè)主本人就是一位出色的建筑機(jī)電設(shè)備工程師，經(jīng)過精心設(shè)計(jì)、模擬計(jì)算，依靠先進(jìn)的建筑材料和技術(shù)系統(tǒng)，使太陽輻射得到有效控制，建筑的采暖、制冷能耗需求很低。四口之家居住在這棟別墅里，一年四季的采暖、制冷、新風(fēng)、照明、家用電器、生活熱水、炊事等所有使用能源，全部來自于屋頂?shù)墓夥l(fā)電，業(yè)主不需要從城市購(gòu)買任何能源，并且發(fā)電量還可為兩輛私家電動(dòng)汽車充電，滿足日常交通能源需求。

建筑設(shè)計(jì)有完善的能源策略，通過先進(jìn)監(jiān)視系統(tǒng)，與建筑結(jié)合一體的光伏發(fā)電設(shè)施提供的太陽能（光伏發(fā)電和太陽能熱）大于建筑總能源需求（采暖、生活熱水、照明、通風(fēng)、用電等）。大部分電能供建筑自己使用，多余的發(fā)電量通過智能管理并網(wǎng)（表4）。

表4 德國(guó)斯圖加特Leonberg產(chǎn)能別墅主要技術(shù)指標(biāo)

（注：發(fā)電余量相當(dāng)于可以供一部中等電動(dòng)小汽車行使65 000km的電量（17kW和/100km））

圖26 斯圖加特Leonberg產(chǎn)能別墅電動(dòng)汽車，資料來源Fisch教授

10.中國(guó)被動(dòng)房發(fā)展的思考

研究歐洲被動(dòng)房技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用實(shí)踐，我們可以看出推動(dòng)其發(fā)展的3方面主要?jiǎng)恿Α?/span>

首先是技術(shù)進(jìn)步，理論研究的深入，計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)提高，技術(shù)系統(tǒng)的完善與簡(jiǎn)化，高質(zhì)量的門窗、保溫材料、高效新風(fēng)機(jī)組等產(chǎn)品的研發(fā)與量產(chǎn)。其次是經(jīng)濟(jì)動(dòng)力，上述技術(shù)的進(jìn)步、產(chǎn)品成本不斷降低，節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的提高，導(dǎo)致增量成本相對(duì)更低，被動(dòng)房的建設(shè)經(jīng)濟(jì)上有吸引力。第三方面是政府的推動(dòng)和社會(huì)意識(shí)進(jìn)步，社會(huì)范圍環(huán)保意識(shí)的提高，擺脫對(duì)化石能源依賴的國(guó)家政策、政府資助政策都對(duì)被動(dòng)房大規(guī)模發(fā)展起到重要推動(dòng)作用。中國(guó)被動(dòng)房超低能耗建筑的大規(guī)模應(yīng)用和發(fā)展，也離不開高質(zhì)量技術(shù)產(chǎn)品、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)吸引力和政府政策支持這三方面的動(dòng)力。

德國(guó)被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)高，特別適用于當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件。中國(guó)幅員遼闊，有嚴(yán)寒到夏熱冬暖等5個(gè)不同氣候帶，中國(guó)正在編制被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)。我認(rèn)為中國(guó)必須建立與采暖度日數(shù)/空調(diào)度日數(shù)相關(guān)的中國(guó)被動(dòng)房能耗標(biāo)準(zhǔn)，確立中國(guó)被動(dòng)房室內(nèi)舒適度標(biāo)準(zhǔn)和模擬計(jì)算邊界條件，而不是一刀切地要求達(dá)到德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，采暖能耗≤15kWh/m².a。從科學(xué)角度來看，要求中國(guó)被動(dòng)式建筑強(qiáng)制達(dá)到德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)也不盡合理，例如哈爾濱的建筑采暖度日數(shù)大于德國(guó)，同樣的被動(dòng)式建筑維持室內(nèi)同樣舒適度，在德國(guó)法蘭克福和中國(guó)哈爾濱的能耗肯定不一樣；而廣州的建筑制冷除濕負(fù)荷遠(yuǎn)大于德國(guó)，建造被動(dòng)房建筑所面臨的將是全新的挑戰(zhàn)，在這里冬季保溫不是主要問題，夏季遮陽、通風(fēng)、散熱成為主要矛盾，德國(guó)被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)沒有在這樣氣候條件下大規(guī)模實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和成熟的解決方案，需要我們探索實(shí)踐，建立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

考慮到中國(guó)目前的建筑部品和技術(shù)水平，建議被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)分步實(shí)施。如初期3～5年時(shí)間，可定義為“中國(guó)被動(dòng)房實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目”，達(dá)到該級(jí)別的項(xiàng)目可授予“中國(guó)被動(dòng)房實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目認(rèn)證”證書。這樣可以降低成本，調(diào)動(dòng)開發(fā)商和部品制造企業(yè)的積極性，大面積開展工作，積累數(shù)據(jù)，摸索經(jīng)驗(yàn)。只要按照被動(dòng)房理念設(shè)計(jì)建設(shè)的建筑，其節(jié)能性效果就會(huì)顯著提高，對(duì)節(jié)能減排有積極作用。研究世界范圍建筑節(jié)能發(fā)展的歷程，對(duì)照今天中國(guó)面臨的環(huán)境及能源問題的巨大壓力和挑戰(zhàn)，可以預(yù)見被動(dòng)式超低能耗建筑是中國(guó)建筑發(fā)展的必然方向。

作者為洲聯(lián)集團(tuán)-五合國(guó)際副總，德國(guó)可持續(xù)建筑委員會(huì)（DGNB）國(guó)際部董事