概念
建築師為房子設計了密封的外殼,所以房屋幾乎沒有任何熱量散失,也沒有任何冷風吹進來。“被動式房屋”不僅能夠通過陽光加熱,甚至可以利用家電或居住者身體釋放的熱量保溫。
在德國,“被動式房屋”的建築成本僅比傳統房屋高出5%-7%。新型設計採用了精巧的中央通風系統,進氣管和排氣管並排安置,溫暖空氣排出去的同時,清潔的冷空氣引進來,熱交換效率可達90%。
據《紐約時報》報導,全世界大約有15000座“被動式住宅”,絕大多數建在德語區國家或斯堪的納維亞半島。1991年,德國物理學家沃爾夫岡費伊斯特(Wolfgang Feist)建造了第一座“被動式住宅”。但是由於語言的關係,“被動式住宅”理念的傳播受到了延緩。
“被動式住宅”行業在德國已經蓬勃發展,法蘭克福的學校就採用這種技術建造校舍。此外,其流行範圍正在擴展。歐洲委員會(European Commission)正推動該類房屋的建築,歐洲議會(European Parliament)也提議,在2011年之前新建築要符合“被動住宅”標準。
如今,Passivhaus已經成為一個行業標準,其要求是每平米每年的採暖能耗低於10度電。這個標準非常高,比目前德國的平均標準低18倍,比英國低16倍。從這個數字就可以看出老式房屋的浪費有多嚴重!
Passivhaus達到這一目標靠的是5條:1,牆體隔熱;2,減小窗戶面積;3,接縫處密閉;4,杜絕不必要的空氣交換通道;5,通風前對空氣進行熱交換。
據Feist計算,建造一幢獨門獨院的Passivhaus所花費用比普通房屋貴15000歐元,節約的能源按照今天的價格需要12年就能收回成本。但實際情況比這個估計要差。據統計,因為大部分建築公司都缺乏經驗,第一批這類房屋的建造成本都會比原計畫貴40%左右。但隨著經驗的提升,Feist的預算是不難達到的。
節能房屋雖然貴,但住過的居民都說好,原因在於這種房子提高了生活質量。想想看北京冬天的時候很多房屋的暖氣都不足,屋內很冷,住起來並不舒服。而且北京的空氣污染和噪音污染都很嚴重,這兩個問題Passivhaus都能解決。
目前全世界已建成的,達到此標準的房屋不足15000幢,但這個趨勢已是不可阻擋。比如,英國政府要求到2016年時所有英國新蓋的房子都必須達到 “零排放”(Zero Carbon),也就是說,除了節能標準很高外,所需能源必須來自風電太陽能或者生物質能這類可再生能源。
案例
英國的《可持續發展住宅規範》制定了走向低碳住宅的三個步驟:“到2010年減少二氧化碳排放量25%,到2013年減少排放量14%,到2016年達到零碳排放”。 這令人聯想到英國最早的“零能耗”住宅---貝京頓居住小區,其實這個小區的建造始終貫穿著被動式住宅的設計理念,為人們的居住可持續發展提供了樣板。
地處北歐的瑞典在馬爾默市建設了聞名於世的“Bo01住宅示範區”。這個小區充分利用可再生能源,大幅度地降低了碳排放量。其採取的主要技術措施包括:提高住宅圍護結構的節能降耗效果,增加保溫隔熱層厚度;增加外窗遮陽設備;利用自然通風和新風系統,置換室內空氣;建設2兆瓦風力發電站,可滿足小區99%的用電需求;安裝120平方米的太陽能光伏電池系統,1400平方米的太陽能板,可滿足小區1%的用電需求;利用地源熱泵解決冬季供熱、夏季製冷問題,可滿足小區85%的供熱需求、100%的供冷需求。被動式住宅的通用技術在這裡集成整合,發揮得淋漓盡致。
我國發展
就現階段我國產業化現代化水平,在經濟發達或較為發達的一二線城市建設“被動式高層住宅”是完全可能的,起碼能做到以下幾點:
加厚外牆屋面圍護結構的保溫隔熱層厚度,尤其在北方地區可採用150厘米的聚氨酯材料;採用三層玻璃的節能窗,增加外窗的氣密性和絕熱性;嚴格控制窗牆比,北向窗戶開窗寬度滿足採光低限為宜,南向窗戶避免設計飄窗和落地窗,南向大玻璃窗以下定要留出30厘米 40厘米的低窗台,以便安裝散熱器,有利於加熱從窗戶滲透進來的冷空氣。這三點是建立被動式住宅的先決條件,可一步達到節能75%以上的要求。 此外,還可在外窗增設遮陽設施。北方地區宜採用帶保溫材料的鋁合金百葉捲簾或木製百葉窗;採用高效採暖末端設備,並實現分戶計量控制,應季應時調節室內溫度;增加新風置換系統,採用可進行熱交換的新風設備;採用太陽能分戶供熱水或集中供熱水系統,節約用電,減少燃氣消耗和二氧化碳排放;採用光伏電池供電系統,解決高層公共區的照明和室外環境照明;採用中水回用、雨水收集技術,節約用水;採用垃圾生化處理技術,實現垃圾就地減量,減少對環境的污染。