被動式房屋是國外倡導(dǎo)的一種全新節(jié)能建筑概念，也是我國推動建筑節(jié)能工作的重要契機和平臺。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部建筑節(jié)能和科技司與時俱進，將被動房和綠色建筑理念有機結(jié)合，成功地指導(dǎo)開發(fā)了被動房項目，為規(guī)范和發(fā)展節(jié)能建筑探索了一條有效路徑。

一、被動式低能耗建筑項目概況

(一)被動式房屋的概念

被動式房屋，最初的理念是上世紀八十年代初由瑞典隆德大學的教授波·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)造的建筑圍護結(jié)構(gòu)和室內(nèi)環(huán)境，極大限度地提高建筑保溫隔熱性能和氣密性，使建筑物對采暖和制冷需求降到。在此基礎(chǔ)上，通過各種被動式建筑手段，如自然通風、自然采光、太陽能輻射和室內(nèi)非供暖熱源得熱等來實現(xiàn)室內(nèi)舒適的熱濕環(huán)境和采光環(huán)境，限度地降低對主動式機械采暖和制冷系統(tǒng)的依賴或完全取消這類設(shè)施。

被動式房屋的基本要求是要滿足“采暖能量來自自身”，其關(guān)鍵之處是除了通過被動式技術(shù)獲得室內(nèi)溫暖環(huán)境，同時還要具備必要的舒適度。就如“在水一方”項目冬季試住階段，有位經(jīng)常在冬季發(fā)哮喘的成員沒再發(fā)病，這主要歸功于被動房提供了合理的溫度、凈度、濕度環(huán)境。

(二)國外節(jié)能建筑發(fā)展情況

節(jié)能減排是循序漸進的工作。歐美許多國家建立了中長期的建筑能源戰(zhàn)略規(guī)劃和政策目標。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到零能耗水平。2012年，德國修訂建筑節(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《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。美國目標是2020年將商業(yè)和工業(yè)建筑能效提高至少20%，同時通過房屋保溫改造援助項目(WAP)來促進建筑能效。

發(fā)展近零能耗建筑成為各國挖掘建筑節(jié)能潛力、擺脫石油能源依賴的有力措施。

圖1. 德國建筑節(jié)能標準的發(fā)展歷程

圖1展示了德國始自上世紀80年代研發(fā)節(jié)能建筑的歷程，其中各級節(jié)能建筑是根據(jù)每平方米單位面積年耗能量情況來分級的，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)國內(nèi)外被動房發(fā)展情況

2012年9月27日，瑞典頒布了全世界部也是目前的被動房屋的規(guī)范，《瑞典零能耗與被動屋低能耗住宅規(guī)范》。目前，德國被動式房屋研究所(Passive House Institute)開展了對被動房的認證。其中主要的認證指標有：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年德國建造了世界上棟被動式房屋，目前已達到6萬多棟，且以每年新增3000棟的速度增長。

我國的被動房研究工作開展較晚。2009年，住建部建筑科技發(fā)展促進中心和德國能源署合作開展被動房的項目，2010年該項目組確定了兩個國內(nèi)被動房示范項目：秦皇島“在水一方”工程和哈爾濱辰能盛源公司的被動房工程。河北高碑店門窗城也建造了獨棟被動式的示范屋。截止2014年，我國在除溫和氣候區(qū)域外的其他氣候區(qū)都有被動房項目開發(fā)，最南端的位于福建。2014年，建設(shè)部科技推廣促進中心將在青海、湖南株洲等地指導(dǎo)開發(fā)被動房工程。目前在編的國內(nèi)部被動房標準——《河北省被動房節(jié)能設(shè)計標準》，其要求外窗的保溫性能≤1.0 W/(m²·K)。

二、“在水一方”項目開展的經(jīng)驗

秦皇島“在水一方”項目是由秦皇島五興房地產(chǎn)有限公司開發(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。這個項目采用了無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)、高效熱回收新風系統(tǒng)、房屋整體氣密技術(shù)、防潮防水技術(shù)、太陽能和可再生能源利用技術(shù)、房屋材料耐久性技術(shù)、高厚度外墻外保溫防火極速、智能化控制技術(shù)、噪聲防護等十大關(guān)鍵技術(shù)，其整體建筑節(jié)能性能相當于節(jié)能92%的標準，相比于目前現(xiàn)行節(jié)能65%標準的普通房屋來說，其每平方米開發(fā)成本僅增加600元人民幣左右，按采暖費30元/m2計算，20年即可收回投資。開放商利用被動房增加賣點和售價，實現(xiàn)了利潤增長、售樓加速，縮短資金周轉(zhuǎn)周期;購買者通過被動房項目，增加房屋舒適度，增大資產(chǎn)保值和回報率。

