什么是被动式住宅？

考察时间：4月26日-4月27日

被动式设计

两年前，《天津教授造神秘住宅：全年不花一分钱水电费，中国首例》的文章在朋友圈刷屏，文章介绍的是中国第一栋拿到“近零能耗”标识牌的民宅——零舍，一座不仅冬暖夏凉，还能自己发电的被动式建筑。

伴随着中国“碳中和2050”目标的确立，节能减排成为房地产行业颇为紧迫的课题，被动式建筑近年来开始逐渐走进大众视野。

中国第一栋拿到“近零能耗”标识牌的民宅——零舍

现在市面上很多楼盘都采用了被动式工艺，关于被动式建筑你了解的多少？

01.

什么是被动式建筑？

被动式建筑起源于20世纪90年代的德国著名金融中心城市法兰克福，又称超低能耗建筑。

是指适应气候特征和自然条件，采用保温隔热性能和气密性能更好的围护结构，运用高效新风热回收技术，最大程度地降低建筑供暖供冷需求，合理利用可再生能源，以更少的能源消耗提供更舒适室内环境的住宅建筑。

传统“主动”房vs新型“被动”房

　　

传统“主动式”房屋（左）VS 新型“被动式”房屋（右）

通俗地讲，“被动式住宅”可以说是仅仅靠住宅本身的构造设计，就能到达舒适的室内温度，满足'冬暖夏凉’的要求，无需”主动“或者减少”主动“提供能量。

两分钟带你了解被动式住宅▽

来源德国被动房研究所（PHI）

「被动式建筑发展历程简单概述」

上世纪九十年代在德国首个真正意义的被动式建筑诞生

2000年，在德国首个被动房社区形成，在德国掀起一场健康生活运动。被动式建筑的影响力开始向世界蔓延▽

2010年，在上海世博会，中国第一个被动式建筑“汉堡之家”亮相，这在中国建筑发展史上意义重大，为中国建筑未来的发展提供了一种可行思路。▽

2014年我国首个被动式建筑酒店在浙江建成▽

和一般住宅相比，被动式住宅的优点突出，具有保温隔热、节能环保、冬暖夏凉、温馨舒适等特点，是最新一代住宅形式，也是未来住宅的发展方向~

「被动房需要主动能源系统吗？」

从德国“被动房”定义来看，“被动房”并不是完全没有主动系统，除了高效率的主动式热交换通风系统外，“被动房”还可以通过地热能和太阳能等可再生能源的使用最大程度地减小一次能源的消耗，而这些系统在设计与运行中都会有“主动”设备的介入，虽然少但并不是没有。

「被动房≠被动式设计」

“被动式设计”是“被动房”实现其技术理念的重点手段，其实在被动房的设计中，“被动式设计”与“主动式设计”兼而有之，不过它理念上更为强调“被动式设计”，弱化了“主动式设计”。

被动房在德国本土及周边国家得到大力推广与国家级的认可，有其理念上的先进性但更得益于德国得天独厚的气候条件。被动房也可以应用在干热地区或湿热地区，但是付出的技术代价与设计成本也会相应增加。

02.

被动式建筑该怎么设计?

相比其他需要空调暖气来“主动调温”的普通住宅，被动房最大的优点是低能耗，而它实现低能耗的方式是通过一系列气密、保温、隔热、能量回收等构造工艺。

被动式建筑能够有效降低建筑能耗，营造一个人与自然、房屋三者和谐共处的建筑环境，设计原则如下：

「被动式设计5大原则」

被动房的关键技术

①保温性原则

被动房应用连续的保温系统，围护体系的保温性能是设计和建造中最重要的技术措施，使用良好的保温材料包裹包括屋顶，墙体，底板或地下室顶板的整个建筑。通常情况下，屋面的保温应优于墙面，墙面优于底板。

（图片来自伟大节能房技术节点展示）

②无热桥设计原则

采用避免热桥的措施，如由阳台形成的突出混凝土板，窗户应安装在保温层内，地下室保温层选择既能承重又能保温的材料，尽可能使保温层以均匀的保温效果围绕整个建筑，选择高隔热性能的断桥窗框等。

