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被動(dòng)式設(shè)計(jì)≠被動(dòng)房2019-07-23 09:59來(lái)源：綠色建筑研習(xí)社
01 什么是被動(dòng)房 早在20世紀(jì)80年代初，瑞典隆德大學(xué)博·亞當(dāng)姆森教授和德國(guó)達(dá)姆施塔房屋與環(huán)境研究所沃爾夫?qū)べM(fèi)斯特博士提出了一種新的理念：要在不設(shè)傳統(tǒng)采暖設(shè)施而僅依靠太陽(yáng)輻射、人體放熱、室內(nèi)燈光、電器散熱等自然得熱方式的條件下，建造冬季室內(nèi)溫度能夠達(dá)到20℃以上，具有必要舒適度的房屋。他們將這種房屋成為被動(dòng)房。
挪威制造的弗拉姆（FRAM）號(hào)極地考察船是歐洲第一件實(shí)現(xiàn)“被動(dòng)房”理念的作品。這艘用橡木制造的船，長(zhǎng)35m，載重量800t，在南極北極極度寒冷的氣候條件下，該船不需要開啟采暖火爐，即可保持船內(nèi)較為舒適的溫度。實(shí)現(xiàn)這一效果主要依靠?jī)?yōu)秀的保溫結(jié)構(gòu)，船壁和甲板構(gòu)造厚達(dá)40~50cm，由多層材料組成，窗戶由三層玻璃構(gòu)成。如今，這艘船作為一座博物館在奧斯陸被保護(hù)起來(lái)。今天我們借這艘船起航，開啟被動(dòng)式低能耗建筑的巡禮。 德國(guó)被動(dòng)房研究所的官網(wǎng)上對(duì)“被動(dòng)房”的定義： “A Passive House is a building,for which thermal comfort(ISO 7730) can be achieved solely by post-heating or post-cooling of the fresh air mass, which is required to achieve sufficient indoor air quality conditions -without the need for additional recirculation of air."(“僅僅通過(guò)新風(fēng)系統(tǒng)的后冷卻或熱補(bǔ)償來(lái)實(shí)現(xiàn)熱舒適，無(wú)需額外的空氣再循環(huán)?！? 打個(gè)比方，被動(dòng)房就像是一只保溫杯，無(wú)論是夏天裝著冰水，還是冬天裝著熱水，它都能鎖住內(nèi)在環(huán)境溫度，不使能量流失。而我們現(xiàn)在居住的普通住宅，就好比是一只玻璃杯，裝入熱水一會(huì)就會(huì)變涼，需要我們繼續(xù)給它加溫才能保持溫度，這便是一個(gè)“主動(dòng)”的過(guò)程，會(huì)消耗電氣、天然氣等能源。
被動(dòng)式低能耗建筑就是將自然通風(fēng)、自然采光、太陽(yáng)能輻射和室內(nèi)非供暖熱源得熱等各種被動(dòng)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。 簡(jiǎn)言之，即要滿足“采暖能量來(lái)自于自身”的要求，從而達(dá)到舒適的室內(nèi)溫度，滿足“冬暖夏涼”的要求，不需要再安裝供暖制冷設(shè)施“主動(dòng)”提供能量。 02 被動(dòng)房有什么特點(diǎn)？ 了解了被動(dòng)房的定義，那它的特點(diǎn)也是顯而易見的，那就是——節(jié)能、舒適。
節(jié)能這點(diǎn)毋庸置疑。被動(dòng)式房屋能耗比現(xiàn)有節(jié)能住宅更低，充分利用可再生能源。從“被動(dòng)式節(jié)能屋”的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)可以發(fā)現(xiàn)，它對(duì)能耗有非常高的要求：
