德國在建筑節能領域的技術和成就雙雙走在世界前列。有專家學者對德國建筑做了一個歸納研究,他們把建筑能耗標準大體分為三個級別:
第一個級別屬于 低能耗建筑,符合現在國家的強制建筑節能標準,這類建筑的遮陽措施很到位,住宅內都不設空調并標配遮陽,采暖能耗每平方米每年在30到50千瓦時。
第二個等級是 三升油建筑,很多建筑是燒柴油采暖,每平方米每年用能耗少于三升油,折合過來大概是15到30千瓦時每平方米每年的能耗。
第三個等級就是 超低能耗被動式建筑,超低能耗被動式是一種手段,要求采暖能耗在5千瓦時以下,另外還有相關的概念是零能耗建筑,除了遮陽做好之外再通過其它的手段,如太陽能利用等,零能耗建筑也不是說完全不耗能,而是自身產生能源和所需要能源達到平衡。
近幾年來,不僅是德國包括歐盟以及北美等發達國家都把近零能耗作為國家發展戰略的重要組成部分,也和整體的環境保護及降低污染排放密切相關。德國以法律的形式要求2021年起實施新建建筑達到近零能耗建筑,所有的既有建筑在改造后成為近零能耗建筑。這個戰略目標非常宏偉,實現途徑一方面是大幅度降低新建建筑能耗,二是大幅降低既有建筑能耗。
被動房超低能耗建筑被人廣泛關注的起點在于居住建筑,設計師們想創造一種建筑,冬天不冷夏天不熱。世界范圍內這樣的被動房已經有很多應用,不過最令人鼓舞的是這種技術已經被引入中國,在中國已經建成了許多成功的被動房建筑案例,包括像在秦皇島這樣寒冷的地區,一棟建筑十八層,不用采暖,室內可以達到20度以上。當這個理念出來的時候許多人認為不可能實現,但毋庸置疑的是這樣的被動房建筑運行的非常好,而且創造了許多新嘗試。
2015年住建部頒布了《被動式超低能耗綠色建筑技術導則》,其中對被動房提出了幾個要求:一是嚴寒和寒冷地區建筑節能率達到90%以上;二是要做到被動房的技術體系,一系列的外圍結構都要有保證,這些保證附帶的產品要使室內更加舒適;三是更高的質量保證,增強建筑耐久性大,降低建筑損傷率。
這類建筑首先是以建筑能耗約束值為目標,低到15千瓦時以下才能稱之為被動建筑。在寒冷和嚴寒地區獲得太陽能得熱,夏季則以隔熱遮陽為主。設置遮陽在南方地區是重要的節能手段,在北方也同樣必要,遮陽必須滿足視覺舒適、光線可調以及控制陽光射入等需求。尤其在被動房方面,寒冷地區保證陽光入射量,夏季控制太陽輻射入射量都是必要要求。
被動房的規定比國家現行標準更加細致,對于窗戶這樣一個透明的建筑結構,要求冬季和夏季達到不同的太陽得熱系數,達到這樣的手段只有通過活動式遮陽技術手段才能夠實現。這就要求建筑的窗體不是常規固定在建筑的墻體上,而是要懸挑出來,才能獲得更好的建筑外圍護結構的連通性。更多的被動房建筑會結合遮陽設施,像卷簾、百葉這類形式。在住宅方面應用最多的是硬質卷簾,它的遮陽、節能效果突出,并具備防盜作用。
外遮陽是德國建筑的標配,在德國不管是居住建筑還是商用建筑,遮陽都必不可少,用戶選擇遮陽措施,第一動力是節能和提升舒適度。卷簾窗既可以達到遮光、保溫、隔音等作用,也是夏天遮陽隔熱最實用的技術手段之一。
近年來,我國的被動房產業依托國家政策獲得蓬勃發展,更多的遮陽技術和外遮陽被應用其中。我們依據被動房在國外的成功經驗大膽推斷,建筑外遮陽是被動房和超低能耗建筑的必備要素。