建筑节能理念与技术质的飞跃
作者： 来源： 时间：2015.03.04
被动式低能耗建筑（国内也称“被动房”、“超低能耗建筑”），作为上世纪90年代初在德国诞生的一种综合节能建筑形式，通过材料、设计、施工等手段，使建筑基本不再需主动索取能量。极佳的保温隔热性能和气密性、热（冷）量回收及可再生能源建筑应用，成为被动式低能耗建筑三大核心技术。它能够极大地降低建筑使用过程中对能源的消耗量，成为当今世界上最先进的节能房屋。被动式低能耗建筑示范项目在河北的初步实践，显示了河北省对建筑节能先进理念与技术的追求，给建筑节能工作赋予更加积极的建筑革命意义。
被动式低能耗建筑示范项目的实践背景
（一）建筑节能工作的良好基础。在住房和城乡建设部指导、河北省委省政府的正确领导下，经过全省上下的艰苦努力，河北省的建筑节能工作取得了重要成就：新建建筑执行强制性节能标准比例不断提高，既有居住建筑供热计量及节能改造积极推进，可再生能源在建筑中一体化应用规模日益扩大，国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监管得到加强，绿色建筑发展已经有了一个良好的开端，建筑节能与绿色建筑标准规范逐步完善。正因如此，河北省开始追求新的建筑节能理念与技术，包括被动式低能耗建筑理念与技术。
(二)“汉堡之家”对河北的启发。在2010年上海世博会上，有一栋名为“汉堡之家”的神奇建筑。该建筑带给人们一个全新的感觉与启示，让人眼前一亮。人们不论何时走进这栋建筑，都有一种非常舒适的感觉，空气非常新鲜，温度非常适宜。而这座3000多平方米的建筑，没有传统建筑通用的空调和暖气设施。按照设计目标，整个建筑完全不需要传统的空调制冷及暖气采暖，运行中仅需少许电能即可满足制冷采暖要求。这种来自德国的被动式低能耗建筑，在河北省的观摩者中间产生了重要影响。
（三）唐山与德国合作的正影响。2004年12月，河北省唐山市被确定为中德技术合作“中国既有建筑节能改造”示范城市。唐山选择河北一号小区509号、512号、515号3栋住宅楼实施节能改造。2006年，这3栋住宅楼改造完成。全部改造后的河北一号小区(建筑面积23万平方米、居民5010户)，被评为河北省2010年度“十佳建筑节能示范小区”。广大市民对既有建筑节能改造赞扬有加，唐山的“既改”工作成为河北省的领头羊。唐山因与德国合作而开创了中国“既改”的先河，这就使河北对德国建筑节能有一种认同感。
被动式低能耗建筑示范项目的实践举例
（一）秦皇岛“在水一方”住宅小区C区被动式低能耗建筑
秦皇岛“在水一方”住宅小区坐落在海港区大汤河畔，规划占地840亩，建筑面积150多万平方米，分A、B、C、D、E、F6个区。其中，“在水一方”C区8栋住宅楼和一栋小学，相继列为住房和城乡建设部中德被动式低能耗建筑示范项目。其中的被动式低能耗住宅建筑，系我国最先将该技术应用于普通高层住宅项目。“在水一方”C区被动式低能耗建筑示范项目总建筑面积79256平方米，其中一期工程26447平方米，二期工程52809平方米。一期工程于2012年3月正式开工，计划2013年竣工；二期工程计划2013年开工。
一期工程26447平方米、4栋住宅楼全部完成主体封顶，其中C15号楼外墙外保温、外窗等已全部安装完毕，室内正在进行装修，一、二层共6个样板间已经进入测试阶段。测试内容包括温度、湿度、CO2浓度、噪音、气密性、外围护结构内表面温度（含屋顶、东山墙、西山墙）等；实际空调（采暖）系统的运行能耗和家庭全部能耗；专用多功能空调机组的性能参数。
被动式低能耗建筑因其极佳的保温性、气密性、无热桥设计和高效的热回收设备等措施，节能效果十分显著。按秦皇岛地区5个月采暖期计算，“在水一方”C区4栋被动式低能耗住宅与节能65%住宅相比，年可节约标煤321吨，减少CO2排放866.7吨，节省采暖费约45.3万元。此外，被动式低能耗住宅与普通住宅相比，还可节约热交换站、热力管网占用土地等发生的工程费用。被动式低能耗住宅极大地降低了能源需求，减少了城市基础设施建设投资。
当然，被动式低能耗住宅建筑的投资（一次性投资）是高于节能65%住宅的。据测算，“在水一方”C区4栋被动式低能耗住宅与节能65%住宅相比，每平方米的增量成本约为600元左右，主要包括带新风的热回收系统（该设备冬季供热、夏季供冷）、外墙外保温加厚、门窗品质提高等增多的费用。但是，其运行费用（主要包括冬季供热、夏季供冷等）却是大大降低了，而且被动式低能耗住宅建筑无需再安装空调设施。
（二）河北省建筑科技研发中心被动式低能耗建筑示范项目
2010年9月开始筹建的河北省建筑科技研发中心，位于石家庄鹿泉市上庄镇，计划总占地面积286亩，总建筑面积25万平方米，分三期进行建设，2017年完成。
