面對能耗大戶的樓宇建筑，“被動房”憑借其能耗少、節(jié)能效果明顯、低碳排放等優(yōu)勢，近年來備受市場關(guān)注和看好，已成為節(jié)能建筑的新標(biāo)桿。

在膠東半島的青島市中德生態(tài)園區(qū)內(nèi)，一幢獲德國被動房研究所（Passive House Institute，以下簡稱“PHI”）認(rèn)證的亞洲最大被動式公共建筑———青島中德生態(tài)園被動房技術(shù)中心（以下簡稱“PHTDC”），自去年9 月正式啟用以來，吸引了眾多的參觀者和取經(jīng)者。

近日，《機電商報》記者有機會參觀了這座號稱“亞洲樣板”的被動式建筑。

PHTDC 總面積13768.6 平方米，外部整體呈“嶗山石”狀，地上5層，半地下1 層，地下1 層，集中了被動式建筑技術(shù)展示、交流與培訓(xùn)、辦公、體驗式居住等多功能于一身。據(jù)承建方青島被動房工程技術(shù)有限公司技術(shù)咨詢部副部長劉磊介紹，PHTDC 嚴(yán)格按照德國PHI 標(biāo)準(zhǔn)，同時因地制宜地結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件，通過高效新風(fēng)熱回收系統(tǒng)、高性能外保溫系統(tǒng)、智能化樓宇自控系統(tǒng)等應(yīng)用，PHTDC 建筑節(jié)能高達(dá)90%以上，遠(yuǎn)超目前國內(nèi)普遍施行的65%建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。

被動房建筑的典范

起源于德國的“被動房”，是指適應(yīng)氣候特征和自然條件，通過保溫隔熱性能和氣密性能更高的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，采用高效新風(fēng)熱回收技術(shù)，最大程度地降低建筑供暖供冷需求，并充分利用可再生能源，以更少的能源消耗提供舒適室內(nèi)環(huán)境的建筑。據(jù)劉磊介紹，PHTDC 一是采用了熱源地泵系統(tǒng)，地下?lián)Q熱器共設(shè)計了80 口深120 米地源井進(jìn)行冷熱交換；二是采用了高性能的外保溫系統(tǒng)及良好的氣密性措施，極大地減少了室內(nèi)外的冷熱交換；三是通過高效新風(fēng)熱回收系統(tǒng)來保障室內(nèi)的空氣品質(zhì)。

“PHTDC 在選材、構(gòu)造、設(shè)計、施工等方面力求精益求精，有效保障了建筑整體的氣密性、保溫性以及采光等。”據(jù)劉磊介紹，在室內(nèi)外壓差50 帕斯卡的情況下，PHTDC平均每小時的換氣次數(shù)僅為0.3，遠(yuǎn)低于德國PHI 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的0.6。這些舉措，一方面盡量減少能量的消耗，另一方面也讓能源得以高效利用。

不僅如此，PHTDC 還安裝了功率62.4 千瓦、年發(fā)電量在66000 千瓦時左右的太陽能發(fā)電系統(tǒng)。“但這僅能滿足整幢建筑近20%的電力需求，超過80%的電力依然需要電網(wǎng)供電。”劉磊講道。即便如此，據(jù)測算，PHTDC 一次能耗節(jié)約近130 萬千瓦時/ 年,節(jié)約運行費用約50 萬元/年，減少碳排放量664 噸/ 年。

主動優(yōu)化的黑科技

“被動房”固有的設(shè)計和構(gòu)造等，遵循了其低碳、低能耗以及節(jié)能的宗旨。但為保證建筑內(nèi)主要機電設(shè)備能夠根據(jù)設(shè)定的室內(nèi)外環(huán)境需求，進(jìn)行時時的匹配，高效運行；同時，針對辦公室、會議廳、公寓、展覽室等不同的需求，打造“以人為本”高舒適度和進(jìn)一步的優(yōu)化節(jié)能。實現(xiàn)這些目標(biāo)，對PHTDC“主動優(yōu)化”智能樓宇解決方案的供應(yīng)商———西門子（中國）有限公司樓宇科技集團(tuán)（以下簡稱“西門子中國樓宇科技”）而言是一個不小的考驗。

在PHTDC，西門子中國樓宇科技不僅為其提供保障電力可靠供應(yīng)的變壓器和斷路器等，而西門子獨具優(yōu)勢的樓宇自控系統(tǒng)和整體房間控制系統(tǒng)（TRA），助力PHTDC 在節(jié)能和高效方面再上新臺階。

據(jù)西門子中國樓宇科技節(jié)能業(yè)務(wù)總監(jiān)許冬介紹，作為PHTDC的“智慧大腦”，樓宇自控系統(tǒng)主要實現(xiàn)兩大功能，一是對地源熱泵機組、新風(fēng)機組以及各種水泵等機電設(shè)備運行的優(yōu)化與控制。針對PHTDC 所處的氣候環(huán)境，主要實現(xiàn)夏季降溫除濕、冬季采暖以及新風(fēng)除霾等三大功能。二是通過管理平臺軟件Desigo CC 來實現(xiàn)宏觀層面的管理與優(yōu)化。

