編者按：對被動房有所了解的人都知道，被動房是通過保溫隔熱、節能門窗、新風熱回收等幾大系統的共同作用，才達到了節能環保、舒適宜居的效果。然而被動房是不是就是幾大系統的簡單集成呢？答案顯然不是！設計工作在里面起了至關重要的作用。偉大集團節能房股份有限公司接到神農灣國際假日養生酒店（簡稱神農灣酒店）的被動房改造項目后，以偉大被動房建筑設計研究院（株洲市城鄉建筑設計院有限公司）院長劉冀宣為主的設計團隊十多次深入現場，在能耗指標的確定、保溫方案的選擇、新風管道的布置以及建筑成本的控制等方面做了大量的設計工作，使該項目順利完成，并即將投入運行。劉冀宣院長總結神農灣酒店的設計經驗，完成了《神農灣酒店被動房設計初探》一文，并發表于2018年第二期《株洲勘察設計》。現將該文轉載與此，與業界同仁共饗。經本人同意，本文略有刪節。

神農灣酒店被動房設計初探

劉冀宣

1. 前言

被動式超低能耗建筑簡稱被動房，源自德國，是當前國際上領先的低碳綠色節能建筑, 能使建筑室內環境達到“恒溫、恒濕、恒氧，恒靜、恒潔”的高舒適性，且節能率能達90%左右，是未來建筑發展的趨勢。我院從2013年起與住建部科技推廣中心及德國能源署合作，完成了中國夏熱冬冷地區首個被動房住宅示范項目（株洲青龍灣德國之家）的設計，該項目于2016年10月通過了住建部科技推廣中心及德國能源署專家組的嚴格檢測驗收，獲得了被動房A級能耗標識認證。至今我們已完成了數個被動房項目的設計，涵蓋了新建建筑和既有建筑改造，居住建筑和公共建筑等類型，在國內設計院中首屈一指。近年來我們通過學習、研究、探索、創新，科學運用被動房理念，應地制宜，積累了一些經驗。為大力推廣利國利民的被動房，特撰此文與大家分享位于株洲炎陵神農谷國家森林公園的被動房度假酒店的設計經驗。

2.工程概況

本工程建設地點位于株洲炎陵縣東北部神農谷國家森林公園景區入口的山谷里，原為三棟廢棄十多年的爛尾樓，由湖南神農洞天旅游開發有限公司投資擬改建為景區高檔度假酒店，總建筑面積為

7940.63㎡，其中1#棟是三層主樓，包含餐廳、會議室、客房和酒吧等功能，2#、3#棟兩層全為酒店客房。由偉大集團節能房股份公司和株洲市城鄉建筑設計院有限責任公司采取設計施工總承包方式參與建設。

其地理坐標為：北緯26°36′00″，東經113°03′45″。本區屬中亞熱帶季風濕潤氣候區，海拔1000m以下中低山地氣候年均溫14.4℃，1月最低平均氣溫3.9℃，7月最熱月平均氣溫23.8℃，極端最高氣溫34.5℃，極端低溫為—9.0℃；年平均空氣相對濕度為88%；區內日照少，氣溫低，云霧降水多，空氣濕度大，風速小，具有典型的山地氣候特征。

3.被動房設計思路和技術標準

炎陵雖然屬于夏熱冬冷地區，但項目位于常年氣溫偏低，濕度較大的山區。本項目屬于酒店類公建，目前我國沒有公建被動房的設計標準，也沒有相應的實際案例可借鑒。在方案設計初期，我們通過研究討論定下一個原則，即不機械照搬德國被動房的能耗指標標準，利用被動房的原理和理念，因地制宜，在滿足建筑室內高舒適性和造價成本經濟性的前提下，最大限度降低能耗。

3.1被動房室內環境要求

室內環境一年四季宜處舒適狀態，應同時滿足如下規定：

（1）、室內溫度保持在20～26℃；

（2）、室內相對濕度在40～70%；

（3）、室內二氧化碳含量≤1000ppm；

（4）、門窗室內一側無結露現象；

（5）、室內PM2.5＜15微克/立方米；

（6）、氣密性必須滿足N50≤0.6；

（7）、客房室內噪音小于≤35dB

3.2 項目技術方案比選及能耗控制性指標

基于氣象資料及其他氣候條件，擬定采暖計算期為10月15日至次年4月1日，共計151天；制冷計算期為6月15日至9月1日，共計77天。采暖期室內設定溫度為最低20℃，制冷期室內設定溫度為最高26℃。

