被動式建筑：房屋革命，未來已來

曹澤榮

在位于北京通州區(qū)的中國建筑科學研究院內(nèi)，有一棟“未來建筑”，于2020年落成。這是“十三五”國家重點研發(fā)計劃項目“近零能耗建筑技術體系及關鍵技術開發(fā)”的標志性成果，是國家建筑安全與環(huán)境重點實驗室的重要組成部分。

2020年8月10日，山西省首例被動式超低能耗建筑——大同未來能源館正式開館亮相，成為古都大同的新地標，也是當時國內(nèi)最大規(guī)模的超低能耗被動式建筑。

近零能耗、超低能耗，讓被動式建筑成為備受推崇的建筑理念，被動式建筑也是目前國際認可的一種集高舒適度、低能耗、經(jīng)濟性于一體的節(jié)能建筑技術。

何謂被動式建筑？

被動式建筑是適應氣候特征和自然條件，通過保溫隔熱性能和氣密性能更高的圍護結構，采用高效新風熱回收技術，最大程度地降低建筑供暖供冷需求，并充分利用可再生能源，以更少的能源消耗提供舒適室內(nèi)環(huán)境的超低能耗綠色建筑。

被動式建筑的首要標準：低能耗。有數(shù)據(jù)顯示，被動式建筑所需的單位平方米采暖和制冷能耗與傳統(tǒng)建筑相比節(jié)能高達90%，與普通新建建筑相比節(jié)能超過75%以上。

據(jù)了解，被動式建筑最早由德國人發(fā)明并推廣。1991年，世界上第一個被動式房屋在德國達姆施達特市建成。2012年，全世界已有37000座被動式建筑，有獨棟房屋、公寓、學校、辦公樓、游泳館等。

被動式建筑技術雖然起源于德國和歐洲，但因為地理環(huán)境和氣候等因素不同，無法完全復制，所以引入中國后，進行了很多的技術創(chuàng)新。

被動式建筑適用范圍廣，寒冷地區(qū)、炎熱地區(qū)都可建設被動式建筑。被動式建筑實現(xiàn)低耗能的主要方式是，通過建筑自身的空間形式、建筑材料、結構設計，實現(xiàn)墻體隔熱或隔冷、自然通風和太陽能利用等。

被動式建筑是真正同時實現(xiàn)集節(jié)能、舒適和經(jīng)濟適用為一體的建筑標準。以舒適度為例，南方的建筑沒有集中供暖設施，雖然節(jié)能，但居住的舒適度低，冬天常見凍傷，而被動式建筑通過保溫門窗、隔熱外圍護墻、熱回收裝置等，實現(xiàn)了更舒適的室溫。

被動式建筑以其低能耗和優(yōu)越的性價比，在全球受到推崇并得到普及。在中國，近年來被動式建筑也開始從試點走向規(guī)?；?。特別是“雙碳”目標的提出，各地政府加大加快了被動式建筑的建設規(guī)模和速度，并從政策鼓勵、資金支持等各方面給予大力推動。

今年4月20日，石家莊市發(fā)布了《關于支持被動式超低能耗建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干措施》，提出大力推進被動式超低能耗建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展，今年將新開工被動式超低能耗建筑面積20萬平方米，到2023年累計實現(xiàn)開工被動式超低能耗建筑面積250萬平方米，到2025年累計實現(xiàn)開工被動式超低能耗建筑面積300萬平方米。

應運而生的被動式門窗——不是所有門窗都能稱為被動式門窗

被動式建筑的核心是能效，是節(jié)能，而節(jié)能的基礎便是創(chuàng)新的保溫墻體、門窗技術、建筑通風等。特別是其門窗，必須是被動式門窗。

被動房對門窗有極致嚴苛的標準，不是所有門窗都能稱為被動窗。

我國近零能耗示范建筑——中國建筑科學研究院內(nèi)的“未來建筑”，使用的就是國產(chǎn)的被動式門窗。生產(chǎn)商是國內(nèi)鋁制品行業(yè)知名企業(yè)——廣東堅美鋁業(yè)。

