被动式房屋原理、设计要求、原则
被动式节能屋（德语：Passivhaus）又可译为被动式房屋，是基于被动式设计而建造的节能建筑物。被动房屋的基本原则就是能效。杰出的保温墙体、创新的门窗技术、高效的建筑通风、电器节能都是解决能效的基础。
被动式低能耗建筑的基本要求
被动式房屋基本原理及作用
当房屋的外墙与屋顶保温隔热性能足够好时，
当外围护结构的保温层到达一定厚度时，房屋通过外围护结构的能量损失达到最低。在冬季可以凭借房屋自然得热维持室内温度达到20度以上；在夏季足以抵抗太阳的幅射不传到室内。U≤0.15W/(m2K)
当房屋的外窗采光、隔热和保温性能足够好时，
室内可以外窗的自然光满足照明要求，从而将用电照明降到最低。外窗在满足采光的同时，将造成室内冷负荷的红外线隔绝在室外从而最大地降低冷负荷g≥0.5；
外窗在满足采光同时，窗的传热系数足够的低，从而降低通过窗的热传导。
采用通风效率≥75%新风设施。
必须满足人体的新风需求，在每次换气时将能量损失降到最低。
被动式房屋的效益与作用
1.全面提升建筑室内环境
1）良好的温湿度环境；
2）足够的新风。
2.全面降低采暖空调能耗
供暖需热量≤15kW·h/(m2a) 或楼宇热负荷≤10W/m2
有效制冷需求≤15kW·h/(m2a)
总一次能源需求≤120kW·h/(m2a)
3.全面提升建筑质量
楼宇气密性n50≤0.6/h
4.促进节能产业升级
被动式房屋的设计要求
1.被动式低能耗建筑用自身的得热满足冬季采暖的需求；
被动式低能耗建筑保证室内空气质量的高品质
2.用一次能源做限定性指标
追求的是建筑物总一次能源的降低克服了此消彼长的问题。
1）不能因为遮阳降低制冷能耗而提高了照明能耗。
2）不能因为降低了冬季的采暖能耗提高了夏季的空调能耗。
3）不能因为使用地源热泵反而提高了一次能源的需求。
追求的建筑用能总体的降低不是单一方面的降低：遮阳如果降低了自然采光不能满足要求从而增加了能耗。禁用双层窗(双层皮争论)。
3.室内环境要求
室内环境一年四季宜处舒适状态，应同时满足如下规定：
室内温度20～ 26℃
室内相对湿度在40～60%
超温频率≤5%
室内二氧化碳含量≤1000ppm
室内围护结构内表面温度温差不得超过3℃
门窗室内一侧无结露现象。
4.噪音限值
通过管网和辅助通道传递声音限值，应满足如下规定：
机房≤ 35dB
功能房≤ 30dB
起居室≤ 20dB
5.气密性要求
被动式低能耗房屋的气密性必须满足N50≤0.6，即在室内外压差50Pa的条件下，每小时的换气次数不得超过0.6次。
6.热回收率要求
冬季通风换气时必须对排出空气进行热回收，热回收率宜满足下式要求Rh≥75%
被动式房屋的设计原则
1.紧凑型设计
房屋体型宜紧凑，体型系数宜≤0.4
2.无热桥设计
１）外围护结构的保温屋应连续完整，严禁出现结构性热桥。
２）外墙宜采用外墙外保温系统，应有对外墙外保温系统性联结锚栓有阻断桥处理。
屋顶做法
3.满足自然通风的要求
1）外窗的可开启面积不小于总面积的四分之一。
2）房屋的平面布局宜有利于形成穿堂风。
3）单元内除厨房外，所有房间的室内门与地板之间的距离不得小于２cm。
4.充分利用自然采光
房屋采光应满足《建筑采光设计标准》GB/T50033的规定。起居室与书房自然照明宜满足书写、阅读的要求。
5.充分利用太阳能
1）房屋的主朝向宜为南向。
2）应利用房屋的太阳光充足建筑表面安装太阳能热水器。
3）地下库等地下设施宜利用太阳光导系统满足日间照明要求。
德国被动房的特征
1）强调建筑物首先要满足建筑热工的要求，严禁结露发霉，然后才是对建筑能物能耗的要求。
2）提出对建筑物舒适度要求。它要求室内相对湿度在是40-60%，温度控制在18～ 26℃，并且超温频率10%，并且新风量必要满足人体需求
3）强调充分利用自然通风。被动式房屋在室外气候条件在舒适范围内，尽可能不启动设备对室内调节而利用自然通风。
4）充分利用自然采光。被动式房屋对窗墙比没有限制，但对通过窗进入到室内的太阳光得热（Total energy transmittance）有所限制，规定不得小于0.5。而我国标准中采用的遮阳系数限值。
