一文了解丨节能建筑、超低能耗建筑、近零能耗建筑、零能耗建筑、被动房、主动房
什么是节能建筑？
建筑节能有哪些等级？
为什么节能建筑能做到冬暖夏凉？
什么是绿色建筑？
什么是近零能耗建筑、超低能耗建筑、零能耗建筑？
什么是被动房、主动房？
被动房与主动房有什么区别？
一文带大家了解清楚
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关于建筑节能
建筑节能，最初为减少建筑中能量的散失，现在的含义更多地指在建筑中合理使用和有效利用能源，不断提高能源利用效率。
“建筑节能”是指在建筑物的规划、设计、新建（改建、扩建）、改造和使用过程中，采取节能措施，采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品，提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率，加强建筑物用能系统的运行管理，充分利用可再生能源，在保证室内热环境质量的前提下，增大室内外能量交换热阻，以减少供热系统、空调制冷制热、照明、热水供应使建筑能耗降低。
建筑节能等级
原来我国建筑节能是以1980-1981的建筑能耗为基础，按每步在上一阶段的基础上提高能效30%为一个阶段。因此通常据说的第一步节能是在1980-1981的基础上节约30%，通称为节能30%的标准。
第二步节能是在第一步节能的基础上再节约30%，即30%+70%×30%=51%，简称为节能50%的标准。
第三步节能是在第二步节能的基础上再节约30%，即50%+50%×30%=65%，简称为节能65%的标准。
目前我国住宅和公共建筑普遍执行的是节能65%的标准。北京、天津、新疆等地区在居住建筑方面已经开始执行节能75%的标准。这就是我们经常听说的“三步节能”“四步节能”。
为什么节能建筑能做到冬暖夏凉？
在节能建筑中，为了降低能耗，除了一般采用高效节能、便于调控和计量的空调、电梯、照明、水泵等设备之外，还加强了围护结构的保温和隔热性能，给房子穿上了“保温服”。
根据相关标准规定，节能居住建筑，其屋顶的保温能力约为一般非节能建筑的1.5～2.6倍，外墙的保温能力约为2.0～3.0倍，窗户的保温能力约为1.3～1.6倍，一般都要求采用带密闭条的双层或三层中空玻璃窗户，这种窗户的保温性能和气密性要比一般窗户好得多。
因此，在冬季可以防止室内热量的散失；在夏季，可以起到隔热的作用。从而保证室内冬暖夏凉，明显改善室内热环境。
绿色建筑
绿色建筑是指在全寿命期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境、减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。建筑节能，最初为减少建筑中能量的散失，现在的含义更多地指在建筑中合理使用和有效利用能源，不断提高能源利用效率。
近零能耗建筑
适应气候特征和场地条件，通过被动式建筑设计最大幅度降低建筑供暖、空调、照明需求，通过主动技术措施最大幅度提高能源设备与系统效率，充分利用可再生能源，以最少的能源消耗提供舒适室内环境，且其室内环境参数和能效指标符合《近零能耗建筑技术标准》GB/T 51350-2019规定的建筑。
其建筑能耗水平应较国家标准《公共建筑节能设计标准》GB 50189 - 2015和行业标准《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 26- 2010、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 134 -2016、《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ 75-2012降低60%～75%以上。
近零能耗建筑理念以建筑能耗作为最重要的评价指标，评价目标明确。各个国家根据不同的气候环境，因地制宜地提出了不同的室内环境参数和能耗指标。但相同的是，大部分国家都优先选用部署分布式清洁能源，以及数字化、智能化技术体系来降低建筑的供暖供冷需求。
超低能耗建筑
超低能耗建筑是近零能耗建筑的初级表现形式，其室内环境参数与近零能耗建筑相同，能效指标略低于近零能耗建筑。
