面對能耗大戶的樓宇建筑，“被動房”憑借其能耗少、節能效果明顯、低碳排放等優勢，近年來備受市場關注和看好，已成為節能建筑的新標桿。

在膠東半島的青島市中德生態園區內，一幢獲德國被動房研究所（Passive House Institute，以下簡稱“PHI”）認證的亞洲最大被動式公共建筑———青島中德生態園被動房技術中心（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展示、交流與培訓、辦公、體驗式居住等多功能于一身。據承建方青島被動房工程技術有限公司技術咨詢部副部長劉磊介紹，PHTDC 嚴格按照德國PHI 標準，同時因地制宜地結合當地氣候條件，通過高效新風熱回收系統、高性能外保溫系統、智能化樓宇自控系統等應用，PHTDC 建筑節能高達90%以上，遠超目前國內普遍施行的65%建筑節能標準。

被動房建筑的典范

起源于德國的“被動房”，是指適應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結構，采用高效新風熱回收技術，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環境的建筑。據劉磊介紹，PHTDC 一是采用了熱源地泵系統，地下換熱器共設計了80 口深120 米地源井進行冷熱交換；二是采用了高性能的外保溫系統及良好的氣密性措施，極大地減少了室內外的冷熱交換；三是通過高效新風熱回收系統來保障室內的空氣品質。

“PHTDC 在選材、構造、設計、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。”據劉磊介紹，在室內外壓差50 帕斯卡的情況下，PHTDC平均每小時的換氣次數僅為0.3，遠低于德國PHI 標準規定的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、年發電量在66000 千瓦時左右的太陽能發電系統。“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供電。”劉磊講道。即便如此，據測算，PHTDC 一次能耗節約近130 萬千瓦時/ 年,節約運行費用約50 萬元/年，減少碳排放量664 噸/ 年。

主動優化的黑科技

“被動房”固有的設計和構造等，遵循了其低碳、低能耗以及節能的宗旨。但為保證建筑內主要機電設備能夠根據設定的室內外環境需求，進行時時的匹配，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”高舒適度和進一步的優化節能。實現這些目標，對PHTDC“主動優化”智能樓宇解決方案的供應商———西門子（中國）有限公司樓宇科技集團（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的變壓器和斷路器等，而西門子獨具優勢的樓宇自控系統和整體房間控制系統（TRA），助力PHTDC 在節能和高效方面再上新臺階。

據西門子中國樓宇科技節能業務總監許冬介紹，作為PHTDC的“智慧大腦”，樓宇自控系統主要實現兩大功能，一是對地源熱泵機組、新風機組以及各種水泵等機電設備運行的優化與控制。針對PHTDC 所處的氣候環境，主要實現夏季降溫除濕、冬季采暖以及新風除霾等三大功能。二是通過管理平臺軟件Desigo CC 來實現宏觀層面的管理與優化。

他進一步解釋道：“具體而言，Desigo CC 相當于自動化控制系統和管理人員之間的人機界面。西門子軟件的兼容性在行業中實現了突破，不僅可以自主兼容市面上主流的機電設備所運用的開放協議，還可以將PHTDC 的暖通空調、照明、遮陽、給排水、建筑外層監控、太陽能與能源管理系統等產生的數據與建筑設計建造過程中建立的BIM（Building Information Modeling）三維數字模型進行無縫連接，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1200 個數據點的信息，能跟BIM 模型進行互聯互通。”許冬坦言，要實現與大量不同品牌和型號的第三方設備無縫連接和協同優化，具有一定的挑戰性。不過，憑借豐富的技術經驗，經過精心調試的西門子樓宇自控系統成功做到了各個系統之間良好的交互。

他強調，針對單個房間的TRA，在業內首次真正做到了利用一套管理系統將室內暖通空調、照明、遮陽等子系統集成起來，通過智能優化的方式，來滿足室內對光環境、熱濕環境和空氣品質的要求，達到舒適節能的目的。“不僅要解決原有各系統的兼容性問題，同時還要考慮室內各環境指標的相互影響。”

許冬舉例道：“當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的熱濕環境；而新風系統在營造室內良好的空氣品質時，同樣也會對熱濕環境產生影響。室內的光環境、熱濕和空氣品質本身就是相互耦合與相互干涉的。”

在許冬看來，西門子的TRA，可以徹底打通各設備的界限，形成一套開放式、兼容性極強的體系，高效協調室內幾大舒適度指標。據悉，在房間里，西門子部署15 組能根據需要調節燈光和室內溫濕度的RoomOpti Control 模塊，獨有的“綠葉”按鍵，可以自動計算出暖通空調、照明和遮陽三個子系統最優運行模式的“最大公約數”，實現“一鍵節能”。“因為TRA 的效率功能可自動探測房間內不必要的能源消耗。”在許冬眼里，西門子是業內第一家做到TRA如此高效且“以人為本”的廠商。

不難發現，借助西門子的解決方案，PHTDC 不僅可將尖端的節能技術集成一個平臺，在提高設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，中德生態園還將集中發展160萬平方米、全國最大的被動式建筑集群。”中德聯合集團副董事長、總經理毛世青接受采訪時表示。據他介紹，被動房已與精英產業、智能

化、工業4.0 成為中德生態園四大主導產業。

資料顯示，我國北方地區按國家現行節能標準設計的公共建筑一次能約消耗約為216 千瓦時/ 平方米·年，而按被動式標準設計的建筑一次能源消耗不大于120 千瓦時/平方米·年，節能空間巨大。相對傳統建筑，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）有限公司執行副總裁兼樓宇科技集團總經理邵康文在接受采訪時指出：“作為一直踐行綠色環保理念的公司，PHTDC 的成功實踐，讓西門子在中國首次對被動式建筑節能進行了有益的嘗試和探索。”

同時，他表示，無論是新建樓宇，還是舊樓改造，西門子在建筑節能領域已積累了豐富的經驗和深厚的技術功底。“目前，我們在全球已成功幫助2000 幢建筑實現了節能的目標，每年幫助業主節省的節能費用超過200 億元，減少的二氧化碳排放超過400 萬噸。”邵康文講道。

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

萬元左右的節能收益，并幫助項目取得了LEED 金獎認證，這也是世界范圍內展館類建筑取得的第一個LEED 金獎認證。（韓建新）