你想知道的被動房核心知識！

大家好，我是留德咩，許久不見，甚是想念。3月份的時候回國呆了一段時間，同時參加了綠色建筑研習社組織的PHI（Passivhaus Institut）2018年首場被動房設計師/咨詢師的培訓及考試，這篇文章就給大家介紹一下培訓相關的信息及趣事。文章共分以下5個部分：

1. 被動房設計師/咨詢師介紹

2. 你想知道的被動房核心知識

3. 帥氣且富有親和力的Dawid老師

4. 讓Dawid老師“漲知識”的項目趣事

5. 收獲與思考

首先，讓我們簡單回顧下什么是被動房？被動房指通過極佳的外圍護結構，帶有熱回收功能的新風系統及無熱橋設計等手段，同時使用可再生能源使房屋在不需要傳統供暖的情況下仍能保持高舒適性，極大程度的降低能源需求。

被動房能耗相比傳統建筑降低80%以上

被動房設計師／咨詢師是全球權威，專業(yè)的被動房技術資格認證。通過培訓，一方面，對被動房的標準，原理及相應對計算方法等理論知識有系統專業(yè)的認知，另一方面，可以接觸到一些實際項目的例子，比如項目在設計，建設過程中出現的問題及相應的解決方案。參加培訓并通過考試后，就可以從事被動房設計及咨詢相關的工作，同時有權力使用如下的被動房設計師／咨詢師印章。

具體信息參見：http://www.passivhausplaner.eu

此次培訓，從被動房的五個設計原則入手，逐一展開，對每個原則進行了詳細的，理論結合實際的講解，同時也拓展了建筑物理，被動房設計軟件PHPP，被動房經濟性等相關知識。

原則一：良好的外保溫結構

一個良好的外保溫結構是被動房降低能耗的核心。

被動房要求屋頂，外墻樓板圍護結構傳熱系數U值要低于0.15W/(m²k)，因此就要采用傳熱系數較低的保溫材料。目前比較流行的主要是木結構和砌體結構。

得益于木材較低的導熱系數，木結構建筑擁有良好的保溫性能，歐洲木材資源相對豐富而且樓層不高，因此在歐洲采用木結構來保溫尤為常見。目前常用的是雙龍骨和木工字梁等木結構。木結構厚度一般為25cm-40cm，視需求而定，同時在內外板之間填充大量的保溫材料，比如保溫棉，纖維素，聚氨酯泡沫等保溫材料。

木結構多用于低層建筑，在國內的高層建筑上還是以鋼筋混凝土等結構為主，此時我們就要對建筑的地板，外墻及屋頂等結構做保溫處理。經過多年發(fā)展，目前已有多種保溫材料可供選擇，防火性能較好的巖棉，EPS/XPS板，低熱傳導氣塊及可用于預制建筑的合成板等。在建筑等不同部位要合理搭配不同的保溫材料，使最終的保溫性能達到最優(yōu)。此圖為河北涿州被動房項目的保溫結構。

對于外保溫結構而言，除了高性能保溫材料和適當保溫結構的選取，房屋本身的體型系數及窗墻比也至關重要，這也是在設計階段就要考慮的問題。

體型系數，即建筑表面積與體積的比值（A/V），它表示建筑的緊湊程度，表面積越大，熱損失就越多。較優(yōu)的體型系數A/V<0.7m²/m³。

窗墻比，即建筑表面窗戶面積與墻體面積的比值，由于窗戶的散熱及得熱系數均遠高于外墻，因此在陽光充足的南立面應該增大窗戶的面積，而在陽光叫少的北立面及東西立面則可以減少窗戶面積。

原則二：無熱橋設計

通過熱橋，一方面會有大量的熱能散發(fā)出去，或者從室外大量得熱，加重建筑采暖或制冷的負荷，另一方面，也存在冷凝發(fā)霉的風險，進一步破壞建筑構件，因此在設計被動房時，必須避免熱橋。被動房的熱橋限值：<=0.01W/(mK)。

建筑的所有拐點及與外墻其他構配件的連接點/面都是薄弱節(jié)點，需要特別注意。

紅色的部分表示有大量的熱能損耗

在設計階段，一方面要避免保溫層出現間斷，另一方面要盡可能避免保溫層被各種固定件穿透，被稱為“鉛筆原則”，如果無法避免，則刺穿保溫層材料的導熱系數也要盡可能的降低。

