摘要：

随着经济和技术水平的发展，为满足人民对美好生活的需求，进一步提高居住建筑的节能标准势在必行。但按节能建筑的技术路线来提高外墙保温和门窗性能，费效比会越来越差。被动式超低能耗建筑在国内推广有年，被证明是一种高品质、高舒适、高节能的一种建筑技术，但是成本比节能建筑增加约600〜1000元/㎡，阻碍了其全面推广。

本文借鉴超低能耗建筑的技术思路，提出“低能耗建筑”技术，比75节能提高节能30%〜50%，达到寒冷地区采暖能耗15〜45kWh/(㎡·a)，全部能耗折合一次性能源消耗不超过150kWh/(㎡·a)。

以郭公庄一期公租房项目4#住宅楼为案例，对比了75节能建筑、被动式超低能耗被动式建筑和低能耗建筑三种技术，研究了技术差异，测算了建筑安装成本，发现低能耗建筑的成本增量仅为3〜5%，实现了进一步节能30%〜50%的效果。研究证明，低能耗建筑技术在技术和经济上是可行的，在下一阶段的建筑节能工作中，应用“低能耗建筑技术”来推动我国居住建筑节能的进一步发展有很强的现实意义。

一、75节能建筑与超低能耗被动式建筑技术

自2009起，住房和城乡建设部科技与产业化促进中心与德国能源署（DENA）在国内推广“被动式超低能耗建筑”以来，被动式超低能耗建筑（也称为超低能耗建筑、被动式建筑、被动房等）在国内取得了长足的发展。已经有河北、山东、黑龙江等多个省出台了被动式超低能耗建筑的地方标准，全国已经完成了几十个超低能耗建筑项目，建筑面积达到一千多万平方米，除了应用于住宅建筑，还应用到办公、幼儿园、展厅、学校等多种建筑类型。

超低能耗建筑是一种高品质、高舒适、高节能的建筑，对节能有明确指标要求，即建筑能耗不超过30kWh/(㎡·a)（包括采暖和制冷，其中采暖能耗不超过15kWh/(㎡·a)），折合一次性能耗不超过120kWh/(㎡·a)。这是一个很高的指标，也是判定超低能耗被动式建筑能否达到预期效果的最终指标。无论在设计还是建设过程，都要以这一指标为目标。

超低能耗建筑技术，采用热平衡设计原理（图1），争取在不供暖的条件下，实现建筑的得热和失热的平衡。采用5项关键技术（即高性能外围护系统、高性能外窗、气密性、断热桥设计和高效换热新风系统）实现高节能、高舒适的建筑目标（图2）。

图1 建筑热围护结构与热平衡示意图（来源：http://www.passiv.de/）

图2 超低能耗被动式建筑的5项基本原则（来源：http://www.passiv.de/）

我国现行的节能建筑标准（如75节能），没有明确的节能指标，而是用几项关键约束性指标来判定是否节能。也就是说，超低能耗建筑能够节多少能，一开始就有量化指标要求，建成后也要测量实际能耗，从而判定是否达到预期效果。而节能建筑到底节多少能，基本上没人说的清楚，这也是国内对现行建筑节能标准的实质效果存在质疑的一个重要原因。

研究表明，在寒冷地区（如北京），采用75节能标准的多层住宅建筑，其实际采暖能耗水平大约为60〜75kWh/（㎡․a），采用被动式超低能耗建筑技术，采暖能耗不超过15kWh/（㎡․a）。实际工程中采暖能耗还会更低，以节能建筑的标准衡量，可达到90节能的效果。超低能耗建筑比75节能建筑的节能效果大大提高了。但是，由于比节能建筑对外墙保温和门窗性能有更高的要求，加上增加了新风换热系统，造成超低能耗建筑比一般75节能建筑的建设成本高出600〜1000元/㎡（表1)。这也是推广应用超低能耗建筑最大的障碍。因此，如果能够发展一种相对于现行75节能标准进一步降低约能耗30%〜50%、成本增量不太大的“低能耗建筑技术”，对我国下一步推广住宅节能起到一定的参考作用。

表1 夏热冬冷地区被动式建筑成本表

项目名称		普通建筑造价(元/m2)	被动式建筑造价(元/m2)	增量成本(元/m2)
建筑安装成本	降水	6	6	0
	土方	8	8	0
	土建	520	520	0
	建筑	370	370	0
	保温	130	225	95
	外门窗	145	460	315
	水电暖安装	200	180	-20
	热回收系统	0	270	270
	防热桥处理	0	5	5
	室外工程绿化	200	200	0
	市政配套	160	160	0
	规划设计	70	75	5
建安成本合计		1809	2479	670
不可预见费3.5%		54.27	74.37	20.1
管理费3%		36.18	49.58	13.4
合计		1899.45	2602.95	703.5

