會(huì)“呼吸”的房子

吳亞洲

我國(guó)力爭(zhēng)2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，是著力解決資源環(huán)境約束突出問(wèn)題的必然選擇。“雙碳”戰(zhàn)略倡導(dǎo)綠色、環(huán)保、低碳的生活方式，2019年相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，建筑領(lǐng)域作為社會(huì)能源終端大戶，其碳排放占比竟然超過(guò)了社會(huì)碳排放總量的50%。如果建筑業(yè)不走綠色轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展道路，勢(shì)必會(huì)在一定程度上影響“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

“十四五”時(shí)期是碳達(dá)峰的關(guān)鍵期、窗口期。建筑領(lǐng)域開展“雙碳”工作，可以從很多方面著手，比如推廣綠色建材及低碳技術(shù)應(yīng)用，研發(fā)推廣利廢、節(jié)能效果顯著的建材產(chǎn)品；大力推廣超低能耗、零（近零）能耗建筑，發(fā)展裝配式裝修、裝配式構(gòu)造等裝配式建筑，提高建筑可再生能源應(yīng)用比例；加強(qiáng)建筑用能精細(xì)監(jiān)測(cè)、智能管控，開展建筑能耗限額、碳排放限額管理；等等。下面我們來(lái)談一談超低/近零能耗建筑，人們常將它簡(jiǎn)稱為“被動(dòng)房”。

1977年，丹麥技術(shù)大學(xué)埃斯本森教授首次提出了“零能耗建筑”的概念，即通過(guò)良好的設(shè)計(jì)和建造，僅采用太陽(yáng)能為能源就能保證建筑物冬季供暖的建筑。不過(guò)“零能耗建筑”的概念雖好，真正建造起來(lái)，成本卻非常高。1991年，德國(guó)建筑物理學(xué)家沃爾夫?qū)し扑固亟淌谔岢隽恕氨粍?dòng)式住宅”理念，并建造了第一座被動(dòng)式住宅。隨后，德國(guó)“被動(dòng)式住宅”作為被動(dòng)式超低能耗建筑理念的重要參考標(biāo)準(zhǔn)，在世界范圍內(nèi)被廣泛吸收和應(yīng)用。

從提出“零能耗建筑”概念至今，被動(dòng)式建筑歷經(jīng)40多年的發(fā)展，各國(guó)紛紛提出相似但不同的定義，并建立了適合本國(guó)特點(diǎn)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)體系。目前，我國(guó)對(duì)“高標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能建筑”的定義主要有三種。

超低能耗建筑 適應(yīng)氣候特征和自然條件，通過(guò)被動(dòng)式技術(shù)手段，有效大幅降低建筑采暖、供冷需求，大幅提高能源設(shè)備與系統(tǒng)效率，以更少的能源消耗提供舒適室內(nèi)環(huán)境的建筑。

近零能耗建筑 適應(yīng)氣候特征和自然條件，通過(guò)被動(dòng)式技術(shù)手段，最大幅度降低建筑采暖、供冷需求，最大幅度提高能源設(shè)備與系統(tǒng)效率，利用可再生能源，優(yōu)化能源系統(tǒng)運(yùn)行，以最少的能源消耗提供舒適室內(nèi)環(huán)境的建筑。

零能耗建筑 適應(yīng)氣候特征和自然條件，通過(guò)有效降低建筑能耗需求、大幅提高能源系統(tǒng)效率、充分利用建筑物及周邊的可再生能源，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/近零能耗建筑聽起來(lái)挺玄，其實(shí)原理并不高深。在傳統(tǒng)建筑中，受墻體及門窗等隔熱保溫性能不良、氣密性不佳和熱橋效應(yīng)（因室內(nèi)外溫度、濕度、熱量相差較大，墻體導(dǎo)熱不均而產(chǎn)生的內(nèi)墻結(jié)露、發(fā)霉甚至滴水的現(xiàn)象）等影響，人們不得不“主動(dòng)”借助空調(diào)、暖氣、加濕器或除濕器來(lái)調(diào)節(jié)室溫、濕度和空氣質(zhì)量。如此一來(lái)，不僅增加了能耗，還可能影響人體健康。而超低/近零能耗建筑幾乎不需要這些設(shè)備的幫助，就能達(dá)到居住環(huán)境溫度、濕度皆適宜，空氣清新的效果，就像會(huì)“呼吸”一樣。那么，超低/近零能耗建筑是如何做到這些的呢？

