被動(dòng)式建筑（Passive House）是由瑞典隆德大學(xué)的Mr.Bo Adamson教授和德國(guó)達(dá)姆斯塔特房屋與環(huán)境研究所的Mr.Wolfgang Feist博士在1988年提出來(lái)的，目標(biāo)是設(shè)計(jì)一種不需要“采暖空調(diào)主動(dòng)供冷熱”的房屋，因此命名為“被動(dòng)式建筑”。1990年，世界首座被動(dòng)式建筑在德國(guó)達(dá)姆斯塔特（Darmstadt）建成。從此，以Mr.Wolfgang Feist為首的物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、氣候環(huán)境學(xué)家、材料學(xué)家及專業(yè)工程人員組成的科研團(tuán)隊(duì)，對(duì)被動(dòng)式建筑展開(kāi)了近20年的系統(tǒng)研究與測(cè)試，形成了一整套技術(shù)和施工規(guī)范。
被動(dòng)式建筑最初并沒(méi)引起人們注意，隨著2005年以來(lái)世界能源價(jià)格的大幅上漲，被動(dòng)式建筑的獨(dú)特魅力越來(lái)越引起世界各國(guó)建筑、能源、環(huán)境界人士注意，逐漸贏得各方面的廣泛公認(rèn)，進(jìn)入2009年后，被動(dòng)式建筑逐漸成為歐洲主流建筑節(jié)能技術(shù)，被部分歐洲國(guó)家確定為國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)或未來(lái)城市發(fā)展規(guī)劃，歐洲議會(huì)也提議歐洲新建建筑要符合“被動(dòng)式住宅”標(biāo)準(zhǔn)，美國(guó)、中國(guó)也有越來(lái)越多的建筑節(jié)能專家逐漸認(rèn)識(shí)到，“被動(dòng)式”建筑節(jié)能技術(shù)是最合理而且效果最明顯的建筑節(jié)能技術(shù)。
被動(dòng)式建筑主要包括四個(gè)方面特點(diǎn)：
(1)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用150-200mm以上厚度的外墻外保溫材料，室內(nèi)墻體要采用重質(zhì)建筑材料；
(2)圍護(hù)結(jié)構(gòu)密閉性好;
(3)良好的通風(fēng)設(shè)計(jì);
(4)做好建筑朝向設(shè)計(jì)，采用三層玻璃窗戶與遮陽(yáng)，以利于采用太陽(yáng)能供熱。
其中，最重要的是第(1)條，它所反映的是建筑物理學(xué)的建筑隔熱計(jì)算原理，這是決定能否發(fā)揮“被動(dòng)式建筑”另幾項(xiàng)技術(shù)成效的最核心技術(shù)?？催^(guò)國(guó)內(nèi)一些“被動(dòng)式建筑節(jié)能技術(shù)”資料介紹，許多材料只注意到厚厚的外保溫材料，卻忽略其中更重要的是：建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)室內(nèi)表面墻體要采用高蓄熱重質(zhì)建筑材料，如果脫離了這一條，就不可能實(shí)現(xiàn)“不需要采暖空調(diào)主動(dòng)供冷熱”目標(biāo)。
(1)150-200mm以上厚度的外保溫材料與高密閉性圍護(hù)結(jié)構(gòu)，主要是用來(lái)抵御冬天室外低溫與夏天太陽(yáng)輻射、室外高溫對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境的影響。
(2)室內(nèi)墻體采用高蓄熱重質(zhì)建筑材料，這也是建筑隔熱設(shè)計(jì)的最關(guān)鍵技術(shù)，憑借超厚外保溫材料隔絕室內(nèi)通過(guò)圍護(hù)墻體傳熱與外界環(huán)境的熱交換作用，內(nèi)部的高蓄熱重質(zhì)墻體,一方面可以在冬季白天吸收、儲(chǔ)存透過(guò)窗戶輻射進(jìn)室內(nèi)的太陽(yáng)能，給室內(nèi)供熱。一方面在夏季夜晚低溫時(shí)，通過(guò)通風(fēng)散熱，儲(chǔ)存冷負(fù)荷，到了白天，就可以吸收室內(nèi)人體散熱和室外傳熱，使建筑室內(nèi)夜暖晝涼、冬暖夏涼。如果建筑室內(nèi)墻體缺少高蓄熱重質(zhì)建筑材料設(shè)計(jì)，即使采光很好，冬季也只能使白天室內(nèi)溫暖，并不能維持夜晚的室內(nèi)溫度穩(wěn)定。同理，如果室內(nèi)墻體不采用高蓄熱重質(zhì)材料，夏天的夜晚通風(fēng)只能使建筑室內(nèi)夜晚更舒適，并不能使建筑室內(nèi)白天也涼爽怡人。
被動(dòng)式建筑的這四項(xiàng)技術(shù)是相互關(guān)聯(lián)，互相影響的，但最核心是通過(guò)厚厚外保溫材料內(nèi)的重質(zhì)建筑材料，來(lái)實(shí)現(xiàn)蓄能節(jié)能作用。
(3)良好的通風(fēng)與高密閉性設(shè)計(jì)