注：根据2015年住博会上南通三建提供的数据整理

二、低能耗建筑技术的指标、原理和关键技术

本文提出的“低能耗建筑”，是指节能效果介于75节能建筑与被动式超低能耗建筑之间的一种建筑。在节能的同时，低能耗建筑技术也提高了室内环境的舒适性，并有效控制成本增量，从而达到性能与成本的平衡，降低新型节能技术推广的难度。

德国、丹麦等国家的建筑能耗法规对于新建建筑的能耗要求已经达到了约50kWh/(㎡․a)，北京75%节能标准的多层住宅的能耗水平大约为60~75kWh/(㎡․a)（高层住宅会低一些）。在此基础上，如果采暖能耗水平降低30%，即能耗水平约为45kWh/(㎡․a)以下，并高于超低能耗被动房的采暖能耗的15kWh/(㎡․a)，基本就可以认为是“低能耗建筑”。

“低能耗建筑”是一种相对现行75节能标准降低约30%〜50%能耗的节能技术，即采暖能耗达到15〜45kWh/(㎡.a)之间,是在现行建筑节能标准上进一步降低能耗的节能建筑（如表2）。

表2 三种节能技术能耗指标对照表

	75节能建筑		低能耗建筑技术		超低能耗被动式建筑技术（德）
	能耗指标	室内温度	能耗指标	室内温度	能耗指标	室内温度
采暖需求	50〜75 kWh/(㎡․a)	18	15〜45 kWh/(㎡․a)	20	不超过 15kWh/(㎡․a)	20
制冷需求		26		26	不超过 19kWh/(㎡․a)	26
全年折合一次能源需求			不超过 150kWh/(㎡․a)		不超过 120kWh/(㎡․a)

(一) 低能耗建筑能耗指标

1.  采暖需求（Heating Demand）

以我国寒冷地区（如北京）的居住建筑为例，参考节能建筑标准和被动式建筑的能耗标准，将低能耗建筑的采暖需求指标确定为15〜45kWh/(㎡.a)，采暖负荷不大于15〜45W/㎡（如表3, 图4）。

 表3 不同建筑类型采暖能耗指标kWh/㎡a

编号	名称	室内温度设计参数	采暖能耗指标
A0	超低能耗被动房建筑	20℃	<15
A1	低能耗建筑	20℃	15~45
A2	75%节能	18℃	45~50(估值)
A3	65%节能建筑	18℃	50~75(估值)

 

图4 当前建筑节能水平与被动房能耗水平的对比分析图

 

2.  一次能源（Primary Energy）

低能耗建筑的所有能耗，包括采暖、制冷、生活热水、生活用电等建筑能源消耗在内的所有的建筑能源消耗，根据能源形式最终折算为一次能源（Primary Energy，简称PE）的消耗量不大于150kWh/(㎡·a)。

(二) 低能耗建筑的技术原理

低能耗节能技术采用与被动式建筑技术的相同的热平衡原理——即一栋建筑全年中建筑损失的热量和获得的热量相等，以下是热平衡原理（见表4）。

 表4 热平衡原理

由表4可以看出，建筑获得的热量主要来源于太阳辐射热和建筑内部电器和人体的散热；建筑损失的热量主要是通过维护结构的热量损失和通风带走的热量损失（如图5）。

 

图5 建筑内部热量传递示意图

(三) 低能耗建筑的6个关键技术

低能耗建筑技术在外墙保温、外门窗、新风换气系统、气密性、断热桥设计、外窗遮阳等六个方面提高建筑节能效果，但与超低能耗被动式建筑的标准相比适当降低，调整保温、门窗、气密性、热回收效率等参数，控制成本增量，力求以较小的成本投入，达到提高建筑节能和提升建筑舒适度的效果。

