全国建筑热工设计分区图
被动房研究所专门针对被动房在中国各气候区适用性进行了研究。选择九个城市,以一栋相同的典型参考建筑,对比在不同地点满足被动房标准所需的配置及其效益。结果显示,都能以现有技术及产品满足,并获得可观效益。
以寒冷和冬冷夏热地区的代表城市北京和上海进行对比,应可破除一些偏见。根据计算,北京的供暖制冷除湿总能量需求,被动房较标准房降低81.1 kWh/(m2·a),上海则为降低73.6 kWh/(m2·a),虽略低于北京(约为90%),效益也很高,并非如一般成见所言“不值得做”。
考虑到北京能耗以冬季供暖为主,上海以夏季制冷为主,前者有多样能源选择,后者则大部分依赖昂贵的电力。如再进一步考虑上海投入的增量成本较低,则即使不经详细计算,也可以得出大致的判断:以建设被动房的投入产出效益而言,上海可能不亚于北京。
上海2017年用电最高负荷为3268万千瓦,发生于7月中。与前述北京2018年1月用电高峰1926万千瓦相比,高出70%。两地用电高峰分别对应空调制冷与供暖的高峰期。上海常住人口数与GDP均比北京高约10%,与用电高高峰差异不成正比,其原因至少部分在于前述制冷与供暖对电力依赖程度不同。即在上海建被动房不仅节能减排效果近于北京,减轻电网负荷的效果甚至将更为显著。
冬冷夏热地区虽然冬季室外气温高于北方,住宅内热舒适度却普遍远低于北方供暖地区,以致每年要求供暖的倡议不断。目前建筑能耗平均低于北方,实为牺牲冬季舒适度-以及健康-换得的表面现象。随着经济发展,当居民宁愿承担采暖费用以获得合舒适度时,能耗与电力负荷即将急剧增加。而在现有建筑保温质量低下,采暖设备效率不彰的条件下,能量浪费或将更胜于北方。使用者或者不堪经济负荷而继续忍受,或者为供暖付出不必要的过高代价,同时还加重环境负担。
在全面迈向小康社会的前提下,让所有人民不分南北共享一致的室内舒适度标准,例如20~26摄氏度,应该是政策的目标。与其考虑集中供暖,不如加速被动式超低能耗建筑建设。在此地区被动房将使采暖需求大幅降低,冬季舒适度大幅提高,而只需承担更少供暖费。良好的保温与热回收也同时显著降低了夏季空调费用,消弭尖峰电力负荷。
南方的冬暖夏热地区,虽没有冬冷夏热地区的难熬冬寒,漫长的湿热夏季则使空调不停运转,主动制冷不可或缺。经济越发达,城市热岛效应越明显。以现有建筑保温气密水平,就像开着门的冰箱,能源浪费非常明显。而此地区建造被动房只需更少的一次性投入,然后以更低的制冷需求,有机会通过可再生能源弥补大部分缺口。
如前所述,建筑节能是针对大气污染防治紧迫任务的真正主要治本之道。遏制生产或能源转型,效益都不如被动式超低能耗建筑节能。
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