1 引言

　　以二氧化碳為代表的溫室氣體，導(dǎo)致地球不斷變暖。應(yīng)對氣候變化、倡導(dǎo)低碳生活已成為全人類的共識。在這種共識下，低碳經(jīng)濟得到迅速發(fā)展，低碳建筑成為繼綠色建筑（詞條“綠色建筑”由行業(yè)大百科提供）、可持續(xù)建筑等之后備受關(guān)注的熱點問題之一。然而，和綠色建筑、可持續(xù)建筑一樣，低碳建筑的概念過于寬泛，現(xiàn)實中沒有相應(yīng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及評價體系，不能夠給建筑師以最大的設(shè)計指導(dǎo)。因此，有必要重新使用“被動式建筑”這一概念。被動式建筑以被動式技術(shù)的使用為核心，重構(gòu)人、建筑、氣候之間的關(guān)系，改變現(xiàn)有的建筑建造模式，實現(xiàn)建筑全生命周期內(nèi)的低能耗，最大限度地減少溫室氣體排放。在我國發(fā)展被動式建筑，有利于推進實現(xiàn)建筑低碳化。

　　2 被動式建筑的概念及歷史

　　被動式建筑并不是一個新概念。“被動式”是英文“passive”的直譯，原意為誘導(dǎo)、順從，取其“順其自然”之意。如果將被動式建筑界定為“順應(yīng)自然界的陽光、氣溫、風(fēng)的自然原理，盡量不消耗常規(guī)能源的建筑”，那么被動式建筑的歷史可以追溯到狩獵及農(nóng)耕文明時代。

　　2.1 被動式建筑的產(chǎn)生階段

　　早在新石器時代，人類在有條件的地方挖掘窖穴、營造半地下洞穴;進入到農(nóng)耕文明之后，人類結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件，利用木、竹、草甚至大型動物骨骼做材料，運用各種被動式手段建造屋宇，如愛斯基摩人將穴居與火塘組合建造成冰屋、印第安人的Montezuma 堡壘等。這一時期生產(chǎn)力水平相對低下，人類要不斷地與自然斗爭，來維持本身的生存。在屋宇建造過程中，人們一直不自覺地運用當(dāng)?shù)刭Y源，依據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件來進行，人們對自然主要是氣候因素(氣溫、日照、風(fēng)速、風(fēng)向等)的應(yīng)對呈現(xiàn)出一種被動的關(guān)系，同時與地球環(huán)境保持著基本平衡關(guān)系。這一時期的建筑可稱為“樸素的被動式建筑”。

　　2.2 被動式建筑的發(fā)展階段

　　工業(yè)革命之后，特別是進入二十世紀(jì)二三十年代后，人們在科學(xué)技術(shù)上取得了突飛猛進的發(fā)展，自然對人類的威脅已越來越弱。隨著采暖與制冷技術(shù)的成熟，人們可以主動地控制室內(nèi)溫度和濕度，滿足人們的舒適要求，這使得氣候因素逐漸從建筑設(shè)計中隱去。然而這種背離氣候的建筑模式消耗和浪費了大量的能源，帶來了巨大的環(huán)境變化。環(huán)境主義者甚至認為，人類反而開始威脅自然，全球性的生態(tài)環(huán)境的破壞便是例證，因此，人類應(yīng)該通過文明活動來保護自然。這一思潮也反映在建筑領(lǐng)域。1933年，美國建筑師William Keck 和Fred 設(shè)計建造了通過南向窗戶進行太陽能采暖的住宅，并第一次提出了“太陽房”的概念。自此，許多美國建筑師致力于被動式太陽能建筑的研究工作及優(yōu)化設(shè)計，編寫了設(shè)計手冊及建筑圖集，并建成了一批較具影響的被動式太陽能示范建筑。