超低/近零能耗建筑提升節(jié)能水平的關(guān)鍵技術(shù)有很多。比如，節(jié)能的設(shè)計(jì)理念、無(wú)熱橋設(shè)計(jì)、高效保溫的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、優(yōu)質(zhì)節(jié)能的門窗和遮陽(yáng)系統(tǒng)、極佳的氣密性和水密性、帶熱（濕）回收功能的新風(fēng)系統(tǒng)、自然資源的直接利用、再生能源的利用，等等。如此一來(lái)，超低/近零能耗建筑不僅能通過(guò)建筑本身的構(gòu)造來(lái)達(dá)到高效的保溫、隔熱性能，還能充分利用太陽(yáng)能、地能、風(fēng)能以及各種再生清潔能源讓人們的居住環(huán)境更舒適。

以建筑通風(fēng)廊道設(shè)計(jì)為例。在炎熱和潮濕的地區(qū)，空氣自然流動(dòng)是最優(yōu)選的冷卻方法，所以當(dāng)住宅樓內(nèi)部的主要通風(fēng)廊道與該區(qū)域主導(dǎo)風(fēng)向在一個(gè)方位上時(shí)，可有效改善建筑組群內(nèi)的通風(fēng)環(huán)境，加強(qiáng)室內(nèi)自然通風(fēng)，創(chuàng)造空氣自然流動(dòng)的舒適環(huán)境。以高效智能遮陽(yáng)隔熱系統(tǒng)為例。玻璃窗是傳熱系數(shù)最大的圍護(hù)結(jié)構(gòu)之一。夏季給室內(nèi)降溫的一個(gè)常用辦法是使用窗簾或遮陽(yáng)簾，但實(shí)際上，這是一種非常低效的降溫方式。不管是窗簾還是遮陽(yáng)簾，都只能局部遮陽(yáng)，還影響室內(nèi)采光。而且，為了隔熱，在炎熱的白天，人們通常選擇不開窗，如此一來(lái)，被陽(yáng)光照射后的窗簾或遮陽(yáng)簾又成了另一個(gè)熱源，導(dǎo)致室內(nèi)又熱又悶。不過(guò)，通過(guò)安裝高效智能遮陽(yáng)隔熱系統(tǒng)，不僅可以讓建筑整體達(dá)到更高效的遮陽(yáng)降溫效果，還保證了有效的采光和通風(fēng)。

這套系統(tǒng)的典型特點(diǎn)是外遮陽(yáng)。沒錯(cuò)，和傳統(tǒng)安裝在室內(nèi)的遮陽(yáng)產(chǎn)品不同的是，這套系統(tǒng)的相關(guān)遮陽(yáng)設(shè)備通常安裝在建筑外圍。它能根據(jù)戶外光照環(huán)境的改變進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，輕松改變遮陽(yáng)設(shè)備的角度和朝向，做到既遮陽(yáng)引光，又通風(fēng)防雨。這是一種強(qiáng)大的被動(dòng)策略，如果得到充分利用，會(huì)對(duì)建筑物的整體性能和空間質(zhì)量產(chǎn)生巨大影響。研究報(bào)告顯示，高效智能遮陽(yáng)隔熱系統(tǒng)可以在夏季隔熱、冬季保溫中減少25%以上的空調(diào)能耗。如果將其與特殊墻體、高氣密性能門窗有機(jī)結(jié)合起來(lái)，將對(duì)降低夏季制冷能耗和冬季采暖能耗產(chǎn)生顯著貢獻(xiàn)。

當(dāng)然，不同地區(qū)設(shè)計(jì)、建造超低/近零能耗建筑要因地制宜，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境進(jìn)行考量。對(duì)于哈爾濱，需要的是針對(duì)寒冷干燥的冬天的被動(dòng)供暖策略；對(duì)于海南，需要的是針對(duì)潮濕悶熱的夏天的被動(dòng)制冷策略；對(duì)于冷熱分明的地區(qū)，則要同時(shí)考慮被動(dòng)供暖和被動(dòng)制冷雙策略。

超低/近零能耗建筑的發(fā)展離不開科技的進(jìn)步，它依賴于太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)、太陽(yáng)能光熱系統(tǒng)、高性能建筑外墻保溫系統(tǒng)以及建筑內(nèi)部智能化控制等先進(jìn)技術(shù)的逐步發(fā)展和完善。超低/近零能耗建筑的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)零能耗，強(qiáng)調(diào)建筑產(chǎn)出的能量要比消耗的能量更多。頻發(fā)的自然災(zāi)難一直提醒著人們應(yīng)對(duì)全球氣候變化的緊迫性，所以，發(fā)展建筑節(jié)能不僅是為了減少化石能源的使用和碳排放，更是為了提高應(yīng)對(duì)未來(lái)極端氣候挑戰(zhàn)的能力。它的意義不僅僅是為了讓人們居住得更舒適，更是為了創(chuàng)造一種可以自我運(yùn)作的自循環(huán)系統(tǒng)，盡可能地減少對(duì)環(huán)境的破壞和對(duì)資源的依賴。