鑫聞界|被動式住房,減排之路上的新選項

記者 高寒

2022年的冬天,對於歐洲來說,要格外寒冷一些。

隨著天然氣氣源的日益缺乏,不僅居民供暖“一夜回到解放前”,木柴這一古老能源重新披掛上陣。

還好,對於許多歐洲人來說,一種名為“被動式建築”的東西,早已經進入了他們的生活。這種房屋由於其極好的保溫效能,能使其中的人們不再依賴化石能源來釋放熱能。

但難題也存在,“氣荒”讓工廠無法繼續生產發泡聚苯乙烯——被動式建築外牆的核心材料。不得已,歐洲開發商將目光轉向中國,希望一家來自山東濟南的企業能夠頂上產能,一解燃眉之急。

而屬於中國被動式建築的時代,可能剛剛開始。

依靠人體、電器散熱,便能撐過冬天?

秋末的濟南,已經涼意十足。但在濟南東部的一棟獨棟小屋裡,無需任何採暖裝置,人們便可在室內身著單衣。

百米之外的格林堡綠色建設科技有限公司廠房內,大批用於被動式建築的材料正在被生產出來,等待運往國內外的施工專案,這其中就包括大批來自歐洲的訂單。

而企業董事長趙麗現在考慮的,不僅是如何大型的模板材料裝進中歐班列的車廂,而是如何讓被動式建築更快地為政府、民眾所接受,畢竟,這對於歐美國家來說,已經不是新奇的東西。

1988年,“被動式建築”的概念首先被德國和瑞典的兩位教授提起。1991年,德國達姆施達特市的一棟別墅則成為了第一座採用被動房概念進行設計施工的建築。2012年,全世界已有37000座被動式建築,有獨棟房屋、公寓、學校、辦公樓、游泳館等。

所謂“被動”二字,主要是從製冷、採暖這個角度來說。即整個房屋不需要人類主動地消耗燃料供暖,僅僅依靠房屋內的人體、電器的自然發熱。

“人體是在不斷地散發熱量,電視、燈泡等電器也同樣如此。被動房的理念就是,僅僅依靠這些熱源,就可以保持屋內溫度穩定在人體舒適區間。”住建部北京康居認證中心主任張小玲介紹。

這就帶來了一個問題,房屋的需要具備極強的保溫性。

說起冬暖夏涼的居住場所,很多人就會想到中學課本里提到的陝北窯洞。由於牆壁堅硬厚實,熱量不易傳導,因此在每年寒暑之際,也能讓室內溫度舒適宜人。而被動房,則是利用現代技術手段,將窯洞這一居住模式進行復制。

“不僅房屋外牆要採用保溫材料,門窗和玻璃也需要具備極高的氣密性,通俗地說,就是不能漏風。”張小玲說,強保溫、強氣密性、無熱橋傳導,只有這樣,才能最大限度地隔絕熱量流失。

而房屋因為密閉而產生的空氣流通問題,則需要交給新風系統。“當然,新風系統也會消耗能源,但這足以透過被動式建築自帶的分散式光伏來覆蓋。”

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被動式建築的運轉模式

在中國北方的山東地區,冬季家庭取暖所消耗的能量,約為每平方米每年11公斤標準煤。而在被動房中,這一數字可以降至1。8公斤。而張小玲的團隊也曾經在更加寒冷的北京周邊農村做過測算,36戶村民居住在被動式建築中,在冬季維持室內18℃的情況下,不需要使用暖氣、柴火、煤炭等額外能源來提高室內溫度。整個房屋,可以節約掉全部供暖所需的能耗。

“當然,如果你需要繼續提升溫度,到二十五六度,那可能需要補充額外供暖手段,但對於現在的中國廣大北方農村來說,即使燒足炭火,也很難達到18℃的室內溫度。”張小玲說。

清潔環保採暖,地方政府的痛點

被動式住房出現的時間並不長,但由於其技術上的可操作性,目前在住戶較為分散、集中供暖成本較大的歐洲、北美、俄羅斯等地,已經較為普遍。目前在德國等發達國家,不少地方政府已經要求新建房屋百分之百為被動式建築。

