被动式建筑起源于人类生存发展的最早期,是人们改善生存条件,抵御恶劣环境的必然选择。直到二十世纪六七十年代空调的出现,才为人们随心所欲改善室内环境提供了可能。而在此之前,人们只有选择尽可能地利用室外环境和建筑结构来维持相对舒适的室内环境,这种建筑也就是如今被动式建筑的雏形。
简单地说,被动式建筑就是在寒冷或炎热的天气条件下,建筑不采取供暖和制冷,通过保温和通风措施来提供良好的室内温湿度。他是相对主动设计房屋物理环境的“Active House”而说的,经过被动设计的“Passive House”。
■ 1933年,美国建筑师设计建造了第一座太阳能采暖住宅,并提出了“太阳房”概念。
■ 1973年,丹麦科技大学教授Vagn Korsgaard系统使用模拟技术进行建筑设计优化,建造了零能耗建筑。
■ 1974-1975年,H. Höster,B.SteinMüller 等在德国联邦政府资助下建立起超绝热实验房——飞利浦实验房,进行系统研究建筑能效。
■ 20世纪70~80年代,北美进行了一系列超级隔热房屋研究。
1988年瑞典隆德大学的Bo Adamson和被动式房屋研究所的Wolfgang Feist正式提出被动式节能房屋的概念。
■ 保温隔热
■ 被动窗
■ 风热回收的通风技术
■ 气密性
■ 无热桥
被动房不对实际建筑能耗进行要求,但是为了保证对被动房的认证结果权威性,德国被动式研究所开发了PHPP(Passive House Planning Package)用于模拟计算其他参数进行辅助认证。PHPP是一个能够对建筑热工、冷/热负荷、能耗、通风等进行计算的工具包。
■ 1988年在被动式建筑概念提出后,1990年由德国黑森州政府资助,开始了系统研究建筑能耗和建筑部件工作。
在1991-1992年,德国弗莱堡大学弗劳恩霍费尔太阳能系统研究所建造了the Energy-autarchic Solar House。自此,标志着被动式房屋发展的开始。
■ 1996年,德国物理学家Wolfgang Feist在达姆施塔特成立“被动房研究所”,至今致力于研究和制定推广被动房的标准。
■ 1998年,第一座被动式办公楼建成,2000年首个被动式小区在德国建成,2001年第一批学校和工厂完成。
同年,美国第一所被动房——伊利诺伊州史密斯屋由被动式节能研究所评鉴。4年后,美国第一座由被动式节能研究所正式认证的建筑物——瓦尔德希生态园,由德国联邦环境基金会和康考迪亚语言村合作在明尼苏达州建成。2004年,第一个被动式节能研究所认证的学校项目——Montessori被动式学校开始建设。
■ 截止到2012年,全世界的被动式建筑已有37000多栋。
归根结底,一栋建筑只是一个盒子,对外隔绝着负面的坏天气,对内提供良好的气候环境。这是从我们的祖先建造房屋开始延续至今的,因为他们的建造重心在生存本身。而长久以来,提供舒适的环境逐渐变成建筑重心:在室外又冷又湿的时候,维持室内的温暖干燥;同样在气温很高的时候,为人们提供凉爽的室温。
如今的建筑师仍然很关注建筑室内舒适性的问题,但更多的,我们开始通过人工方式改造建筑内环境:我们燃烧化石燃料发电和产热来制造建筑的内部热循环。这也造成了如今建筑碳排放占全球百分之四十的现状,这影响着全球气候,也影响着人类的未来。
这种模式化的做法在近几年得到了一些改善,但我们必须继续加快改变的步伐。世界人口从今天的70亿即将增长为2050年的90亿。我们工作和居住其中的所有建筑物,都需要拥有良好舒适的室内环境。为了承载更多的人口和倍增的建筑,我们需要的是一种新的建筑,即低能耗,甚至是零能耗的建筑。2050年后,我们将不得不开始这种建筑的建设。
幸运的是,我们知道我们应该怎么做。
按照绿色建筑的逻辑,我们选择了“被动房”:我们选取气密性和绝热性最强的基础和外壳,配以超高性能的、可进行太阳能收集的门窗,我们安装能不断提供新鲜空气的热回收通风系统来满足一座房屋的一切需求。
显然,这些投入将远远大于普通建筑类型的建筑房屋,但我们确信能够得到回报。建筑体量越大,回报越大。我们不断完善系统,提高维护的耐久性,进一步降低生命周期的维护成本,我们将得到一栋表现出最高水平的建筑。
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