③节能门窗原则

采用被动式门窗系统，使用高品质低辐射（Low-E）玻璃并充填惰性气体。一般选用传热系数约0.6 W/（㎡·K），太阳得热系数50%~60%的三玻窗，而在温和气候区，可采用低辐射双玻窗；对以制冷为主的炎热地区，可采用带遮阳的双玻或三玻窗。

（图片来自伟大节能房技术节点展示）

④气密性原则

采用气密设计建立气密的外围护结构，以避免不适感，减少温湿调节能耗，提高室内空气品质，降低未经控制的潮湿气流损害热围护的风险。通常在气密外围护完成后采用“鼓风门测试”测量气密性。在50Pa（n50）的压力差下，换气次数应低于0.6h-1

（图片来自伟大节能房技术节点展示）

⑤带有热回收功能的新风系统原则

通过有热交换的机械通风系统持续提供新风，其热回收效率应达到75%~90%。在冬季严寒或夏季潮湿气候条件下，应使用含湿度回收的热量回收通风系统（全热交换新风系统）。

03.

被动式建筑应用案例

建筑行业经历重大转型的今天，传统建材高达50%的耗能现象正在被改变。在欧洲，超低能耗的被动式房屋正以每年8%的速度递增。欧盟最新规定，2020年欧盟27个国家将全部采用被动房标准建设，所有新建房屋如不能达到被动式建筑标准，将不予发放开工建设许可证。

被动式住宅在国内尚属起步阶段，虽然面临诸多问题和挑战，但已然成为主流趋势~

下面通过4个案例来了解一下被动式住宅的应用。

住宅案例1——西安高新·天谷雅舍

高新·天谷雅舍，作为西安第一例大规模超低能耗住宅建筑，立足于“被动式住宅”，靠建筑本身特殊的外墙保温系统、外遮阳系统、超低能耗建筑节能门窗、高效热回收新风系统、优异的建筑气密性和规避建筑冷热桥这六大原理，实现室内五恒效果，打造“恒温、恒湿、恒氧、恒静、恒洁”环境，基于建筑内在基因改造后而创领的健康绿色生态舒适的生活，而且降低了建筑能耗的90%。

△高新·天谷雅舍建筑立面效果图△高新·天谷雅舍实景图

△被动式住宅体验馆 示范区实景图

△项目接待中心内景

△窑知未来·被动式住宅体验馆 实景图

△高新·天谷雅舍体验房实景图

作为被动房中最重要的技术措施，该项目通过加强围护体系，保证建筑屋面、外墙、地面等传热系数K≤0.15W/㎡-K，在考虑现有建筑材料的性能和价格基础上，为建筑穿上一件保暖的外套。

△高新·天谷雅舍保温材料（部分）

△系统式被动窗展示图

采用三玻两腔的中空铝包木窗户，利用窗体外挂式技术安装达到良好的保温效果，为屋内带来稳定的生活环境，起到节能的目的。

△高新·天谷雅舍被动式门窗示意图

被动式住宅保证了室内尽量不受室外环境的干扰，因此拒绝室内外空气渗透是关键，外墙双保温、错缝粘合，穿外墙、屋面的管道充分填充保温材料，保证了建筑的气密性。也因此能够长期保障室内洁净，灰尘无法堆积，不必频繁的打扫。

△高新·天谷雅舍双气密区横剖模型

被动式住宅的活动百叶窗，根据开关控制，实现遮阳、调光、视觉、通风等作用，有效降低室内太阳辐射的热，降低空调耗能，达到最好的室内热舒适和光舒适度。

△高新·天谷雅舍遮阳系统示意图

在原本的地板铺设基础上加入橡胶减震垫、0.4mm聚乙烯薄膜以及3mm的厚泡沫塑料衬垫等等。

△高新·天谷雅舍8层地面铺设示意图

住宅案例2——首开国樾·天晟府

首开国樾·天晟是密云区第一个超低能耗建筑示范工程，也是北京市范围内第一个全居住区体量的被动房建筑群。

△首开·国樾天晟效果图△沿街立面

针对房屋的外墙、屋面、地下室和地面、外门窗等部位，考虑了日照、通风以及最大程度减小结构性热桥等因素，而后利用无热桥技术，使房屋整体舒适防潮，可以有效避免细菌滋生。