從秦皇島“在水一方”被動房項目的開展情況看，我國和德國加強了緊密合作，從人員培訓、方案設(shè)計、材料產(chǎn)品選擇、施工驗收監(jiān)測方法等各個方面探索了符合中國本地條件的被動房開發(fā)方案，為我國其他地區(qū)建造被動房提供了極為有利的工程實際經(jīng)驗和標準參考依據(jù)。

三、被動房項目對門窗的要求

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%的投訴和報修是針對門窗的，多數(shù)是門窗開啟不靈、結(jié)露結(jié)霜、漏風滲水等問題，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)問題。根據(jù)對“在水一方”項目門窗技術(shù)的總結(jié)，其主要有以下兩點：

(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房項目的關(guān)鍵。以秦皇島“在水一方”項目為例，被動房項目用窗與節(jié)能65%的普通房屋用窗的區(qū)別，見下表：

(二)要求外窗的安裝和配套技術(shù)好

被動房外窗除了對產(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。要實現(xiàn)這些，主要從以下幾個方面來解決：

1.被動房用窗與外墻保溫層安裝在同一垂直位置;

2.外窗與洞口的金屬連接件采用隔熱處理技術(shù);

3.外窗與洞口間隙采用自粘性的預(yù)壓自膨脹密封帶。這種密封帶比傳統(tǒng)的聚氨酯發(fā)泡填充物安裝簡便，可在窗框出廠前就預(yù)先粘好，用于門窗和墻體及保溫板接縫的密封，也可用于墻體接縫的密封。

4.窗框與外墻連接處采用防水膜密封系統(tǒng)(見圖2)。室內(nèi)側(cè)采用防水隔汽密封布，室外側(cè)使用防水透氣密封布，這種構(gòu)造比傳統(tǒng)的窗洞口密封性要好的多。這類密封布應(yīng)具有不變形、抗氧化、延展性好、不透水、壽命長等特點。密封布含自粘膠帶，能有效粘接在窗框或副框上，再通過專用粘結(jié)劑粘結(jié)在墻體上。

圖2. 門窗洞口連接和金屬窗臺板安裝示意圖

5.窗臺設(shè)置金屬擋水板（見圖2)。窗臺板應(yīng)有滴水線構(gòu)造。窗臺板的作用是保護保溫層不受紫外線照射老化，導(dǎo)流雨水，避免雨水侵蝕和破壞保溫層，保持窗臺的干凈整潔。

圖3. 門窗洞口連接線條和滴水線條安裝示意圖

6.窗框與保溫系統(tǒng)間安裝塑料連接線條(見圖3)。這是一種由密封條和網(wǎng)格布構(gòu)成的材料，安裝后實現(xiàn)柔性防水連接，保證構(gòu)造無裂紋。

7.外窗洞口上邊沿部位安裝塑料滴水線條(見圖3)。這種塑料線條帶加強網(wǎng)布和滴水線條，可以減少外墻立面污水流入屋檐部位或流到外窗表面。

四、關(guān)于被動房項目的思考與建議

(一)被動房項目的示范作用

從建筑節(jié)能產(chǎn)業(yè)升級和轉(zhuǎn)型的角度看，被動房的推廣意義重大。

首先，有利于我國居住建筑節(jié)能改造標準的提高。我國目前的節(jié)能改造目標是按照現(xiàn)行國家的節(jié)能標準進行的。德國在這方面遇過挫折，導(dǎo)致二次節(jié)能改造，對資源造成極大浪費。吸取德國的經(jīng)驗，如果提高既有建筑節(jié)能改造標準，將目前節(jié)能65%提高到被動式房屋標準，其意義將非常大。如果考慮到國情發(fā)展現(xiàn)狀，將節(jié)能標準大幅提高，也能有效解決建筑能耗缺口。比如在夏熱冬冷地區(qū)開發(fā)被動式房屋，可以降低3/4的空調(diào)能耗。這方面，被動房的社會和經(jīng)濟效益表現(xiàn)非常好。