1.   外围护系统保温

与被动式建筑类似，良好的保温做法是提高建筑节能效果的基础。低能耗建筑采用外墙外保温，保温层应采用双层错缝或锁扣连接，外围护系统应重点处理的部位通常包括：

1）外门窗窗框连接处；

2）楼板、屋顶和墙体的连接处；

3）建筑外形拐角处；

4）地下室顶板与墙体连接处；

5）女儿墙部位等处。

2.   门窗的保温性能

门窗是建筑能量散失的一个重要部位。被动房建筑由于对于能耗的要求比较高，因此对于窗户的性能要求也很高，这也是成本增高的最主要因素。因此，低能耗建筑从成本考虑，对于门窗本身的性能不做限制性要求，而是以满足整个建筑的能耗需求，在规定的范围内来选择合适的门窗。

3.   新风换热系统

低能耗建筑也需要设置新风热回收及空调系统，参照被动式建筑的要求进行设计。其性能要求为：有效控制室内温度20～26℃、相对湿度40～65%、二氧化碳浓度1000PPM以下，降低室内PM2.5浓度。

考虑到北京的寒冷气候，应采用高效热回收技术，热回收效率不低于75%；需采用低温空气源热泵技术，最低制热工况不高于-5℃；采用空气过滤，最好对PM2.5具有过滤功能，过滤效率不低于90%。

4.   气密性措施

良好的气密性是减少建筑能耗的有效手段，避免在供暖和制冷时室外空气通过缝隙和漏点“无控”地渗入室内（图6）。应重点增强外围护结构的连接节点的气密性，如门窗与外墙的连接（图7)、穿墙管道的密封处理、安装开关插座孔洞的密封等等。被动式建筑的气密性要求在室内外压差为50Pa的条件下，每小时的换气次数不超过0.6次。低能耗建筑的要求可以适当降低，要求每小时的换气次数不超过1次。

实践证明，增强气密性的措施对建筑成本的增加十分有限。

 

图6 建筑剖面气密层示意

来源：被动式超低能耗绿色建筑技术导则(试行)(居住建筑)

 

图7 被动房窗户气密层措施与断热设计

5.   无热桥设计

无热桥构造需要采用高性能保温材料，采用断桥设计，保证外围护构造中有设置连续的保温层，对如下热桥部位要加强处理：

w 女儿墙热桥部位。

w 地下室或地基热桥部位。

w 悬挑构件热桥部位。如阳台，优先采用断桥设计，对悬挑构件进行外包裹，热桥系数不大于0.1W/（mK）（图8）。

图8 悬挑阳台断桥设计

 

6.   外窗遮阳

根据被动式建筑热平衡的原理，夏季尽可能隔绝太阳热辐射，冬季尽量多得到太阳辐射热，考虑全年得失热量平衡。选择建筑外窗时应选有较高性能的窗户，并采用遮阳措施。

外窗安装位置应在保温层上，并靠墙体中部布置（如图9）。

图9窗户安装位置对传热的影响

 

三、郭公庄一期4#楼采用75节能建筑、超低能耗被动式建筑、低能耗建筑的技术和成本

本文以北京市丰台区郭公庄一期公租房4#楼为案例，分别采用了75节能技术、超低能耗建筑技术和低能耗建筑技术进行设计，对比不同技术的参数和成本，分析在住宅建筑节能中采用低能耗建筑技术的技术与经济可行性。

4#楼总建筑面积10075.48㎡，地上总面积约8800㎡，楼高20层，标准层由8个40平米的小户型和2个60平米的端头大户型组成，大致呈现“凹”字形，体型系数为0.31，平面布置见图10：

图10 郭公庄一期4#楼标准层平面

(一)  75节能建筑技术

1.  建筑外围护结构

郭公庄4#楼的外围护结构传热系数值见表5。

表5 郭公庄一期外围护结构保温做法及传热系数

围护结构	构造	材料	厚度 (mm)	传热系数
				主断面 w/（m2·k）	平均值 w/（m2·k）
屋面	找坡层	SF憎水膨胀保温砂浆	90	0.4	0.44
	保温层	硬泡聚氨酯保温板	60
	结构层	钢筋混凝土	130
外墙外保温	主体结构	钢筋混凝土	250	0.33	0.4
	保温层	硬泡聚氨酯保温板	70
架空和外挑的楼板	主体结构	钢筋混凝土	130	0.42	–
	保温层	VIP超薄绝热板	20
不供暖地下室上部楼板	主体结构	钢筋混凝土	130	0.48	–
	保温层	超细无机纤维	70

 

