被动式超低能耗建筑发展现状及展望

许宏

六安市建筑产业中心 安徽 六安 237006

引言

被动式超低能耗建筑是应对气候环境变化，践行可持续发展战略的建筑能效产物。超低能耗建筑通过被动接受或直接利用清洁能源实现建筑能耗有效降低，以达到提升建筑节能减排效果，符合我国建设资源节约型、环境友好型社会要求。对被动式超低能耗建筑的发展现状进行分析，有利于我国对其未来发展进行方向调整和计划创新。

1 被动式超低能耗建筑发展现状

自2007年，我国住房和城乡建设部就与多个国家相关部门在节能领域展开合作交流，国内设立多个关于被动式超低能耗建筑技术应用项目，但因我国相关技术发展起步较晚，相关建设规范和技术标准体系存在完善空间，且我国关于被动式超低能耗建筑在规模和地域性建设方面还存在一些分歧，被动式超低能耗建筑发展还存在扩展空间。因此，学术界通常从被动式超低能耗建筑的设计标准、政府相关政策以及关键建筑技术探究被动式超低能耗建筑发展现状[1]。

1.1 设计标准

被动式超低能耗建筑的节能设计标准包括对房屋能耗、房屋气密性进行指标设计。我国自2018年开始，陆续有省市颁布关于超低能耗建筑地方建设的设计标准，这些被动式超低能耗建筑工程主要集中在办公楼、实验楼以及保障房建设。河北省建筑科学研究院发布了第一本被动式居住建筑标准，并与德国合作建造了被动式公共建筑并已经投入使用，建筑运营管理状况良好。以河北省2018年发布的《被动式超低能耗公共建筑节能设计标准》为例，分析可知被动式超低能耗建筑的设计标准包括六部分。其中与被动式超低能耗建筑相关的设计规定包括三部分。

1.1.1 热工设计。要对建筑的非透明围护结构和透明围护结构进行规范设计，对本省建筑行业就被动式超低能耗建筑的围护结构材料和传热系数提出要求。

1.1.2 建筑设计。这部分提出了建筑总体和局部的一般规定，就建筑的外围护结构、外墙、屋面、地下室和地面、外窗无热桥设计、建筑气密设计和遮阳设计提出了相关规定。

1.1.3 建筑设备系统设计。这一部分则同样提出了一般规定，在建筑供暖、空调系统，通风系统，建筑照明及能耗监测系统提出标准规范。被动式超低能耗建筑设计标准的另外三部分明确了建筑室内外设计的计算参数，建筑能耗指标及计算方式与建筑施工总则和建筑相关术语和符号。被动式超低能耗建筑节能设计应该采取性能化设计方法，通过控制建筑能耗指标作为建筑设计标准导向[2]。

1.2 相关政策

我国住房和城乡建设部在2019年就发布了《近零能耗建筑技术标准》（GB/T51350-2019），对被动式超低能耗建筑、近零能耗建筑以及零能耗建筑从建筑设计、施工过程以及建筑运行管理和建筑评估的整个过程都提出了相关规定。随着国家政策进一步完善超低能耗建筑、近零能耗建筑、零能耗建筑的技术路线得到明确《超低能耗农宅技术规程》的发布，为超低能耗建筑行业发展提供了发展方向和技术指导。2021年7月，住房和城乡建设部还就加强国家对超低能耗建筑进行全流程管控，确保超低能耗建筑性能真实达效的建议进行明确回复。

目前，我国已经认识到了被动超低能耗建筑对于建筑节能、建筑全过程能耗降低的重要作用，通过相关政策颁布、资源扶持和相关平台建设，各省市积极响应推广被动式超低建筑建设[3]。如江苏省为例，江苏省就超低能耗建筑建设方面提出了2025年新建建筑全面按超低能耗标准设计建造的计划。2021年7月，江苏省住房和城乡建设厅印发《江苏省建筑业“十四五”发展规划》，其中明确了要加强高品质绿色建筑项目建设，大力发展超低能耗、近零能耗、零能耗建筑。在2020年建筑节能基础上实现再提升，严抓绿色建筑项目品质，将江苏省既有建筑节能改造纳入绿色建筑发展规划，既有建筑节能改造与新建超低能耗建筑工作同时推进。