被動(dòng)式建筑的通風(fēng)設(shè)計(jì)，一方面要將冬季白天太陽(yáng)輻射入室內(nèi)的熱量，分散傳遞到其他室內(nèi)（北房），盡可能儲(chǔ)存更多熱量，另一方面在夏季夜晚，要充分調(diào)動(dòng)室外涼爽空氣，給室內(nèi)高蓄熱墻體散熱，儲(chǔ)存冷負(fù)荷。被動(dòng)式建筑的高密閉性，既可以減少空氣滲透所導(dǎo)致的冷熱負(fù)荷損失，也是發(fā)揮其通風(fēng)設(shè)計(jì)的重要保證。
(4) 良好的建筑朝向設(shè)計(jì)與三層玻璃窗戶及遮陽(yáng)設(shè)計(jì)
冬季，可充分利用透過(guò)窗戶的太陽(yáng)輻射給室內(nèi)供熱，同時(shí)通過(guò)三層玻璃的良好保溫性能，來(lái)減少窗戶的傳熱散熱。夏天，通過(guò)良好的遮陽(yáng)設(shè)計(jì)，遮擋、反射室外太陽(yáng)與高溫輻射。三層玻璃窗戶及遮陽(yáng)設(shè)計(jì)，既利用了冬季太陽(yáng)能，又防止夏季太陽(yáng)輻射，還自然采光，這樣，建筑的朝陽(yáng)面圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不但不必拘泥窗墻比，還可以采用比較大的窗戶。
部分建筑節(jié)能同行將被動(dòng)式建筑的太陽(yáng)能采暖理解為光伏電池取暖，或者通過(guò)光伏電池和地?zé)醽?lái)實(shí)現(xiàn)“零能耗”建筑，這種“零能耗”建筑如果沒(méi)采用150mm以上厚度的外保溫與高蓄熱內(nèi)墻體，即使供電量為零，但實(shí)際建筑能耗并不小，因?yàn)樗麄冎皇怯霉夥姵睾偷責(zé)岽媪穗娔?，?shí)際成本非常高。
“被動(dòng)式建筑”的建造成本只增加5-10%，運(yùn)行能耗只相當(dāng)于普通建筑的8-20％。只有在“被動(dòng)式建筑”技術(shù)基礎(chǔ)上，再采用光伏電池和地?zé)帷肮?jié)能”的“零能耗建筑”，才是真正的節(jié)能建筑。采用光伏電池的“節(jié)能”技術(shù)，只適用輸電成本比較高的邊遠(yuǎn)地區(qū)分散建筑，不適合城市建筑。
如果單從每項(xiàng)節(jié)能技術(shù)來(lái)看，德國(guó)被動(dòng)式建筑的這些建筑節(jié)能技術(shù)，也是國(guó)內(nèi)建筑節(jié)能技術(shù)所強(qiáng)調(diào)的。但如果外保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面墻體不采用高蓄熱性能材料，卻只強(qiáng)調(diào)保溫、或提高建筑密閉性，不但不能發(fā)揮這些節(jié)能技術(shù)的綜合節(jié)能效果，有時(shí)甚至適得其反，如果建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)隔熱設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，甚至有可能出現(xiàn)“建筑保溫性能越好，越耗能”“越密閉，越耗能”現(xiàn)象。即某些暖通空調(diào)建筑節(jié)能專家說(shuō)的“外保溫材料相當(dāng)于夏天給建筑穿上了棉襖”，導(dǎo)致建筑室內(nèi)熱源熱量散發(fā)不出去，而增加建筑能耗。
這是因?yàn)?4小時(shí)連續(xù)空調(diào)模式下的建筑能耗模擬計(jì)算軟件，無(wú)法體現(xiàn)空調(diào)關(guān)閉狀態(tài)下，室溫低于空調(diào)設(shè)定溫度條件下通風(fēng)所導(dǎo)致的墻體蓄熱變化對(duì)建筑能耗的真實(shí)影響，所以，若用建筑能耗模擬計(jì)算軟件，模擬指導(dǎo)空調(diào)間斷運(yùn)行模式下的重質(zhì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)，建筑能耗偏差非常大。所以，建筑能耗模擬計(jì)算只適用于24小時(shí)連續(xù)空調(diào)模式下建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，不適用空調(diào)每天只開(kāi)啟十幾個(gè)小時(shí)的空調(diào)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)。
依照許多能耗模擬軟件，建筑內(nèi)部墻體還要采用低蓄熱墻體才節(jié)能，其實(shí)，這一條只適用每天只使用幾小時(shí)的會(huì)議室，或者外保溫性能很差的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，不適用那些外保溫性能較好或者每天使用時(shí)間超過(guò)十幾個(gè)小時(shí)的建筑。
德國(guó)被動(dòng)式建筑節(jié)能技術(shù)本質(zhì)是依據(jù)建筑物理（建筑熱工）原理開(kāi)發(fā)的，依據(jù)的是冬季建筑保溫計(jì)算與夏季建筑隔熱計(jì)算理論。根據(jù)冬季建筑保溫計(jì)算，保溫材料越厚，墻體傳熱能耗越小。
