“被动屋”的德国道路
作者：蒲实（文 / 蒲实）
( 在上海世博会浦西园区的城市最佳实践区，有“被动屋”之称的汉堡之家 )
沃夫冈·费斯特(Wolgfang Feist)博士是德国生态建筑进程的参与者与见证者，他在德国达姆城创立的被动屋研究所引导了德国节能建筑标准的制定。沃夫冈·费斯特这样向本刊记者解释“被动”概念的技术背景：“要在一个房间里实现让人舒适的温度，有两种不同的路径：你可以简单地把空间包裹起来，比如用一个帐篷。帐篷不断向外界散热，如果不加热，屋里屋外就会一样冷，你需要用积极的方式，比如安装一个耗能的加热器来维持室内舒适的温度。另一种路径是，给包裹空间的表面加隔离层，室内的热环境将处于稳定状态，一旦停止加热，室内空气需要很长时间才能冷却下来。这样的建筑，就处于被动的舒适状态。‘被动’就是指不需要向空间表面提供能量的技术，它利用环境的物理属性来生成这个表面。它不仅应用于建筑，还被用于很多地方，比如太空船——你既可以用一个火箭，以巨大的能量把太空船发送到木星，也可以利用木星的重力场来给太空船加速。”
1979年的石油危机引发了西方在建筑学领域的生态探索，节能建筑的实验在世界各地出现。早在上世纪80年代中期，瑞典、丹麦这些北欧国家就已经有了立法，要求新建筑必须达到一定节能标准，墙体绝热层、热回收、空气封闭性、通风控制和隔热玻璃等已经可以把建筑能耗降低到过去的1/3。费斯特告诉本刊：“正是那个时候，瑞典伦德大学的建筑系教授、我的老朋友博·亚当姆森(Bo Adamson)，从中国带回他的经验。当时，中国长江以南的住宅不允许安装供暖设备，在一些贫困地区，住宅内部空间的小气候环境很差。亚当姆森为中国政府所做的研究，就是在没有供暖的限制条件下改善这些住宅的内部环境，他把这些建筑称之为‘被动屋’。当我们在伦德大学见面时，他告诉我，中国的‘被动屋’概念值得在欧洲一试。1988年，我们开始研究欧洲建筑内部空间的热行为，欧洲‘被动屋’雏形由此诞生于大学研究所实验室的模拟试验，它一步从每天耗能100瓦/平方米跨越到15瓦/平方米。”
亚当姆森和费斯特于是成立了被动屋研究所来实现实验成果的产业化。1984年，德国颁布了建筑热防护法令（1995年修订），一些建筑企业也在寻找节能之道。1991年的第一座“被动屋”是由4个私有企业组成的“被动屋开发商协会”出资修建的，4座房子排成一排，每间房子156平方米。这些原型房子采用3层隔热玻璃，取代了当时普遍使用的双层玻璃，以增强热防护效果，还通过缩小南窗户和增加北窗户隔热能力的方式来减少能耗。原型采用太阳能集热器来加热水，用地下热交换器来预热空气。这些建筑部件当时在市面上都找不到，由4个私有企业单独生产或在实验室手工制作，非常昂贵。黑森州环保部的评估是，它的建造成本比普通建筑高出50%。但重要的是，“我们用了极为精确的监测设备来获得相关数据。一些合作企业看了被动屋的监测数据说，好，我们来生产房子上的这种超级隔热窗框，或者其他的建筑部件”。从这几个私有企业开始，研究所帮助越来越多的德国中小企业研发它们所需的节能建筑部件，从窗框、墙体到通风系统、热回收系统，再到被动屋专用的热力泵等。“这些建筑部件逐渐在市场上出现，而市场的成功是自我延续的过程，越来越多的企业和资金参与，规模和产量不断扩大，价格也相应降下来。我们现在有80多种不同类型的窗户和窗框，合作企业中有50多家制造商。建筑师也在这个过程中参与进来，被动屋的设计概念也越来越多样化。”
被动屋最初为什么会在市场获得成功？它要求质量更高的隔热窗框，更厚的绝热层，效率更高的热泵机组和通风系统，这些都提高了它的造价。但费斯特说，在德国市场发育较成熟的地方，被动屋的造价已经降到平均比普通房屋高5%～8%，一般德国人也买得起了。