2.   建筑的门窗性能

建筑的外围护结构除了墙体之外，门窗是热工性能设计的重点。郭公庄项目的门窗传热系数指标见表6：

表6 郭公庄一期外门窗做法及传热系数 

围护结构	朝向	门窗类型	最大传热系数（w/m2·k)
外窗	南	铝合金窗	1.80
	北	铝合金窗	1.80
	东	铝合金窗	1.80
	西	铝合金窗	1.80
封闭阳台 保温阳台 门（窗）	南		–
	北		–
	东		–
	西		–
单元外门		铝合金门	3.00
户门		钢质门	2.00
屋顶透明部分			–

图11 郭公庄一期4#楼墙身详图

3.  75节能建筑技术的建安成本如下表7。

表7 郭公庄一期4#楼75节能建筑技术成本核算汇总表

序号	项目名称	单位	建筑面积(M2)	单方造价 (元/M2)	合      价(元)	备注
1	建筑工程	m2	10075.48	1283.13	12928184.35	挖土方.钢筋混凝土结构等
2	地下降水工程	m2	10075.48	13.40	135059.03
3	地下护坡工程	m2	10075.48	50.55	509337.67	土钉喷射混凝土支护
4	装饰工程	m2	10075.48	947.91	9550620.92	室内装修（含地下室）
5	外立面	m2	10075.48	334.82	3373480.70
6	给排水工程	m2	10075.48	162.91	1641444.08
7	消防喷洒工程	m2	10075.48	27.11	273128.68
8	太阳能热水系统	户	206	3500.00	721000.00
9	地板采暖	m2	10075.48	127.61	1285682.64
10	空调工程	户	206	3500.00	721000.00	分体空调
11	热源费用	m2	50	7000.00	350000.00	为本楼提供热源产生的费用（锅炉.智能控制.土建工程）
12	通风工程	m2	10075.48	3.47	35000.00	地下通风
13	电气工程	m2	10075.48	255.05	2569741.70
14	弱电工程	m2	10075.48	133.14	1341411.70
15	电梯工程	m2	10075.48	63.52	640000.00
16	合计	m2	10075.48	3580.48	36075091.47

 

(二) 超低能耗被动式建筑技术

1.   非透明围护结构U值

外墙基层墙体为200mm厚的剪力墙，其中40%的面积为同等厚度的填充墙体，保温层的做法采用了300mm厚度的石墨聚苯板，热阻值为0.040㎡K /W，外墙的传热系数为0.125 W/㎡K。（图12)

图12 被动式外墙及女儿墙做法节点示意

 

屋顶楼板为150mm厚的楼板，保温层的做法采用了300mm厚度的EPS，热阻值为0.042㎡K /W，外墙的传热系数为0.133 W/㎡K。（图12)

非采暖地下室顶板为150mm厚的楼板，保温层的做法采用了150mm厚度的EPS板，热阻值为0.042㎡K /W，外墙的传热系数为0.255 W/㎡K。

2.   无热桥构造

无热桥构造采用高性能保温材料，保证外围护构造中的保温层设置连续，加强处理以下热桥部位：

1)   女儿墙热桥部位处理

2)   地下室或地基热桥部位处理

3)   悬挑构件热桥部位处理，将现浇阳台的结构板与主体结构断开，采用挑梁支撑阳台结构板的做法，使阳台板与主体结构断开，减小热桥面积（如图13,14）。

图13 被动式阳台与主体结构断开的节点做法

图14 阳台挑梁保温做法

3.   气密性节点措施

房屋应具有包绕整个采暖体积的、连续完整的气密层；每一居住单元应具有包绕整个采暖体积的、连续完整的气密层。为了使气密能够达到N₅₀≤0.6规定要求，采取一系列技术措施处理外围护结构的连接节点

门窗与外墙的连接处采用防水隔汽膜和防水透气膜组成的密封系统；室内一侧采用防水隔汽密封布，室外一侧应使用防水透气密封布强化了窗洞口的密封与防水性能（图15,16）。

 

图15 外窗安装时内侧的密封措施 

来源：被动式居住建筑在中国推广的可行性研究 住建部科技促进中心

图16 外窗安装时外侧的密封措施 

墙面顶棚地面气密性处理采用水泥腻子刮一遍，封堵缝隙，地面刮水泥浆一遍。钢筋混凝土墙体中模板对穿螺栓孔洞用发泡剂封堵后，内外用抗裂砂浆封堵；（图17,18）。

 

图17 顶棚缝隙封堵

来源：被动式居住建筑在中国推广的可行性研究 住建部科技促进中心

图18 墙体缝隙封堵

来源：被动式居住建筑在中国推广的可行性研究 住建部科技促进中心

穿墙套管发泡后内外用网格布抗裂砂浆封堵或者采用专用气密性套管密封抹抗裂砂浆，套管与外保温系统接口处采用止水密封带（图19）。

 

