中国建筑第二工程局有限公司 河北石家庄 050000
摘要：现如今，我国是经济迅猛发展的新时期，我国一直面临着能源危机、环境日益恶化等问题。建筑节能已成为全社会的共识，寻找一种合适的绿色节能设计方法势在必行。被动式建筑节能，是通过利用自然气候资源的生态建筑设计理念，因而更加绿色环保，成为建筑节能发展的必然趋势。文中针对我国各气候区不同气候特征，主要对被动式太阳能采暖、围护结构优化设计、自然通风、蒸发冷却这4种被动式建筑节能技术在不同地区的适用性分析。目的在于用各地区不同优势气候条件做到因地制宜地降低对能源的消耗和利用。
关键词：被动房技术；被动式超低能耗；建筑气候区域；过渡季能耗
引言
被动式建筑节能技术是以非机械电气设备干预手段实现建筑能耗降低的节能技术，具体指在建筑规划设计中，通过对建筑朝向的合理布置、遮阳的设置、建筑围护结构的保温隔热技术、有利于自然通风的建筑开口设计等实现建筑需要的采暖、空调、通风等能耗的降低。相对"被动式"技术的是主动式技术，即指通过机械设备干预手段为建筑提供采暖空调通风等舒适环境控制的建筑设备工程技术，主动式节能技术则指在主动式技术中以优化的设备系统设计、高效的设备选用实现节能的技术。
1被动房技术的设计原则：尽量不涉及设备/系统
在德国被动房最核心的技术措施中，出于“被动式”的理念，希望建筑物拥有自身达到热平衡的能力，从而尽最大努力避免应用机械系统来辅助，以减少设备能耗。而其中新风热回收技术本身，则属于尽最大努力加强围护结构热工性能，尤其是对围护结构气密性大幅度提高后，使得建筑物失去了“无组织换气”的能力，进而使得室内外空气置换严重不足，而采用的不得已的补充。对于不得不使用新风补充的这部分功能，在技术上也仅限制要求作显热回收，而对空气湿度不作处理。除此以外，室内的空气品质，如CO2浓度和空气相对湿度，在被动房技术中也没有针对性的措施应对。即被动式技术是以供热季的热舒适为唯一目标，兼顾人员新风的最低要求的一种技术方案。能够对室内空气品质加以影响的唯一变量，就是新风量的变化。
2被动式建筑技术原理的季节及气候区域局限性
2.1加强围护体系保温性
围护结构的保温隔热和气密性是被动式建筑的一大特点。在欧洲目前的“被动房”建筑中，外墙和屋面的保温材料较多的采用XPS挤塑聚苯板以及岩棉等超保温材料，为达到“被动房标准”所采用的的保温层厚度都非常大。例如:德国达姆施塔特建成的第一座“被动房”建筑中，外墙就采用275mm的EPS聚苯保温板，屋面采用445mm的岩棉保温。
2.2针对普通民众，逐步普及被动式建筑的知识
在被动式建筑的宣传和推广工作上，政府应作为主要推动者，让普通民众逐步认识被动式建筑，认识被动式建筑的特点和性能以及与传统型建筑相比时的优越性。政府可以从以下几个方面入手：一是在机场、车站、商场、影剧院等公共场所播放被动式建筑相关的宣传片；二是在各小区定期举办有关被动式建筑的讲座以及免费发放相关的书籍；三是组织民众参观被动式建筑的建设工地，让他们切身感受被动式建筑。通过以上措施的实施，让民众在以后被动式建筑的建设过程中，积极配合政府部门的工作，支持被动式建筑的发展。
2.3建立在内外扰抵消基础上的被动式热平衡被动式理念很重要的一点是用“内扰”抵御“外扰”。“扰”的概念，是破坏原有平衡的干扰因素。在建筑热物理上，“扰”便是破坏原有建筑热平衡的热量传递。