而對於中國來說,除了採暖,被動式住房還被賦予了環保和減碳意義。

最新資料顯示,全國建築全過程能耗總量佔全國能源消費總量比重為45。8%,全國建築全過程碳排放總量佔全國碳排放的比重為50。6%。雖然,這其中有一大部分的碳排放量是出現在建築的生產製造過程中,但近年來居民生產生活因為取暖所產生的的碳排放,也日益引起了政府部門的重視。

人口密集的華北平原和山東,同時也是全國減排壓力最大的地區。每到冬季,一旦霧霾籠罩,主要覆蓋這一地區的“2+26”城市(京津冀大氣汙染傳輸通道城市)便會迎來工業限產。

近年來,當地政府也在努力讓農民採暖實現清潔化,從空氣能取暖到政府補貼燒天然氣,越來越多的農民已經告別了過去靠燒柴燒煤取暖的方式。

今年春節,趙麗便來到濟南北郊的農村,體驗了一把中國普通農民的過冬感覺。

和北方其他地區的農村一樣,趙麗看到,幾乎所有的農民都穿著厚厚的棉衣,聚集在一個屋子裡。因為為了節約燃氣取暖費用,村民一般並不會將各個屋子的散熱器全部啟用。而農村的磚房甚至土坯房,又使得這僅有的熱量十分容易流失。

即便這樣,這些燃氣費用也是很多村民很難負擔得起的。“煤改氣,政府會給我們三年補貼,補貼結束後如何取暖,我們還沒想好。”一位村民這樣對趙麗說。

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每到冬天,煤炭都是中國北方重要的取暖能源,圖為山東一熱企負責人赴陝西考察煤炭裝車情況

趙麗的丈夫說,我會讓你們未來不需要再在室內穿棉衣。

但是趙麗卻很謹慎,因為即使只對農戶進行部分改造,即只將用作客廳和臥室的幾間屋子改成被動房,這些建築成本依舊是農民難以負擔的。

其實不僅是農村。儘管國內很多地方政府也已經意識到了被動房對於環保的重要意義,但成本卻依然是阻礙其大量走向使用的因素。

2020年,國內首個裝配式鋼結構被動式建築落地山東建築大學。無需空調和暖氣,室溫便可常年穩定在15℃-24℃。但其造價成本,約為每平米8000元,遠高於目前普通建築1500元之內的建造成本。而目前中國農村磚混結構的房屋,其成本大多不足1000元一平米。

在中國這樣一個地區發展不平衡的發展中國家,這是繞不開的問題。

小目標,讓新產業在濟南聚集

多年來,張小玲一直致力於被動式建築在國內的落地推廣。她認為,推廣被動式建築,一是要靠企業降成本,二是要靠政府給政策。

2018年,趙麗利用長期旅美積累下來的資源,從德國、義大利、美國等國家引進全套技術,並在濟南高新區成立了格林堡綠色建設科技有限公司。

這家企業主要生產免拆模板材料以及與其配套的斷橋構件系統,用於被動式房屋的外牆。在建築過程中,這些材料同時兼具模板和保溫材料的功能。兩層隔熱材料透過大量斷橋構件,緊緊固定在鋼筋兩側,作為建築的內壁和外壁。再在兩層材料之間澆築混凝土,使隔熱材料和牆體融為一體,徹底免去了隔熱板老化脫落的隱患。

這樣一來,房屋建造過程中的大量工地工作往工廠端轉移,施工端的壓力大大減輕。這種建造模式在農村村居的建設中比傳統建造模式更有優勢。既使一家一戶的農民缺乏技術工人和勞動力,人們只需在現場搭接好保溫模組,高品質的被動房就可輕而易舉地建造出來。且由於技術上的先進性,根據住建部等部門的測算,格林堡產品的隔熱性、防火性指標,都領先於現有國內同類產品。

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格林堡總工程師John(右)和外籍專家在工廠

採用免拆模體系,格林堡已經可以將被動方的建造成本降至每平方米3000元以下,與裝配式建築建造成本基本持平。但是,趙麗相信,未來被動房的成本仍有下降空間。

目前在國內,被動式建築主要分為兩類。一類是城市內的中高檔社群,例如濟南市的某個樓盤,均採用被動房理念設計製造,並獲得了住建部和德國能源署雙認證,售價在25000元/平米左右。而另一類則是各種各樣的實驗房、樣板房、自建別墅,基本沒有成本的壓力。

