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崔源声:被动房的转型升级:从被动走向主动

中国竞博|官网水泥推广发展协会信息网  2019-06-28  来源:中国散协秘书处

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       摘  要:本文简要回顾和总结了联盟和协会创建以来,被动房在国家政策支持和行业努力下发展和演变的技术历程。从被动走向主动,装配式和被动式完美结合,装配式被动房引发产业革命和经济转型升级,被动房是未来的事业和大趋势,值得献身于被动房事业的每一位业界同仁和全社会的热爱、参与和支持。

       关键词:被动房   转型升级   主动房   产业革命

       1、概述

       2014年7月,由国家建筑材料工业技术情报研究所牵头,联合国内外各有关企事业单位,正式创建了中国被动式集成建筑材料产业联盟(以下简称:联盟)。这是国内第一家在该领域的产业联盟,当年就在秦皇岛和天津举办了两次技术交流和工作会议。到今年为止,联盟已经举办了六次年会,为推动我国被动房事业的健康发展做出了重要贡献。

       2018年,为了强化联盟的业务拓展,同时适应国内外在材料科学、新能源、建筑节能、改善居住环境、应对全球气候变化的挑战,以及促进建筑全产业链的转型升级和新兴战略产业的发展,联盟和所在牵头单位及中国竞博|官网水泥推广发展协会(国家一级协会,以下简称:中国散协)的共同努力下,又创建了中国散协的分支机构之——中国散协被动式装配建筑专业委员会(国家二级协会)。作为国家二级协会,中国散协被动式装配建筑专业委员会(以下简称:协会)积极组织被动式和装配式建筑行业的企事业会员单位,一同致力于推进装配式被动房事业和产业在中国的快速和协调发展。

       简要回顾联盟和协会6年来的业务发展,可以清晰地看到,装配式被动房已经逐步得到全社会更广泛的认可和接受。被动房在我国从无到有,从有到多,如今已经遍地开花;几乎覆盖了全国大部分省份和地区,每个省、自治区和直辖市差不多都有一到两个出名的示范样板或住宅小区,正式拿到PHI认证的示范项目已经有21个;国内示范注册登记的也要有几百家,民间自建的被动房项目估计要有几千家之多。

       在过去的6年里,我们看到从国家到部委层面,乃至各个省市,都出台了许多鼓励被动房事业发展的政策和措施,有些省市的政策堪称力度空前,受到业界的广泛赞誉;比如石家庄市的鼓励政策,为全国的被动式和装配式建筑快速发展做出了非常好的表率,堪称被动房史上最给力的激励政策。在国家政策鼓励、以及企业和行业的协同努力下,如今被动房和装配式建筑正在成为行业的发展新引擎,建筑领域新兴战略产业的代表者。

       纵观行业发展总态势,一个从被动走向主动,从装配式走向与被动式完美结合,再与全面生态建筑协调发展的大格局正在形成。而且,随着装配式被动房的不断成熟和完善,一些未知的衍生产业正在向我们走来;我们不但要结束千百年来“刀耕火种”的居住环境,还将迎来更加繁荣的跨界产业经济的兴起;从被动走向主动,还包括从材料科学与新能源科学的结合,从单一产业到跨学科发展,从绿色建材到绿色建筑全产业链发展,再从建筑产业到种植和养植业相结合,一个系统科学与全面协调发展的大好局面正在形成,一个传统产业向新兴战略产业转型和升级时代将同时向我们走来!下面让我们来稍加详细地讨论一下,我们将如何迎来的一个装配式被动房更加美好的明天!

       2、从被动走向主动

       传统的房子由于冬天需要主动供暖(主要为煤和石油等传统燃料),夏天需要主动制冷(也是传统的煤或石油等能源),因而是传统意义上的主动房。被动房(Passive House),利用被动式原理,依靠围护结构的保温和隔热功能为主,加之补充少量的能源(对于经典的被动房而言,只有10%左右,而且一般是由被动式太阳能提供的;Passive House Classical),和传统的主动房相比,可以实现90%以上的冬季供暖或夏季制冷的能量节省,因而被称为被动房。

       在传统的被动房基础上,人们逐步加大新能源的应用力度,使建筑的供暖和制冷的传统能量几乎接近于零;因而近零能耗的第二代被动房便诞生了(Passive House Plus),也就是说建筑自身在冬季供暖和夏季制冷的能源消耗方面,对传统的煤和石油等不可再生资源的消耗已经几乎为零了。包括欧洲生态之父、诺贝尔奖提名人、德国著名的专家克雷克先生发明的ISOMAX系统,就是这种近零能耗建筑的典型代表之一。

