张小玲:以极致心态做“极致建筑”

来源:中国建设报2015-06-08

       中共中央、国务院近日印发《关于加快推进生态文明建设的意见》(以下简称“《意见》”),将“绿色化”上升到与新型工业化、信息化、城镇化和农业现代化同等高度,同步推进。摆脱粗放型发展模式,寻找可以引领行业持续发展的“绿色”商业模式新生态,已成为当前建筑业改革发展的重要课题,而“被动房”因其较传统建筑的优越性,逐渐走入人们的视野,不少先进企业已将其作为转型升级的重要方向。
 

       作为中国被动房的推动者、参与者和见证者,住房和城乡建设部科技与产业化发展中心国际合作交流处处长张小玲在接受本报采访时坦言,被动房“并不神秘”,它只是将节能做到了“极致”的一种建筑。“极致”一词不仅指被动房本身,也是对被动房各参与方的最基本要求。
 

       将能源节约做到“极致”
 

       被动房是指采暖和制冷最大程度地避免使用传统化石能源、仅靠建筑自身产生的能量以及合理利用再生能源就可满足室内微气候环境要求的舒适度的一种房屋。张小玲介绍,传统建筑要达到冬暖夏凉的效果,必须大量使用化石能源,相反,被动房则是尽量减少对化石能源的使用,同时使建筑达到甚至超过传统建筑的舒适度要求,这正是“被动”一词的含义。
 

       张小玲强调,衡量一幢建筑是不是被动房,主要看两套控制性指标:一是能耗指标。被动房一次能源消耗(包括采暖、制冷、新风、热水、家用电器等)要小于40度电/平方米/年,约是中国现行建筑能耗标准的1/10。也就是说,同样一幢建筑,被动房相较于传统建筑可节约90%的能源,理论上可将采暖和制冷能耗降低到零或接近零的水平。二是室内舒适度指标。被动房一年四季室内温度须保持在20摄氏度~26摄氏度、相对湿度40%~60%、超温频率小于10%、室内二氧化碳含量小于1000ppm、室内表面温差小于3摄氏度、噪音小于30分贝,室内不能有结露发霉现象出现。能满足这两套指标的建筑,都可以称为被动房。
 

       被动式建筑是未来建筑发展的方向和必然趋势。据悉,中国是世界上最大的能源使用国和碳排放国,其中,建筑能耗占社会总能耗的比例已上升到40~50%。发展被动式建筑,对中国实现节能减排的宏观战略意义重大。一是缓解城镇化进程中的能源和环境压力。随着城镇化进程的加速,我国每年要建20亿平方米的新建建筑,相当于全世界每年新建建筑的40%,预计这一个过程还要持续25~30年。被动房能耗只有普通建筑的1/10左右,推广后,可利用再生能源解决30%~40%的能耗,极大地缓解社会用能压力。此外,被动房不需要建供暖设施,避免了每年冬季由于北方采暖带来的一系列社会问题,如采暖用煤需求对港口、铁路、公路造成的运输压力和采暖季采暖燃煤造成的温室气体排放和空气污染等。二是极大提升室内舒适度。被动房不仅能耗低,其室内舒适度水平还大大优于传统建筑,对我国夏热冬冷的南方地区意义尤其重大。在我国南方地区推广被动房,冬季室内温度能始终保持在20摄氏度左右,解决了南方供暖难题;夏季室外炎热而室内能始终保持凉爽,制冷耗能量至少可以降低到原来的1/4,可极大节省空调负荷和能耗。三是极大地节省资源,延长建筑的使用寿命。按照我国《民用建筑设计通则》的规定,一般性建筑的耐久年限为50~100年,但现实中的房屋寿命和质量堪忧,既浪费了大量资源,也给人们的生命财产安全带来了隐患。张小玲称,被动房是永久性建筑,其结构体系处于保护层中,理论上可以永远不坏,其第一次大修基本在建成40年之后,是可以留给子子孙孙的产业。
 

       据悉,中国首个获得“被动式房屋质量标识”的项目河北秦皇岛“在水一方”小区C区8万平方米的被动房,每年可节约标煤998吨、减少二氧化碳排放2595吨、节约采暖费约195万元。在居民普遍没有入住,只有两户人家入住的测试条件下,能耗指标和室内环境指标基本上满足预期设定的被动式房屋的各项指标要求,充分验证了“被动式房屋”具有良好的室内舒适性和极低的采暖与空调能耗的特性。
 

       将技术运用到“极致”
 

