被动式建筑实现全年冬暖夏凉的秘诀在哪里？

　　“有没有一种房子一年四季室内都保持着18℃-26℃？”

　　“有没有像保温杯一样冬暖夏凉的房子？”

　　舒舒服服地呆在房子里过日子大概是每个人的梦想吧，然而每到酷暑或严寒，不少人对天气无可奈何，都恨不得把空调/暖气绑在身上。

　　一、什么是被动式建筑？

　　事实上，早在20世纪80年代初，瑞典隆德大学博·亚当姆森教授和德国达姆施塔房屋与环境研究所沃尔夫冈·费斯特博士提出了类似的理念：要在不设传统采暖设施而仅依靠太阳辐射、人体放热、室内灯光、电器散热等自然得热方式的条件下，房间全年有新鲜空气，不潮湿，无霉菌，四季的室温都维持在人体适宜的18℃~26℃之间，能节省95%的能源，具有必要舒适度的房屋。

　　他们将这种房屋称为被动房。简而言之，所谓被动式建筑，指仅依靠建筑本身的构造设计，就能到达舒适的室内温度，满足“冬暖夏凉”的要求，不需要单独再另外安装供暖设施的建筑，即：不需要“主动”提供能量的一种建筑。

　　1991年，沃尔夫冈•费斯特博士在德国的达姆施塔特建造了世界第一座“被动式住宅”，从此拉开人居科技历史的新篇章。

　　二、被动式建筑的设计原理？

　　使用良好的热绝缘材料和创新的门窗结构，通过建筑本身的构造达到高效的保温隔热性能，利用太阳辐射的热、室内设备和人体散热为居室提供热源，并通过带热回收的新风系统来满足室内采暖需求，这正是被动式建筑实现全年冬暖夏凉的秘诀。

　　为了实现被动式效果，被动式建筑应具有以下五个基本要素：

　　1、高性能的保温体系；2、高效热回收新风系统；3、极佳的气密性；4、无热桥设计；5、高性能被动式门窗体系。

　　其中，高性能的被动式建筑外窗也就是被动式建筑外窗，则是被动式建筑透明围护结构的重要组成部分。在普通建筑中，透过外窗的散热损失占整个外围护结构能量损失的50%左右，以此换算，建筑外窗能耗几乎占据社会总能耗的15%。因此，被动式建筑外窗是实现被动式建筑的先决条件，被动式建筑外窗材料的选择、加工、安装对于被动式建筑就显得格外重要。

　　三、重要环节：被动式门窗

　　“被动房之父”菲斯特教授曾在《成功设计和建造被动房质量保证指南》一书中指出：“被动式建筑用窗整窗传热系数小于0.85w／(㎡·K)，是基于内表面平均温度在设计条件下要高于17℃。”

　　也就是说，外窗传热系数是根据内表面温度来确定的，即在不采暖的情况下，建筑外窗窗内部表面温度只有高于17℃，才能保证外窗内表面的热舒适度，这被称之为“热舒适度准则”。研究表明，在室内空气温度为20℃、围护结构内表面温度高于17℃时，人体才不会感受到明显的来自围护结构的冷辐射。因此，被动式建筑外窗除了需要适用被动式建筑外，还应该要保证宜人的室内气候并提供能量的正平衡。

　　被动式门窗相比普通门窗的要求更高，笔者收集了部分被动式建筑中对被动式门窗的要求：

　　1、对外窗透明部分的基本性能要求：

　　玻璃的透明部分性能是最为复杂的，需同时满足如下要求：

　　1)玻璃的传热系数应满足K≤0.8W/(㎡·K)。

　　2)玻璃的太阳能总透射比G≥0。

　　3)玻璃的选择性系数S，愈大愈好。并满足S=TL/g≥1.25的要求;其中TL是可见光透射比。

　　2、型材的选择：

　　房屋外门窗框的型材传热系数K应依据现行国家标准《建筑外门窗保温性能分级及检测方法》GB/T 8484规定的方法测定，并符合K≤1.3W/(㎡·K)规定。

　　3、密封材料选择：

　　我国工程用窗普遍忽视窗的密封材料。被动式房屋的外窗应采用三道耐久性良好的密封材料密封。

　　4、对外窗的气密、水密和抗风压性能要求：

　　外门窗应具有良好的气密、水密和抗风压性能。依据现行国家标准《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》GB/T 7106，其气密性等级不应低于8级、水密性等级不应低于6级、抗风压性能等级不应低于9级。

　　5、对窗的安装的要求：

　　同普通房屋外窗一般安放在窗洞口内不同，被动房外窗一般安装外墙外侧。这种安装方式可以减少20%左右的热损失。外窗与墙体的连接有防水透气膜、防水隔气膜和密封胶组成的完整密封连接系统。

　　对于被动房来说，除了要考虑与门窗节能有关的保温性能、遮阳性能、气密性能，还要考虑与安全和舒适度有关的抗风压性能、水密性能、隔声性能、采光性能及耐久性能等，这涉及到了设计、选材、安装、维护等各个环节，还与门窗杆件型材、玻璃、密封胶条、五金、配套件各种部件的性能有关。

　　四、被动式建筑的发展带动用铝需求增长

　　当人们不再为居住发愁的时候，人们对居住环境的要求也越来越高，被动式房屋不仅非常节能，而且具有非常高的居住舒适度，逐渐受到房地产企业和建筑开发商的关注，同时也吸引了来自政府的目光。

　　此外，被动式建筑能有效减少对地球大气层的二氧化碳排放量，从而在改善城市气候、环境保护等领域起了积极的作用。不难想象，作为一种更高水平的节能建筑，被动房在我国将得到进一步的推广和发展，而铝型材作为其中的重要组成部分，未来需求将会大大增加。