中国夏热冬冷地区首个被动房住宅示范项目——株洲青龙湾德国之家，于2016年10月通过了住房和城建设部科技与产业化发展及德国能源署专家组的严格检测验收，获得了被动房A级能耗标识认证。至今我们已完成了数个被动房项目的设计，涵盖了新建建筑和既有建筑改造，居住建筑和公共建筑等类型。近年来我们通过学习、研究、探索、创新，科学运用被动房理念，因地制宜，积累了一些经验。为大力推广利国利民的被动房，特撰此文与大家分享位于株洲炎陵神农谷国家森林公园的神农湾酒店被动房的设计经验。
本工程建设地点位于湖南省株洲市炎陵县东北部神农谷国家森林公园景区入口的山谷里。原为三栋废弃十多年的烂尾楼，由湖南神农洞天旅游开发有限公司投资改建为景区高档度假酒店，总建筑面积为7940.63m²，其中1#楼是三层主楼，具有餐厅、会议室、客房和酒吧等功能，2#、3#楼为两层别墅型酒店客房。由伟大集团节能房股份有限公司和株洲市城乡建筑设计院有限责任公司采取设计施工总承包方式参与建设。

项目地理坐标为：北纬2 6 °3 6 ′0 0 ″， 东经113°03′45″。此地区属于中亚热带季风湿润气候区，海拔1000m以下中低山地气候年均温度14.4℃，1月最低平均气温3.9℃，7月最热月平均气温23.8℃，极端最高气温34.5℃，极端低温为-9.0℃；年平均空气相对湿度为88%；基地内日照少，气温低，云雾降水多，空气湿度大，风速小，具有典型的山地气候特征。度假酒店效果图，如图1所示。

被动房设计思路和技术标准

炎陵虽然属于夏热冬冷地区，但项目位于常年气温偏低、湿度较大的山区。本项目属于酒店类公建，目前我国没有公建被动房的设计标准，也没有相应的实际案例可借鉴。在方案设计初期，我们通过研究讨论定下一个原则，即：不机械照搬德国被动房的能耗指标标准，而是利用被动房的原理和理念，因地制宜，在满足建筑室内高舒适性和造价成本经济性的前提下，最大限度降低能耗。
1、被动房室内环境要求
室内环境一年四季宜处舒适状态，应同时满足如下规定：
（1）室内温度保持在20℃～26℃；
（2）室内相对湿度在40%～70%；
（3）室内二氧化碳含量≤1000ppm；
（4）门窗室内一侧无结露现象；
2、项目技术方案比选及能耗控制性指标
基于当地气象资料及其他实际情况，拟定采暖计算期为10月15日至次年4月1日，共计151天；制冷计算期为6月15日至9月1日，共计77天。采暖期室内设定温度为最低20℃，制冷期室内设定温度为最高26℃。
3、非透明外围护结构保温方案
本项目为人员密集型公共建筑，保温材料须采用A级防火材料。通过从安全、经济、实用、可靠等方面的对比外围护结构保温的三种A级防火等级保温材料——岩棉板、无机纤维喷涂和VIP真空板，决定采用无机纤维喷涂外墙外保温和屋顶XPS板外保温。对于外墙干挂金属构件的断热桥处理，尽量加大竖向主龙骨的间距，并采用落地端固定，减少与墙面的连接点，主龙骨与墙面之间做保温隔热垫片，以及其他断热桥处理措施。从表1、表2列出的不同保温层厚度能耗分析的结果可知，传热系数从0.27 W/(m²·K)降到0.15 W/(m²·K)对能耗指标的影响并不显著，因此选定160mm厚无机纤维喷涂保温层，外墙传热系数K=0.27 W/(m²·K)，在满足被动房能耗指标的前提下，可使建造成本更经济。无机纤维喷涂外墙外保温也是在国内外被动房项目上被首次运用。不同墙体传热系数计算结果对比结果分别见表1和表2。
本项目透明外围护结构采用被动门窗或幕墙。因项目位于山谷中，周边有茂密的高大乔木林，全天日照时间较短，常年温度偏低，太阳辐射对透明外围护结构的影响较小，故不考虑太阳辐射隔热问题，无需加LOW-E膜，也不做外遮阳装置。采用三玻两中空普通玻璃，中空处充入惰性气体氩气，窗框采用铝包木型材，整窗传热系数U 值≤1.0W(m²·K)。
1#楼面积较大，功能复杂，供热制冷采用模块式风冷热泵机组，末端采用风机盘管和全热回收新风机组。冷热源采用全热回收风冷热泵主机。采用热回收效率不小于75%的全热回收机组。酒店客房新风量按30m³/(h·人)设计，排风量为新风量的90%~100%。新风系统及循环风系统设置过滤级别不低于G4的过滤器。
2#楼、3#楼面积较小，纯居住功能，采用被动房新风一体机。
将原有设计方案与改为被动房设计后几项主要分项工程造价的分析对比，得出直接费增量成本为875元/m²，见表3。
将原设计方案与改为被动房后的能耗进行分析对比，从表4数据可知，最大冷热负荷/全年制冷制热耗电量等指标均比常规建筑有大幅度下降。全年能耗节约率为89.82%。
假设当地电价为1元/kw·h，如果采用被动式节能建筑，整栋建筑全年仅暖通方面可省156.13万元电费。
增量成本投资回收周期：
694.77万元÷156.13万元/年=4.45年

本项目按被动房的要求进行改造，可以满足任何季节和天气状况的情况下，都能为游客提供舒适宜人的室内环境。可以满足全年候旅游度假、休闲养生、会议商务等方面的需求，彻底解决运行成本高的问题，可增加反季节消费，能为酒店带来可观的经济效益和社会效益。
从以上能耗计算和成本分析可以得知，本项目采用被动房标准建设，在极大提高建筑质量品质和满足极高舒适度的情况下，可以比原有设计建筑的能耗大大降低，综合节能率达90%左右，其增量成本最长仅需四年多时间就可以通过节约的能耗费用收回。如果计算因做被动房而增加的客房率和其他收益，以及后期建筑维护成本的降低，其增量成本的回收周期将会更短，所以，采用被动式建筑实际上是很经济的。