其次，有利于我國居住建筑質(zhì)量和壽命的提高。我國目前房屋設(shè)計壽命僅約70年，主要是建筑部品的壽命和建筑整體的密封性能有關(guān)，被動式房屋對于房屋部品質(zhì)量、壽命和安裝要求都高。像德國一些老舊房屋改造成被動式房屋，改善居住環(huán)境的同時，還可再安全的使用百年以上。這方面，被動房在節(jié)約資源、保護環(huán)境方面效果顯著。

還有，有利于高性能產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)升級和發(fā)展。大力發(fā)展被動房，可以讓高性能外窗、新風系統(tǒng)、密封材料、外保溫系統(tǒng)等產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展。在高性能外窗方面，Low-E玻璃、真空玻璃、五腔以上三密封塑料型材這些產(chǎn)品均有技術(shù)儲備和生產(chǎn)條件。

(二)通過被動房項目改進系統(tǒng)門窗技術(shù)

從“在水一方”項目的實施過程看，遇到了大量的工程管理、工序配合、產(chǎn)品配套方面的問題。張小玲處長介紹到：“如果不是地產(chǎn)開發(fā)公司的超強執(zhí)行能力，被動房項目難以成功。”由此可見，被動房并不是單純的被動式技術(shù)堆積，而是系統(tǒng)性通過規(guī)劃、設(shè)計、生產(chǎn)、安裝過程來實現(xiàn)，技術(shù)之間具有相關(guān)性和銜接性，技術(shù)實施需要有執(zhí)行力和監(jiān)督力。這與協(xié)會一直倡導(dǎo)和發(fā)展的系統(tǒng)門窗技術(shù)思路是吻合的。可以利用這一相關(guān)性，借鑒被動房系統(tǒng)運營的經(jīng)驗教訓，比如被動式房屋高性能窗在國產(chǎn)化、設(shè)計、施工和檢測方面還需要探索解決途徑。系統(tǒng)門窗也不只是一個簡單的系統(tǒng)技術(shù)集成，其生產(chǎn)、安裝環(huán)節(jié)仍有待提高，現(xiàn)在國內(nèi)一些知名的系統(tǒng)門窗其仍存在一些質(zhì)量投訴。系統(tǒng)門窗可以從標準規(guī)范、技術(shù)認定、培訓教育、質(zhì)量監(jiān)督等多方面切入，實現(xiàn)建筑標準化、住宅產(chǎn)業(yè)化、被動節(jié)能化等多領(lǐng)域發(fā)展，確保工程用窗實際質(zhì)量，才能真正在社會和用戶中樹立形象。

(三)組織被動房配套技術(shù)研究

被動式房屋中涉及了建筑門窗、五金配套件、給水管道、太陽能應(yīng)用等多個行業(yè)，目前被動式房屋進展過程中還面臨：缺乏對接和引導(dǎo)被動房屋的關(guān)鍵技術(shù)和高性能產(chǎn)品、以及設(shè)計、施工和檢測能力薄弱等等問題。針對這些困難，我們可以做以下一些工作：一是積極參與住建部節(jié)能科技司組織的被動房項目工作，發(fā)揮協(xié)會和行業(yè)的優(yōu)勢。二是在行業(yè)內(nèi)召開相關(guān)的研討。邀請被動房項目的領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)支撐單位與行業(yè)先進企業(yè)共同協(xié)商解決。三是調(diào)查清楚國內(nèi)被動房用部品的技術(shù)難點、生產(chǎn)和開發(fā)現(xiàn)狀，動員和組織企業(yè)攻關(guān)研發(fā)，幫助尋找和建立向被動房的供應(yīng)的資源。四是參與被動房標準規(guī)范的制訂。對于涉及本專業(yè)的部品技術(shù)提出專業(yè)要求。

提高老百姓生活質(zhì)量、建立和諧、環(huán)境友好型的社會，被動房將是一個積極有效的途徑。雖然被動房方興未艾，但是各國推廣目標已定，我國在節(jié)能標準跟進后，在開發(fā)商和老百姓認識提高后，被動房會像雨后春筍般的蔓延開來，那將會是一場新的變革，不但是對房地產(chǎn)業(yè)，也是對建筑各部品產(chǎn)業(yè)。為此，我們應(yīng)該做好準備。