 

图19 穿墙套管与外保温系统之间的气密性措施

来源：被动式居住建筑在中国推广的可行性研究 住建部科技促进中心

集线盒和电线套管节点应用石膏填充预留孔洞，将集线盒挤压入石膏填充的孔洞。电线套管穿完电线后采用密封胶封堵（图20）。

图20 集线盒和电线套管气密性措施

来源：被动式居住建筑在中国推广的可行性研究 住建部科技促进中心

4.   外窗与遮阳

充分考虑冬季利用太阳辐射得热，夏季隔绝太阳辐射，采用高性能的被动式外窗，采用活动外遮阳（图21)。

外窗选择森鹰P120被动式铝包木窗框，玻璃采用5GL+18Ar+5G+18Ar+5GL，暖边条采用SwissSpacer，g值为0.62，Ug值为0.70W/(m²K)。传热系数为0.75W/(m²K)。

为了保证建筑外窗的保温性能和气密性，需要做好外窗的气密层和防水层，并保证外装安装在保温层内，注意不要破环保温层和气密层的连续性。安装后的热桥系数不应大于0.04W/(mK)。

图21 外窗安装节点

5.   新风与采暖空调系统

新风热回收及空调系统要求能够有效控制室内温度20～26℃、相对湿度40～65%、二氧化碳浓度1000PPM以下，并降低室内PM2.5浓度。

在郭公庄一期4#楼的设计中，新风系统热回收效率不低于75%；采用低温空气源热泵技术，最低制热工况不高于-5℃；采用空气过滤，采用具有PM2.5过滤功能的过滤器，过滤效率不低于90%。

厨房设置专门的补风设施，与排风设施联动，形成独立的厨卫排风系统（图22)。

图22 厨房油烟系统设备及安装示意

6.  超低能耗被动式建筑技术的建安成本如下表8。

表8 郭公庄一期4#楼超低能耗被动式建筑成本核算汇总表

序号	项目名称	单位	建筑面积 (M2)	单方造价 (元/M2)	合      价  (元)	备注
1	建筑工程	m2	10075.48	1301.56	13113863.86	挖土方.钢筋混凝土结构等
2	地下降水工程	m2	10075.48	13.40	135059.03
3	地下护坡工程	m2	10075.48	50.55	509337.67	土钉喷射混凝土支护
4	装饰工程	m2	10075.48	995.12	10026331.22	室内装修（含地下室）
5	外立面	m2	10075.48	796.69	8027019.99
6	给排水工程	m2	10075.48	162.91	1641444.08
7	消防喷洒工程	m2	10075.48	27.11	273128.68
8	太阳能热水系统	户	206	3500.00	721000.00
9	地板采暖	m2	10075.48	0.00	0.00	取消地板采暖
10	取消热源费用	m2	50	0.00	0.00	为本楼提供热源产生的费用（锅炉.智能控制.土建工程）
11	热回收系统	m2	10075.48	390.85	3938035.94
12	通风工程	m2	10075.48	3.47	35000.00	地下通风
13	电气工程	m2	10075.48	255.05	2569741.70
14	弱电工程	m2	10075.48	133.14	1341411.70
15	电梯工程	m2	10075.48	63.52	640000.00
16	零星工程	m2	10075.48	10.00	100754.80	户内管道隔音保温等处理
17	合计	m2	10075.48	4274.95	43072128.67

 

(三) 低能耗建筑

1、  外墙做法

外墙基层墙体为200mm厚的剪力墙，其中40%的面积为同等厚度的填充墙体，保温层的做法采用了150mm厚度的挤塑聚苯板，热阻值为0.040㎡K /W，外墙的传热系数为0.235 W/㎡K。

2、  屋顶做法

屋顶楼板为150mm厚的楼板，保温层的做法采用了200mm厚度的EPS，热阻值为0.042㎡K /W，外墙的传热系数为0.194 W/㎡K。

3、  非采暖地下室顶板

非采暖地下室顶板为150mm厚的楼板，保温层的做法采用了50mm厚度的EPS板，热阻值为0.042㎡K /W，外墙的传热系数为0.651 W/㎡K。

4、  通风与采暖空调系统

新风热回收及空调系统采用目前市面上成熟的设备进行设计,采用分体式空调+全热交换新风机组。其性能要求为：有效控制室内温度20～26℃、相对湿度40～65%、二氧化碳浓度1000PPM以下，热回收效率75%以上。

