被動房，主動房，零能耗建筑，你搞清楚了嗎？

時間：2024-08-12 09:25:17 作者：GBWindows 來源：行業(yè)網(wǎng)站閱讀：669

內(nèi)容摘要：一.什么是被動房早在20世紀(jì)80年代初，瑞典隆德大學(xué)博·亞當(dāng)姆森教授和德國達(dá)姆施塔房屋與環(huán)境研究所沃爾夫?qū)べM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......

一.什么是被動房

早在20世紀(jì)80年代初，瑞典隆德大學(xué)博·亞當(dāng)姆森教授和德國達(dá)姆施塔房屋與環(huán)境研究所沃爾夫?qū)べM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房。

挪威制造的弗拉姆（FRAM）號極地考察船是歐洲第一件實現(xiàn)“被動房”理念的作品。這艘用橡木制造的船，長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。實現(xiàn)這一效果主要依靠優(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起來。今天我們借這艘船起航，開啟被動式低能耗建筑的巡禮。

德國被動房研究所的官網(wǎng)上對“被動房”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."(“僅僅通過新風(fēng)系統(tǒng)的后冷卻或熱補償來實現(xiàn)熱舒適，無需額外的空氣再循環(huán)。”)

打個比方，被動房就像是一只保溫杯，無論是夏天裝著冰水，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，裝入熱水一會就會變涼，需要我們繼續(xù)給它加溫才能保持溫度，這便是一個“主動”的過程，會消耗電氣、天然氣等能源。

被動式低能耗建筑就是將自然通風(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，與建筑圍護結(jié)構(gòu)高效節(jié)能技術(shù)相結(jié)合建造而成的。

簡言之，即要滿足“采暖能量來自于自身”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”提供能量。

二.被動房有什么特點？

了解了被動房的定義，那它的特點也是顯而易見的，那就是——節(jié)能、舒適。

節(jié)能這點毋庸置疑。被動式房屋能耗比現(xiàn)有節(jié)能住宅更低，充分利用可再生能源。從“被動式節(jié)能屋”的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)可以發(fā)現(xiàn)，它對能耗有非常高的要求：

取暖/制冷能耗：不超過15kW·h/(m2·a)。

綜合初級能耗：不超過120kW·h/(m2·a)，包括取暖/制冷、熱水、家用電器等。超過以上能耗的部分，使用可再生能源。

以某被動式房屋項目為例，80000m2的建筑面積每年可節(jié)約標(biāo)煤547t，減少二氧化碳排放1423t，節(jié)約采暖費195萬元。與傳統(tǒng)供熱系統(tǒng)相比，一個供暖季節(jié)可節(jié)約能耗30.53kW·h/㎡，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，被動式住宅還有一大特點便是舒適。被動式房屋換氣不少于0.6h-1（室內(nèi)外壓差50Pa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（1000×10-6）。除此以外，被動式房屋還滿足：1.室內(nèi)溫度20~26℃ 2.室內(nèi)相對濕度在40%~60% 3.超溫頻率≤10%

三.被動房的基本原則

德國被動房為實現(xiàn)被動式節(jié)能，需要滿足5項基本原則：

1.通風(fēng)熱回收 2.良好氣密性 3.超級節(jié)能窗 4.良好保溫性 5.無熱橋設(shè)計

“被動房”建筑強調(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。

四.被動房需要主動能源系統(tǒng)嗎？

從德國“被動房”定義來看，“被動房”并不是完全沒有主動系統(tǒng)，除了高效率的主動式熱交換通風(fēng)系統(tǒng)外，“被動房”還可以通過地?zé)崮芎吞柲艿瓤稍偕茉吹氖褂米畲蟪潭鹊販p小一次能源的消耗，而這些系統(tǒng)在設(shè)計與運行中都會有“主動”設(shè)備的介入，雖然少但并不是沒有。很多人常常把“被動房”與“被動式設(shè)計”混淆。

《被動式建筑設(shè)計技術(shù)與應(yīng)用》一書中指出“被動式建筑設(shè)計”是指在滿足室內(nèi)舒適度要求的前提下，針對建筑節(jié)能的目標(biāo)，利用自然方式，不需任何機械動力來降低能源消耗的設(shè)計方法，如自然通風(fēng)、建筑遮陽、屋頂綠化、自然采光等。”