3.2非透明外圍護結構保溫方案

本項目為公共建筑，保溫材料須采用A級防火材料。通過對外圍護結構保溫分別采用巖棉板、無機纖維噴涂和VIP真空板等三種A級防火等級保溫材料從安全、經濟、實用、可靠等方面的對比，決定采用無機纖維噴涂外墻外保溫和屋頂XPS板外保溫。對于外墻干掛金屬構件的斷熱橋處理，盡量加大豎向主龍骨的間距，并采用落地端固定，減少與墻面的連接點，主龍骨與墻面之間做保溫隔熱墊片，以及其他斷熱橋處理措施。從表1、2列出的不同保溫層厚度能耗分析的結果可知，傳熱系數從0.27 W/(m2·K)降到0.15 W/(m2·K)對能耗指標的影響并不顯著，因此選定160MM厚無機纖維噴涂保溫層，外墻傳熱系數K=0.27 W/(m2·K)，在滿足被動房能耗指標的前提下，可使建造成本更經濟。無機纖維噴涂外墻外保溫也是在國內外被動房項目上被首次運用。

表1 .神農谷酒店1#棟不同墻體傳熱系數計算結果對比

表2 神農谷酒店2#3#棟不同墻體傳熱系數計算結果對比

3.3透明外圍護結構方案

    本項目透明外圍護結構采用被動門窗或幕墻。因項目位于山谷中，周邊有茂密的高大喬木林，全天日照時間較短，常年溫度偏低，太陽輻射對透明外圍護結構的影響較小，故不考慮太陽輻射隔熱問題，無需加LOW-E膜，也不做外遮陽裝置。采用三玻兩中空普通玻璃，中空處充入惰性氣體氬氣，窗框采用鋁包木型材，整窗傳熱系數U 值≤1.0W(㎡ K)。

3.4神龍灣酒店被動式低能耗建筑新風系統方案

被動房新風系統主機采用模塊式風冷熱泵機組，末端采用風機盤管和全熱回收新風機組。冷熱源采用全熱回收風冷熱泵主機。采用熱回收效率不小于75%的全熱回收機組。酒店客房新風量按30m3/(h·人)設計，排風量為新風量的90~100%。新風系統及循環風系統設置過濾級別不低于G4的過濾器。

   室內風管內空氣流速為2.0~3.0m/s，送風口、回風口風速為2.0~3.0m/s，新風系統向室內送風所形成的空氣流速≤0.24m/s。利用主機冷源除濕能力，滿足室內相對濕度≤70%的要求。

4.   被動式建筑增量成本分析

將原有設計方案與改為被動房設計后幾項主要分項工程造價的分析對比，得出直接費增量成本為875元/㎡，見表4。

 表4.被動式建筑增量成本直接費估算表

5.   能耗對比及經濟性分析

將原設計方案與改為被動房后的能耗進行分析對比，從表5數據可知，最大冷熱負荷，全年制冷制熱耗電量等指標均比常規建筑有大幅度下降。全年能耗節約率為89.82%

假設當地電價為1元/kwh，如果采用被動式節能建筑，整棟建筑全年僅暖通方面可省156.13萬元電費。

增量成本投資回收周期：694.77萬元÷156.13萬元/年=4.45年

表5.能耗對比分析表（按當量滿負荷運行時間法）

6.結論

從相關的氣象資料和旅游分析資料可以得知，雖然神農谷舒適旅游期長達196天，但因山里平均氣溫偏低，平均空氣濕度高達88%左右，目前只有條件簡陋的民宿接待游客，其床褥潮濕，房間霉味彌漫，使人難以忍受。平時來旅游度假的人只在景區游覽后當天即離開，很少有人愿意留下住宿的。只在旅游旺季的7、8月份或國慶節等黃金周才會出現一床難求的情況。平時雖然有些游客，但能住下來的寥寥無幾。本項目如果按原有設計進行裝修改造，雖能對住宿條件進行較好的改善，但中央空調的能耗很高，不能很好的解決濕冷的狀況，沒有從根本上滿足室內高舒適性，也就很難滿足全年候接待的要求。另外，長期高濕度環境下，建筑室內的裝飾裝修和物品，以及外墻干掛金屬構件也會受到侵蝕，產生很高的維護維修成本。本項目按被動房的要求進行改造，將完全改變上述不良情況，可以滿足無論什么季節，無論什么天氣狀況，都能為人們提供舒適宜人的室內環境。可以滿足全年候旅游度假、休閑養生、會議商務等等方面的需求，徹底解決運行成本高，可增加反季節消費，能為酒店帶來可觀的經濟效益和社會效益。

從以上能耗計算和成本分析可以得知，本項目采用被動房標準建設，在極大提高建筑質量品質和滿足極高舒適度的情況下，可以比原有設計建筑的能耗大大降低，綜合節能率達90%左右，其增量成本最長僅需四年多時間就可以通過節約的能耗費用收回。如果計算因做被動房而增加的客房率和其他收益，增量成本的回收周期將會更短。

農灣酒店被動房設計初

神農灣酒店被動房設計初探