5）判定建筑是否符合节能建筑的方法是通过能耗模拟计算出一次能源并最终通过建筑实际的一次能源消耗量判定其是否为节能建筑。
6.建筑整体气密层规定
1）房屋应有包绕整个采暖体积的气密性外围护结构，这层外围护结构中应有连续完整的气密层。
2）10cm以上的混凝土层，PE薄膜等致密性较好的材料的材料均可做为气密层，不同材料构成的气密层连接处必须妥善处理以保证气密层的完整性。
3）严禁使用双层窗和大孔砌块。
被动式房屋建造的经验要点
经验之一：中国可以建造出来被动房，施工质量是制约因素：
N50≤0.6(N50指室内外压差50帕的状态下房屋每小时换气次数小于0.6次)成为能否实现被动式房屋最终效果的最关键因素。
经验之二：选择正确的材料与产品以及构造成为开发商的必然选择；
1.从图便宜到首先挑选正确的材料与产品。
2.能与建筑同寿命的外墙外保温(B1)体系得到应用。
3.窗台板和女儿墙盖板成了必然选择。
4.基础与散水放弃传统做法,采用更为合理的构造。
经验之三：设计施工培训和德国专家的指导使中国人自己完成被动式房屋的建造成为可能。
经验之四：绝大多数材料中国可以自已解决。
K≤0.8
窗口的密封材料只能从德国进口。
窗的内部密封强度大于外部密封；
内侧为防水隔气膜,外则为防水透气膜；
耐老化与建筑同寿命。
高性能门窗密封材料基本缺失，国内完全可以生产K≤0.8 的LOW-E玻璃，国内能生产出型材的厂商少之又少。
被动房屋与国内65%单体建筑节能房屋投资比较
被动房屋与65%节能房屋投资比较多投入：627.8元/㎡；
其他节省的投资：
1.热计量表相关费用：3818.3元/户，折合约38.2元/㎡;
2.用户节约空调机费用：20000元，折合200元/㎡ ;
3.节约管道井面积1.35㎡，按照售价7000元 按照两户计算折合47.3元/㎡；
以上合计节约资金285.5元/㎡ 。
本课件部分引用张小玲《被动式房屋在中国的实践》。
“汉堡之家”案例简析
案例主题：汉堡之家――寄予美好愿望的建筑《被动式房屋在中国的实践》。
地理位置：位于上海世博浦西园区城市最佳实践区北部E片区。
建筑面积：3150平方米。
建筑高度：约18米，地上5层，地下1层。
案例原型：位于汉堡“港口新城”沙门码头60号的H2O大楼。
案例关键词：一幢获得德国权威机构认证的“被动房”新建筑项目，基本无需主动供应能量的生态建筑。
技术亮点：高隔热隔音，对建筑设计、建筑物围护结构以及所采用的节能技术采取了优化措施。
案例看点：一幢现代化的汉堡建筑，参观者可亲身体验即使在上海闷热的天气里，也能在室内享受适宜的温度、清新的空气，并减少能源消耗。
技术
——隔热保温系统
隔热保温系统 外墙采用双层夹板结构，在内层的水泥墙和外层的红砖之间装有20公分厚的聚苯乙烯作为隔热层。窗户使用3层玻璃构造安装防辐射层和可移动的网状遮阳板，保证良好的气密性和保温效果
——太阳能设备供电
汉堡之家的屋顶装有450平米的光伏发电设备，可以提供建筑运行和使用所需电能的80%左右；另一个功能是遮阳，在屋顶形成大片阴影，在夏季太阳直射下降低了热辐射，在冬季则能接受更多斜射的阳光。
——地下水泵取暖制冷
“被动房屋”内没有空调，但通过几种技术的结合实现冬暖夏凉，其中很重要的一部分是地下水泵，它位于35米的地下，其中管道把地下水循环利用，用于采暖和制冷；
——中央通风设备
建筑的通风装置也与热循环系统相连，汉堡之家采用了一台德国运来的具有热回收、制冷和除湿功能的通风装置，其热回收功率和制冷在80%到90%，最大限度减少了能量损失。
与传统建筑相比较
总结
节能环保
建筑本身无需主动提供能量，而是通过地源热泵获得采暖、制冷、通风和除湿，从而实现建筑能源供应的自给自足和零废气排放。
能源有效利用及再生能源利用
“汉堡之家”在结构形式、外墙构造、能源供给、通风采光等多方面均体现了节能性的建筑方式与智慧型的建筑技术的有效结合模式，为城市可持续发展和生态环保的理念下的建筑设计提供了积极的启示意义。
办公、家居一体化
建筑的灵活性空间设计特征为该建筑实现办公、居住综合使用和高度结合提供了可能性，未来的创新办公室理念，家居办公一体化，单一或群体工作室和交流中心的建立都可以在此得以实现。