五.被動房≠被動式設(shè)計

“被動式設(shè)計”是“被動房”實現(xiàn)其技術(shù)理念的重點手段，其實在被動房的設(shè)計中，“被動式設(shè)計”與“主動式設(shè)計”兼而有之，不過它理念上更為強調(diào)“被動式設(shè)計”，弱化了“主動式設(shè)計”。被動房在德國本土及周邊國家得到大力推廣與國家級的認(rèn)可，有其理念上的先進性但更得益于德國得天獨厚的氣候條件，我們來看一下德國某地的全年溫度：

夏季宜人的氣溫（20~22℃）使得德國絕大部分地區(qū)夏季幾乎不存在冷負(fù)荷與濕負(fù)荷，這也使得德國的被動房主要解決的就是降低采暖能耗，夏季根本無需設(shè)計空調(diào)，德國很多地區(qū)的五星級酒店里也沒有空調(diào)。下表是柏林某獲得了“德國被動房建筑設(shè)計獎”的公寓，可以看到，該建筑冷負(fù)荷需求為0。被動房當(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)代價與設(shè)計成本也會相應(yīng)增加。

六.被動房與主動房的區(qū)別

相對“被動房”理念，2006年，以丹麥、芬蘭、德國、美國等國家的建筑師、工程師、建材企業(yè)、科研人員等為主，在布魯塞爾又提出了“主動房”（Active House）的建筑理念。

“主動房”理念倡導(dǎo)建筑應(yīng)該實現(xiàn)氣候平衡、居住舒適、具備充足的日光照明和新鮮的空氣，即實現(xiàn)能耗效率與最佳室內(nèi)氣候之間的平衡，同時保證建筑以動態(tài)方式適應(yīng)周圍環(huán)境，實現(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。

“主動房”與“被動房”相比，在強調(diào)降低建筑能量需求的前提下，更強調(diào)可再生能源在建筑中的應(yīng)用。相比“被動房”，“主動房”的特征主要在于：

把“舒適、健康、安全”作為建筑設(shè)計的主要指標(biāo)，并提出“熱舒適、濕度舒適、聲學(xué)舒適、光舒適、室內(nèi)新鮮空氣”等較高的硬性指標(biāo)進行設(shè)計指導(dǎo)；

較之被動房，由于主動房不須限制主動采暖（或空調(diào)）系統(tǒng)的使用，在保證超低能耗（二次能源能耗)的前提下，達(dá)到目的的技術(shù)手段更豐富；

主動房理念直接把建筑對環(huán)境方面的關(guān)聯(lián)，設(shè)為能源荷載，進行定性的專門考量。

舉個栗子：

左邊是“被動房”，右邊是“主動房”，“主動房”跟“被動房”并不是完全對立，主動房也包含了一些“被動房”理念，比如氣密性、較好的保溫性能等，但是“主動房”更加關(guān)心居住者對建筑的“主動”控制，也因此具有更多自動化機械（暖通）系統(tǒng)幫助用戶實現(xiàn)更高程度的舒適性，“主動房”也因此造價相對較高。

殊途同歸，“主動房”和“被動房”理念的目標(biāo)都是“低能耗建筑”，兩者有著不同的適用條件，無法做出誰比誰好的普適判斷。

七.被動房與零能耗建筑的關(guān)系

由于零能耗建筑實現(xiàn)上較為困難且成本高，歐洲目前公認(rèn)更加廣泛可實施的為“近零能耗建筑”（nearly zero energy buildings）。德國“被動房”就是一種“近零能耗建筑”。（除了德國的“被動房”，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)會聯(lián)合會 ( REHVA ) 的Jarek Kurnitski等專家將“近零能耗建筑”進一步定義為：以各國實際情況為基礎(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＞0kW·h/(m2·a）的建筑。近零能耗建筑設(shè)計技術(shù)路線為強調(diào)通過建筑自身的被動式、主動式的設(shè)計，大幅度降低建筑供熱供冷的能耗需求，使能耗控制目標(biāo)絕對值降低。

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