其建筑能耗水平应较国家标准《公共建筑节能设计标准》GB 50189 -2015和行业标准《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ26- 2010、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 134-2016、《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ 75-2012降低50%以上。
2021年6月，住建部发布《住房和城乡建设部等15部门关于加强县城绿色低碳建设的意见》，明确表示：提升建筑屋顶光伏比例，推广分布式光伏、智能光伏应用。
北京市发改委发布的《关于加强腾退空间和低效楼宇改造利用，促进高精尖产业发展的工作方案（试行）》中明确，要想获得资金支持，项目改造后综合节能率达到15%及以上。具备可再生能源利用条件的项目，应有不少于全部屋面水平投影40%的面积安装太阳能光伏，供暖采用地源、再生水或空气源热泵等方式。对建筑本体、照明、空调和供热系统实施节能低碳改造，使用光伏、热泵等可再生能源，积极打造超低能耗建筑。
传统建筑冬季大多数采取集中供暖，能源消耗主要以煤炭为主；而夏季用空调制冷降温，所用的电力资源大多数也都是依靠煤电等化石能源。
光伏建筑通过在建筑物的立面和屋顶安装光伏产品，实现建筑从“耗能者”向“产能者”转变。建筑、光伏深度融合催生了BIPV市场的加速发展，新型光伏发电建材从外观、色彩、造型上不但能完全满足建筑美观需要，同时兼具光伏发电需求和建筑节能减排需求，彻底改变建筑的未来。
零能耗建筑
零能耗建筑能是近零能耗建筑的高级表现形式，其室内环境参数与近零能耗建筑相同，充分利用建筑本体和周边的可再生能源资源，使可再生能源年产能大于或等于建筑全年全部用能的建筑。
净零建筑是一种平衡碳排放和碳清除的结构。通常，安装本地可再生能源系统和电力存储对于这些项目来说是不可或缺的。另一部分是通过使用最大限度地提高建筑物的绝缘、能源和温度控制的材料来提高能源效率。与能源表和热传感器等智能技术相结合，净零建筑是最先进的，可以通过能源生产和储存产生收入。目的是降低能源消耗和能源成本，利用自然通风和采光，建造一座近乎零能耗的建筑。
以假设的夏热冬冷地区办公楼为例，采用多种节能技术控制建筑物的围护结构和设备，概略计算其负荷，结果如表1所示。
基于表1负荷，假定办公楼全年供冷和供暖满负荷当量小时数均为600 h，采用系统季节性能系数3.0的热泵系统，可以达到全年供暖、供冷能耗15 kW·h/(m2·a)的水平。如果只计算供暖能耗，则只有4 kW·h/(m2·a)，数值上远低于欧洲超低能耗建筑供暖能耗标准。但欧洲标准中的kW·h是热量单位，15 kW·h/(m2·a)相当于我国一次能源(折合标准煤，下同)消耗1.8 kg/(m2·a)。我国以火力发电为主，4 kW·h/(m2·a)折合一次能源消耗为1.3 kg/(m2·a)。如果供暖用的是系统效率70%的燃气锅炉，则一次能源消耗要达到2 kg/(m2·a)左右，高于欧洲标准。
假设全年人均工作时间为法定的2 000 h(每月167 h)，则办公楼的设备能耗为40 kW·h/(m2·a)，照明能耗为10 kW·h/(m2·a)。这里的能耗都是电耗。
考虑各种不可预知因素，则这一超低能耗办公楼的总能(电)耗为70 kW·h/(m2·a)，折合一次能源为22.4 kg/(m2·a)。从上面的假定可以看出，这一假想办公楼的节能潜力基本用尽了。比如新风热回收效率要达到70%是非常困难的。
如果上述假想办公楼要达到净零能耗建筑标准，就需要用可再生能源来提供等于或大于70 kW·h/(m2·a)的能耗。对于单体建筑而言，比较可行的可再生能源应用技术是太阳能光伏(PV)发电。
按照1m2光伏板功率130W左右，以上海地区全年满负荷日照小时数1000 h计算，满足70 kW·h/(m2·a)的能耗需求至少需要0.5～0.7 m2的光伏板面积。对多层和高层公共建筑，不可能在建筑红线内安装这么大面积的光伏板。而对大空间单层公共建筑(如机场车站)，又因为内部负荷加大，以及屋顶的传热负荷增加，也无法满足能耗需求(见图1)。只在负荷比较小的仓储类大空间工业建筑中有过成功案例。
