住房和城鄉建設部科技與產業化發展中心    彭夢月

被動房的起源和概念

早在上世紀八十年代初，受我國傳統民居的啟發，瑞典隆德大學Bo Adamson教授和德國達姆施塔特（Damstadt）房屋與環境研究所Wolfgang Feist博士在歐洲共同提出了一種新的建筑理念：房屋在不設傳統采暖設施而僅依靠太陽輻射、人體散熱、室內燈光、電器散熱等自然得熱的條件下，室內溫度冬季能達到20℃以上，夏季具有必要舒適度，他們將這種房屋稱為“被動房”（Passive House）。被動房實質是超低能耗建筑（高能效建筑）的一種類型，在德國，指僅通過建筑的新風系統供暖及制冷，并且只需要DIN 1946規定的新風量就可以滿足ISO 7730中熱舒適度的要求，基本不需要額外加裝采暖、制冷設備的高能效建筑。在歐洲，“被動房”并不是一個能耗標準，而是一種兼顧能效和最佳舒適度的設計理念和綜合方案。

歐洲絕大部分國家對被動房的定義屬于非官方標準的定義而且是能效指標導向性定義。它由德國非官方研究機構被動房研究所（PHI）制定了一套完整的能效指標體系（表1），建筑只有滿足該指標體系要求，才能稱為“被動房”，從而把它與歐洲其它類型的超低能耗建筑區分開。

2008年我國開始引入以德國為代表的歐洲被動房的理念探索適應我國氣候條件、建筑形式和居民生活習慣的被動式低能耗建筑標準和技術路線。被動房進入之初，為了避免德文直譯引起的釋義不清，國內涌現了多種適應市場需求的“被動房”名稱，如“無源房”，“零能耗建筑”，“超低能耗建筑”等。 2015年，隨著《河北省被動式低能耗居住建筑節能設計標準》、《被動式超低能耗綠色建筑技術導則（試行）》（居住建筑）頒布，我國對被動式超低能耗建筑有了比較完善的解釋：將自熱通風、自然采光、太陽能輻射和室內非供暖熱源得熱等各種被動式節能手段與建筑圍護結構高效節能技術相結合建造而成的低能耗房屋。這種建筑在顯著提高室內環境舒適性的同時，可大幅度減少建筑使用能耗，最大限度地降低對主動式機械采暖和制冷系統的依賴，同時能滿足綠色建筑的基本要求。

歐洲超低能耗建筑發展現狀

歐盟建筑能耗比重較大，占歐盟總能源消耗的40%，建筑領域溫室氣體的排放已達到世界溫室氣體排放總量的30%左右，其中歐盟建筑能耗比重最大的是采暖空調，約占居住建筑能耗的70%。由于建筑節能潛力相對于其他行業（工業、交通）更高，因此建筑節能成為歐盟實現其減排目標的優先發展領域。

2010年6月18日，歐盟出臺了《建筑能效2010指令》（EPBD2010），該指令規定，成員國從2020年12月31日起，所有的新建建筑都是近零能耗建筑；2018年12月31日起，政府使用或擁有的新建建筑均為零能耗建筑。為了實現歐盟的能效提升目標，各成員國都積極推進近零能耗建筑（超低能耗建筑）的發展。超低能耗建筑是個廣義的概念，通常指能效在國家現行節能標準基礎提高了約30-50%以上的建筑，與各國未采取任何節能措施的舊房比，其能效提高了約90%以上。各國對于超低能耗建筑都賦予相應的名稱和技術標準，如德國、瑞典的被動房、奧地利推廣的Klima:aktiv被動房，德國3升房、德國復興信貸銀行節能房屋45，英國的可持續發展建筑，瑞士的Minergie-P建筑，丹麥2020年近零能耗建筑等。處于歐洲不同氣候帶的國家會根據本國的氣候條件對超低能耗建筑指標體系進行適應性調整。例如，北歐瑞典、丹麥等國都在德國被動房的基礎上根據本國的氣候條件修正了采暖負荷和采暖需求，提出了本國被動房指標體系，因為這些國家的采暖期更長，冬季更嚴寒。