       除了建筑自身的采暖和制冷能源以外,建筑还需要额外的能源,包括照明、电器、做饭和洗澡等能量需求,一般要占建筑全部使用能量的50%以上。因此,在近零能耗建筑的基础上,人们又发展了产能房,也称为第三代被动房(或称为优质被动房:Passive House Premium);优质被动房加大了可再生能源的利用力度,不但满足自身的供暖、制冷和建筑自身的全部能量需求,还可以把用不了的能量反馈给电网,因此成为当下被动房的顶级产品之一。

       从传统的主动房,到现代的被动房;再从被动房的第一代开始,逐步加大新式主动的份额,使可再生能源的比列逐步增加到第二代(传统能源的近零或零能耗)、第三代(可再生能源产出大于建筑自身的能量消耗),从而实现从传统主动房向新式主动房的螺旋式发展和跃迁,实现被动房的转型和升级。

       在三代被动房的基础上,如今又发展出第四代生态建筑,以美国太阳房为代表,更加强调和生态的全面平衡和协调发展。比如,对环境的零排放,对雨水的收集和循环利用,借用自然环境和增加人工智能要素,优化住宅在全生命周期内对生态的全面友好等特点。

       3、被动式和主动式的辩证统一

       被动式原理是相对于主动式原理而言的;新式主动也是相对于旧式主动原理而言。从设计师的角度,一般要多利用被动式原理,也就是说以被动式原理为主,以主动式原理为补充。这是设计传统被动房的基本原则,但是到了第二代和第三代被动房,则是逐步加大了主动的成分;但是,这时的主动已经不仅仅是第一代被动房的主动成分了,而是以新式可再生能源为主要成分的主动原理的运用了。正是,此主动亦是非彼之主动也,即循环式发展,螺旋式上升;此乃事物发展之基本原理和法则也。

       主动和被动式原理的联合运用,在一个事物发展的过程中实现有机的统一和发展,推动事物的不断进步和提升,这也是被动房发展遵循的基本法则。

       在具体建筑实践中,被动式和主动式原理已经在国外的木结构和PC结构建筑方面得到了广泛的应用;钢结构建筑也有许多成功的案例。除了第二和第三代德国被动房外,美国的太阳房和净零能耗建筑都是典型的代表。关于联盟设计院设计的亚洲第一个薄壁轻钢结构的被动房,以及美籍华人倪章元博士发明的新式钣墙结构被动房,均属于符合中国国情的第一代被动房。今后随着技术的不断进展,这些房子还需要不断强化新式主动成分。可以坚信,在三大建筑结构中,被动式和主动式原理的充分运用和有效结合,必将为我国未来的建筑市场需求谱写出百花齐放的动人乐章。

       4、装配式与被动式完美结合

       装配式被动房,是联盟首次提出。中国散协被动式装配式建筑专业委员会,也是国内第一个把被动式和装配式融合在一起的官方协会组织。我们认为,被动式和装配式建筑不可分割,都是一个问题的两个方面。被动式代表了绿色建筑的发展方向,装配式同样代表了绿色建筑的美好未来。

       我国改革开放已经走过了40多个年头,经济高速发展的阶段已经过去,正在从高速转向中高速发展的过程。今后的发展,将是一个高质量和高效率的发展阶段。

       在经济高质量发展的阶段,建筑行业的主要发展是通过提高效率来实现高质量的发展。主要发展形式包括装配式和被动式两大趋势合二为一:通过发展装配式建筑,提高劳动生产率;比如过去建设房子需要一到两年的时间,现在通过事先在工厂预制,然后在现场机械组装,和小孩搭积木一样造房子,和造汽车一样造房子,一到两个月就可以完成,至少提高十倍以上的效率,正所谓实现“十倍因子理论”成为可能。同样,通过发展被动式建筑,主要是提升能效。比如,过去给一个房子供应的能量,通过被动式建筑,就可以给十个建筑提供能量,至少节能百分之九十以上,也是“十倍因子理论”(Factor 10)的有效实现方式。两个十倍因子的叠加和乘数效应,可以极大地提升建筑全产业链的经济和社会效益,带动传统建材和建筑业的转型和升级,为经济社会的全面协调与可持续发展奠定坚实基础。也为在建筑全产业链领域追赶发达国家的水平,为至今仍和发达国家之间存在的5到10倍的人均劳动生产率之差距的弥合创造条件,提供基本的创新思路和发展的技术路线。

       被动式和装配式,两大技术发展趋势正在不断融合,在现实中已经有国内外众多先例可以参照。除了木结构被动房是天然的装配式被动房以外,PC结构也呈现出很好的必然融合之趋势。比如,在北京等先进省份,建筑节能已经提升到了新的水平,达不到75%的广义被动式节能水平,什么样的装配式建筑也不会允许建设立项的。再如,欧盟28国到2020年都必须是近零能耗建筑,装配式和被动式如果不能够两位一体,要想在欧洲建设房屋几乎是不可能的事了。这就是被动式和装配式最终必然要融合为一体的发展大趋势,要两条腿走路,一条腿踩两只船的做法,没有出路,最终只能是翻船落水的结局。