       一幢建筑是不是被动式建筑,要用结果说话——达到能耗指标和舒适度指标。而要达到这两项指标,张小玲称,被动房主要是将3项技术运用到了“极致”。
 

       外墙外保温技术。高效的建筑外墙复合保温隔热系统是被动房的关键技术之一。合理的系统设计、恰当的材料选用与精细的施工工艺是保证被动房质量的关键。张小玲介绍,中国被动房外墙保温层传热系数要低于0.15,约为常规节能建筑的1/3。要达到冬天保温、夏天隔热的效果,北方寒冷地区EPS保温板的厚度要在250毫米左右、南方地区为100~150毫米。
 

       门窗系统。被动房对围护结构的节能性要求很高,门窗的传热系数必须小于1.0,这个要求相当于目前南方地区对墙体传热系数的要求。达到这个要求,冬天不管室外有多冷,室内热量通过门窗的损失都是微乎其微的,可以最大程度地减少能耗。
 

       新风系统。由于外围护结构的特殊性,被动房不能像传统建筑一样靠渗漏满足室内空气需求,通过安装新风系统,被动房室内空气二氧化碳含量可始终保持在小于1000ppm的状态,即使在室外空气严重污染的情况下,室内空气依然可以保持新鲜。
 

       张小玲同时强调,目前国内符合被动房建设要求的关键材料少之又少,对被动房的长远发展形成了制约。她以门窗系统为例说,门窗的能耗约占建筑总能耗的50%,过去被动房在我国推广难度大,最大的原因就是门窗的性能不过关。被动房要求窗户的传热系数要小于1.0,而国内率先实施75%建筑节能标准的北京、天津等城市对门窗传热系数的要求仅为2.0。这也从一个侧面说明,我国虽然是世界上门窗生产大国,但市场上的绝大多数窗户直接用在被动房上,都是“不合格”产品。所以,在被动房的建造中,门窗的甄选便成为了重中之重。
 

       而另一个制约因素则是施工质量。张小玲称,截至目前,全国被动房设计施工项目近30处,施工方案、节点处理等流程,基本都是中德技术团队“手把手”教的。她说,建筑施工企业必须从目前的粗放型发展模式向精细化发展模式转型,粗放型发展带来的质量通病在追求“极致”的被动房建设中是绝对不允许存在的。目前,已有部分企业(如江苏南通三建集团有限公司、山海天城建集团、湖南伟大集团等)认识到这一点,正积极参与到被动房建设中。张小玲表示,她希望能有越来越多的企业具备建设被动房的实力,并能主动站出来,共同推动被动房的发展。
 

       参与方要在转型升级中做到“极致”
 

       被动房在我国目前仍是“新生事物”,这也导致业内不少人对被动房的认识不足,仍然存在一些误解。
 

       误解一:被动房建设难度大、成本高,推广困难。张小玲表示,被动房的建设符合各方的利益,推广困难的说法并不成立。由于所用材料都是永久性材料,在寒冷地区,被动房相较传统建筑的增量成本约在1000元/平方米。不过,由于被动房节省了空调与采暖系统,每平方米可节省约200元;开发商不用再缴纳供暖配套费,每平方米可节省100元以上。另外,愿意购买被动房的人考虑更多的是房屋的品质,其舒适性带来的品质享受不是用金钱能买到的。已建和在建的被动房项目销售情况都证明了被动房远比传统住房抢手。
 

       误解二:被动房和装配式建筑类似。张小玲称,被动房和装配式建筑是两个概念。装配式建筑侧重于建造方式,主要是指部品的工厂化生产、现场装配;被动房更侧重于结果,而不拘泥于建造方式。但从另一方面说,被动房与任何结构体系都不矛盾。装配式建筑的构件是在工厂建造的,误差较小,若应用在被动房上更容易实现既定目标。目前,瑞典90%以上的被动房都是采用工业化方式建造的。
 

       误解三:被动房发源于北欧地区,中国南方气候条件不适合推广。张小玲认为,中国南方地区对被动房的需求更加迫切,因为南方大部分地区目前还没有建立起供暖系统,其冬季湿冷气候较北方更让人难以忍受。她说,针对南方的特殊气候条件,业内人士要做的是通过试点和对技术进行总结、提炼,找到南方地区被动房建设解决方案。目前,在湖南株洲、江苏海门、福建南安都有被动房项目在建,这3个项目做成功以后,南方地区的被动房推广将大有可为。
 

       误解四:被动房应用的技术越多、越先进越好。张小玲解释道,被动房相较传统建筑最大的特点是“以结果论英雄”,节能要求和舒适度要求必须同时得到满足。通常,先进技术的应用必然意味着能耗和成本的增加,与被动房的要求相抵触。所以,在被动房技术应用方面,她更倾向于做“减法”,尽量不涉及过多复杂技术。
 