被動房的推廣成為歐盟國家進一步挖掘建筑節能潛力，擺脫對化石能源依賴的有力措施之一。在被動房的基礎上，歐盟國家還進一步研究與發展零能耗建筑和產能房建筑(或正能效建筑)。零能耗建筑是指年供暖、熱水能源需求及輔助電力需求基本由建筑內部得熱和可再生能源供應。產能房（或正能效建筑）是指年能源產出大于能源消耗，多余的電力輸給公共電網或用于電動汽車充電。這都代表了未來建筑節能的方向。

德國是全球第一座被動房的發源地，也是在全球范圍內推動被動房最積極的國家之一。全球約建有50000個達到被動房標準的居住/使用建筑單元(住宅多為1-2戶型獨棟別墅)，德國的被動房數量約占全球總量的一半。被動房不僅適用于量大面廣的住宅，也適合辦公樓、學校、幼兒園等建筑類型。

在德國，被動房指標為非強制性，但節能意識較高的不來梅、法蘭克福、科隆、萊比錫、勒沃庫森和紐倫堡等地區和城市已開始對所有新建建筑采用強制性被動房指標。2015年德國又將被動式建筑進一步劃分為三等級，普通（Classic），Plus（優級）和Premium（特級），不同的等級對應了不同的可再生一次能源需求和非可再生一次能源需求及可再生能源產量，表明當被動房的能源需求不斷趨近極低時，可再生能源為建筑提供輔助供熱供冷和照明的比例不斷提高。

PHI是德國對被動房及其構件進行認證的權威機構。PHI通過PHPP對被動房能耗進行模擬計算和認證。PHI除了對新建被動房進行認證外，也對既有建筑改造、建筑構件和系統設備、建筑師進行認證。

“被動房”最初著重解決的是德國冬季采暖問題，在中北歐國家，夏季制冷和除濕并不是突出矛盾，研究較少，指標體系中比較簡化，相應的解決措施也不豐富。例如，PHPP采用了與居住建筑基本一致的指標來衡量公共建筑。公共建筑的采暖負荷/能耗指標與居住建筑完全相同；制冷部分未對制冷負荷進行控制，公共建筑未對除濕能耗有控制指標。歐洲被動房中的公共建筑能耗規定僅適用于涼爽的溫帶氣候條件，其他氣候條件，需要對被動房中的能耗控制性標準進行修訂。此外，公共建筑的能耗控制性指標僅適用于學校和具類似方式的建筑，不同建筑使可將以上規定值作基礎，根據不同使用情況作適當調整。PHI在中國的認證也在發展當中，但基本沿用歐洲的指標體系和技術路線，缺少適宜國情的技術方案，認證的項目造價整體偏高。

隨著“被動房”在全球范圍內的推廣，特別是在氣候區更多樣復雜的國家，如中國，夏季制冷和除濕問題尤為突出，促使歐洲節能專家也在積極研究適應全球不同氣候條件的“被動房”指標體系和技術手段。我國在研究和建造本國的被動式低能耗建筑時，要因地制宜地選取適合本國氣候條件、建筑形式的技術路線和能耗計算方法。

我國被動式低能耗建筑發展現狀

2008年，在住房和城鄉建設部與德國交通、建設和城市發展部（BMVBS）、德國駐華大使館的支持下，住房和城鄉建設部科技與產業化發展中心與德國能源署成立戰略性工作小組，開展“中國被動式低能耗建筑示范項目”合作，目標是借鑒德國的技術和經驗在我國建造符合國情的被動房和低能耗建筑示范項目，旨在為進一步提高我國建筑節能標準進行技術探索，推動我國建筑節能產業的升級換代。2009年雙方啟動了秦皇島“在水一方”和哈爾濱“辰能溪樹庭院”兩個示范項目。2011年，住房和城鄉建設部與德國交通、建設和城市發展部簽署了《關于建筑節能與低碳生態城市建設技術合作諒解備忘錄》，進一步明確：“雙方持續實施中國低能耗被動式房屋合作項目，通過對示范項目進行技術咨詢和指導，質量控制，保證示范項目實施效果”。