       5、被动房衍生产业革命和经济升级

       被动房是从古老的窑洞和寺庙等建筑形式演变和升级而来的,也是人类对动物巢穴的一种仿生学。我们常说,被动房冬天不用暖气,夏天不用空调,屋里没有雾霾;是恒温、恒湿、恒氧、恒静和恒洁的“五恒房屋”;是长寿屋,养生房。住上这样的房子,无疑是人类居住生活的一场革命。但是,目前由于发展不平衡,我国毕竟还是刚开始,被动房的一次性投资还是要高一些,都是学习成本使然;尽管综合成本和全生命周期成本核算不高,还便宜得多。不管怎么说,随着技术的普及和材料的本地化,最终也会和发达国家一样,被动房的建造成本和普通住宅将不会有什么两样。然而,目前的几年内仍然是少数人或高端需求的人群才能够负担得起的,比如医院、养老院、幼儿园或公共设施等。

       如何让被动房走向中产阶级,或面向低收入人群大众,成为发家致富或扶困脱贫的利器?这是联盟和协会近一年来研究的新发现:被动房不但可以逐步降低成本,还可以成为中产阶级发家致富或贫困群体脱贫致富的有力武器。这就是我想谈谈的被动房可以衍生产业革命和被动房将促使经济升级的两个问题。

       (1)被动房衍生产业革命

       被动房本身已经是建筑产业的一场革命了,我们已经讨论许多了。这里主要是说一下新的发现,由于被动房的特点,特别是“五恒房屋”的特点,对人类来说,不但是养生房,也是长寿屋;那么,既然被动房能够养人,若是用来养动物或养其它的植物之类的东西,不是更好吗?答案也是肯定的。

       今天主要提一下被动房养鱼的问题,这是一个很有趣的发现。在长江以北地区,特别是三北地区,低于20摄氏度或15摄氏度的时候比较多,而养鱼一般是不能低于这些关键温度点的,低于这些温度鱼类就不愿意进食,或停止生长了。因此,特别是北方地区,一年之间只能在夏季养鱼,到了秋冬季或春季,养植的基础设施只能闲置,造成大量的浪费,包括人员与基础设施长达半年的闲置。

       如今好了,被动房来了;“五恒房屋”将为科学养鱼带来根本性的变革,不但可以保持一年四季如春,包括养鱼的其它十多项控制参数都可以在被动房的基础上得到很好的贯彻实施。最重要的一条是被动房的节能效果,可以大幅度降低养鱼的能源成本,这个成本一般要占总成本的40%以上;节省了这个成本,就是效益,就是财富,是被动房给带来的经济收益。

       讨论到这里,大家可以举一反三了。从被动房养人,到被动房养鱼,那么还有养猪、养鸡和养鸭,还有什么不能养呢?只要是被动房所到之处,都将引发一轮新的产业革命,都是对原有产业模式的彻底颠覆。被动房所到之处,必将衍生并引发一系列的产业革命。这就是我们的被动房事业,被动房必将带领我们走入一个新的时代!

       (2)被动房促使经济升级

       被动房在建筑业首先引发革命,实现节能百分之九十以上;接着和装配式的结合,带来劳动生产率的大幅度提升,至少都是十倍因子的数量级。再接下来是和养殖业及种植业结合,继续引发链锁式产业革命和经济升级。比如,首先利用被动房的“五恒房屋”优势,再接下来和高科技、高密度养鱼技术结合,使传统养鱼技术每立方米的水只能养2-3公斤鱼,一下跃升到每立方米水养鱼100公斤,增长30多倍!依此类推,可以想象,被动房推广到其它千行百业,将带来多少行业的巨大变迁!

       总之,改革开放40多年,我国的经济从1978年时和发达国家的差距相差上百倍,到40年之后,和发达国家的差距缩短到目前的5到10倍,已经是一个巨大的进步了。但是,如何尽可能在今后更短的时间内,赶上世界发达国家的经济水平,特别是在建筑及其相关产业,我们只有大力推广装配式被动房,践行10倍因子理论,促进经济质量和效率的十倍以上增长,并将其延伸到其他相关的各个经济领域,衍生和引发一系列的经济链锁式效应,带动所有行业的转型和升级,并最终推动国家总体经济的向前发展,追平和发达国家仍然存在的5到10倍的人均劳动生产率差距,早日实现国家现代化,避免陷入中等收入陷阱!

       装配式被动房,我们期待一个更加美好的明天!

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