什么是被动房(Passive House)?

        “被动房”(Passive House)是建筑节能理念和各种技术产品的集大成者，通过充分利用太阳能、地热能等可再生能源使采暖消耗的一次能源不超过15千瓦/平米的房屋。如此低的能耗标准，可通过高隔热隔音、密封性强的建筑外墙和可再生能源得以实现。按照欧盟委员会支持的欧洲被动房建筑促进项目(Promotion of European Passive Houses)中对“被动房”建筑的定义，“被动房”建筑是指不通过传统的采暖方式和主动的空调形式来实现舒适的冬季和夏季室内环境的建筑。各国研究者比较一致的观点认为被动房建筑最大特点在于通过被动式设计，使得建筑对采暖和空调需求的最小化。而由于被动房建筑的研究与实践始于德国，根据德国的气候条件，目前欧洲大多数的“被动房”建筑的技术措施着眼于冬季采暖需求的最小化。

        “被动房”建筑的概念是在德国上世纪 80 年代低能耗建筑的基础上建立起来的， 1988年瑞典隆德大学(Lund University)的阿达姆森教授(Bo Adamson)和德国的菲斯特博士(Wolfgang Feist)首先提出这一概念，他们认为"被动房"建筑应该是不用主动的采暖和空调系统就可以维持舒适室内热环境的建筑。1991年在德国的达姆施塔特(Darmstadt)建成了第一座被动房建筑( Passive House Darmstadt Kranichstein)，在建成至今的十几年里，一直按照设计的要求正常运行，取得了很好的效果。1996 年，菲斯特博士在德国达姆施塔特创建了被动房研究所 (Passivhaus Institut)，该研究所是目前被动房建筑研究最权威的机构之一。最早的“被动房”建于1999年，每户为90平方米的三居室，主体为木质结构。这种房屋建筑成本仅比普通房屋高7%，但运行成本非常低，利用太阳能供热、供电可自给自足，2004年全年一户的供暖、供水、供电仅为114欧元。世界上最大的被动办公楼energon于2002年建于德国的乌尔姆。按照达姆施塔特被动房机构公布的要求，建筑必须在年热能需求、热负荷、空气密度和基本能源需求等方面符合特定的标准，才能称为合格的“被动房”。如今，在欧洲很多国家和美国都建立了被动房建筑的研究机构。在欧洲已经有上万座被动房建筑建成，并且被动房的理念已经不再只局限于住宅建筑中，在一些公共建筑中，也逐渐开始采用被动房的标准进行建设。

        被动房标准( Passive House Standard)实际上是一个实现建筑超低能耗的设计标准，目前这个标准并非官方制定，而是研究者们达成的一个共识。在欧洲国家，要真正被认证为被动房建筑必须满足两条标准：1.建筑每年的采暖能耗不超过15kwh/m2；2.建筑每年总能耗(采暖、空调、生活热水、照明、家电等) 不超过120kwh/m2。按照这些标准，建筑的冬季采暖能耗可以被减少到欧洲现有同类型建筑的10％以内，建筑每年的总能耗可以减少到30％以内，CO2的排放可以减少到50％以内。目前的被动房项目中，设计和建造被动房建筑时主要致力于解决冬季的采暖问题，其设计理念的核心思想在于最大限度地减少建筑的热量损失。其技术措施可以归纳为四个方面：1.加强建筑围护体系的保温性能；2.提高建筑的气密性能；3.机械送新风并进行热回收；4.低热负荷的采暖方式。

建造多样化的“被动房”建筑

        因为“被动房”建筑的缘起是在德国、奥地利等欧洲中部国家，所以现在相关的标准和技术措施更多的是针对这一地区的气候特征和地域特点。要推广“被动房”的设计理念，必须使其适应不同的地域和环境，发展多样化的“被动房”建筑。在其他欧洲国家中，这种多样化的趋势正在不断深入。欧洲幅员广阔，气候差异较大，北欧国家冬季严寒，而地中海沿岸国家夏季较为炎热，这些气候特征都与德国有很大不同，在设计中必须采用不同的策略。居住建筑的修建方式也各有特点，比如外墙，在德国外墙涂料很常见，而荷兰、比利时等国家砖砌空心墙较多，瑞典、芬兰等国家则通常采用木构建筑。针对这些不同的修建方式，需要在建筑构造设计上采用不同的方式来使外墙的保温性能达到“被动房”的要求。随着“被动房”理念的不断推广，在欧洲各国也都建成了不少“被动房”建筑的实例。目前，“被动房”理念也传播到了欧洲以外的国家。2006年在美国明尼苏达州的贝密吉(Bemidji, MN)建成了北美第一座经过认证的“被动房”建筑Waldsee Biohaus，2007年美国的“被动房”研究所(Passive House Institute US)在伊利诺伊州的厄巴纳(Urbana, IL)成立。亚洲国家中，目前有研究者在韩国进行把“被动房”理念运用于城市高层住宅的可行性研究，这些项目对东亚周边国家也将会起到一定的示范作用。“被动房”建筑在欧洲的发展速度很快，有德国的研究者乐观地认为德国在未来10年内将全面采用“被动房标准”，10年后的所有新建住宅都会是“被动房”建筑。如此看来，如果“被动房”的理念能够得以广泛普及，其技术措施能够得到广泛运用，在将来的某个时期，城市中的建筑都满足“被动房标准”，所有的建筑都可以在建筑内部轻易地解决冬季采暖问题，那目前作为重要市政基础设施的城市供暖系统就可以退出历史舞台了。这样看来，“被动房”建筑在实现节能和环保的环境目标的同时，也将改变人们的生活方式和城市的形态。