5、  低能耗建筑技术的建安成本如下表9。

表9 低能耗住宅施工图成本核算汇总表

序号	项目名称	单位	建筑面积(M2)	单方造价 (元/M2)	合价  (元)	备注
1	建筑工程	m2	10075.48	1293.47	13032300.95	挖土方.钢筋混凝土结构等
2	地下降水工程	m2	10075.48	13.40	135059.03
3	地下护坡工程	m2	10075.48	50.55	509337.67	土钉喷射混凝土支护
4	装饰工程	m2	10075.48	844.86	8512374.47	室内装修（含地下室）
5	外立面	m2	10075.48	570.46	5747670.24
6	给排水工程	m2	10075.48	162.91	1641444.08
7	消防喷洒工程	m2	10075.48	27.11	273128.68
8	太阳能热水系统	户	206	3500.00	721000.00
9	空调工程	户	206	4000.00	824000.00	分体空调
10	全热热回收新风系统	户	206	6000.00	1236000.00	每户增加一组热回收新风换气机
11	通风工程	m2	10075.48	3.47	35000.00	地下通风
12	电气工程	m2	10075.48	255.05	2569741.70
13	弱电工程	m2	10075.48	133.14	1341411.70
14	电梯工程	m2	10075.48	63.52	640000.00
15	合计	m2	10075.48	3693.96	37218468.52

 

四、    三种技术的性能、效果和成本比较

(一)参数与技术配置比较

三种节能技术的参数和配置，分别对不同构造部位进行比较见下表10：

表10 郭公庄一期4#楼三种节能技术的参数和技术配置比较

从上表可以发现：75节能建筑的外保温的厚度最小，低能耗建筑次之，超低能耗被动式建筑最厚；75节能建筑门窗传热系数最大，低能耗建筑次之，超低能耗被动式建筑最小；75节能建筑的能耗值越高，低能耗建筑次之，超低能耗被动式建筑最小。75节能建筑和低能耗建筑均需由外部提供热源，75节能建筑需要建设锅炉或市政热源，户内需配置地板采暖或是散热器；低能耗建筑的冷热源则是通过空调来提供；被动式建筑能耗值比较低，冷热源是通过热泵新风一体机提供。

(二)节能性能比较

超低能耗被动式建筑、低能耗建筑和75节能建筑技术的性能差异源自节能技术不同，列表对比如下（表11)。

 表11 三种技术的性能比较

项目	75节能建筑技术	低能耗建筑技术	超低能耗被动式建筑技术
外墙保温性能	好	较好	最好
施工要求	粘贴保温板用DEA耗浆；保温板拼接时，裙边相搭，锚栓只能设计搭接处，任何部位均不何将锚栓穿透保温板	双层错缝敷设，配备系统配件：窗口连接线条、滴水线条、护角线条、伸缩线条、断热桥锚栓、止水密封带	双层错缝敷设，配备系统配件：窗口连接线条、滴水线条、护角线条、伸缩线条、断热桥锚栓、止水密封带
门窗气密性	一般	较好	好
气密性要求	用保温或保温砂浆包覆	墙面、顶棚、地面气密性：采用水泥腻子刮一遍，封堵缝隙；地下刮水泥浆一遍；钢筋混凝土墙体中的对穿螺栓孔洞先用发泡剂填充，再用抗裂砂浆内外封堵	墙面、顶棚、地面气密性：采用水泥腻子刮一遍，封堵缝隙；地下刮水泥浆一遍；钢筋混凝土墙体中的对穿螺栓孔洞先用发泡剂填充，再用抗裂砂浆内外封堵
		不超过1次/小时	不超过0．6次／小时
新风设备	无要求，靠自然通风	新风设备热回收率必须大于75%，新风送风口温度不超过17	新风设备热回收率必须大于75%，新风送风口温度不超过17
新风口工艺要求	无	保证窗墙套管与外保温系统接触部位的气密性，穿墙套管发泡后内外用网格布搞裂砂浆封堵，或者采用专用气密性套管密封抗裂砂浆，套管与外保温系统接口处采用止水密封带和抗裂砂浆封堵。	保证窗墙套管与外保温系统接触部位的气密性，穿墙套管发泡后内外用网格布搞裂砂浆封堵，或者采用专用气密性套管密封抗裂砂浆，套管与外保温系统接口处采用止水密封带和抗裂砂浆封堵。