他進(jìn)一步解釋道：“具體而言，Desigo CC 相當(dāng)于自動化控制系統(tǒng)和管理人員之間的人機界面。西門子軟件的兼容性在行業(yè)中實現(xiàn)了突破，不僅可以自主兼容市面上主流的機電設(shè)備所運用的開放協(xié)議，還可以將PHTDC 的暖通空調(diào)、照明、遮陽、給排水、建筑外層監(jiān)控、太陽能與能源管理系統(tǒng)等產(chǎn)生的數(shù)據(jù)與建筑設(shè)計建造過程中建立的BIM（Building Information Modeling）三維數(shù)字模型進(jìn)行無縫連接，形成一個直觀的管理界面。同時，Desigo CC所采集的25 個控制柜內(nèi)1200 個數(shù)據(jù)點的信息，能跟BIM 模型進(jìn)行互聯(lián)互通?！痹S冬坦言，要實現(xiàn)與大量不同品牌和型號的第三方設(shè)備無縫連接和協(xié)同優(yōu)化，具有一定的挑戰(zhàn)性。不過，憑借豐富的技術(shù)經(jīng)驗，經(jīng)過精心調(diào)試的西門子樓宇自控系統(tǒng)成功做到了各個系統(tǒng)之間良好的交互。

他強調(diào)，針對單個房間的TRA，在業(yè)內(nèi)首次真正做到了利用一套管理系統(tǒng)將室內(nèi)暖通空調(diào)、照明、遮陽等子系統(tǒng)集成起來，通過智能優(yōu)化的方式，來滿足室內(nèi)對光環(huán)境、熱濕環(huán)境和空氣品質(zhì)的要求，達(dá)到舒適節(jié)能的目的?！安粌H要解決原有各系統(tǒng)的兼容性問題，同時還要考慮室內(nèi)各環(huán)境指標(biāo)的相互影響?！?/span>

許冬舉例道：“當(dāng)利用室外采光來提供照明時，又要防止過多的熱輻射影響室內(nèi)的熱濕環(huán)境；而新風(fēng)系統(tǒng)在營造室內(nèi)良好的空氣品質(zhì)時，同樣也會對熱濕環(huán)境產(chǎn)生影響。室內(nèi)的光環(huán)境、熱濕和空氣品質(zhì)本身就是相互耦合與相互干涉的。”

在許冬看來，西門子的TRA，可以徹底打通各設(shè)備的界限，形成一套開放式、兼容性極強的體系，高效協(xié)調(diào)室內(nèi)幾大舒適度指標(biāo)。據(jù)悉，在房間里，西門子部署15 組能根據(jù)需要調(diào)節(jié)燈光和室內(nèi)溫濕度的RoomOpti Control 模塊，獨有的“綠葉”按鍵，可以自動計算出暖通空調(diào)、照明和遮陽三個子系統(tǒng)最優(yōu)運行模式的“最大公約數(shù)”，實現(xiàn)“一鍵節(jié)能”?！耙驗門RA 的效率功能可自動探測房間內(nèi)不必要的能源消耗。”在許冬眼里，西門子是業(yè)內(nèi)第一家做到TRA如此高效且“以人為本”的廠商。

不難發(fā)現(xiàn)，借助西門子的解決方案，PHTDC 不僅可將尖端的節(jié)能技術(shù)集成一個平臺，在提高設(shè)施管理的靈活性和效率的同時，更是大幅提升了樓宇能效。

前景廣闊值得期待

建筑節(jié)能廣泛的市場需求和巨大的社會效益，無疑讓“被動房”未來的市場空間充滿期待。“未來5年，中德生態(tài)園還將集中發(fā)展160萬平方米、全國最大的被動式建筑集群?！敝械侣?lián)合集團(tuán)副董事長、總經(jīng)理毛世青接受采訪時表示。據(jù)他介紹，被動房已與精英產(chǎn)業(yè)、智能

化、工業(yè)4.0 成為中德生態(tài)園四大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。

資料顯示，我國北方地區(qū)按國家現(xiàn)行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的公共建筑一次能約消耗約為216 千瓦時/ 平方米·年，而按被動式標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的建筑一次能源消耗不大于120 千瓦時/平方米·年，節(jié)能空間巨大。相對傳統(tǒng)建筑，被動房建造成本增加量僅為800～1000 元/ 平方米。如果從整個建筑的全生命周期來計算，初期建造約占到總體費用的20%，而通過后期能耗費用的大幅降低，多出的成本費用8～10 年即可回收投資。

面對如此巨大商機，西門子（中國）有限公司執(zhí)行副總裁兼樓宇科技集團(tuán)總經(jīng)理邵康文在接受采訪時指出：“作為一直踐行綠色環(huán)保理念的公司，PHTDC 的成功實踐，讓西門子在中國首次對被動式建筑節(jié)能進(jìn)行了有益的嘗試和探索?！?/span>

同時，他表示，無論是新建樓宇，還是舊樓改造，西門子在建筑節(jié)能領(lǐng)域已積累了豐富的經(jīng)驗和深厚的技術(shù)功底?！澳壳?，我們在全球已成功幫助2000 幢建筑實現(xiàn)了節(jié)能的目標(biāo)，每年幫助業(yè)主節(jié)省的節(jié)能費用超過200 億元，減少的二氧化碳排放超過400 萬噸?！鄙劭滴闹v道。

在中國，西門子全套的電氣解決方案幫助世界第二高樓———上海中心大廈實現(xiàn)了20%的節(jié)能效果；而在中國進(jìn)出口商品交易會展館一期節(jié)能改造中，西門子幫助實現(xiàn)了每年250

萬元左右的節(jié)能收益，并幫助項目取得了LEED 金獎?wù)J證，這也是世界范圍內(nèi)展館類建筑取得的第一個LEED 金獎?wù)J證。（韓建新）