我國被動式低能耗建筑目標是以超低的能耗來實現高舒適度，不因為提高了室內舒適性帶來能耗的顯著增高，也不會為了一味降低建筑能耗犧牲室內的舒適性，從而達到雙贏的結果。在北方采暖地區，被動式房屋能極大限度地降低冬季采暖需求，減少夏季空調時間，顯著提高室內舒適度和空氣質量。在夏熱冬冷地區和炎熱地區，被動式房屋能解決冬季室內發霉結露，使室溫在無供暖系統情況下保持20℃以上，夏季縮短空調時間且有效除濕。發展被動式低能耗建筑的意義包括：1）節能減排、減少霧霾、減少城市熱島效應；2）提高建筑質量并延長建筑壽命，減少拆遷重建帶來的資源和能源巨大浪費；3）促進建筑產業的升級換代；4）減少城市對大規模采暖和制冷等基礎設施的投入，降低基礎設施運營的風險和公共費用的支出。

經過多年發展，我國在被動式低能耗建筑在技術標準、工程示范認證、技術推廣、經濟激勵方面已取得了階段性的成果。

l  技術標準

我國被動式低能耗建筑標準從無到有，逐步與國際超低能耗建筑標準接軌（表2-表4）。2015年，我國相繼出臺了《河北省被動式低能耗居住建筑節能設計標準》、《被動式超低能耗綠色建筑技術導則（試行）》（居住建筑）�！逗邶埥�省被動式低能耗建居住建筑設計標準》、《青島市被動式房屋技術導則》正在編制中。

l  工程示范與認證、技術推廣

被動式低能耗建筑與我國傳統節能最根本區別在于設計、材料和施工的整體應用水平高低。歐洲的超低能耗建筑講究的是精細化設計和精細化施工細節，施工過程中的全程質量控制，高質量長壽命的產品技術支撐，從而保證建筑耐久性和實際運營中真正的節能。我國建筑節能標準執行率雖然已基本達到100%，但設計和施工粗放、高性能的建筑節能產品技術空白或質量參差不齊或應用水平低、建筑運營維護管理水平落后，導致建筑綜合效果多數停留在設計階段，節能不能落到實處；而且從長期看，由于節能產品壽命短，我們不能保證建筑中長期的節能收益。

截止到2016年3月，中德中央政府層面已共同實施了中德被動式低能耗建筑示范項目44個，近42萬平方米，覆蓋中國4個氣候區１０個省（直轄市）（北京、黑龍江、遼寧、內蒙、青海、河北、江蘇、湖南、四川、福建），其中山東和河北省示范項目數量居前。截至到2016年3月，全國已有6個項目獲得住房城鄉建設部科技與產業化發展中心和德國能源署共同認證的高能效建筑-被動式低能耗建筑質量認證（表5）。此外許多省市也在獨立的開展被動式超低能耗建筑示范，如北京市保障房中心實施的焦化廠公共租賃住房項目超低能耗建筑示范工程，杭州玉皇山南基金小鎮被動式低能耗酒店項目等。