 

(三)节能效果比较

节能建筑通过采用节能技术措施来达到整个建筑的基本能耗控制，本节从两个层面来分析比较不能节能技术的呈现效果。

第一方面:成本投资与节能效果的关系（表12)。

 

表12 三种节能技术的成本和节能效果比较

 

第二方面：节能措施对建筑室内的人体感受的影响，从“冷、热、通风、湿度”四个方面来比较不同节能技术技术建筑的效果（表13)。

 

表13 三种节能技术的人体感受比较

项目	子项	75节能（住宅）建筑	低能耗建筑	被动式建筑
采暖方式	冬季室内保温效果	门窗气密性一般，透过门窗有空气渗透，室内保温效果一般	门窗气密性好，室内保温效果较好	门窗气密性卓越，室内保温效果最好
	采暖方式	散热器或低温辐射采暖地面	空调采暖	热泵新风一体机
	采暖效果	采暖方式不均匀，在靠近窗户的地方由于冷风渗透会有热量散失	采暖不均匀，室内热量散失少，相对稳定	采暖与通负结合，温度分布均匀，室内热量散失少，相对稳定
制冷方式	制冷方式	空调	空调	与采暖一体
	制冷效果	局部制冷，不均匀，用户可自由控制	局部制冷，不均匀，用户可自由控制	较稳定舒适度高
通风方式	通风方式	自然通风	机械通风+过渡季自然通风	机械通风+过渡季自然通风
	通风效果	空气流通范围比较小，相对单一	空气流动较均匀，局部可以通过自然通风来补充新风	空气流通较均匀
湿度	湿度	湿度变化大，采暖季湿度低，需补充水分	门窗气密性好，可保持较好的湿度	门窗气密性好，具有良好的保持湿度的能力，多余的湿度可通过新风机带走

(四) 成本比较

1、超低能耗被动式住宅与75节能住宅经济性对比分析

与75节能住宅相比，超低能耗被动式住宅的建安成本大约增加20%。增量成本主要与被动式住宅采用了更厚的保温材料、性能更好的外门窗、增加了热回收新风换气一体机设备成本有关。

比较超低能耗被动式建筑与75节能建筑的成本（表14）可知，被动式住宅增量成本为694.46元/平方米，其中，建筑外立面采用中高档节能保温门窗及300mm厚石墨聚苯保温板产生的相关增量成本为461.87元/平方米，增加室内保温材料厚度的增量成本为47.21元/平方米，采用新风换气一体机热回收系统的增量成本为390.85元/平方米，增加屋顶保温厚度及阳台板的增量成本为18.43元/平方米，取消地板采暖及锅炉热源系统产生的增量成本为-233.90元/平方米。

在成本增量中，占比较大是外围护结构更厚的石墨聚苯保温板、高性能的外门窗和新风热回收系统。

表14 郭公庄一期4#楼超低能耗被动式技术与75节能技术建安成本比较

序号	项目名称	75节能住宅单方造价 (元/M2)	超低能耗被动式住宅单方造价 (元/M2)	增量成本 (元/M2)	备注
1	建筑工程	1283.13	1301.56	18.43	增加屋顶及阳台板保温厚度
2	地下降水工程	13.40	13.40
3	地下护坡工程	50.55	50.55
4	装饰工程	947.91	995.12	47.21	增加室内外保温厚度
5	外立面	334.82	796.69	461.87	门窗采用被动式专用门窗及增加外墙保温厚度
6	给排水工程	162.91	162.91
7	消防喷洒工程	27.11	27.11
8	太阳能热水系统	71.56	71.56
9	地板采暖	127.61	0.00	-127.61	取消地板采暖
10	空调工程	71.56	0.00	-71.56	分体空调
11	热源费用	34.74	0.00	-34.74	为本楼提供热源产生的费用（锅炉.智能控制.土建工程）
12	热回收系统	0.00	390.85	390.85	被动式每户增加热回收系统一套
13	通风工程	3.47	3.47
14	电气工程	255.05	255.05
15	弱电工程	133.14	133.14
16	电梯工程	63.52	63.52
17	零星工程	0.00	10.00	10.00	户内管道隔音保温等处理
18	合计	3580.48	4274.95	694.46

 

被动式住宅与75节能住宅相比，可以省掉热力入网费、管道改造及电表箱安装、取消管道井等费用。根据国内已建成被动式住宅项目的相关资料计算，4号楼采用被动式住宅技术，此三项节省的费用约72.5万元，单方造价可节省72.0元（表15)。

