会“呼吸”的房子

吴亚洲

我国力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，是着力解决资源环境约束突出问题的必然选择。“双碳”战略倡导绿色、环保、低碳的生活方式，2019年相关数据显示，建筑领域作为社会能源终端大户，其碳排放占比竟然超过了社会碳排放总量的50%。如果建筑业不走绿色转型和高质量发展道路，势必会在一定程度上影响“双碳”目标的实现。

“十四五”时期是碳达峰的关键期、窗口期。建筑领域开展“双碳”工作，可以从很多方面着手，比如推广绿色建材及低碳技术应用，研发推广利废、节能效果显著的建材产品；大力推广超低能耗、零（近零）能耗建筑，发展装配式装修、装配式构造等装配式建筑，提高建筑可再生能源应用比例；加强建筑用能精细监测、智能管控，开展建筑能耗限额、碳排放限额管理；等等。下面我们来谈一谈超低/近零能耗建筑，人们常将它简称为“被动房”。

1977年，丹麦技术大学埃斯本森教授首次提出了“零能耗建筑”的概念，即通过良好的设计和建造，仅采用太阳能为能源就能保证建筑物冬季供暖的建筑。不过“零能耗建筑”的概念虽好，真正建造起来，成本却非常高。1991年，德国建筑物理学家沃尔夫冈·菲斯特教授提出了“被动式住宅”理念，并建造了第一座被动式住宅。随后，德国“被动式住宅”作为被动式超低能耗建筑理念的重要参考标准，在世界范围内被广泛吸收和应用。

从提出“零能耗建筑”概念至今，被动式建筑历经40多年的发展，各国纷纷提出相似但不同的定义，并建立了适合本国特点的技术标准及技术体系。目前，我国对“高标准节能建筑”的定义主要有三种。

超低能耗建筑 适应气候特征和自然条件，通过被动式技术手段，有效大幅降低建筑采暖、供冷需求，大幅提高能源设备与系统效率，以更少的能源消耗提供舒适室内环境的建筑。

近零能耗建筑 适应气候特征和自然条件，通过被动式技术手段，最大幅度降低建筑采暖、供冷需求，最大幅度提高能源设备与系统效率，利用可再生能源，优化能源系统运行，以最少的能源消耗提供舒适室内环境的建筑。

零能耗建筑 适应气候特征和自然条件，通过有效降低建筑能耗需求、大幅提高能源系统效率、充分利用建筑物及周边的可再生能源，使可再生能源全年供能大于等于建筑物全年全部用能的建筑。

超低/近零能耗建筑听起来挺玄，其实原理并不高深。在传统建筑中，受墙体及门窗等隔热保温性能不良、气密性不佳和热桥效应（因室内外温度、湿度、热量相差较大，墙体导热不均而产生的内墙结露、发霉甚至滴水的现象）等影响，人们不得不“主动”借助空调、暖气、加湿器或除湿器来调节室温、湿度和空气质量。如此一来，不仅增加了能耗，还可能影响人体健康。而超低/近零能耗建筑几乎不需要这些设备的帮助，就能达到居住环境温度、湿度皆适宜，空气清新的效果，就像会“呼吸”一样。那么，超低/近零能耗建筑是如何做到这些的呢？

超低/近零能耗建筑提升节能水平的关键技术有很多。比如，节能的设计理念、无热桥设计、高效保温的围护结构、优质节能的门窗和遮阳系统、极佳的气密性和水密性、带热（湿）回收功能的新风系统、自然资源的直接利用、再生能源的利用，等等。如此一来，超低/近零能耗建筑不仅能通过建筑本身的构造来达到高效的保温、隔热性能，还能充分利用太阳能、地能、风能以及各种再生清洁能源让人们的居住环境更舒适。

以建筑通风廊道设计为例。在炎热和潮湿的地区，空气自然流动是最优选的冷却方法，所以当住宅楼内部的主要通风廊道与该区域主导风向在一个方位上时，可有效改善建筑组群内的通风环境，加强室内自然通风，创造空气自然流动的舒适环境。以高效智能遮阳隔热系统为例。玻璃窗是传热系数最大的围护结构之一。夏季给室内降温的一个常用办法是使用窗帘或遮阳帘，但实际上，这是一种非常低效的降温方式。不管是窗帘还是遮阳帘，都只能局部遮阳，还影响室内采光。而且，为了隔热，在炎热的白天，人们通常选择不开窗，如此一来，被阳光照射后的窗帘或遮阳帘又成了另一个热源，导致室内又热又闷。不过，通过安装高效智能遮阳隔热系统，不仅可以让建筑整体达到更高效的遮阳降温效果，还保证了有效的采光和通风。

这套系统的典型特点是外遮阳。没错，和传统安装在室内的遮阳产品不同的是，这套系统的相关遮阳设备通常安装在建筑外围。它能根据户外光照环境的改变进行智能调节，轻松改变遮阳设备的角度和朝向，做到既遮阳引光，又通风防雨。这是一种强大的被动策略，如果得到充分利用，会对建筑物的整体性能和空间质量产生巨大影响。研究报告显示，高效智能遮阳隔热系统可以在夏季隔热、冬季保温中减少25%以上的空调能耗。如果将其与特殊墙体、高气密性能门窗有机结合起来，将对降低夏季制冷能耗和冬季采暖能耗产生显著贡献。

当然，不同地区设计、建造超低/近零能耗建筑要因地制宜，要根据当地的气候环境进行考量。对于哈尔滨，需要的是针对寒冷干燥的冬天的被动供暖策略；对于海南，需要的是针对潮湿闷热的夏天的被动制冷策略；对于冷热分明的地区，则要同时考虑被动供暖和被动制冷双策略。

超低/近零能耗建筑的发展离不开科技的进步，它依赖于太阳能光伏系统、太阳能光热系统、高性能建筑外墙保温系统以及建筑内部智能化控制等先进技术的逐步发展和完善。超低/近零能耗建筑的最终目标是实现零能耗，强调建筑产出的能量要比消耗的能量更多。頻发的自然灾难一直提醒着人们应对全球气候变化的紧迫性，所以，发展建筑节能不仅是为了减少化石能源的使用和碳排放，更是为了提高应对未来极端气候挑战的能力。它的意义不仅仅是为了让人们居住得更舒适，更是为了创造一种可以自我运作的自循环系统，尽可能地减少对环境的破坏和对资源的依赖。