　　2.3 被動式建筑的成熟階段

　　二十世紀(jì)八十年代以后，能源價格降低、公眾財富積累等因素削弱了美國社會各界對被動式太陽能建筑的興趣，因此被動式建筑的研究與實踐轉(zhuǎn)移至歐洲各國。1988年，瑞典的Bo Adamson 和德國Feist 想設(shè)計一種不需要“采暖空調(diào)主動供冷熱”的房屋(passive house 被動房)。此后二十年間，他們展開了系統(tǒng)研究與測試，形成了一整套被動式建筑的技術(shù)和施工規(guī)范。然而也許是由于語言關(guān)系，被動式建筑理念在很長一段時間內(nèi)并沒引起人們注意。直到2005 年，世界能源價格的大幅上漲之后，被動式建筑由于其具有獨特的研究出發(fā)點和逐漸成熟的設(shè)計、建造和評價體系，在歐洲國家受到青睞。2009 年，被動式建筑被部分歐洲國家確定為國家建筑標(biāo)準(zhǔn)或未來城市發(fā)展規(guī)劃，歐洲議會也提議新建建筑必須符合“被動式住宅”的標(biāo)準(zhǔn)。

　　3 我國發(fā)展被動式建筑的障礙因素分析

　　發(fā)展被動式建筑已逐步成為建筑界的主流趨勢，而現(xiàn)階段，被動式建筑的基礎(chǔ)研究、設(shè)計理念、投資回收期等諸多因素阻礙了其在我國的發(fā)展。

　　3.1 被動式建筑基礎(chǔ)研究工作不足

　　被動式建筑的本質(zhì)在于在特定的地域氣候和太陽輻射條件下，在建筑物能夠“自然”運行情況下，室內(nèi)的空氣溫度、相對濕度、氣流速度和平均輻射溫度等四個參數(shù)的組合，能夠在相對較長的時間內(nèi)滿足人體基本熱感覺的需求，當(dāng)不能滿足時，需要供給的熱量或冷量相對較小。進行被動式建筑方案設(shè)計時，必須具備基本的設(shè)計基礎(chǔ)條件，主要包括準(zhǔn)確可靠的室內(nèi)外設(shè)計基礎(chǔ)科學(xué)數(shù)據(jù)、適宜的建筑熱工設(shè)計和室內(nèi)外風(fēng)場計算理論和方法等。而這些設(shè)計的基礎(chǔ)條件是建立在建筑氣候能源資源的分布規(guī)律、建筑室內(nèi)熱舒適需求等相關(guān)科學(xué)研究之上。而目前國內(nèi)學(xué)術(shù)界未從根本上研究解決被動式建筑設(shè)計中的這些基礎(chǔ)科學(xué)問題，導(dǎo)致了被動式建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)缺失，在很大程度上阻礙了其發(fā)展。

　　3.2 被動式設(shè)計未被足夠重視

　　被動式建筑要求建筑師在建筑方案形成階段，結(jié)合氣候因素，對建筑布局、朝向、能源系統(tǒng)等進行合理決策，形成綜合能耗、環(huán)境與建筑藝術(shù)的方案。然而現(xiàn)代建筑室內(nèi)熱環(huán)境的調(diào)控理論及方法是建立在“能源與資源無限、自然環(huán)境容量無限”理念之上，通過制冷與供熱設(shè)備，實現(xiàn)人們對建筑室內(nèi)空間熱環(huán)境的需求。加之現(xiàn)行的我國建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)并未考慮被動式設(shè)計的因素，因此多數(shù)建筑師在設(shè)計過程中把氣候問題作為一個可有可無的參數(shù)，忽視甚至放棄地域氣候和太陽輻射資源對建筑室內(nèi)熱環(huán)境的調(diào)節(jié)作用，將更多的注意力集中在建筑空間的功能以及美觀等方面，認為節(jié)能是暖通空調(diào)設(shè)計師的責(zé)任，這種思想一定程度阻礙了被動式建筑在我國的推行。

　　3.3 被動式建筑投資回收期不明確

　　根據(jù)國外被動式建筑發(fā)展的經(jīng)驗，建造被動式建筑比普通建筑經(jīng)濟成本高。A.Audenaert 等學(xué)者針對比利時被動式建筑、低能耗建筑及標(biāo)準(zhǔn)建筑進行了經(jīng)濟分析，他根據(jù)調(diào)研案例分別做出了能源價格變化情況下的三類建筑的盈虧平衡時間(Break-even time)表，分析表明：當(dāng)建筑使用第19年時，被動式建筑能耗和常規(guī)建筑能耗相等;第24年時，被動式建筑能耗和低能耗建筑能耗相等;以后的時間里，被動式建筑總耗能低于其他兩者(如圖1所示)。因此，長遠來看，初期額外增加的建造成本能夠在可以預(yù)見的時期內(nèi)通過減少采暖等費用支出而得以回收。

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