提高“被动房”建筑的性价比

        与其他节能建筑一样，高额的附加成本往往是影响发展的瓶颈。要普及“被动房”建筑，就必须要提高其性价比，使之成为对普通城市居民具有吸引力并可以负担的建筑。“被动房”建筑体现的是被动式的设计理念，其最主要的技术手段是提高建筑外围护体系的保温性能，所以相对其他节能建筑而言，它所采用的大都是低技术的措施，在造价上是有一定优势的。“被动房”建筑也不会像其他节能建筑一样总是追随最新的技术手段，让建筑的调节与操控变得很复杂，而使节能建筑成为高技术高成本的代名词。因此，长远看来“被动房”建筑是很有市场潜力的。根据德国“被动房”研究所公布的案例资料，在德国一套新建成的100m2的“被动房”住宅，增加的额外投资为7669欧元，另一套新建成的130m2的“被动房”住宅，增加的额外投资为13140欧元，而它们每年所节省的能耗费用在511-1023欧元之间。在德国对于节能建筑的财政补贴和税收优惠政策下，对于购房者而言，这样的性能价格比已经是非常容易接受的了。当然，节能建筑的性价比总是受到各种因素影响的。由于石油、天然气、煤炭等不可再生能源的价格会长期趋涨，而普及程度的提高会使节能技术的成本逐渐下降，这是大的趋势。而目前，市场对节能住宅的接受度很大程度上还是要受到投资与收益平衡的影响，对于普通城市居民而言，如果附加的购房成本能够在可以预见的时期内通过大大减少采暖费用而得以回收，那一定还是非常具有吸引力的。

建立基于“被动房”理念的设计方法

        在实现可持续建筑的节能、节材、环保等环境目标的策略中，总的来讲可以划分为两大部分：一部分是“需求最小化”策略，另一部分是“供给最优化”策略。而对需求的控制完全可以用被动式的方法来完成，“被动房”建筑正是充分运用这一方法的例子。“被动房”建筑一方面是一种节能建筑类型，这种类型的建筑需要满足“被动房标准”的要求；另一方面，“被动房”理念也可以发展成为一种可持续建筑设计方法——被动式方法。被动式方法是一种利用建筑自身而不通过设备来满足建筑物理环境的要求，并实现建筑的节能、节材、环保等环境可持续目标的方法。把建筑对能源和资源的日常需求控制到最低是被动式方法的核心思想，这些需求涉及到建筑的采暖、空调、照明、用水等方面。对于位于不同气候条件和社会环境中的建筑，这些需求会有很大不同，建筑师需要发挥足够的智慧，运用多方面的策略才能很好地把这些需求降到最低。“需求最小化”是可持续建筑的重要内容，在这一基础上，再采取可再生能源利用、能源效率提高、资源循环再利用等“供给最优化”的具体相关策略，才能获得最大的环境收益。对住宅建筑而言，被动式方法可以涵盖居住区规划、住宅设计、管理机制、居住生活模式等几个不同的方面，在这几个方面都有各自可以实现控制需求的措施，把这些措施有机的组合到一起，可以把住宅对能源和资源的日常需求降到最低，从而形成一个实现住宅建筑环境可持续目标的“被动式体系”。

“被动房”建筑在中国

        “被动房”建筑经过欧洲国家不断研究与实践，已经发展出比较成熟的设计、建造和评价体系。从大量建成项目的效果看，“被动房”建筑有很好的发展前景。目前“被动房”建筑的研究和实践也已经在北美和亚洲的国家中开始进行。中国对节能建筑历来非常重视，近年来也在研究和实践中取得了不少积极的成果，可以结合国情，吸取欧洲“被动房”建筑的经验。首先要考虑中国不同地区的气候特征。“被动房”最初的设计原则和技术方法是以德国、奥地利等欧洲中部国家的气候为依据，而目前北欧和南欧国家已经在此基础上发展了各自的“被动房”建筑，东欧国家如匈牙利、捷克等也正在进行相关研究与实践。中国国土面积与欧洲近似，有7 个不同的气候分区，各地区的气候特征以及对采暖和通风的要求也不同，在中国不同地区建造“被动房”建筑可以根据情况参考欧洲相应气候特征国家的经验。

        同时，中国与欧洲国家文化上的差异也会影响到“被动房”建筑的设计。例如，中国的饮食方式对住宅厨房的要求和欧洲国家有很大不同，住宅中厨房产生的油烟和气味通常需要通过自然通风或者抽油烟机及时排走，而“被动房”对建筑密闭性和室内换气量却有特定的要求。因此如何在住宅设计中同时满足节能和生活习惯的要求是一个需要综合考虑的问题。

        另外，中国目前大多数住宅是市场化的，“被动房”建筑的收益和所增加的额外投资是否能够平衡，从而被市场所接受，这也是影响到“被动房”建筑是否可以推广的关键因素。尽可能采用本土的建筑材料和相关产品是有效降低建造成本的方式，这一点需要在研究和实践中做更多的尝试。

        当然，从欧洲国家的经验来看，“被动房”建筑的造价明显低于其他高技术节能建筑，而且随着需求的增加和相关产品的普及，其生产成本的优势会越来越大。“被动房”的基本理念和技术策略在中国是完全可以实现的。中国在节能建筑的政策法规、规划设计、建造施工以及建筑材料的研发生产上已经具备一定的基础，欧洲“被动房”建筑所要求的材料和设备大多数在中国都有相同或者类似的产品。建筑师需要在运用“被动房”基本理念的基础上，结合中国的实际情况，创造性的设计出符合中国国情的“被动房”建筑，为可持续建筑的发展增加新的亮点。

本文转自中国建筑节能网，经重新编辑。