被动式房屋的优越性及其发展前景

何婉婷

摘 要：文章主要从房屋选址、被动式房屋（以下简称被动房）设计、新风系统的使用以及成本回收等四个方面来论证被动式房屋相对于普通房屋的优越性。并列举在这种大前提下，国家及各地政府所给予的政策上的支持，以及因此给被动房所带来的光明前景。

关键词：被动房；政策支持；发展前景

中图分类号：TU201.5 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）15-0050-02

Abstract： In this paper， the advantages of passive housing compared with ordinary houses are demonstrated from four aspects： the location of houses， the design of passive houses， the use of fresh air system and the cost recovery. And the paper listed in this premise， the policy support state and local governments give， and thus the bright prospects brought to the passive housing.

Keywords： passive housing； policy support； development prospects

1 被动房的优越性

1991年德国达姆施达特市建造了第一个主体为木质结构的被动房，年平均供暖热负荷不大于15（kWh/m2），这个数据甚至小于我国绿色建筑的标准。被动房主要依靠良好的气密性、保温性以及高效的新风系统，从而显著降低采暖和制冷的需求，以降低对能源的消耗。为了实现这一目的，可以从以下几个方面着手：

1.1 房屋选址

进行被动房的房屋选址时应综合考虑朝向、周边建筑等方面。被动房理论上是不需要主动加热的，基本上可以依靠被动收集的热量使房屋维持在一个舒适的温度，而太阳能是其主要能量来源之一。在进行房屋选址时，必须考虑考虑日照条件。建筑主体朝向向南是冬季获取阳光辐射得热的重要方法。此外，还需避免周边建筑及高大树木对拟建建筑的遮挡。

1.2 被动房的设计

进行被动房设计的时候，首先应考虑到建筑物的体量，在这里需提到体型系数的概念，（建筑表面积/建筑体积）这一比值若小于推荐值0.7，更有利于节约能源。

被动房需要有良好的气密性和保温性，这些性能可以减少室内暖空气与室外冷空气的交换，并使室内维持在一个比较舒适的温度。被动房对于气密性的设计准则可总结如下：确定气密层的位置、避免穿孔、确定连接气密层之间的连接位置与材料、考虑连接材料的耐久性、尽量缩小气密层之间的连接长度、进一步检查气密性的连續性。值得注意的是，被动房对气密性有严格标准，n50<0.6/h。这一标准的含义为：在室内外压力差为50Pa的情况下，每小时的换气次数需小于0.6次。

要维持良好的气密性和保温性，首先要从气密层与保温层的材料选取下手。被动房设计中常用的气密性材料有OSB板、抹灰、型材、玻璃等，常用的保温材料有EPS聚苯保温板、XPS挤塑聚苯板、岩棉等。其次，应当注意被动房在施工方面与普通房屋的差异。举例来说，被动房的窗户的安装方法就与普通房屋大有不同，为了保证气密层的连续性，被动房的窗户应采用外挂式固定，窗框边缘需嵌在墙体外保温层内。要求被动房的窗户与外墙保温层处于相同等温线分布区、外窗金属连接件采用隔热处理技术，外窗与间隙采用自粘性的预压自膨胀密封带，用于门窗和墙体及保温板接缝的密封以及墙体接缝的密封[1]；普通房屋保温厚度一般在8-10厘米，主要做法有粘贴保温板外墙保温系统、聚苯板现浇混凝土外保温系统等。此外，被动房的保温系统则采用双层保温层错缝安装的方法，以避免出现薄弱环节[2]。其良好的外围护结构（包括外墙、外窗、屋顶、地板等）也有非常显著的保温效果。外围护结构的传热系数U-值是计算采暖年耗时最重要的参数之一，U-值是指在稳定传热条件下，外围护结构两侧空气温差为1度，1s内通过1m2面积所传递的热量。均质外围护结构U-值计算公式为：

U=■，式中λ为材料导热系数，R为外围护结构的内阻，Rsi为内表面换热阻，Rse为外表面换热阻，d1，…，dn为墙内各层厚度。

根据PHI设计要求，建筑物的外墙结构的U-值<0.15W/m2K、建筑物的屋顶结构的U-值<0.1-0.15W/m2K、建筑物的地基板的U-值<0.15-0.18W/m2K。最后应该提到的就是无热桥设计。建筑外围护结构不仅由可视作平面的无限伸展的墙体和屋面组成，还有许多边角接头和穿透口，在这些位置的实际热损失都有可能高于标准热损失，由这些位置增加的热损失部分称为热桥效应。被动房应避免产生热桥效应，实现“无热桥结构设计”。

1.3 新风系统的使用

由于建筑物气密性的提高以及通风换气次数的减少，就不可避免的涉及到室内空气质量的问题。为了保证室内空气的清洁与健康，减少空气中的病菌、霉菌，必须找到适宜的通风换气方式。

在普通建筑中，冬季常用的换气方式是开启门窗让空气流通，但这样无疑会造成大量的热量损失，并产生室内吹冷风的不舒适感。被动房则利用新风系统来进行室内空气的输送以及能量交换。新风系统一般安装在设备间或者地下室，耗电量Pel≤0.45Wh/m3，噪音Lp≤35dB（A），热交换率达到75%以上，是相当节能和环保的。此外，新风系统可以过滤空气中的灰尘，调节空气湿度、提高空气质量。