國內一些開發單位也和德國PHI、德國海德堡大學、奧地利研究機構等機構合作研究和建設被動房，如新疆烏魯木齊幸福堡綜合樓、朗詩長興的“布魯克”酒店、河北涿州新華幕墻有限公司的辦公樓、中德生態園被動房體驗中心等，共同促進我國被動式低能耗建筑的發展。被動式低能耗建筑在我國發展最大的難點是如何選擇適宜國情的技術路線，工程實踐中面臨的許多技術問題是難以借鑒和照搬歐洲現有的經驗和方法，需要中外專家的聯合探索，找出經濟適宜的解決方案。例如：滿足國內嚴苛的建筑防火規范下如何選用性價比合適的高厚度的保溫隔熱系統；高層高密度居住建筑，特別是戶型面積超小，戶數密集的高層建筑，如何選擇最優的新風系統形式和布局，從而達到新風系統效率最高，戶內使用面積最優，建筑氣密性不宜被破壞且物業管理最簡易、投資最合理的目標。國內采用的熱橋最小化的構造如何與高層建筑的安全性結合；國內居民高油煙的烹飪習慣下，如何在居住建筑實現最優的廚房送新風、排風和補風系統設計；裝配式建筑結構體系和超低能耗建筑構造如何克服施工難點等問題。

隨著“被動房”成為市場熱點，被動房技術和產業也在快速發展，但一些良莠不齊的技術也在工程中應用，對市場進行誤導。2016年，由住房和城鄉建設部科技與產業化發展中心牽頭的“被動式低能耗建筑產業技術創新戰略聯盟”發布了《被動式低能耗建筑產品選用目錄》，為被動式低能耗建筑技術的規范化選用提供指導和借鑒。 

l  成本效益和經濟補貼政策

根據研究，歐洲被動房的增量成本約為150-285�/m2（表6），在我國目前的技術條件下，我國被動式低能耗建筑的平均增量成本約為1000-1400元/m2(含裝修)（表7），按匯率換算，兩國的增量成本是基本趨近的。增加的造價主要用于：高性能的節能門窗、提高建筑氣密性的措施和帶熱回收新風系統的設置。取消傳統供熱管網，縮小輔助采暖/空調設施規模或減少基礎設施投入會抵消相當一部分增加的成本，同時高質量耐久性好的建筑構件會顯著減少其更新、維護的費用，從而減少建筑運營維護的費用。被動式低能耗建筑的靜態回收期在20年左右，但由于建筑壽命顯著延長，節能的收益并不局限在20年，而是回收期以后在更長的時間范圍內獲得凈收益。

我國嚴寒地區由于氣候條件更嚴酷，相比寒冷地區造價略高；南方夏熱冬冷和夏熱冬暖地區，由于節能基礎水平和整體技術要求低于北方地區，達到高節能率，其增量成本增加幅度比北方地區大。國外被動房發展初期，其增量成本占建筑造價的15-20%左右，隨著技術應用推廣范圍擴大，材料和產品成本會顯著下降，逐步控制在10%以內，設計和質量監控的人工成本在整個增量中占較大比例。我國的情況相反，材料和設備的比重較大，人工費比重雖在提升，但在增量成本中占比不大。

目前，山東省、青島市、江蘇省、北京對當地的被動式低能耗建筑已有針對性的財政補貼。 

我國被動式低能耗建筑發展政策建議

為了更快地推廣被動式低能耗建筑的發展，建議：（1）進一步加強被動式低能耗建筑的技術研發，研究經濟合理、適應不同氣候區的被動式低能耗建筑的能耗環境舒適度指標體系、技術路線和解決方案；（2）圍繞我國被動式低能耗建筑技術集成創新的關鍵問題，開展產業鏈的技術合作；（3）從單體建筑的示范擴大到被動式低能耗建筑區域的集成示范，研究被動式低能耗建筑區域的能源規劃；（4）研究既有建筑改造成被動式低能耗建筑的技術路線并進行示范推廣；（5）推進建筑節能材料與產品的更新換代，促進產業的升級。培育被動式房屋的市場終端需求，鼓勵國內企業開展新技術產品的研發和規�；�生產，降低建造成本；（6）加強能力建設，開展針對設計、施工、監理和檢測等技術人員的系統技術培訓；（7）研究推動被動式低能耗建筑發展的配套激勵政策；（8）加強宣傳推廣，通過國際合作交流、專題研討會、技術經驗巡講、居住體驗等多種形式，向社會、政府、行業積極宣傳被動式房屋的理念和技術。