造成被動式建築目前造價高企的原因,除了其隔熱材料和門窗成本相對較高一些,更主要的則是許多材料依然依賴進口。例如防水隔汽膜、預壓膨脹密封帶等。同時,需要大量使用的核心零部件斷橋構件,雖然可以實現國內自主生產,但目前產量不大,導致企業無法降低邊際成本。

關於這兩點,趙麗也有著自己的想法。

她相信在未來,在濟南周邊,出現一個圍繞被動式建築的產業叢集。從上游的聚苯乙烯、丁基橡膠、鋁合金、斷橋件,再到中游的牆體材料、節能門窗、隔水隔氣材料,直至下游的開發商、設計師、施工單位。

“我國幾十年工業化歷程無數次證明,任何一個產業,只要實現國產化,並且產生集聚效應,都會有效地降低成本,造福中國的老百姓。”趙麗說。

而剩下的,便是等待市場的開放和規模效應。

未來不用再在室內穿棉衣

除了成本,政府、民眾和開發商的接受度,也制約著被動式建築的推廣。

其實對於降低建築能耗,中國各級政府的努力由來已久。

1980年以來,我國的建築節能先後經歷了30%、50%、65%三個階段,尤其在降低嚴寒和寒冷地區居住建築供暖能耗、公共建築能耗和提高可再生能源建築應用比例等領域取得了顯著的成效。

住建部在《建築節能與綠色建築發展“十三五”規劃》中就提出,積極開展超低能耗建築、近零能耗建築建設示範,引領標準提升程序,在具備條件的園區、街區推動超低能耗建築集中連片建設,到2020年,建設超低能耗、近零能耗建築示範專案1000萬平方米以上。

隨後,山東、河北、河南、山西、內蒙古等省區針對超低能耗建築示範推廣的政策和技術標準陸續出臺,在財政補貼、非計容面積獎勵、備案價上浮、綠色信貸等方面提出了政策優惠。河北、黑龍江、山東、江蘇、河北、天津等省市還出臺了超低能耗建築的相關技術標準。

而相關企業也成為了多地爭搶的物件。以趙麗為例,目前她就已經接到了來自湖北、浙江等地拋來的橄欖枝,就連同省的兄弟城市煙臺,也希望企業能夠東遷。

但就政策力度來說,走在全國前列的卻是一個在經濟版圖上不那麼有存在感的省份——河北。

作為首都“護城河”,河北的環保壓力最重。因此,對於低能耗建築的需求最為迫切。

河北政策的有力,體現在其對被動式建築的“指名道姓”。相比於很多省份較籠統地支援超低能耗、綠色建築外,河北往往可以單獨地將被動式建築單列出來。

2021年7月,河北省印發《關於支援被動式超低能耗建築產業發展若干政策的通知》,明確規定從2022-2025年,全省被動房建設面積每年以不低於10%的速度遞增。到2025年,全省竣工和在建被動式超低能耗建築面積合計達到1340萬平方米以上。

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同時,河北省還特別注重對於被動房產業的招商引資,提出對重點產業高質量發展專項資金,優先用於“一區三基地”被動式超低能耗建築產業發展;對高效能門窗、環境一體機、保溫系統、專用特種材料等被動式超低能耗建築專有部品部件生產企業採取適當形式給予重點傾斜;支援提升設計、建造、運維等全產業鏈發展質量。

省內的石家莊、唐山等市也釋出了本市政策,推廣被動式建築建設,吸引產業鏈企業落戶。

對於趙麗來說,已經在濟南紮根的她,還是希望能夠在當地期待產業佈局的形成。畢竟,作為北方經濟第一大省,山東的市場潛力和產業基礎,遠非其他省份可以比擬。

感受過北方的嚴寒,也感受過江南陰雨的臘月,未來,她也希望中國越來越多的老百姓,特別是農村鄉親可以住進被動式建築中,就如同她丈夫曾經給村民描繪出的畫面:

“未來不需要再在室內穿棉衣。”