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【摘 要】 众所周知，建筑行业是耗能大户，在我国资源能源短缺日益严重的形势下，发展节能型建筑是势在必行的。本文以中德被动式低能耗建筑示范项目——大连金维度项目为平台，深入研究被动式建筑的设计理念，探究被动式建筑在建筑设计中的实施及发展前景。
【关键词】 被动式建筑；居住建筑；围护结构；气密性
随着我国社会经济建设步伐的不断加快，城市建筑数量日益增加，能源消耗问题也日益加重。然而，我国是一个资源相对缺少的国家，但是建筑业的高能耗更加加剧了我国资源短缺的问题。因此，推行建筑被动式节能成为了建筑业减少资源消耗的头等任务，这样不仅可以缓解我国资源短缺的问题，还可以适应社会的发展主题，保护环境，做到可持续发展。在全球日益增长的能源消耗中，约有一半用于建筑的建造、使用及维护。一方面，人们对建筑室内环境提出越来越高的要求；另一方面，又必须尽可能地降低建筑能耗。这是矛盾的协调过程，需要各相关因素的考量和处理技巧。因此，在建筑设计中采用高能效的建筑节能方法尤为重要。节能的意义又在于气候保护，减少二氧化碳的排放，降低供暖制冷能耗，且高能效建筑更容易保值。
那么，什么是高能效建筑呢？我们通常所说的可持续性建筑就是高能效建筑，但是高能效建筑未必是可持续建筑。那是因为可持续建筑是从多角度出发（包括能效性能在内），考量建筑的生态、经济和社会可持续性。高能效建筑只是可持续性建筑范畴中的一部分。相比常规节能建筑，被动房供暖能耗通常可以降低75%。高能效建筑包含太阳房、节能房、低能耗建筑、被动式建筑、零采暖建筑、正能效建筑。
首先，被动式建筑节能的前提是保证室内热环境的舒适度，不同气候条件下的室内热环境舒适度差异甚大，不同的气候条件与室内热舒适度要求，决定了不同的设计模式。大连市位于寒冷Ⅱ（A）气候区，被动式建筑节能设计的重点是解决冬季供暖，提高围护结构的热工性能，提高室内舒适度，从而将建筑能耗尽可能降低到最低限度。影响热舒适度的显著因素如空气温度，表面温度，局部温差（垂直温差和水平温差），通风，室内相对空气湿度，着装和活动程度。最佳的相对湿度为35—55%，湿度过高时会产生霉菌，湿度过低时可能损害木地板或家具，而且湿度过高或过低都会影响健康，尤其是皮肤和呼吸道。不同房间感知温度的舒适度为起居室20-22℃，卧室16-18℃，浴室24-26℃。并控制墙体内表面温度与室内空气温差低于4K，不同房间的表面温度（热辐射不对称）温差低于5K，地面与头顶间空气温差低于3K。正常供热房间的室温限值为17°（低），20°（中），23°（高）。同样的室外空气-12℃，室内空气21℃的情况下，普通节能建筑外窗内表面温度为9℃，被动房外窗内表面的温度达17℃。使用常规中空双玻保温窗的房间，玻璃表面温度较低，辐射温度不对称过高，需要在窗下增设暖气片。相反，被动房使用三玻两中空被动房标准窗的房间，玻璃表面温度较高，辐射温度不对称较小，不需要在窗下增设暖气片。
被动式建筑需要满足的几个关键数据：一是保温系统的传热系数。屋面、外墙和地板的传热系数应控制在0.15W/㎡·K以内，外窗的传热系数控制在0.8 W/㎡·K以内；采用三玻两中空被动窗；夏季注意遮阳。二是采用无热桥建筑设计、施工以及采用高能效设备（尤其屋檐、窗上、窗下、与地面接触的部位以及各种转角部位等）。三是气密性n50≤0.6/h-1。四是采用热回收率高达75%以上的可调控新风系统，电耗不超过0.45 Wh/m3；供暖需热量≤15kWh/（㎡·a），供暖热负荷≤10W/㎡，制冷需求≤15kWh/（㎡·a），一次能源需求≤120kWh/（㎡·a）；低温频率≤10%。被动式建筑供暖尚需补充少量的能源，尽量利用可再生能源提供。
