德國被動(dòng)房與中國氣候帶

被動(dòng)房以極低的能耗和實(shí)惠的成本提供最佳可能的舒適室內環(huán)境。這是解決建筑領(lǐng)域中氣候保護任務(wù)的關(guān)鍵。因此特別適用于擁有龐大人口基數和經(jīng)濟快速發(fā)展的中國。目前在中國只有個(gè)別的被動(dòng)房實(shí)例。

2016年，PHI發(fā)布《被動(dòng)房在中國氣候帶》的研究報告，為中國所有氣候區提供了系統性的被動(dòng)房設計基礎。結果顯示，被動(dòng)房可以建造于中國的任何地方。

《報告》基于一個(gè)十層的住宅樓，分別從覆蓋中國的所有氣候區的九個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行被動(dòng)房原理的進(jìn)一步細化。與按現行標準建造的常規新建建筑相比，參考被動(dòng)房得到的結果是節省了 80%-90%的采暖能源需求和約 50%的制冷和除濕能源需求。

合適的窗戶(hù)品質(zhì)、保溫水平、暖通設備和建筑組件結構類(lèi)型取決于氣候和建筑布局。不過(guò)在所有的情況中，用的都是相同的原理，所得的結果都是按國際標準認同定義的被動(dòng)房。

寒冷和嚴寒氣候區

在寒冷和嚴寒氣候區，最重要的性能就是建筑必須擁有極好的保溫。傳熱系數 U-值約為 0.1W/(mK），非常好的氣密性，三玻（甚至四?；蛘哒婵眨┑洼椛洳Ａ?，以及高效熱回收通風(fēng)系統是必要的。

緊湊的熱工圍護結構和南向窗戶(hù)是有利的。為了提高冬季室內空氣相對濕度，可以使用能量回收通風(fēng)系統（ERV，全熱交換系統，即同時(shí)回收熱量和濕度的系統）。

在這些氣候區中，要讓建筑結構耐久、干燥，最重要的一點(diǎn)是在墻或者屋頂結構的內側敷設隔汽層（這可以同時(shí)就是氣密層），而在外側則要考慮透氣性。外表面同時(shí)應該保護結構使其免受雨水的侵入，例如使用不吸收雨水的涂料。保溫層應該敷設在外側以保持結構溫暖和干燥。

采暖可以通過(guò)多種不同方式實(shí)現。傳統的系統例如散熱器或者地板采暖依然適用，但是他們所需的設計負荷相比之下就要小得多。被動(dòng)房的采暖，可以很簡(jiǎn)單地通過(guò)對送風(fēng)加熱就能實(shí)現?！八惋L(fēng)”是通風(fēng)系統為了提供良好室內空氣品質(zhì)而輸送的新鮮空氣；加熱時(shí)有可能需要加入小量的室內循環(huán)風(fēng)進(jìn)行補充。

即使是在中國相對寒冷的氣候區，夏季也有持續數周之久的炎熱天氣。高溫可能會(huì )伴隨著(zhù)高濕度，尤其是在東部區域。在某些氣候區，例如北京，為了高舒適度的夏季室內環(huán)境，即使是在被動(dòng)房中也需要主動(dòng)制冷和除濕。

夏熱冬冷區

在經(jīng)濟上舉足輕重的夏熱冬冷區，采暖和主動(dòng)制冷都需要。在冬季和夏季需要良好的保溫，但是相較于寒冷的氣候區其保溫程度相對低一些。夏季在制冷需求峰值條件下，室外的高濕度使得利用夜間通風(fēng)不可行。

除濕所需能源可以通過(guò)使用合理可控的能量回收通風(fēng)系統（全熱交換新風(fēng)系統）而顯著(zhù)減少。冬季可以利用被動(dòng)太陽(yáng)能，但在夏季需要有效的活動(dòng)遮陽(yáng)避免過(guò)熱。

通過(guò)送風(fēng)（有可能需要補充 100%-200%的循環(huán)風(fēng)）來(lái)實(shí)現溫濕調節，在這些地區尤其具有優(yōu)勢。因為僅需要一個(gè)系統就能同時(shí)實(shí)現采暖、制冷和除濕。另外，對于低溫的送風(fēng)，必須要考慮到一些關(guān)于風(fēng)管和風(fēng)口的技術(shù)細節。

此外還有一種價(jià)格低廉并且方便易得的替代方案，即在每套住宅的中央房間安裝單個(gè)傳統的小型分體式空調機組。這種方案要求房間門(mén)在一天當中敞開(kāi)一段時(shí)間。這種方式的熱舒適性比送風(fēng)制冷就只是稍微差一點(diǎn)。

在潮濕的夏季，需要特別注意除濕是否足夠；為了獲得最佳的舒適度和節能，濕度應該和溫度分開(kāi)控制。在這些氣區，建筑外部結構組件實(shí)現徹底濕平衡尤具挑戰性，因為濕傳遞方向在整年中會(huì )發(fā)生改變。建筑外墻和屋面的結構就需要特別慎重地考慮。

用 EPS 作為外保溫時(shí)，通常不會(huì )有問(wèn)題。但對于用礦物棉作為保溫的結構，外部抹灰的性能十分重要，例如很低的水蒸氣擴散阻力和很低的吸水性。

夏熱冬暖區

在受熱帶氣候影響的 夏熱冬暖區，對陽(yáng)光的控制是最重要的因素。窗戶(hù)應該用高選擇性遮陽(yáng)型玻璃，并以固定遮陽(yáng)裝置避免太陽(yáng)直射，不過(guò)活動(dòng)遮陽(yáng)也是可以使用的。外墻和屋面可以通過(guò)保溫層降低太陽(yáng)負荷；或者使用高紅外反射率隔熱涂料也是有效的方法，尤其對于屋面。

除濕需求甚至可以比顯熱制冷需求還高。氣密的圍護結構保護著(zhù)建筑內部免受室外高濕度的影響。能量回收通風(fēng)系統（全熱交換新風(fēng)系統）可提供更進(jìn)一步的保障。

在這一類(lèi)型的氣候區中，耐久干燥的墻和屋頂結構需要吸水率特別低但能透氣的外表面。大部分的結構類(lèi)型在這個(gè)前提下都能運行得很好；外保溫如果采用透水蒸氣的材料，例如礦物棉，則需要特別注意濕度。在 溫暖氣候區的制冷設備使用和夏熱冬冷地區相同的原則。

南方溫和的山地氣候區

在中國南方溫和的山地氣候區，陽(yáng)光充足，氣候溫和，有許多不同的被動(dòng)房設計方案可以選擇。在這個(gè)氣候區，甚至可以建造既不需機械通風(fēng)也不需三玻玻璃的被動(dòng)房。

通過(guò)研究結果也證實(shí)了， 被動(dòng)房規劃設計軟件包(PHPP)是適用于所有中國氣候區的設計軟件。如果從設計一開(kāi)始就將 PHPP 計算融入成為設計過(guò)程的一部分，那么可以實(shí)現集舒適、節能和經(jīng)濟為一體的被動(dòng)房。