2012年11月，河北省科技厅批准成立“河北省绿色建筑产业技术研究院”，设在河北省建筑科技研发中心。研发中心现正建设的被动式低能耗建筑有2个。
一个是中德被动式低能耗建筑示范项目。该项目系住房和城乡建设部2012年国际技术合作项目，建筑面积1.4万平方米，建筑功能主要为科技研发和实验中心。2012年6月开工，计划2013年8月完成主体工程，2013年底竣工。按德国被动式低能耗建筑、国家三星级绿色建筑标准设计。采用外墙保温、屋顶保温、节能门窗、可调节外遮阳、自然通风、高强钢筋、管网防渗漏、中水回用、光热转换、新风系统、地源热泵、地下室光导照明、红外感应照明控制等31项节能技术。预计每年节约标煤224吨，减少二氧化碳排放586吨。与我国公建节能标准50%相比再节能81%（即节能90.5%）。
一个是科研办公楼（2号楼）。建筑面积1.1万平方米，集实验、研究、办公等于一体。2012年6月9日开工，主体结构已完工，计划2013年7月竣工。按德国被动式低能耗建筑、国家三星级绿色建筑标准设计。在节能门窗、外墙保温、太阳能光热转换、分质供水、节水、水蓄能（整栋楼的供冷供热采用水蓄能技术对电能移峰平谷）新风系统高效热回收、红外感应照明控制、可调外遮阳、智能照明控制、能耗监测等11个节能技术方面优于普通三星级绿色建筑。预计每年节约标煤168吨，减少二氧化碳排放439吨。与我国公建节能标准50%相比再节能80%（即节能90%）。
(三)唐山启新水泥工业展览馆职工中心被动式低能耗建筑
唐山启新水泥工业展览馆职工中心被动式低能耗建筑，坐落于唐山市路北区启新1889工业博物馆区内，总建筑面积为600.56平方米。工程主体为框架结构，地上2层，地下1层。2012年8月开工建设，当年12月竣工投入使用。这座被动式低能耗建筑的面积虽只有600平方米，小“麻雀”却展示了多种建筑节能新技术。每年单位平方米一次能源消耗设计值不超过15KWh：夏季制冷时，每年单位平方米一次能源消耗14.74KWh；冬季供热时，每年单位平方米一次能源消耗13.22KWh。
在工程建筑气密性方面，唐山启新水泥工业展览馆职工中心被动式低能耗建筑气密性好，外墙、屋面、地基、外门、外窗等围护结构传热系数小。我国公建节能标准为50%，唐山启新水泥工业展览馆职工中心被动式低能耗建筑可达到90%左右。在每年的采暖季节，普通公建运行维护费用按折算后的采暖面积计算每平方米为40元，唐山启新水泥工业展览馆职工中心被动式低能耗建筑采暖季节维护费用每平方米仅为12.2元。
在工程建筑舒适度方面，该项目室内空气相对湿度40%~60%，室内温度18℃~26℃，房间内表面温度不低于室内温度3℃，室内空气平均流速小于0.15m/s。采用3台交换机的VRV中央空调新风系统，集多种功能于一体且零部件均置于机器内部，使用时接上管道通上电源即可。双风道设计，引入新风的同时排出浊气，让室内外的空气流动起来，不存在一般通风设备带来的正压、负压问题。内置高效热交换器，最高效率可达85%。新风多重过滤，去菌除尘后进入室内，确保室内空气清新宜人。
被动式低能耗建筑示范项目的工作组织
（一）领导重视——开展示范项目建设的关键。住房和城乡建设部部长姜伟新、河北省副省长宋恩华，分别于2011年8月、2012年10月考察秦皇岛“在水一方”C区被动式低能耗建筑示范工程；河北省长张庆伟、副省长宋恩华于2012年11月考察河北省建筑科技研发中心中德被动式低能耗建筑示范项目建设；宋恩华还亲自主持洽谈引进中德合作项目，多次协调解决建设中存在的问题。省有关部门安排专项资金支持示范项目建设。河北省还提出，近两年内每个设区市都要建成一个被动式低能耗建筑示范项目，让被动式低能耗建筑和绿色建筑理念覆盖所有建筑。
（二）宣传培训——开展项目建设的前提。秦皇岛“在水一方”C区2011年7月完成了样板间的建设，并向社会公众开放，进行实物宣传。随着4栋示范项目建设的加快，已先后接待国内外观摩团组40多批，共计1000多人。依托示范项目建设，联合德国能源署和外墙外保温质量联盟，对秦皇岛市和省建研院、设计院，各市建设、设计、施工、监理以及建筑节能主管部门300多人进行了技术培训。示范项目承担单位秦皇岛五兴房地产有限公司，还在全省建筑节能与科技工作座谈会上做了技术专题讲座。
（三）制定标准——开展示范项目建设的保证。开展中德被动式低能耗建筑示范项目建设，目的在于研究大面积推广这类建筑所需解决的一系列技术问题，为政府节能减排工作提供技术支持和决策依据。为此，河北省正在组织编制《河北省被动式低能耗居住建筑节能设计标准》，计划2013年上半年完成。此外，正在组织编制的被动式低能耗建筑施工工法，将为全省其他城市顺利开展示范项目，进而在全省大面积推广提供技术支持。（作者系河北省住房和城乡建设厅建筑节能与科技处处长）