首开国樾天晟施工图

对于外窗玻璃使用了被动式建筑外窗玻璃，德国PHI认证的断桥铝包木型材，配以三玻两腔充惰性气体，窗内外两侧的防水隔气膜和防水透气膜，保证了整窗安装后的气密性和水密性，给予每个家庭一个静谧的空间。

△国樾天晟样板间

对于外墙采用外保温技术，能保持室内“恒温、恒湿、恒氧”的状态，“三恒”下完全不需要采用空调、暖气等外用设备就能保持室内的冬暖夏凉，还能节省日常的设备开支。

首开国樾天晟施工图

采用了高效热回收新风系统，以上送上排的方式为室内提供不断的新鲜空气。还能使进入室内的空气温度与室内接近，让各室空气24小时保持清新，运行起来经济环保还舒适安全。

住宅案例3——焦化厂公租房

焦化厂公租房项目位于北京市朝阳区垡头地区，设有4646套公租房，是个开放社区，全部采用装配式混凝土结构、户内装修采用装配式内装。其中17#、21#、22#三栋楼共560户，总建筑面积34940平方米，实现了装配式建筑技术与超低能耗被动式技术的结合。

△焦化厂公租房三栋超低能耗被动式住宅

17#楼的外墙采用预制混凝土三明治外墙板，集结构、保温、防火、装饰于一体，能提高外围护系统的耐久性，由外叶板、保温层、内叶墙三部分组成，内外叶板之间由拉结件进行连接。

△焦化厂公租房超低能耗装配式公租房17#楼（前）

△焦化厂超低能耗公租房17#（中），22#楼（右）

普通住宅的外墙保温层是8厘米厚，传热系数在0.45瓦/（平方米·摄氏度）以内。而搭载超低能耗建筑外围护系统的住宅外墙保温层则达到了25厘米厚，传热系数在0.15瓦/（平方米·摄氏度）以内，它们的装配式外墙是预制夹心外墙，集结构、保温、防火、装饰于一体，有助于提高外围护系统的耐久性。

△焦化厂公租房17#楼外墙施工

焦化厂公租房项目采用了传热系数达到1.0瓦/（平方米·摄氏度）的被动窗，相比普通住宅，传热系数降低50%以上，隔声性能提升15%以上。

△焦化厂公租房17#楼外墙阳台施工

△ 新风热回收系统

焦化厂公租房项目住宅的主体结构采用装配整体式混凝土剪力墙结构，室内全部采用装配式内装修，厨房、卫浴等设施一应俱全，还配备了热回收新风系统和厨房送排风系统。在实现居民拎包入住的同时，也为入住后的生活提供了便利。

住宅案例4——石家庄远洋晟庭 

该项目在建设过程中，采用了以下降低能耗的关键动作：

建筑外形：优化建筑体型及朝向，充分借助自然通风与采光；

施工技术：强化外围护结构保温隔热性能，使无热桥构造得以实现；

建筑材料：使用三玻两中空+双Low-E玻璃的被动式门窗，强化建筑物气密性；

工艺工法：使用高效热回收新风系统设备；同时借助可再生能源提供辅助供热、照明及日常生活热水。

△石家庄远洋晟庭实景图

由于围护结构的高保温隔热性能，以及采用有效的防热桥措施、热回收技术等，被动房的节能性超过90%，其能耗约为现阶段普通新建住宅建筑（75%节能）能耗的1/3，大大节省了运行费用。跟市政供暖相比，其每年采暖运行费用能节省不少费用。

△样板间实景图

△项目细节图