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被動(dòng)式房屋是國(guó)外倡導(dǎo)的一種全新節(jié)能建筑概念，也是我國(guó)推動(dòng)建筑節(jié)能工作的重要契機(jī)和平臺(tái)。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部建筑節(jié)能和科技司與時(shí)俱進(jìn)，將被動(dòng)房和綠色建筑理念有機(jī)結(jié)合，成功地指導(dǎo)開(kāi)發(fā)了被動(dòng)房項(xiàng)目，為規(guī)范和發(fā)展節(jié)能建筑探索了一條有效路徑。
一、被動(dòng)式低能耗建筑項(xiàng)目概況
(一)被動(dòng)式房屋的概念
被動(dòng)式房屋，最初的理念是上世紀(jì)八十年代初由瑞典隆德大學(xué)的教授波·阿德姆森等人提出的，即在不設(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)溫度能達(dá)到20℃以上、具有必要舒適度的房屋。它是指采用各種節(jié)能技術(shù)構(gòu)造最佳的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)和室內(nèi)環(huán)境，極大限度地提高建筑保溫隔熱（詞條“隔熱”由行業(yè)大百科提供）性能和氣密性，使建筑物對(duì)采暖和制冷需求降到最低。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)各種被動(dòng)式建筑手段，如自然通風(fēng)、自然采光（詞條“采光”由行業(yè)大百科提供）、太陽(yáng)能輻射和室內(nèi)非供暖熱源得熱等來(lái)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)舒適的熱濕環(huán)境和采光環(huán)境，最大限度地降低對(duì)主動(dòng)式機(jī)械采暖和制冷系統(tǒng)的依賴或完全取消這類設(shè)施。
被動(dòng)式房屋的基本要求是要滿足“采暖能量來(lái)自自身”，其關(guān)鍵之處是除了通過(guò)被動(dòng)式技術(shù)獲得室內(nèi)溫暖環(huán)境，同時(shí)還要具備必要的舒適度。就如“在水一方”項(xiàng)目冬季試住階段，有位經(jīng)常在冬季發(fā)哮喘的成員沒(méi)再發(fā)病，這主要?dú)w功于被動(dòng)房提供了合理的溫度、凈度、濕度環(huán)境。
(二)國(guó)外節(jié)能建筑發(fā)展情況
節(jié)能減排是循序漸進(jìn)的工作。歐美許多國(guó)家建立了中長(zhǎng)期的建筑能源戰(zhàn)略規(guī)劃和政策目標(biāo)。2010年，歐盟修訂歐盟建筑能效指令(EPBD)并提出：到2020年歐洲大陸所有新建建筑要達(dá)到零能耗水平。2012年，德國(guó)修訂建筑節(jié)能條例(EnEv2012)并提出：2019年1月1日起政府辦公建筑建成近零能耗房屋，2021年1月1日起所有新建房屋建成近零能耗房屋。2013年，丹麥通過(guò)《2012-2020年能源執(zhí)政協(xié)議》提出：2020年前，新建建筑成為近零能耗建筑。美國(guó)目標(biāo)是2020年將商業(yè)和工業(yè)建筑能效提高至少20%，同時(shí)通過(guò)房屋保溫改造援助項(xiàng)目(WAP)來(lái)促進(jìn)建筑能效。
發(fā)展近零能耗建筑成為各國(guó)挖掘建筑節(jié)能潛力、擺脫石油能源依賴的有力措施。
圖1. 德國(guó)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展歷程
圖1展示了德國(guó)始自上世紀(jì)80年代研發(fā)節(jié)能建筑的歷程，其中各級(jí)節(jié)能建筑是根據(jù)每平方米單位面積年耗能量情況來(lái)分級(jí)的，單位為kWh/(m2a)。例如“3升耗能房”指的是每平方米單位面積每年消耗3升燃料用于供暖的房屋。其中零能耗房又稱凈零碳房屋，產(chǎn)能房又稱能源自給型建筑。
(三)國(guó)內(nèi)外被動(dòng)房發(fā)展情況
2012年9月27日，瑞典頒布了全世界第一部也是目前唯一的被動(dòng)房屋的規(guī)范，《瑞典零能耗與被動(dòng)屋低能耗住宅規(guī)范》。目前，德國(guó)被動(dòng)式房屋研究所(Passive House Institute)開(kāi)展了對(duì)被動(dòng)房的認(rèn)證。其中主要的認(rèn)證指標(biāo)有：建筑整體氣密性能≤0.6，建筑物總用能≤120 kWh/(m2a)，采暖耗能≤15 kWh/(m2a)，制冷耗能≤15 kWh/(m2·a)，外窗的保溫性能U值≤0.8W/(m2K)。1991年德國(guó)建造了世界上第一棟被動(dòng)式房屋，目前已達(dá)到6萬(wàn)多棟，且以每年新增3000棟的速度增長(zhǎng)。
我國(guó)的被動(dòng)房研究工作開(kāi)展較晚。2009年，住建部建筑科技發(fā)展促進(jìn)中心和德國(guó)能源署合作開(kāi)展被動(dòng)房的項(xiàng)目，2010年該項(xiàng)目組確定了兩個(gè)國(guó)內(nèi)被動(dòng)房示范項(xiàng)目：秦皇島“在水一方”工程和哈爾濱辰能盛源公司的被動(dòng)房工程。河北高碑店門窗城也建造了獨(dú)棟被動(dòng)式的示范屋。截止2014年，我國(guó)在除溫和氣候區(qū)域外的其他氣候區(qū)都有被動(dòng)房項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，最南端的位于福建。2014年，建設(shè)部科技推廣促進(jìn)中心將在青海、湖南株洲等地指導(dǎo)開(kāi)發(fā)被動(dòng)房工程。目前在編的國(guó)內(nèi)第一部被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)——《河北省被動(dòng)房節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，其要求外窗的保溫性能≤1.0 W/(m2·K)。
