中國被動式低能耗建筑的發展模式和發展趨勢

北京康居認證中心

馬伊碩 郝生鑫 曹恒瑞

中國引入被動式低能耗建筑已有十年，被動式理念和技術在中國已開始從探索走向成熟，“以降低建筑本體能源需求為原則，減少對機械式采暖和制冷設備的依賴”，正在成為高能效建筑領域的共識。

應該說，被動式低能耗建筑技術改變了建筑的角色定位——在大幅度降低建筑對外界能源需求的情況下，建筑從單純的能源消耗者轉變為能源需求側的控制者和管理者；改變了人們的用能理念——開始相信低能采暖和低能制冷，相信高能效和高舒適可以協調并存。

2010~2020年，中國被動式低能耗建筑領域經歷了從學習理念、轉變觀念，到落地項目、制訂標準的過程，實現了從政策體系、標準體系、技術體系、產品體系、管理體系、行業組織，到工程項目的全方位的發展，積累了豐富的經驗。時至2020年，不可回避的瑕疵固然存在，舉其大者如設計經驗尚淺，習慣性陷入“一如既往”的設計；高能效產品規范化程度不足，系統化水平不高；囿于工人專業素質、施工成本和工期限制，精細化施工尚有難度，等等。然而，我們依然欣喜地看到，工程項目逐個落地，技術路線逐步明朗，政策和標準逐漸頒布，市場上適用材料與設備國產化大步前行，全行業以及用戶市場認識度不斷加深。中國這一世界第一建筑大國，實際上正在以中國效率和市場規模，以及超越國際水平的技術創新，成為這一場建筑領域變革的領軍者。

1 被動式低能耗建筑的發展模式

1.1 政策體系發展

截至2020年8月，我國各級政府共頒布被動式低能耗建筑鼓勵政策115項，其中國家層面13項，21個省/直轄市/自治區、16個城市先后發布102項。其中，《山東省綠色建筑促進辦法》、《河北省促進綠色建筑發展條例》、《遼寧省綠色建筑條例》還將被動式低能耗建筑建設寫入了地方法規。

經過十年發展，各級政府對被動式低能耗建筑的認可度越來越高，體現在政策數量上，2015-2017年3年，全國共發布27項政策，占現有政策總數的23%；2020年截至8月31日，全國已發布36項政策，占總數的31%，見圖1。

除了數量上的增多，政策的針對性及可實施性也逐年增強。2015~2017年發布的27項政策中，僅有5地6項政策具有較高的可執行性。2018年9個城市先后出臺被動式低能耗建筑補貼政策。2019年4省市出臺省級財政補貼政策。2020年截至8月31日，全國36項政策文件涉及15個省/直轄市/自治區，被動式低能耗建筑開始在全國范圍內掀起發展熱潮。其中，河北省編制完成《被動式超低能耗建筑產業發展專項規劃（2020-2025年）》，明確了未來五年被動式低能耗建筑產業的發展方向，提出在全省范圍內組建被動式低能耗建筑全產業鏈。

從地域上看，被動式低能耗建筑發展仍然表現出不均衡性。在已發布的政策文件中，嚴寒和寒冷地區占79%；夏熱冬冷地區共發布18項政策，其中上海市、宜昌市明確了可執行的激勵措施；夏熱冬暖和溫和地區共發布政策3項，見圖2。

1.2 標準體系發展

2015年2月27日，河北省住房和城鄉建設廳發布《被動式低能耗居住建筑節能設計標準》（DB13(J)/T177-2015）[1]，自2015年5月1日起實施，成為中國第一部被動式低能耗建筑標準。

圖1 發布政策數量隨年份的發展情況

圖2 不同氣候區的政策數量分布情況

圖3 不同氣候區的標準數量分布情況

2016年8月5日，住房和城鄉建設部批準《被動式低能耗建筑—嚴寒和寒冷地區居住建筑》（16J908-8）[2]為國家建筑標準設計圖集，自2016年9月1日起實施，成為我國第一部被動式低能耗建筑的國標圖集，為設計和施工人員提供了重要參考。

此后，我國典型氣候區的支撐性標準逐步建立，從規劃與設計、施工與建造、檢測與驗收、運行與維護四個方面，全面整合場地環境、建筑本體、機電系統、材料部品等內容，對被動式低能耗建筑提供全過程全專業技術支撐。