建筑隔熱計(jì)算既適用于非空調(diào)建筑的夏季隔熱要求，也適用于每天空調(diào)只開(kāi)十幾個(gè)小時(shí)的間斷式空調(diào)建筑隔熱要求，即使在24小時(shí)連續(xù)空調(diào)模式下，仍然能發(fā)揮隔熱設(shè)計(jì)的阻熱蓄冷作用，如在室外溫度低于空調(diào)設(shè)定溫度，空調(diào)自動(dòng)關(guān)閉時(shí)的通風(fēng)散熱，，這時(shí)的室內(nèi)重質(zhì)墻體仍能起到儲(chǔ)存冷負(fù)荷的作用，但能耗模擬軟件卻不能體現(xiàn)空調(diào)關(guān)閉，室溫低于空調(diào)設(shè)定溫度條件下，通過(guò)通風(fēng)降低墻體蓄熱所儲(chǔ)存的冷負(fù)荷。
建筑隔熱設(shè)計(jì)計(jì)算則綜合考慮了夏季建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面太陽(yáng)輻射吸收系數(shù)、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)外保溫設(shè)計(jì)、建筑墻體內(nèi)部蓄熱墻體設(shè)計(jì)、自然通風(fēng)設(shè)計(jì)的綜合節(jié)能技術(shù)。依據(jù)建筑隔熱計(jì)算，建筑外保溫材料厚度在150mm以內(nèi)變化，對(duì)建筑內(nèi)表面最高溫度影響都比較大，外保溫材料厚度超過(guò)150mm以上，再繼續(xù)提高外保溫材料厚度，對(duì)降低建筑內(nèi)表面最高溫度才越來(lái)越不明顯。但依據(jù)建筑能耗模擬計(jì)算，建筑外保溫材料厚度在50mm以內(nèi)變化，對(duì)建筑能耗影響較大，超過(guò)50mm以上，對(duì)夏季空調(diào)建筑能耗影響就不明顯了。
此外，保溫材料厚度還與能源價(jià)格有關(guān)，如果按九十年代初的能源價(jià)格，保溫材料超過(guò)50mm厚，可能就不劃算了，但如果按照2008年以來(lái)的能源價(jià)格計(jì)算，即使150mm厚也是值得的，德國(guó)被動(dòng)式建筑把保溫材料做成150－200mm以上厚，是考慮到未來(lái)能源上漲，這是很有遠(yuǎn)見(jiàn)的，因?yàn)楸夭牧蠌?0mm增加到200mm，增加的建造成本連零頭都不到，但所節(jié)約的建筑能耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于增加的建造成本。
結(jié)論與建議
總之，被動(dòng)式建筑的最核心技術(shù)是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱設(shè)計(jì)，一方面要設(shè)計(jì)150-200mm厚的外墻外保溫材料，另一方面，圍護(hù)結(jié)構(gòu)靠室內(nèi)一側(cè)墻體要采用鋼筋混凝土等重質(zhì)高蓄熱墻體材料， 通過(guò)外墻外保溫材料與室內(nèi)高蓄熱墻體，才能將良好的通風(fēng)設(shè)計(jì)、三層玻璃窗與遮陽(yáng)、建筑朝向設(shè)計(jì)等建筑節(jié)能技術(shù)有機(jī)地集合在一起，形成高效、低成本的綜合建筑節(jié)能技術(shù)。
建議：在實(shí)施建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，建筑內(nèi)表面最高溫度比當(dāng)?shù)叵募居?jì)算溫度最高值應(yīng)盡可能地低。然后采用三層玻璃窗戶與遮陽(yáng)設(shè)計(jì)，同時(shí)做好適當(dāng)?shù)呐涮淄L(fēng)設(shè)計(jì)，核心目的是使建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能適應(yīng)建筑室內(nèi)冬季采暖與夏季隔熱的不同設(shè)計(jì)需要。
北京宏聯(lián)眾輕鋼結(jié)構(gòu)房屋有限公司是一家集研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工安裝于一體的大型集團(tuán)公司，專業(yè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工安裝：冷彎薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)房屋、箱式房、被動(dòng)式房屋、各種活動(dòng)房。為了保護(hù)地球資源，為了改善人們的居住條件和環(huán)境，大力推動(dòng)綠色環(huán)保建筑在中國(guó)的發(fā)展，還子孫們一片藍(lán)天，宏聯(lián)眾公司正在全力以赴的努力中。
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