费斯特告诉本刊：“90年代，多是个人客户修建的单个的或成排的被动屋，后来一些公司、社区开始建被动屋办公室和公寓，5年前，国有公共建筑也开始按被动屋标准修建，比如德国今天一半的新学校都是被动屋，而如今在法兰克福、纽伦堡和弗赖堡等城市，所有新建筑都是被动屋了。”法兰克福是德国和欧洲金融中心，它的房地产市场也非常活跃。费斯特说：“法兰克福的故事很有意思。最初，法兰克福最大的房地产开发商对被动屋很不看好，认为这是不切实际的痴人梦话。不过，它还是勉强同意出资让我们在法兰克福搞实验，2000年，我们建了一个小项目。让这家开发商吃惊的是，这个项目还没建好，房子却已经卖光了。建完后，他们一算账，被动屋的附加成本是建筑成本的8%，但是期房销售给他们提前收回了成本，这个利润比被动屋的附加投资成本还高。这些房子之所以卖得这么好，也是个自我说服的过程。当时的法兰克福媒体大量报道第一批入住者的居住经验，比如，一个110平方米的4口之家一年只需要交120欧元的取暖费，而在德国，通常情况下，一户一个月的取暖费大概就是120欧元，这些入住者对空间内部的空气质量也很满意，这些信息进一步促进了后期销售。有利可图对开发商来说无疑是难以抗拒的吸引力，这个法兰克福地产巨头接着又开发了一个被动屋项目，再一次取得市场成功。”
( 奥地利西部蒂罗尔地区的因斯布鲁克住宅区 )
大资本介入进一步完善了被动屋的设计和技术，并把附加成本降到了更低，已经达到建筑成本的4%。2006年，德国最大的被动节能型住宅小区——索菲恩庭院(Sophienhof)在法兰克福竣工，费斯特的被动屋研究所为它做了标准认证。当时柏林的建筑杂志评价说，“它绝不是伪装的生态怪胎，而代表着一座城市居住社群和居住文化的发展”。由建筑围合成庭院是德国传统的居住形态，这个庭院项目包括109所有产权房子和40所公租房，内院面积3000平方米。除了具备被动屋的共同特点，庭院还有很深的阳台，这样在冬季就有足够大的面积来接受阳光的辐射，储存热量，在夏季则能为下层阻挡多余的辐射，其他热量由3个带缓冲储存器的煤气燃烧锅炉提供。在这所建筑中，德国的一家隔热材料公司还研制出40厘米厚的EPS保温板做成保温山墙，将墙的导热系数控制在接近零值，达到了严格的节能限制标准。
费斯特说：“法兰克福市政府看到了被动屋的可行性，就出台了一个政策，规定法兰克福的所有新建项目都必须符合被动屋标准。德国的城市不能制定普通法，但市政府只把它所有的土地卖给建被动屋的开发商，政府控股的建筑公司也只建被动屋，这样的结果是，法兰克福一半的新建项目都是被动屋。在房地产投资市场活跃的法兰克福，只要你带来的是被动屋的方案，只要你的价格合理，不是很离谱，你基本可以卖掉你的房子。”
最近费斯特参与的项目是奥地利西部蒂罗尔地区的因斯布鲁克住宅区，是蒂罗尔最大的建筑商Neue Heimat所建的有600个单元的大型住宅。费斯特对本刊介绍说：“一期项目的结构与普通住宅并没有什么不同之处，是常见的5～8层混凝土结构，外层有隔热层，二期则会试验性地采用木结构。它安装的是半中央通风系统和交叉逆流热交换器，每个楼梯间地下还安装了一个中央通风装置，来支持内庭的空气流通和过滤。4个地下水泵在水、乙二醇和空气之间形成交换，对室外的温度进行恒温处理。屋顶铺设有1000多平方米的太阳能屋顶和10厘米厚的绿化层。供暖面有水流过，楼与楼之间的中央加热设施把热量配送到每栋楼里，这些储存的能量来自太阳能、空气热能和锅炉燃烧等产生的热能。被动屋不一定要通过特殊的结构来实现，我们通过这些建筑构件实现了被动屋。”
就在3个月前，欧盟正式出台了欧洲国家的建筑节能性能指导法案，要求欧盟的新建筑在2018年达到接近零耗能的标准，还要求欧盟成员国加强建筑业立法，规范建筑的能源认证标准，在2020年实现近零耗能。这条法案意味着，被动屋作为一种近乎零耗能的节能建筑在整个欧洲获得了更大的市场机会，而在欧盟政治层面上，拥有被动屋制造技术和率先建立起建筑能源认证标准体系的德国，在生态建筑市场的竞争中获得了先机。■ 德国道路被动建筑