       张小玲称,虽然被动房正逐渐被人熟知,但还谈不上“推广”。目前,被动房尚没有全国性的行业标准,其进一步发展还需要一个过程。5月1日,我国首部被动房标准《被动式低能耗居住建筑节能设计标准》在河北正式实施,对今后我国不同气候地区被动房的发展具有重要的参考作用。与“推广”相比,她更希望被动房能够“健康”发展,而不是成为一个概念,最后被“玩坏”。日前,在住房和城乡建设部科技与产业化发展中心的倡导下,“被动式低能耗建筑产业技术创新战略联盟”正式成立,其主要目的就是推动中国被动式超低能耗建筑的建设以及产品和技术的应用与推广,促进相关产业集聚,呼吁进入被动房领域的企业谨守诚信,避免恶性竞争,引导被动房走在正确的发展道路上。
 

       正如张小玲所说,被动房“并不神秘”,但对企业而言,要做到“不神秘”,还有转型升级的很长的路要走。
 

       链接一:被动式房屋在国外的发展状况
 

       张小玲:被动式房屋自瑞典隆德大学Adamson.Bo教授自上世纪八十年代提出后,德国物理学家 Wolfgang Feist在1991年建造出全世界第一个具有现代意义的被动房以来,至今已有近6万栋,总建筑面积达4千万平方米的建筑。建筑类型涉及居住、办公、学校、养老院、工厂、超市、宾馆等等。一些对节能减排比较重视的国家和地区纷纷提出了新的建筑节能目标。
 

       德国在福岛核电站事故后,德国率先宣布放弃使用核能,而核能占其能源供应的40%。德国2011年提出了新的节能目标,即自2019年1月1日起, 政府办公建筑将成为(近)零能耗;自2021年1月1日起, 所有的新建建筑将建成(近)零能耗;2050年所有建筑要节约80%一次能源。
 

       实现上述目标将为德国节省出近40%左右的社会终端能耗。
 

       奥地利政府在相关专家数年的调查研究结果基础上,制定了能源自供自足循环经济政策,按照现在的实现速度,奥地利有望在2040 年实现“不再依赖石化能源”和“全国二氧化碳零排放”的“梦想”,成为世界上第一个无石化能源消耗的国家。
 

       比利时可能是世界上第一个最早在全国范围内实施只建造“被动式房屋”的国家。从2015年1月1日起,比利时所有新建建筑将按被动式房屋标准建造。
 

       2009年12月18日欧盟决议:“要最大限度地利用建筑潜在的能源” 自2020年起,所有新建建筑必须达到“近零能耗建筑”标准。此项规定意味着: 新建建筑要达到零排放建筑标准、建筑物所需余下能源由再生能源替代对建筑物的改造也必须实现最大限度地发掘其内在的能源潜力。
 

       这些国家和地区逐渐将自己的房屋建设成被动房,不但将极大地节省能源,使其建筑摆脱对化石能源的依赖,而且房屋寿命可以得到极大的延长,资源与环境可以有效地得到保护。可以毫不夸张地说:被动式房屋是人类得到永续发展的必经之路。
 

       链接二:我国被动式房屋发展状况
 

       到目前为止,列入到住房和城乡建设部科学技术项目计划的项目涉及到个22个项目单位的37栋示范建筑,总建筑面积33万m2。建筑类型包括住宅、工业厂房、办公楼、幼儿园、教学楼、纪念馆、学生宿舍等。涉及到的省份有:河北、山东、辽宁、青海、黑龙江、福建、内蒙古、湖南和江苏。其气候区涉及到严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖、青藏高原。目前已获得由德国能源署和住房和城乡建设部科技中心颁发的“被动式房屋质量标识”的项目有秦皇岛“在水一方”C15#和哈尔滨“辰能•溪树庭院”B4两栋住宅楼。山东维坊的“未来之家”已经通过测试,有望在2015年的绿色建筑大会上获得由住房城乡建设部科技发展促进中心和德国能源署颁发的“被动式房屋质量标识证书”。其它的建筑均在设计或是建设中。
 

       秦皇岛“在水一方”C15#楼是中国第一个获得“被动式房屋质量标识”的项目。两年的测试数据表明:在居民普遍没有入住,只有两户人家入住的测试条件下,能耗指标和室内环境指标基本上满足预期设定的被动式房屋的各项指标要求。充分验证了“被动式房屋”具有良好的室内舒适性和极低的采暖与空调能耗的特性。
 

       除了河北省近期颁布的“被动式低能耗居住建筑节能设计标准”,使河北省的被动房建设有标准可依外,我国被动房的建设还处在探索阶段。2015年底将编制完成黑龙江省“被动式低能耗居住建筑节能设计标准”和青岛市的“被动式低能耗建筑节能设计导则”。辽宁、青海、黑龙江、福建、内蒙古、湖南和江苏正在建设省内的第一栋被动式建筑,其它省份还没有被动房项目。


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