其次，被动式建筑节能的关键在于保证良好的整体气密性和细节部位气密性。气密性的重要性主要体现在三个方面：一是在建筑损坏方面防止结露的产生；二是在提高能效方面降低通风热损失；三是在居住质量和舒适度方面避免穿堂风，保证热舒适度，避免冷空气團出现，保证围护结构的保温性能，保证隔音效果。
良好的气密性并非自然而然形成的，底层由水泥地板形成，外墙部分由外墙内抹面和水泥楼板连接形成，窗户部分由等级为3的气密性胶带和内抹面层连接形成，屋顶部分由防水材料和内抹面连接形成。气密层设计需要在所有环节中予以考虑，如精细的设计和施工，完工后通过测试。尽量避免在项目最后更改设计，否则会带来缺陷和问题暴露在使用过程中，若返工，维修的代价非常昂贵。设计尽量减少繁琐的装饰性细节可避免很多不必要的问题出现，合理安排施工顺序，进行多次气密性测试。
设计时严抓容易出现问题的几个点，如屋顶与墙壁，百叶窗，窗户和墙壁，窗户接缝，
门墙角，屋面，屋顶渗透，檐口，墙面，墙壁裂口，钻孔，电工布线管穿墙。施工精细程度也将影响气密层。材料搭接部位最容易产生气密性破坏，如檐口处，在搭接的构件上粘贴气密胶带材料，并在上面抹灰覆盖。排管布线时应保证不破坏气密层。为了能够在被动房中实现最佳的气密性，可安装气密插座、气密性套环，从而实现导线穿孔点处清洁、气密性的粘贴。尽量避免在外墙和屋顶上开口，或将其降低到最小。某些必要的开口在规划时需特别留意，实际施工中更是需要严格精细的操作。贯穿处须及其小心，精细地使用专用粘胶带气密粘贴。选用灵活有弹性的粘胶带，可以轻松的协调零件移动。
气密性测试方法采用鼓风门测试。即将风扇气密的安装在窗户或门的开口处，通过风扇的转速调节在楼内形成一个压差，测试压差为50Pa时，整栋建筑的空气流量在一小时内交换的次数。分三个阶段进行测试：第一阶段是负压≥50Pa时泄露检测，第二阶段是分别测试负压在5-10Pa和60-10Pa时的空气流量；第三阶段是正压≥50Pa时泄露检测。可测量的空间大小取决于风扇的电容和围护结构质量。气密性测试的结果n50≤0.6h-1即为合格。
【关键词】 被动式建筑；居住建筑；围护结构；气密性
随着我国社会经济建设步伐的不断加快，城市建筑数量日益增加，能源消耗问题也日益加重。然而，我国是一个资源相对缺少的国家，但是建筑业的高能耗更加加剧了我国资源短缺的问题。因此，推行建筑被动式节能成为了建筑业减少资源消耗的头等任务，这样不仅可以缓解我国资源短缺的问题，还可以适应社会的发展主题，保护环境，做到可持续发展。在全球日益增长的能源消耗中，约有一半用于建筑的建造、使用及维护。一方面，人们对建筑室内环境提出越来越高的要求；另一方面，又必须尽可能地降低建筑能耗。这是矛盾的协调过程，需要各相关因素的考量和处理技巧。因此，在建筑设计中采用高能效的建筑节能方法尤为重要。节能的意义又在于气候保护，减少二氧化碳的排放，降低供暖制冷能耗，且高能效建筑更容易保值。
那么，什么是高能效建筑呢？我们通常所说的可持续性建筑就是高能效建筑，但是高能效建筑未必是可持续建筑。那是因为可持续建筑是从多角度出发（包括能效性能在内），考量建筑的生态、经济和社会可持续性。高能效建筑只是可持续性建筑范畴中的一部分。相比常规节能建筑，被动房供暖能耗通常可以降低75%。高能效建筑包含太阳房、节能房、低能耗建筑、被动式建筑、零采暖建筑、正能效建筑。