截至2020年全國共發布被動式低能耗技術導則9項[3-11]，設計、檢測、評價標準14項[1,12-24]。其中全國性導則1項，嚴寒地區導則/標準3項，寒冷地區導則/標準14項，夏熱冬冷地區導則/標準5項，見圖3；居住建筑類導則/標準13項，公共建筑類導則/標準1項，涵蓋了居住和公共建筑類導則/標準9項。

下一階段，標準研究深化到產品和檢測類層面，已經完成編制的有《被動式超低能耗建筑透明部分用玻璃》（T/ZBH012-2019）[25]、《被動式低能耗居住建筑新風系統技術標準》（CSTMLX032500325-2019）[26]。正在編制過程中的有門窗類、保溫材料類、防水材料類、通風設備類、密封材料類和粘結/抹面砂漿類標準。

1.3工程項目發展

以國內三家主要被動式低能耗建筑技術咨詢單位在2013-2020年啟動的89個項目為基礎進行統計分析，建筑面積總計222萬平方米。其中涉及：

（1）北京、河北、山東、四川、浙江、江蘇等16個省/直轄市；

（2）嚴寒、寒冷、夏熱冬冷、夏熱冬暖4個氣候區；

（3）住宅、辦公、幼兒園、學校、展館等多種建筑類型；

（4）鋼筋混凝土、混凝土裝配式、鋼結構裝配式、磚木等不同結構形式。

從分布情況看，90%的項目位于寒冷地區，且以居住建筑為主，見圖4、圖5。應該說，被動式低能耗建筑的推廣仍然主要集中在我國北方地區。然而，夏熱冬冷地區冬寒難熬，夏熱冬暖地區濕熱季漫長，主動制冷不可或缺。在南方推動被動式低能耗建筑，不僅可以解決夏熱冬冷地區冬季采暖的民生問題，更可以在夏熱冬暖地區實現“低能制冷”。

從建設進度看，2013-2018年5年的總竣工面積為16萬平方米，占項目樣本總量的7%。2019年竣工項目規模大幅增長。自2020年開始，竣工項目開始呈指數型增長。預計2021年一年竣工項目將達到142萬平方米，占項目樣本總量的64%，見圖6。今后兩年將是被動式低能耗建筑大規模竣工交付的周期，既是對其性能的一場社會性考驗，也是提高其市場認識度的機會。

從結構形式看，絕大部分項目為鋼筋混凝土現澆結構體系，但也有一些項目做出了探索性嘗試。如北京市焦化廠公租房項目探索了裝配整體式混凝土結構技術和被動式低能耗建筑技術的結合，研發了預制整體式夾心保溫墻板，提出了被動式門窗與預制外墻的連接構造，預制保溫墻板接縫的斷熱橋和氣密性措施，以及外挑陽臺與主體結構之間的斷熱橋技術方案；山東建筑大學教學實驗綜合樓項目探索了鋼結構裝配式技術與被動式低能耗建筑技術的結合，解決了外窗安裝、外墻掛板氣密性、鋼結構節點熱橋等問題；2018國際太陽能十項全能競賽愛舍（Es-Block）項目探索了可拆裝式的被動式低能耗建筑技術，創造性地實現了模塊化拆分、運輸、拼裝后的建筑整體符合被動式低能耗建筑的氣密性、斷熱橋和能耗指標要求。

圖4 不同氣候區的工程項目分布情況

圖5 不同建筑類型的工程項目分布情況

圖6 工程項目竣工年份的分布情況

1.4 產品體系發展

被動式低能耗建筑的發展，不僅促進了我國節能技術的發展創新，更帶動了建材產業的升級。關注被動式低能耗建筑產品的企業日益增多，我國已逐漸形成配套產品體系，實現全部關鍵產品國產化，擁有自主知識產權。

被動式低能耗建筑產品體系發展，以專有的產品認證為核心，實現了高品質建材產品的集聚和輻射效應。目前已有180項產品/系統完成被動式低能耗建筑產品認證。

（1）被動式門窗系統從無到有，從有到優

38家單位80項產品已完成被動式低能耗建筑門窗認證。其中鋁包木外窗共16家單位29項產品，木包鋁外窗共1家單位4項產品，鋁合金外窗共8家單位11項產品，塑鋼外窗共13家單位18項產品。