原則三：氣密性

相信大家都有這樣的體驗，明明門窗緊閉，卻還是能感受到室內的空氣流動或者聞到隔壁家誘人的飯香。這就表明建筑圍護結構上存在裂紋，縫隙和細小的空洞。通過這些縫隙，大量的熱能會流失掉，同時產生的氣流導致不舒適感，甚至產生霉菌影響身心健康。被動房的一個核心目標就是保證室內的舒適度與健康的環(huán)境，因此提高建筑氣密性是保證建筑節(jié)能及舒適的重要前提。

被動房的氣密性限值：n50<=0.6 h-1，n50（=V50/V建筑內凈體積）是建筑的換氣率，即在正負壓強差為50Pa的條件下，測定的空氣流量（m³/h）與建筑體積（m³）的比值。比值越大即表明建筑的氣密性越差。

通常我們使用“風門測試”來衡量建筑物的氣密性。

那如何提高建筑的氣密性呢？

首先，可以通過降低房屋本身設計的復雜程度，避免過多的拐點和連接點。

其次，氣密性材料的使用。對混凝土和砌塊結構進行濕抹灰，并粘貼隔氣膜或增強型建筑墻紙等，同時在連接處用專門的氣密性膠帶進行密封，引入密封墊圈和管套。

最后，現場的氣密性施工也至關重要。比如不可避免的管道穿透，屋面與摸灰墻間的連接等都要用氣密性膠帶進行密封，同時在室內陰角，窗戶內角，窗外角，混凝土樓板等處用氣密性膠帶進行密封。密封膠帶要有一定的延展性。

原則四：被動式門窗

或許你會有這樣的體驗：冬天站在窗前，玻璃上的一層霧氣映入眼簾，即便窗戶下方有暖氣片，仍會感到陣陣涼意襲來。這便是普通窗戶給我們帶來的典型體驗，隔熱性能差，窗戶表面溫度遠低于室內空氣溫度，給住戶一種冷輻射。

冬天大多數供暖建筑室內空氣溫度可以達到20攝氏度左右，而普通建筑的玻璃內表面的溫度往往為12或14攝氏度，一方面容易在玻璃表面形成水霧，損壞構件，另一方面，降低舒適度和健康度。同時，大量的熱能流失到室外，據統計，一棟建筑如果窗戶的面積占到外表面的20%左右，而通過窗戶流失掉熱能將近占了50%。而這對被動房來說是不可接受的，為了滿足被動房的低能耗及高舒適度，被動窗就顯的尤為重要。

被動窗的幾個限值：窗戶U值<0.8W/(m²K)，窗戶安裝U值<0.85W/(m²K)，同時玻璃g值（即陽光透過比率）達到0.5-0.6左右，室內空氣溫度和室內玻璃表面的輻射溫差<4.2度。

最大化玻璃，最小化窗框。這是由于窗框的熱傳導性能遠高于玻璃的，特別是一些鋁合金窗框。

仔細選擇窗戶朝向，并采取有效遮陽。在冬天時更多的通過玻璃得熱，則南立面要增大玻璃的面積，同時考慮到夏天較強的光照，也需要增加遮陽措施，降低夏天的冷負荷。

減少節(jié)點處熱橋。窗戶能否正確安裝，與窗體之間不產生縫隙，降低熱橋，對被動房能否滿足超低能耗指標至關重要。

與空氣阻隔層相連，提高氣密性。

窗下排水避免采用金屬。

目前比較流行的三玻兩腔中間加鍍膜的被動窗。

原則五：帶有熱回收功能的新風系統

可能會有同學問到：既然被動房的氣密性這么好，沒有室內外氣體的對流，那么我們在室內所需的大量新鮮空氣如何獲取呢，室內產生的二氧化碳又如何排出去？這個時候就需要用到新風系統。

新風系統功能如下：

• 可以保證室內空氣的新鮮度

• 回收空氣中的熱量，對新風進行預熱，降低建筑熱負荷

• 增加加熱線圈或制冷線圈調節(jié)室內的溫度，也可以通過除濕裝置調節(jié)濕度，使其保證在舒適，健康的水平。

• 對于國內來說，可以增加空氣凈化裝置，降低空氣中PM2.5等顆粒物含量，提高空氣質量。

• 盡量安置于熱圍護結構以內，這樣可以降低熱損耗。

• 科學合理設計，減少管道長度，可以降低電負荷。

• 排風口安置于衛(wèi)生間，廚房，雜物間等，進風口安置于臥室，客廳等。

• 要對管道進行保溫防護，降低熱損耗。

• 在出風口和排風口都要安裝消音閥，降低室內室外噪音。

培訓的最后一天，還提到了用于被動房設計的工具，PHPP軟件，通過它可以進行被動房熱平衡的計算，通過對建筑構配件材料及厚度對模擬搭配，找到滿足被動房指標的最優(yōu)化方案。

