“被動房”是未來建筑節能技術的寵兒
被動房是建筑節能理念和各種技術產品的集大成者,通過充分利用太陽能、地熱能等可再生能源使采暖消耗的一次能源不超過15千瓦/平米的房屋。如此低的能耗標準,是通過高隔熱隔音、密封性強的建筑外墻和可再生能源得以實現。
“被動房”的概念始于1996年,最早的“被動房”建于1999年,每戶為90平方米的三居室,主體為木質結構。這種房屋建筑成本僅比普通房屋高7%,但運行成本非常低,利用太陽能供熱、供電可自給自足,2004年全年一戶的供暖、供水、供電僅為114歐元。世界上最大的被動辦公樓energon于2002年建于德國的烏爾姆。按照達姆施塔特被動房機構公布的要求,建筑必須在年熱能需求、熱負荷、空氣密度和基本能源需求等方面符合特定的標準,才能稱為合格的“被動房”。
“被動房”在歐美
“被動房”建筑的緣起是在德國、奧地利等歐洲中部國家。隨著“被動房”理念的不斷推廣,歐洲各國也都建成了不少“被動房”建筑的實例。目前,“被動房”理念也傳播到了歐洲以外的國家。2006年在美國明尼蘇達州的貝密吉(Bemidji, MN)建成了北美第一座經過認證的“被動房”建筑Waldsee Biohaus,2007年美國的“被動房”研究所(Passive House InstituteUS)在伊利諾伊州的厄巴納(Urbana, IL)成立。
亞洲國家中,目前有研究者在韓國進行把“被動房”理念運用于城市高層住宅的可行性研究,這些項目對東亞周邊國家也將會起到一定的示范作用。“被動房”建筑在歐洲的發展速度很快,有德國的研究者樂觀地認為德國在未來10年內將全面采用“被動房標準”,10年后的所有新建住宅都會是“被動房”建筑。如此看來,如果“被動房”的理念能夠得以廣泛普及,其技術措施能夠得到廣泛運用,在將來的某個時期,城市中的建筑都滿足“被動房標準”,所有的建筑都可以在建筑內部輕易地解決冬季采暖問題,那目前作為重要市政基礎設施的城市供暖系統就可以退出歷史舞臺了。這樣看來,“被動房”建筑在實現節能和環保的環境目標的同時,也將改變人們的生活方式和城市的形態。
中國首個認證的“被動房”朗詩布魯克實景圖
“被動房”在中國的前景
中國對節能建筑歷來非常重視,近年來也在研究和實踐中取得了不少積極的成果,可以結合國情,吸取歐洲“被動房”建筑的經驗。首先要考慮我國不同地區的氣候特征。中國國土面積與歐洲近似,有7個不同的氣候分區,各地區的氣候特征以及對采暖和通風的要求也不同,在我國不同地區建造“被動房”建筑可以根據情況參考歐洲相應氣候特征國家的經驗。
同時,我國與歐洲國家文化上的差異也會影響到“被動房”建筑的設計。例如,我國的飲食方式對住宅廚房的要求和歐洲國家有很大不同,住宅中廚房產生的油煙和氣味通常需要通過自然通風或者抽油煙機及時排走,而“被動房”對建筑密閉性和室內換氣量卻有特定的要求。因此如何在住宅設計中同時滿足節能和生活習慣的要求是一個需要綜合考慮的問題。
另外,我國目前大多數住宅是市場化的,“被動房”建筑的收益和所增加的額外投資是否能夠平衡,從而被市場所接受,這也是影響到“被動房”建筑是否可以推廣的關鍵因素。盡可能采用本土的建筑材料和相關產品是有效降低建造成本的方式,這一點需要在研究和實踐中做更多的嘗試。是一個需要綜合考慮的問題。
德國“漢堡之家”被動房
“被動房”與普通節能建筑的區別
住房和城鄉建設部科技與產業化發展中心國際合作交流處處長張小玲介紹說:“我們所說的被動房標準與普通節能建筑不同,它有兩個方面的限定:一是能耗指標,二是室內舒適性指標,不僅包括溫度、濕度,還包括二氧化碳含量等空氣清新度指標以及噪聲和氣密性等要求。”
我國南方地區的一些建筑,夏天沒空調、冬天沒暖氣,單從能耗指標來講是很低,可以符合被動式建筑的低能耗要求,但室內環境的舒適度就差很遠。而一些高端商業建筑,室內環境足夠舒適,但建筑能耗卻非常高。
另外,我國目前房屋的設計壽命僅約70年,這與房屋易受風雨侵蝕有很大關系。在我國現行的建筑相關標準中,對房屋的整體氣密性沒有要求,被動式房屋有良好的氣密性和高效的新風熱回收裝置,可終年保持室內溫度為20℃~26℃,相對濕度保持在40%~60%。我國普通建筑中常見的結露、發霉、室內二氧化碳含量超標等現象將會受到遏制。即使在室外重度霧霾的情況下,室內仍然處于安全狀態。
“被動房是將節能做到極致的綠色建筑,順應了中國當代新型城鎮化建設需求。”
“被動房”技術的推廣與本土化
被動房是未來的發展趨勢,在未來幾年內會有比較大的市場空間。但目前大部分消費者對被動房了解有限,對室內可見的居住設備更在意,而不關注整體建筑是否節能。而在歐美國家中,因市場、政府補貼等因素的介入,被動房在低收入住宅中已經實現。例如,在奧地利,雖然社會住宅有政府補貼,住戶可以以很低的價格租到房屋,但是能源費用是沒有補貼的。被動房對能源需求只有其他傳統建筑的1/10,這對于低收入人群非常有吸引力。
雖然目前在歐美國家,大部分建筑不是被動房,但呈現出快速增加的趨勢。被動式設計不僅限于建筑本身,建筑節能對節約能源和國家的可持續發展也起到至關重要的作用。被動房可充分利用可再生能源,擺脫對傳統化石能源的依賴,已經成為歐美一些國家節能減排的重要手段。
我國當下的法律、法規、建筑政策未必針對被動房擬定,但會通過一些市場因素對其產生觸動。比如,以前的采暖能耗收費模式是按照居住面積收費,與個體用戶動態使用量無關。但如果相關政策出臺后,被動房對采暖需求減少,能耗消費隨之下降,對購房者還是有一定吸引力的。
另就歐洲國家的經驗來看,“被動房”建筑的造價明顯低于其他高技術節能建筑,而且隨著需求的增加和相關產品的普及,其生產成本的優勢會越越來大。“被動房”的基本理念和技術策略在我國是完全可以實現的。我國在節能建筑的政策法規、規劃設計、建造施工以及建筑材料的研發生產上已經具備一定的基礎,歐洲“被動房”建筑所要求的材料和設備大多數在我國都有相同或者類似的產品。建筑師需要在運用“被動房”基本理念的基礎上,結合我國的實際情況,設計出符合中國國情的“被動房”建筑,完全可以為可持續建筑的發展增加新的活力。
如今,被動房建設成為建筑業一個創新點,也開啟了差異化建筑的浪潮。被動房實際上就是打造一個“健康房屋”的概念。