（2）引導外墻外保溫系統化發展

29家單位16個系統、6種保溫材料已完成被動式低能耗建筑外墻外保溫系統/保溫材料產品認證。其中EPS外墻外保溫系統9項，巖棉板外墻外保溫系統4項，巖棉帶外墻外保溫系統3項；模塑聚苯板（含石墨聚苯板）22項，巖棉板9項，巖棉帶5項。

（3）為真空玻璃、真空絕熱板創造了應用市場

真空玻璃和真空絕熱板是我國技術領先產品，熱工性能較同類產品有大幅提升，被動式低能耗建筑為兩類產品創造了廣闊的應用市場。

（4）催生了防水隔汽膜、防水透汽膜、斷熱橋錨栓等產品研發

4家單位9項防水隔汽膜/防水透汽膜產品，以及3家單位15項斷熱橋錨栓產品已收錄在被動式低能耗建筑產品選用目錄[27]中。其中，2項防水隔汽膜、1項防水透汽膜由國內企業自主完成了研發、生產和檢測；15項斷熱橋錨栓均出自國內企業。

（5）高效熱回收新風系統已初具規模

17家單位34項產品已完成被動式低能耗建筑新風系統產品認證，其中帶有熱泵的新風空調一體機產品共24項，包括戶用小風量設備22項，1000m3/h新風量以上的設備2項；不帶熱泵的新風系統共10項，新風量均在350m3/h以下。

1.5 發展模式總結

縱觀被動式低能耗建筑的10年發展，基本上演繹了以項目為主導，帶動產業生態圈建設的發展模式。

起步階段，以2013年秦皇島在水一方項目啟動為標志，不僅首次實踐了被動式低能耗建筑的技術方案，而且在國內嚴重缺失適用產品、國際上也沒有高層建筑先例的情況下，創造性地采用了陽臺斷熱橋措施、分戶式新風空調一體機、廚房補風系統等中國方案，成功地將18層住宅樓建造為被動式低能耗建筑，實現了零的突破。

發展階段，以黑龍江、山東、北京、湖南、福建等地開始啟動首個/首批被動式低能耗建筑示范項目為標志，同時各地開始以項目為依托進行政策和標準研究，最后形成政策、標準、項目相互支撐的形勢。

快速發展階段，以2018年《關于加快被動式超低能耗建筑發展的實施意見》（石政規〔2018〕）的發布為標志，被動式低能耗建筑進入區域性、規模化發展階段。同時建筑行業上下游秉持高質量發展的企業看到了高能效、高品質產品的發展前景，以被動式低能耗建筑為載體的產品體系也進入快速發展階段，形成了綠色發展新動能。

2 被動式低能耗建筑的發展趨勢

2.1 規模化發展

中國被動式低能耗建筑已從小范圍示范向規模化建設方向發展。北京、河北、山東、浙江、四川、黑龍江、內蒙古等地都出現了10萬平方米以上的被動式低能耗建筑社區。石家莊市目前在建項目34個，總建筑面積211萬平方米。

2020年7月，河北省人民政府辦公廳印發《關于支持被動式超低能耗建筑產業發展的若干政策》，計劃到2025年全省竣工和在建被動式低能耗建筑面積合計達到1340萬平方米以上。綜合本文圖6的項目發展趨勢，保守估計到2035年全國將有20億平方米的被動式低能耗建筑產業容量，見圖7。

圖7 被動式低能耗建筑的產業容量發展預測

2.2 區域能源規劃

被動式低能耗建筑的規模化發展，使高能效目標實現的路徑，從單體建筑轉向片區/城區；從單體建筑能效提升和能源利用，轉向片區/城區層面上的總體能源規劃。

以片區/城區為尺度實施高能效建設，即以被動式低能耗建筑技術為基礎，通過優化區域內建筑業態的混合比例，不同用能峰值時刻的參差，實現區域整體負荷的平準化，從而進一步抑制區域的供能要求。同時集成應用位于不同空間的可再生能源（光電、光熱、地熱、風電等），并采用低品位能源直接供冷供熱/預冷預熱，以及儲能電站、儲熱儲冷系統提供用能靈活性，最終實現片區/城區的能源產、儲、消平衡。