表15 超低能耗被动式建筑技术节省的建安成本

节省费用	可节省项目
	热力入网费	管道改造及电表箱安装费	管道井面积
单价	50元/m2	150元/户	2000元/m2
合计	50.4	3.1	19.0

注：管道井面积共95平方米。

 

2、低能耗住宅与75节能住宅经济性对比分析

低能耗住宅的建安工程投资，比75节能住宅约增加3%，主要因素与其采用的节能保温门窗规格型号、外立面保温板厚度、采用户式全热热回收新风换气机组等相关。

根据两类住宅建安成本比较可知（表16)，低能耗住宅增量成本为113.48元/平方米，其中，建筑外立面采用节能保温门窗型材及150mm厚聚苯保温板产生的相关增量成本为235.64元/平方米，增加热回收新风系统的增量成本为122.67元/平方米，分体空调工程的增量成本为10.22元/平方米，增加屋顶保温厚度及阳台板的增量成本为10.33元/平方米，取消地板采暖及锅炉热源系统产生的增量成本为-265.39元/平方米。

在成本增量中，占比较大的主要是外围护结构较厚的石墨聚苯保温板（150mm）、低K值的外门窗和新风热回收系统。

表16 郭公庄一期4#楼75节能技术与低能耗技术建安成本比较

序号	项目名称	75节能建筑技术单方造价 (元/M2)	低能耗建筑技术单方造价 (元/M2)	增量成本 (元/M2)	备注
1	建筑工程	1283.13	1293.47	10.33	增加屋顶及阳台板保温厚度
2	地下降水工程	13.40	13.40
3	地下护坡工程	50.55	50.55
4	装饰工程	947.91	844.86	-103.05	取消地板采暖相关配套材料
5	外立面	334.82	570.46	235.64	采用节能门窗、增加外墙保温厚度
6	给排水工程	162.91	162.91
7	消防喷洒工程	27.11	27.11
8	太阳能热水系统	71.56	71.56
9	地板采暖	127.61	0.00	-127.61	取消地板采暖
10	热源费用	34.74	0.00	-34.74	取消锅炉工程
11	空调工程	71.56	81.78	10.22	采用分体空调
12	全热热回收新风系统	0.00	122.67	122.67	每户增加一组热回收新风换气机
13	通风工程	3.47	3.47
14	电气工程	255.05	255.05
15	弱电工程	133.14	133.14
16	电梯工程	63.52	63.52
17	合计	3580.48	3693.96	113.48

 

通过比较可以看出，与75节能住宅经济对比，低能耗住宅建安工程投资增加较小，建安工程投资约增加3%，单方造价增量成本113.48元/平方米；被动式住宅建安工程投资增加较大，建安工程投资约增加20%，单方造价增量成本694.46元/平方米。被动式住宅比低能耗住宅的单方造价增加590.98元/平方米，成本增加约16%。

综上分析，从建安工程投资角度而言，低能耗住宅具备更佳的经济优势，在一定的居住环境条件下，低能耗住宅更为适用。

五、小结

随着经济和技术的发展，人民对美好生活的需求进一步提高，居住建筑的节能标准势必要继续提升。如果按照原来的技术路线，通过继续加大保温厚度、提高门窗性能，对建筑节能的贡献作用将越来越小，而成本将增加很多，费效比将越来越高。本文的研究表明，借鉴被动式超低能耗建筑的技术思路，以建筑性能为导向进行设计和建设，应是下一步节能工作的正确方向。但是，超低能耗建筑过高的一次性增量成本（600〜1000元/m²）是阻碍其推广的最大障碍；而低能耗建筑技术，参考超低能耗建筑的技术路线，能够实现比现在的75节能进一步节约30%〜50%，实现建筑采暖能耗15〜45kWh/(m².a),全部能耗折合一次性能耗不超过150kWh/(m².a),虽然节能效果略低于超低能耗被动式建筑，室内的舒适性与超低能耗被动式建筑相差不大，而成本增量不过3〜5%，增量成本只有100多元，体现了良好的性价比，市场接受应没太大难度。

同时，与被动式建筑一样，采用低能耗建筑技术，可以不用新建大量的锅炉房或市政供暖系统，对节约能源、保护环境是非常有利的。可以说，“低能耗技术”是一个利国利民、有广阔市场前景的节能技术，值得大力推广。