首先，被动式建筑节能的前提是保证室内热环境的舒适度，不同气候条件下的室内热环境舒适度差异甚大，不同的气候条件与室内热舒适度要求，决定了不同的设计模式。大连市位于寒冷Ⅱ（A）气候区，被动式建筑节能设计的重点是解决冬季供暖，提高围护结构的热工性能，提高室内舒适度，从而将建筑能耗尽可能降低到最低限度。影响热舒适度的显著因素如空气温度，表面温度，局部温差（垂直温差和水平温差），通风，室内相对空气湿度，着装和活动程度。最佳的相对湿度为35—55%，湿度过高时会产生霉菌，湿度过低时可能损害木地板或家具，而且湿度过高或过低都会影响健康，尤其是皮肤和呼吸道。不同房间感知温度的舒适度为起居室20-22℃，卧室16-18℃，浴室24-26℃。并控制墙体内表面温度与室内空气温差低于4K，不同房间的表面温度（热辐射不对称）温差低于5K，地面与头顶间空气温差低于3K。正常供热房间的室温限值为17°（低），20°（中），23°（高）。同样的室外空气-12℃，室内空气21℃的情况下，普通节能建筑外窗内表面温度为9℃，被动房外窗内表面的温度达17℃。使用常规中空双玻保温窗的房间，玻璃表面温度较低，辐射温度不对称过高，需要在窗下增设暖气片。相反，被动房使用三玻两中空被动房标准窗的房间，玻璃表面温度较高，辐射温度不对称较小，不需要在窗下增设暖气片。
被动式建筑需要满足的几个关键数据：一是保温系统的传热系数。屋面、外墙和地板的传热系数应控制在0.15W/㎡·K以内，外窗的传热系数控制在0.8 W/㎡·K以内；采用三玻两中空被动窗；夏季注意遮阳。二是采用无热桥建筑设计、施工以及采用高能效设备（尤其屋檐、窗上、窗下、与地面接触的部位以及各种转角部位等）。三是气密性n50≤0.6/h-1。四是采用热回收率高达75%以上的可调控新风系统，电耗不超过0.45 Wh/m3；供暖需热量≤15kWh/（㎡·a），供暖热负荷≤10W/㎡，制冷需求≤15kWh/（㎡·a），一次能源需求≤120kWh/（㎡·a）；低温频率≤10%。被动式建筑供暖尚需补充少量的能源，尽量利用可再生能源提供。
其次，被动式建筑节能的关键在于保证良好的整体气密性和细节部位气密性。气密性的重要性主要体现在三个方面：一是在建筑损坏方面防止结露的产生；二是在提高能效方面降低通风热损失；三是在居住质量和舒适度方面避免穿堂风，保证热舒适度，避免冷空气團出现，保证围护结构的保温性能，保证隔音效果。
良好的气密性并非自然而然形成的，底层由水泥地板形成，外墙部分由外墙内抹面和水泥楼板连接形成，窗户部分由等级为3的气密性胶带和内抹面层连接形成，屋顶部分由防水材料和内抹面连接形成。气密层设计需要在所有环节中予以考虑，如精细的设计和施工，完工后通过测试。尽量避免在项目最后更改设计，否则会带来缺陷和问题暴露在使用过程中，若返工，维修的代价非常昂贵。设计尽量减少繁琐的装饰性细节可避免很多不必要的问题出现，合理安排施工顺序，进行多次气密性测试。
设计时严抓容易出现问题的几个点，如屋顶与墙壁，百叶窗，窗户和墙壁，窗户接缝，
门墙角，屋面，屋顶渗透，檐口，墙面，墙壁裂口，钻孔，电工布线管穿墙。施工精细程度也将影响气密层。材料搭接部位最容易产生气密性破坏，如檐口处，在搭接的构件上粘贴气密胶带材料，并在上面抹灰覆盖。排管布线时应保证不破坏气密层。为了能够在被动房中实现最佳的气密性，可安装气密插座、气密性套环，从而实现导线穿孔点处清洁、气密性的粘贴。尽量避免在外墙和屋顶上开口，或将其降低到最小。某些必要的开口在规划时需特别留意，实际施工中更是需要严格精细的操作。贯穿处须及其小心，精细地使用专用粘胶带气密粘贴。选用灵活有弹性的粘胶带，可以轻松的协调零件移动。
气密性测试方法采用鼓风门测试。即将风扇气密的安装在窗户或门的开口处，通过风扇的转速调节在楼内形成一个压差，测试压差为50Pa时，整栋建筑的空气流量在一小时内交换的次数。分三个阶段进行测试：第一阶段是负压≥50Pa时泄露检测，第二阶段是分别测试负压在5-10Pa和60-10Pa时的空气流量；第三阶段是正压≥50Pa时泄露检测。可测量的空间大小取决于风扇的电容和围护结构质量。气密性测试的结果n50≤0.6h-1即为合格。