1.3 关键技术

被动式超低能耗建筑关键技术应用在其保温设计、节能门窗设计、气密性设计以及降噪设计等方面。有些被动式超低能耗建筑利用石墨聚苯板0.12W/m2·℃的优秀保温效果进行保温应用，此设计相比传统建筑节能百分比可达70%。被动式超低能耗建筑为保证保温效果，还在建筑的隔墙、楼板等处进行保温层设计，例如：部分被动式超低能耗建筑选择采用不同厚度的真空绝热板进行保温，部分被动式超低能耗建筑选择在隔墙内利用保温砂浆填充保证建筑保温效果，通过保温层设计进一步实现建筑内房屋的采暖保温。同时，被动式超低能耗住宅建筑在其外门窗设计上，为保证门窗节能效果和保温效果，采用被动式保温密闭门，较传统建筑实现门窗建筑的保温隔热效果显著提升，可以实现建筑室内温度的维持和调节。通过被动建筑窗材质的选择，同时满足建筑用户的采光需求，充分发挥被动窗隔热性能，提升用户在建筑内的舒适感。被动式超低能耗建筑的气密性标准对建筑外门窗气密性要求严格，要求对被动式超低能耗建筑根据具体情况进行防水隔气设置。就建筑换气次数而言，被动式超低能耗建筑每小时换气次数小于0.6次，较传统建筑气密效果提升10倍左右，良好的建筑气密性可以保证建筑在冬季和夏季对室内温度和湿度的调节。此外，被动式超低能耗建筑通过设置保温层实现建筑保温，有效防止热桥产生，且被动式建筑的门窗、保温层设计都可以起到降噪作用，增加室内生活舒适度[4]。

2 被动式超低能耗建筑未来展望

2.1 政策扶持

以2021年我国各省市就被动式超低能耗发展进行相关政策出台作为参考，可以对被动式超低能耗建筑的发展预期进行合理规划。例如：上海黄浦区在2021年8月发布了包含推动超低能耗建筑试点项目建设内容的《节能低碳“十四五”规划》，目标是在2025年通过建成5个超低能耗建筑示范项目，推动超低能耗建筑试点项目建设，实现区域公共建筑能效显著提升。2021年9月，上海临港新片区也印发了《绿色建筑创建行动实施方案》，在区域内通过每年至少选取2个适宜的公共或住宅建筑作为零能耗建筑建设示范，大力推广超低能耗建筑建设。人民银行还印发了《绿色债券支持项目目录（2021年版）》，通过绿色金融支持绿色建筑发展的方式，对建筑节能相关项目提供支持。

对于被动式超低能耗建筑未来发展的政策扶持可以有以下两个方向：

一是对国家通过金融政策对被动式超低能耗建筑相关发展进行扶持。通过金融支持推动建筑领域的节能减排工作开展，满足被动式超低能耗建筑相关项目的融资需求。金融政策通过降低信息不对称、信用体系缺失对建筑融资的不利影响，建立健全节能建筑融资担保机制，加强金融对节能建筑市场的参与程度，开发对应的金融产品实现被动式超低能耗建筑的融资模式完善，推动被动式超低能耗建筑发展。

二是在现有政策基础上进一步加大对建筑节能的扶持力度。例如：各省市根据自身经济发展情况制定扶持被动式超低能耗建筑发展方针文件，包括且不限于对地方承诺开展被动式超低能耗建筑业务的房屋建筑企业提供补贴等方式。通过增强扶持力度和资源倾斜，加强地方开展被动式超低能耗建筑业务建筑企业的市场竞争力，实现被动式超低能耗建筑相关企业的发展壮大，实现地方被动式超低能耗建筑体量的扩增。