以某被動(dòng)式房屋項(xiàng)目為例，80000平方米的建筑面積每年可節(jié)約標(biāo)煤547噸，減少二氧化碳排放1423噸，節(jié)約采暖費(fèi)195萬(wàn)元。與傳統(tǒng)供熱系統(tǒng)相比，一個(gè)供暖季節(jié)可節(jié)約能耗30.53(KWh)/平方米，總體節(jié)能比例達(dá)到92%，大大高于現(xiàn)有的節(jié)能住宅。 除了節(jié)能，被動(dòng)式住宅還有一大特點(diǎn)便是舒適。被動(dòng)式房屋換氣不少于0.6次/h（室內(nèi)外壓差50帕的狀態(tài)下），保證房屋內(nèi)的二氧化碳濃度能夠在健康水平（1000ppm）。除此以外，被動(dòng)式房屋還滿足：
03 被動(dòng)房的基本原則 德國(guó)被動(dòng)房為實(shí)現(xiàn)被動(dòng)式節(jié)能，需要滿足5項(xiàng)基本原則：
“被動(dòng)房”建筑強(qiáng)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，最大程度的減少熱損失，從而最小程度地依賴建筑能源系統(tǒng)，降低建筑的能源消耗。被動(dòng)式超低能耗建筑的理念認(rèn)為降低能耗的關(guān)鍵在于降低需求，而不是提高能源供應(yīng)的數(shù)量和效率。 04 被動(dòng)房需要主動(dòng)能源系統(tǒng)嗎？ 從德國(guó)“被動(dòng)房”定義來(lái)看，“被動(dòng)房”并不是完全沒(méi)有主動(dòng)系統(tǒng)，除了高效率的主動(dòng)式熱交換通風(fēng)系統(tǒng)外，“被動(dòng)房”還可以通過(guò)地?zé)崮芎吞?yáng)能等可再生能源的使用最大程度地減小一次能源的消耗，而這些系統(tǒng)在設(shè)計(jì)與運(yùn)行中都會(huì)有“主動(dòng)”設(shè)備的介入，少并不是沒(méi)有。很多人常常把“被動(dòng)房”與“被動(dòng)式設(shè)計(jì)”混淆。 《被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)技術(shù)與應(yīng)用》一書中指出“被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)”是指在滿足室內(nèi)舒適度要求的前提下，針對(duì)建筑節(jié)能的目標(biāo)，利用自然方式，不需任何機(jī)械動(dòng)力來(lái)降低能源消耗的設(shè)計(jì)方法，如自然通風(fēng)、建筑遮陽(yáng)、屋頂綠化、自然采光等。” 05 被動(dòng)房≠被動(dòng)式設(shè)計(jì) “被動(dòng)式設(shè)計(jì)”是“被動(dòng)房”實(shí)現(xiàn)其技術(shù)理念的重點(diǎn)手段，其實(shí)在被動(dòng)房的設(shè)計(jì)中，“被動(dòng)式設(shè)計(jì)”與“主動(dòng)式設(shè)計(jì)”兼而有之，不過(guò)它理念上更為強(qiáng)調(diào)“被動(dòng)式設(shè)計(jì)”，弱化了“主動(dòng)式設(shè)計(jì)”。被動(dòng)房在德國(guó)本土及周邊國(guó)家得到大力推廣與國(guó)家級(jí)的認(rèn)可，有其理念上的先進(jìn)性但更得益于德國(guó)得天獨(dú)厚的氣候條件，我們來(lái)看一下德國(guó)某地的全年溫度：
夏季宜人的氣溫（20~22℃）使得德國(guó)絕大部分地區(qū)夏季幾乎不存在冷負(fù)荷與濕負(fù)荷，這也使得德國(guó)的被動(dòng)房主要解決的就是降低采暖能耗，夏季根本無(wú)需設(shè)計(jì)空調(diào)，德國(guó)很多地區(qū)的五星級(jí)酒店里也沒(méi)有空調(diào)。下表是柏林某獲得了“德國(guó)被動(dòng)房建筑設(shè)計(jì)獎(jiǎng)”的公寓，可以看到，該建筑冷負(fù)荷需求為0。被動(dòng)房當(dāng)然可以應(yīng)用在干熱地區(qū)或濕熱地區(qū)，但是付出的技術(shù)代價(jià)與設(shè)計(jì)成本也會(huì)相應(yīng)增加。