2.3 以“碳中和”為核心的城市建設

“碳中和”概念在全球氣候變暖這一時代背景中孕育產生。人類社會應對氣候變化，不僅要努力減少人類活動的碳排放，同時應關注陸地生態系統與海洋生態系統的固碳作用，從“碳源”與“碳匯”兩端來尋找低碳社會發展途徑。所謂碳中和是指，以碳收支計算為基礎，通過優化城市建設策略，平衡碳排放量與碳吸收量，達到碳源與碳匯中和的目標。因此碳中和是比低碳更進一步的發展訴求。

被動式低能耗建筑技術，使建筑的低能采暖和低能制冷成為可能；使依靠低品位的可再生能源實現區域性的能源產儲消平衡成為可能；使脫離對化石能源的依賴從而實現城市能源轉型和真正的區域性碳中和成為可能。

以被動式低能耗建筑為載體的能源轉型和碳中和城市建設，是一個整體性、一體化的發展過程。它將去碳化、能效提升、能源系統融合以及技術多樣性集為一體；將空間布局、能源規劃、市政基礎、建筑系統、交通系統、產業系統、資源利用集為一體；是規劃和建設領域的根本性變革。

在下一個十年，中國要引領這場根本性變革，行業內和行業間的配合應全面展開。

從國家和地方的戰略決策上，應認識到被動式低能耗建筑和碳中和城市建設巨大的能源和資源節約意義、環境和生態保護意義，以及對延續人類福祉和社會可持續發展的價值，制定更開放的政策框架條件，同時修改、摒棄不利于建筑高效節能發展的條例、規定。

從城市發展的路徑選擇上，應認識到規模性建設被動式低能耗建筑不僅可顯著消弭城市峰值負荷，緩解調峰電廠建設壓力，抑制城市熱島效應，尚可帶來整體居住和生活品質的提升，建筑質量和建筑壽命的提升，以及建筑運營成本的降低，對高質量推進中國城市化進程形成正效應。

從技術融合的實施模式上，應認識到打破專業、行業間技術壁壘的重要性。對被動式低能耗建筑單體而言，應遵循多專業協同的工作模式，在設計和施工階段，協調建筑、暖通、結構、給排水、電氣與室內裝修專業共同參與，以便優化設計，合理安排進度和資源配置；對碳中和城市建設而言，縱向涉及城市、區域、建筑、用戶系統的一體化融合，橫向涉及電力、熱力、建筑、交通等系統的一體化融合。

從金融和保險的制度保障上，應認識到被動式低能耗建筑和碳中和城市建設將引導建筑行業進入長期獲利經營模式，并促成跨界互補、互惠互利的新型合作模式和商業模式，如余熱利用促成工業、商業與建筑業主、運營商的合作等。推出地方性的專項扶持政策和激勵措施，以及多元化的融資模式和保險制度，提高建設方和使用方的積極性，讓高質量建設引導內循環經濟迫在眉睫。

3 總結

下一個十年，在對能源節約和建筑品質的雙重關注下，被動式低能耗建筑正面臨規模化、區域化發展的新形勢。

實際上，被動式低能耗建筑由于其優越的節能效果，改變了建筑在區域性的能源網絡中的角色定位，使建筑從單純的能源消耗者轉變為能源需求側的控制者和管理者：被動式技術使建筑成為能源的截流者；小型可再生能源設備的安裝使建筑成為能源的生產者；儲能材料或設備的使用使建筑成為能源的存蓄者；與上級能源網絡的控制和調節系統的設置使建筑成為能源的調配者。

以被動式低能耗建筑的能源需求側管理為基礎，實施區域需求側能源規劃和高能效城區建設，最終實現區域性的能源轉型和碳中和目標，將是我國高能效建筑領域下一個十年的發展趨勢。

在下一個十年，探索并尋求出符合時代需求和家國利益的建筑節能和城市發展的中國方案，是我們這一代建設工作者走向成熟，引領這場根本性變革的必經之路。

參考文獻

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[25]中國建筑玻璃與工業玻璃協會.被動式超低能耗建筑透明部分用玻璃. T/ZBH012-2019

[26]中國材料與試驗團體標準.被動式低能耗居住建筑新風系統技術標準. CSTMLX032500325-2019

[27]被動式低能耗建筑產品選用目錄（第八批），http://www.passivehouse.org.cn/

本文出自《建設科技》2020年19期，主題：中國被動式低能耗建筑十年發展。

來源：被動房網，版權歸原作者所有，侵刪。

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