1.4 成本回收

需要指出的是，被动房建造由于施工细节严密，采用保温材料、气密材料、专业的门窗以及新风系统等高性能材料和设备，导致被动房每平米的造价相对于普通房屋的略有提高，但由于被动房超低能耗的性质，在房屋使用期间可省去采暖费用。

进行被动房的经济性分析时需采取年金理论，每年支出的费用≤每年节约的费用，即ΔI*ai，n+Z？燮p*ΔE；式中ΔI为一次性投资金额，ai，n为年分期付款系数，Z为额外增加的年投资金额，P贷款期间平均能源价格ΔE为年节约能源。

根据经验，购房的多余的资金收回期在20年左右，并且被动房的寿命相较于普通房屋的寿命要更长一些。总体来说，被动房是一种经济环保的超低能耗建筑。

2 被动房的发展前景

尽管被动房的发展历史仅仅20余年，在1991年才建造出一个主体为木质结构的被动房，在我国的发展历史更短。但因其高舒适性和超低能耗的特点，被动房一经引入到国内就引起了各界高度的重视，国家层面和各地政府关于被动房、绿色建筑、超低能耗建筑的政策层出不穷，各个开发商对绿色建筑也有了更深层次的理解。

中国住房和城乡建设部部长陈政高在发言中指出：“工程实践证明，在中国现有条件下推广被动式超低能耗建筑，通过适宜的建筑节能技术手段实现建筑能耗大幅度降低，使建筑采暖摆脱对传统化石能源的依赖，同时又明显提高和改善室内居住环境是完全能够实现的，并且工程造价增加不多，经济上是可承受的。发展被动式超低能耗建筑具有十分显著的多方面重要意义，可以大幅度降低建筑能耗，显著提高和改善居住环境与舒适性，缓解北方大气污染状况，有利于节能减排战略和可持续发展目标的实现、有利于能源和经济结构的调整、有利于带动建筑产业繁荣昌盛级和转型，提高工程质量[3]。”

2016年2月6日，中共中央国务院《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》中指出，推广建筑节能技术。提高建筑节能标准，推广绿色建筑和建材。支持和鼓励各地结合自然气候特点，推广应用地源热泵、水源热泵、太阳能发电等新能源技术，发展被动式房屋等绿色节能建筑。完善绿色节能建筑和建材评价体系，制定分布式能源建筑应用标准。分类制定建筑全生命周期能源消耗标准定额[3]。

《宁夏回族自治区绿色建筑示范项目资金管理暂行办法》中出台被动房奖励标准：对符合《被动式低能耗建筑技术导则》要求的被动式超低能耗绿色节能建筑示范项目，且实施后建筑节能率达到90%的，经过竣工验收合格，奖励标准为200元/平方米，单一项目奖补资金最多不超过200万元[4]。

國家和各级政府的大力支持以及各个开发商及国民对绿色建筑、低碳生活追求，为被动房在我国的发展提供了肥沃土壤，也表明被动房有很好的发展前景。大连金维度是我国首个被动房认证居住区，该项目由大连博朗房地产开发有限公司开发，江苏南通三建集团有限公司承建，并有德国能源署，住房和城乡建设部科技与产业化发展中心的技术支持，所用材料和设备均为国内外一流厂商生产，施工质量获得中外专家的赞誉。1#楼接受了气密性检测，正负压50Pa下整栋楼的换气次数为0.16次/小时和0.29次/小时，其正压下的测试结果创下了中德合作被动式房屋气密性测试的最好记录[4]。这足以说明，随着被动房进入我国市场，我国对于绿色建筑和超低能耗建筑的理论体系和政策体系日趋完善，越来越多的组织、机构进行被动房的系统培训，为被动房市场提供了大量人才。

被动房源于欧洲，其施工标准和规范也是针对欧洲中部国家的气候特征所设立。我国气候特征与欧洲不尽相同，在我国建造被动房首先要充分考虑我国的气候特征，可以以欧洲各国的相关经验为参考，但决不能照本宣科。我国人口众多，土地资源供不应求的基本国情决定了我国的被动房需向着中高层建筑的方向发展。

3 结束语

被动房因其良好的气密性和保温性以及高效的新风系统，显著降低建筑物的采暖和制冷需求，是一种超低能耗建筑。在我国，国家和各地政府相继出台了多个政策来鼓励被动房在中国的发展，使得被动房在我国焕发出强大的生机和活力，为我国的可持续发展增加了新的亮点。

参考文献：

[1]青岛金土地新能源开发有限公司.www.jtd999.com.

[2]邱乐.德国被动房在大连地区多层住宅中的设计与应用研究[D].大连理工大学，2014.

[3]绿色建筑研习社.

[4]被动房之家.http：//www.gba.org.cn/nd.jsp？id=846#_np=113_351.

[5]张小玲.中国发展被动式房屋的建议与思考[J].建设科技，2016（17）.

[6]孙逊.被动式房屋设计原则与简析[J].居业，2017（03）.

[7]夏峰.基于被动式节能建筑设计的基础与应用研究[J].建材与装饰，2016（32）.