而以“扰”的来源区分，可分为“外扰”——与室外气象条件相关，和“内扰”——和室内的使用方式和强度相关。“外扰”，可能是得热（夏季），从而最终形成“冷负荷”，也可能是失热（冬季），从而形成热负荷。而“内扰”则几乎仅为得热。在目前的教科书中，“内外扰”这个概念更多用于说明夏季冷负荷的生成；在冬季，“内扰”往往被默认为补偿型的得热，从而忽略不计。外扰的特征是与室外气象条件成正相关关系。首先起决定因素的是建筑物所在地，其决定了外扰的绝对量级。同时外扰也随着日夜、季节由正到负持续变化。在围护结构的作用下，部分外扰（如墙体传热）对室内温度的影响有一定的迟滞性。内扰的特征是与室内使用情况成正相关关系。室内用途决定了内扰总的绝对量级，使用时段、节奏又决定了其发生的总量。同时，内扰几乎在所有场合均为正值，即各类能源形式在经过转换（灯光、设备应用）或纯粹散热（人体散热）后，形成对室内的热量输入。内扰在很多场所不是连续值，如商场、学校、影院等。内扰可能通过围护结构和室内材料的蓄热能力的吸收而并不直接作用到室内温度变化上。考虑室内舒适度和建筑节能，排除卫生、洁净方面的要求，则是在全年寻找理想的方式来实现热平衡。从该角度而言，主、被动的区别仅为维持热平衡的手段：主动式诉诸设备系统，被动式诉诸围护结构。
2.4围护结构优化设计地区分析
我国北方严寒地区1月平均气温低于－10℃，寒冷地区1月气温－10～0℃。这2地区建筑物主要应满足冬季保温、防寒等要求，这就要求此地区的建筑具有很好的保温隔热性与气密性。通过对比可知，被动式建筑在这2个地区的外围护结构设计上较我国65%节能设计标准都有很大的提高。对严寒和寒冷地区典型被动建筑对比分析可知:这2个地区的外围护结构保温材料都能达到很好的保温隔热性能。加强围护结构保温性和气密性能有效减少冬季室内热交换，结合被动式太阳能采暖就能使房间内维持在一个较舒适的环境状态，可以极大减少对传统集中供热能源的消耗。
2.5加大被动式建筑基础工作的研究力度
国内对被动式建筑的理论研究相对较少，概念界定较为模糊，基础理论研究缺乏。同时，现有的被动式建筑的标准大部分是基于欧洲冬冷夏凉地区的中性气候特征制定的[3]。目前，被动式建筑在设计和建造过程中，缺乏相关的规范和标准。我国幅员辽阔，地形复杂。由于地理纬度、地势等条件的不同，各地气候相差悬殊。从严寒区到炎热区。研究人员要在主动式节能技术的基础上研究各气候区的自然因素对建筑的影响，梳理各气候区的地方性建筑材料和构造做法，以及制定被动式建筑相关参数标准，对于相关的被动式技术要寻求突破。
2.6“被动式”理念将建筑节能问题简化为减少外扰的问题
德国被动房技术所采用的各项节能技术手段，是通过改变围护结构的热工性能，使得外扰与内扰之间达到热平衡。即以增强各项热工性能指标的方式，使得外扰尽可能减少，从而与内扰形成热平衡。但通过内外扰特性分析，可以认为这种热平衡是有前置条件的，在前置条件不具备的场合，被动式节能理念则需要评估其可行性。具体而言，形成被动式理论所需要的热平衡状态，需要内外扰互为抵消的状态。内扰在所有发生时段均为正值，而外扰则在供热季为负值，供冷季为正值，过渡季则在正负之间变化。即希望通过内外扰形成热平衡，只能在供热季和部分过渡季。如果进一步排除过渡季，则被动式的适用场合仅限于供热季。
结语
按以上分析的结果，以德、奥两国为背景发展而来的德国被动房节能技术的适应范围局限于与德、奥相似的气候区域，即中国建筑气候分区中的寒冷地区。而其它地区则由于气象条件的差异，需要对被动式节能技术进行技术路线的思考、检讨及修正。而“近零能耗技术”则更加能够适应多种气候区域和不同季节。
参考文献
[1]李雪光.伟大节能房:被动式技术在夏热冬冷地区的应用[J].建设科技,2015,(15):78-79.
[2]沃尔夫冈•菲斯特,郭凌,盛巳宸等.中国的被动房发展——健康、舒适、经济与可持续[J].动感(生态城市与绿色建筑),2016,(03):31-37.