2.2 技术创新

被动式超低能耗建筑未来可在热工设计与建筑设计方面进行技术创新和优化。在热工设计方面，可以通过建筑外墙保温技术创新，对外墙保温材质进行研发测试，提升建筑保温效果。进行建筑保温隔热层设计时，对保温层填充的保温砂浆比例进行测试，探究砂浆保温效果变化，选择保温性和环保性更优的砂浆作为建筑保温层的填充材料。在建筑设计方面，设计师可以引入BIM技术，进行建筑模型构建。通过调整房屋建筑材料参数模拟建筑投入使用效果，制定建筑材料选择方案。利用大数据分析技术进行建筑材料最优配置，控制建筑施工成本实现技术创新。在进行建筑能源选择时，针对建筑所在地区的可再生能源与清洁能源开发情况，运用建筑工程能源供应调整，实现被动式超低能耗建筑能源节约。被动式超低能耗建筑技术创新要以国家对于被动式超低能耗建筑要求和建设策略作为方向指导，需要建筑企业积极学习借鉴行业内被动式超低能耗建筑优秀设计案例，考虑地方气候条件和当地经济发展计划，积极引进绿色节能建材，应用先进建筑技术到实际建设施工过程中，推动地方建筑节能工作开展。通过被动式超低能耗建筑项目优秀运营情况的示范效应，进一步营造被动式超低能耗建筑技术创新氛围，实现建筑领域的技术改良和创新。

2.3 地域性建设

未来被动式超低能耗建筑发展会更具有地域性建设特点。建筑企业为满足国家建筑节能要求，对自身建设施工成本进行控制，会更注意被动式超低能耗建筑建设场地的气候特点和环境特征，通过利用地方气候特点进行建筑设计。地域性建设要求建筑企业以地方被动式超低能耗建筑设计标准作为建设指导，利用被动式建筑关键技术作为建筑企业施工建设技术支撑，结合不同地区地理环境和气候特点开展施工建设作业。随着各省市对国家大力发展绿色建筑政策的积极响应，被动式超低能耗建筑将结合地域特点进行建筑技术创新和改造，例如：在我国南方夏热冬暖地区，被动式超低能耗建筑随着技术理论发展就会结合地域特点进行相关指标调整，加强对于地区建筑空调能耗设计优化，加强对该地区建筑满足夏季用户对于通风除湿散热的要求，调查当地可再生能源进行被动式超低能耗建筑能源供应调整，实现建筑结构优化，能源优化。

2.4 成本控制

未来建筑企业可以从建材成本和能源成本两个方面加强对被动式超低能耗建筑的建设成本控制。近几年，我国住房和城乡建设部就已经联合市场监管总局、工业和信息化部就建材市场印发了《绿色建筑创建行动方案》（建标〔2020〕65号）、《关于加快推进绿色建材产品认证及生产应用的通知》（市监认证〔2020〕89号）等文件加速绿色建材市场相关产品认证应用过程。未来市场上绿色建材产品种类丰富，随着绿色建材产品市场完善和政策发展，相关监管机制的建立健全，市场主体通过完全竞争实现绿色建材产品价格降低，有助于建筑企业在进行被动式超低能耗建筑的绿色建材成本控制，且随着我国在清洁能源和可再生能源相关产业的创新发展，建筑企业在进行超低能耗建筑能源供应时，利用此类能源进行施工建设和运营管理的相关成本也会随之下降，进一步实现建筑企业对被动式超低能耗建筑的成本控制。

3 结束语

被动式超低能耗建筑作为实现建筑节能的建筑形式，需要通过不断的技术创新和政策扶持，结合国家发展要求和地域特色进行被动式超低能耗建筑体系构建，推动我国相关技术领域发展，加速我国建筑行业降低能耗施工建设进程。相关部门要结合地域特点，根据被动式超低能耗建筑发展趋势建立起兼具安全性、经济性、节能性的建筑体系，大力推动建筑节能工作开展。