Dawid老師是波蘭裔的奧地利人，建筑物理學專家，從事節(jié)能領域在全世界范圍具有引導性的先鋒實驗項目，在全球范圍內第一個產能建筑的建造過程中他有突出的貢獻并領導完成了中國境內第一個認證的被動式辦公樓。

讓我印象最深刻的是，Dawid老師除了對被動房標準，原理等理論知識有深入的了解，同時分享了他在實踐項目中積累的大量實踐經驗及案例，還有很多檢驗產品及項目質量的小技巧，比如如何用一張A4紙來檢驗窗戶的氣密性，如何用打火機來檢驗三層玻璃之間的鍍膜等。

David老師主持參與的經典項目：

• 中國首個PHI認證的被動式辦公樓

  坐標：中國，河北涿州

  年份：2014-2015

  中國住建部選擇的試點項目，3000平米的辦公樓和2300平米的公寓樓均取得德國被動房研究所PHI認證。在中國設計單位的協作下，完全使用中國的建材并由中國施工單位建造。

• 奧地利首個多層被動式社會經濟適用房

  坐標：奧地利，維也納

  年份：2003-2006

  項目將被動房技術應用到奧地利國家經濟適用房，是全奧首個被動式社會經濟適用房，超高節(jié)能，極低的一次能源消耗，使用者舒適度最佳，且建設成本低入普通的經濟適用房，在當時引起了極大的反響，加速了被動房在奧地利的發(fā)展。

在建筑的設計方案和施工方案都確定后，Dawid老師回到奧地利，專心進行建筑的熱量平衡計算，即根據建筑的外墻，窗戶，屋面，地板等面積及相應選取的不同材料進行熱損失和得熱計算，當Dawid老師再次回到中國，項目部上時，他驚呆了，原本計劃的一棟小建筑和一些窗戶消失啦，詢問原因才知道，應該是甲方請了風水大師過來，大師給出了，“這棟樓擋財，這些窗戶漏財”之類的評價，甲方便修改了施工方案，Dawid老師必須重新計算。

通過此次培訓，我對被動房有了更加系統，全面的認識。同時也感慨被動房在國內發(fā)展速度之快，短短幾年已經由試點項目發(fā)展到大規(guī)模建設，由北方推廣到全國，參與被動房設計師培訓的人數也是指數性增長。在與各位前輩們聊天的同時，感受到他們對于建設，推廣被動房的熱愛，相信在接下來的幾年，被動房會在中國有更好，更快的發(fā)展。感謝綠色建筑研習社的組織，Dawid老師和小海老師傳道授業(yè)。

當然，被動房的發(fā)展也存在一些爭論，特別是在經濟性方面。由于更高的性能要求，被動房在建設過程中使用相比傳統建筑更多的保溫材料及高性能的設備（熱泵，新風系統等），在施工過程中采用更高的質量要求，因此建設成本高于普通建筑。

事實情況確是，被動房研究所對若干個建筑進行多年的跟蹤，對建設成本及運營成本進行綜合分析，發(fā)現被動房相比傳統建筑是更經濟的。究竟為何呢？

1. 計算被動房的成本要從全壽命周期的角度，要同時考慮建設成本的增量和運營過程中能源節(jié)省帶來的收益。運用動態(tài)分析的方法，便可以計算出增量成本回收的年限，之后就是每年節(jié)省能源帶來的凈收益。

2. 被動房的成本是由市場規(guī)模決定的。被動房全產業(yè)鏈發(fā)展的越成熟，其造價就越低。目前奧地利被動房的增量成本僅為3%-5%，德國為4%-8%，已經很接近傳統建筑的水平。

3. 居住在被動房里，可以享受更好的居住環(huán)境和居住體驗，這無疑也是極大的隱形福利。

4. 從社會的角度，考慮到建筑節(jié)能可以降低整個社會的能源消耗，緩解我國能源嚴重依賴進口的壓力，同時也降低了溫室氣體的排放，緩解了環(huán)境治理的壓力。

被動房下一階段的房展，則是在保證建筑本身的熱工性能之外，最大程度的使用可再生能源，降低對傳統能源的使用，也降低建筑對自然的影響，這也是被動房的初衷。