06 被動(dòng)房與主動(dòng)房的區(qū)別 相對(duì)“被動(dòng)房”理念，2006年，以丹麥、芬蘭、德國(guó)、美國(guó)等國(guó)家的建筑師、工程師、建材企業(yè)、科研人員等為主，在布魯塞爾又提出了“主動(dòng)房”（Active House）的建筑理念。 “主動(dòng)房”理念倡導(dǎo)建筑應(yīng)該實(shí)現(xiàn)氣候平衡、居住舒適、感官有沒(méi)、具備充足的日光照明和新鮮的空氣，即實(shí)現(xiàn)能耗效率與最佳室內(nèi)氣候之間的平衡，同時(shí)保證建筑以動(dòng)態(tài)方式適應(yīng)周圍環(huán)境，實(shí)現(xiàn)碳中和。在這一理念指導(dǎo)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(dòng)房”與“被動(dòng)房”相比，在強(qiáng)調(diào)降低建筑能量需求的前提下，更強(qiáng)調(diào)可再生能源在建筑中的應(yīng)用。相比“被動(dòng)房”，“主動(dòng)房”的特征主要在于：
舉個(gè)栗子：
左邊是“被動(dòng)房”，右邊是“主動(dòng)房”，“主動(dòng)房”跟“被動(dòng)房”并不是完全對(duì)立，主動(dòng)房也包含了一些“被動(dòng)房”理念，比如氣密性、較好的保溫性能等，但是“主動(dòng)房”更加關(guān)心居住者對(duì)建筑的“主動(dòng)”控制，也因此具有更多自動(dòng)化機(jī)械（暖通）系統(tǒng)幫助用戶實(shí)現(xiàn)更高程度的舒適性，“主動(dòng)房”也因此造價(jià)相對(duì)較高。 殊途同歸，“主動(dòng)房”和“被動(dòng)房”理念的目標(biāo)都是“低能耗建筑”，兩者有著不同的適用條件，無(wú)法做出誰(shuí)比誰(shuí)好的普適判斷。 07 被動(dòng)房與零能耗建筑的關(guān)系 由于零能耗建筑實(shí)現(xiàn)上較為困難且成本高，歐洲目前公認(rèn)更加廣泛可實(shí)施的為“近零能耗建筑”（nearly zero energy buildings）。德國(guó)“被動(dòng)房”就是一種“近零能耗建筑”。（除了德國(guó)的“被動(dòng)房”，還有意大利的“氣候房”以及瑞士的“迷你能耗房”均屬于“近零能耗建筑”） 歐盟2007年7月9日發(fā)布《建筑能效指令》 ( Energy Performance of Building Directive Recast, EPBD )（修訂版），《指令》要求成員國(guó)在2020年12月31日前所有新建建筑達(dá)到“近零能耗建筑”。 《指令》定義“近零能耗建筑”為具有非常高的能效的建筑。歐洲暖通學(xué)會(huì)聯(lián)合會(huì) ( REHVA ) 的Jarek Kurnitski等專家將“近零能耗建筑”進(jìn)一步定義為：以各國(guó)實(shí)際情況為基礎(chǔ)，在充分考慮節(jié)能技術(shù)成本效益比的前提下，其一次能耗＞0kWh/(m2·a）的建筑。 近零能耗建筑設(shè)計(jì)技術(shù)路線為強(qiáng)調(diào)通過(guò)建筑自身的被動(dòng)式、主動(dòng)式的設(shè)計(jì)，大幅度降低建筑供熱供冷的能耗需求，使能耗控制目標(biāo)絕對(duì)值降低。
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