二、“在水一方”項(xiàng)目開(kāi)展的經(jīng)驗(yàn)
秦皇島“在水一方”項(xiàng)目是由秦皇島五興房地產(chǎn)有限公司開(kāi)發(fā)的， 28棟高層組成的大型居住社區(qū)，其中有9棟作為被動(dòng)房示范樓，已經(jīng)建成了1棟18層建筑面積6467平方米的塔樓。這個(gè)項(xiàng)目采用了無(wú)熱橋的高效外保溫系統(tǒng)、雙Low-E高性能塑料保溫窗技術(shù)、高效熱回收新風(fēng)系統(tǒng)、房屋整體氣密技術(shù)、防潮防水技術(shù)、太陽(yáng)能和可再生能源利用技術(shù)、房屋材料耐久性技術(shù)、高厚度外墻外保溫（詞條“外墻外保溫”由行業(yè)大百科提供）防火極速、智能化控制技術(shù)、噪聲防護(hù)等十大關(guān)鍵技術(shù)，其整體建筑節(jié)能性能相當(dāng)于節(jié)能92%的標(biāo)準(zhǔn)，相比于目前現(xiàn)行節(jié)能65%標(biāo)準(zhǔn)的普通房屋來(lái)說(shuō)，其每平方米開(kāi)發(fā)成本僅增加600元人民幣左右，按采暖費(fèi)30元/m2計(jì)算，20年即可收回投資。開(kāi)放商利用被動(dòng)房增加賣點(diǎn)和售價(jià)，實(shí)現(xiàn)了利潤(rùn)增長(zhǎng)、售樓加速，縮短資金周轉(zhuǎn)周期;購(gòu)買者通過(guò)被動(dòng)房項(xiàng)目，增加房屋舒適度，增大資產(chǎn)保值和回報(bào)率。
從秦皇島“在水一方”被動(dòng)房項(xiàng)目的開(kāi)展情況看，我國(guó)和德國(guó)加強(qiáng)了緊密合作，從人員培訓(xùn)、方案設(shè)計(jì)、材料產(chǎn)品選擇、施工驗(yàn)收監(jiān)測(cè)方法等各個(gè)方面探索了符合中國(guó)本地條件的被動(dòng)房開(kāi)發(fā)方案，為我國(guó)其他地區(qū)建造被動(dòng)房提供了極為有利的工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)參考依據(jù)。
三、被動(dòng)房項(xiàng)目對(duì)門窗的要求
門窗的質(zhì)量和性能是建筑房屋品質(zhì)的重中之重。以往新樓盤入住后，70%的投訴和報(bào)修是針對(duì)門窗的，多數(shù)是門窗開(kāi)啟不靈、結(jié)露結(jié)霜、漏風(fēng)滲水等問(wèn)題，從技術(shù)角度講，就是門窗的生產(chǎn)安裝質(zhì)量、保溫性能、水密性和氣密性等方面出現(xiàn)問(wèn)題。根據(jù)對(duì)“在水一方”項(xiàng)目門窗技術(shù)的總結(jié)，其主要有以下兩點(diǎn)：
(一)要求外窗的產(chǎn)品性能配置高
門窗能耗約占建筑能耗的一半。因此，門窗保溫性能是被動(dòng)房項(xiàng)目的關(guān)鍵。以秦皇島“在水一方”項(xiàng)目為例，被動(dòng)房項(xiàng)目用窗與節(jié)能65%的普通房屋用窗的區(qū)別，見(jiàn)下表：
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節(jié)能建筑類型 |
普通房屋 |
被動(dòng)式房屋 |
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節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別 |
節(jié)能65% |
節(jié)能92% |
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外窗保溫標(biāo)準(zhǔn)W/（m2·K） |
≤2.8 |
≤1.0 |
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窗框型材 |
60系列3腔雙密封塑料型材 |
82系列7腔三密封塑料型材 |
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型材傳熱系數(shù)W/（m2·K） |
1.8~1.9 |
0.86~0.9 |
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玻璃系統(tǒng) |
普通中空玻璃 |
三玻雙Low-E充氬氣中空玻璃 |
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玻璃傳熱系數(shù)W/（m2·K） |
3.1~3.3 |
0.65~0.88 |
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外窗氣密性能 |
不低于6級(jí) |
不低于8級(jí) |
(二)要求外窗的安裝和配套技術(shù)好
被動(dòng)房外窗除了對(duì)產(chǎn)品性能配置要求高，在安裝結(jié)構(gòu)上，還要求不能出現(xiàn)安裝冷橋并保證密封性能。要實(shí)現(xiàn)這些，主要從以下幾個(gè)方面來(lái)解決：
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