中國建筑科學研究院“未來建筑”效果圖

“未來建筑”現(xiàn)場施工圖

廣東堅美的被動式門窗產(chǎn)品之所以能運用在這棟近零能耗的被動式建筑中，成為“未來建筑實驗室”的專項合作伙伴，是因為達到了“被動房用窗”的標準，獲得了德國被動房研究所PHI（Passive House Institute）的權威認證。

德國PHI認證是全球公認的最為嚴格的超低能耗建筑認證體系。PHI作為一個獨立的檢驗和認證中心，對超低能耗建筑及其組件，例如墻體及保溫結構系統(tǒng)、門、窗、構件連接、新風系統(tǒng)及熱泵緊湊型系統(tǒng)等的性能進行檢驗和認證。

國內(nèi)被動式建筑的快速發(fā)展，除了政府推動和政策支持外，與國內(nèi)建筑材料的科技創(chuàng)新也密不可分。例如廣東堅美的105系列被動式房用窗，不僅正式通過了PHI的被動窗認證，而且其保溫節(jié)能級別達到了B級，是被動窗認證中鋁合金窗能達到的至高等級，整窗傳熱系數(shù)低至0.7 W/（m2·K），保溫節(jié)能性達到了極致，這標志著廣東堅美在超低能耗門窗的研發(fā)領域已達到國際先進水平。同時，廣東堅美105系列被動式房用窗，也適用于國內(nèi)保溫要求最高的氣候區(qū)——寒溫帶氣候區(qū)，能滿足中國最寒冷地區(qū)的被動房使用標準，即使在冬天酷寒的夜里，只用極低的能耗也能保持室內(nèi)溫度舒適。

節(jié)能建筑、綠色建筑，已成為行業(yè)的集體行動

中國政府向來重視建筑行業(yè)的節(jié)能，積極開展對超低能耗建筑的實踐和探索。自1980年以來，我國的建筑節(jié)能先后經(jīng)歷了30%、50%、65%三個階段，尤其在降低嚴寒和寒冷地區(qū)居住建筑供暖能耗、公共建筑能耗和提高可再生能源建筑應用比例等領域取得了顯著的成效。

住建部在《建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中就提出，積極開展超低能耗建筑、近零能耗建筑建設示范，引領標準提升進程，在具備條件的園區(qū)、街區(qū)推動超低能耗建筑集中連片建設，到2020年，建設超低能耗、近零能耗建筑示范項目1000萬平方米以上。隨后，山東、河北、河南等省市針對超低能耗建筑示范推廣的政策和技術標準陸續(xù)出臺，在財政補貼、非計容面積獎勵、備案價上浮、綠色信貸等方面提出了政策優(yōu)惠。黑龍江、上海、天津等省市還出臺了超低能耗建筑的相關技術標準。

隨后，中國又推出了國際上首個近零能耗建筑的國家標準。2019年9月1日，住建部發(fā)布并實施《近零能耗建筑技術標準》。

建筑是碳排放的主要四大行業(yè)（電力、工業(yè)、建筑和交通）之一。有數(shù)據(jù)顯示，建材生產(chǎn)排放加上建筑物化過程中的排放，兩部分占到了全國碳排放量的17%。在建筑運營階段，碳排放量占比更高，達到了22%。因此建筑建材行業(yè)排放合計占國內(nèi)的40%，大大高于行業(yè)占GDP 25%的比重。

隨著“雙碳”目標的提出，以近零能耗為目標的節(jié)能建筑、綠色建筑更成為行業(yè)的集體行動。1月16日，中國建筑材料聯(lián)合會發(fā)布了《全力推進碳減排 提前實現(xiàn)碳達峰——推進建筑材料行業(yè)碳達峰、碳中和行動倡議書》。

《倡議書》指出：建筑材料行業(yè)是我國碳排放較大的行業(yè)之一，采取切實有力措施，全力推進碳減排工作，提前實現(xiàn)碳達峰，為國家總體實現(xiàn)碳達峰預定目標和碳中和愿景做出積極貢獻，是建筑材料行業(yè)必須履行的社會責任和應盡的義務。

《倡議書》向全行業(yè)倡議：全面提升建筑材料行業(yè)綠色低碳發(fā)展水平，加快推進建筑材料行業(yè)碳減排工作，促進建筑材料行業(yè)提前實現(xiàn)碳達峰。

（本文刊發(fā)于《中國經(jīng)濟周刊》2021年第15期）