由图1可以看出，仅靠单体建筑红线内有限的空间资源，只在小规模、低负荷建筑中才有可能利用可再生能源的补偿实现净零能耗。而在城区层面，则可以通过公共空间资源的共享，将可再生能源的供应视为城区的基础设施，利用城区不同建筑间的负荷参差率减少总装机容量，利用多种可再生能源生产的波动性和储能设施调节供应量，实现多能互补。
关于被动房
早在20世纪80年代初，瑞典隆德大学博·亚当姆森教授和德国达姆施塔房屋与环境研究所沃尔夫冈·费斯特博士提出了一种新的理念：要在不设传统采暖设施而仅依靠太阳辐射、人体放热、室内灯光、电器散热等自然得热方式的条件下，建造冬季室内温度能够达到20℃以上，具有必要舒适度的房屋。他们将这种房屋称被动房。
被动房并无明确定义，由设计的技术准则确定，其技术路线为通过大幅度提升围护结构热工性能和气密性，应用高效新风热回收技术，将建筑供暖需求降低到15KWH（㎡.a）以下，从而可以使建筑物摆脱传统的集中供热系统。
简单来说，“被动房”是通过地面、墙体、门窗的保温隔热、新风系统以及太阳能、地热能等可再生能源实现室内四季的恒温、恒湿、恒氧、恒静和恒洁的建筑。
通过采用先进节能的设计理念和施工技术，极大限度地提高建筑的保温、隔热和气密性能，并通过新风系统的高效热(冷)回收装置将室内废气中的热(冷)量回收利用，从而显著降低建筑的采暖和制冷需求。
被动房的主要优势：
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优良热工性能的热外壳：
由于空气流动及墙体保温，一年四季，温度都能维持在25℃左右，室内物品还可免受潮霉侵扰。
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三玻两腔的被动式门窗：
既达到保温性能又保证了采光要求。
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无热桥处理：
减少热能散失，提升保温性能，使建筑对制冷和采暖的要求降到最低。
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优秀的气密性：
有效减少房内灰尘。
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高效热回收率的新风机组：
净化室内空气，保持空气中舒适的温度和湿度，减少二氧化碳和废气排放，为城市减霾。
以某被动式房屋项目为例，80000m²的建筑面积每年可节约标煤547t，减少二氧化碳排放1423t，节约采暖费195万元。与传统供热系统相比，一个供暖季节可节约能耗30.53kW·h/㎡，总体节能比例达到92%，大大高于现有的节能住宅。
除了节能，被动式住宅还有一大特点便是舒适。被动式房屋换气不少于0.6h-1（室内外压差50Pa的状态下），保证房屋内的二氧化碳浓度能够在健康水平（1000×10-6）。除此以外，被动式房屋还满足：
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室内温度20~26℃
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室内相对湿度在40%~60%
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超温频率≤10%
关于主动房
丹麦、法国、德国等国家提出“主动房”(Active House)概念，强调通过日光照射和蓄能，而不只是增强保温，增加冬季室内舒适度。强调舒适、环境和能源三者的统一，有一打分赋值的评价体系。
尽量使用回收建材，借助太阳能发电板等新技术新产品，实现对清洁能源、可再生能源的利用——产能房不仅节能减碳，还可发电赚钱。
在德国和美国，都有这样的产能房已经被建造并试验使用中。在那里，设计师计算出所需的太阳能板面积，并且找出屋顶倾斜的最佳角度来产生最多的电力。
主动式太阳能建筑是指是运用光热、光电等可控技术利用太阳能资源实现收集、蓄存和使用太阳能，进而以太阳能为主要能源的节能建筑。主要包括太阳能采热和光伏发电在建筑中的应用。主动式太能建筑的新型技术措施主要包括热管集热器、相变材料蓄热、辅助热源、自动控制系统以及太阳能热泵采暖系统。
以某主动房项目为例，占地面积636平米，地基面积116平米，地板面积150平米，太阳能集热器24平米，相对普通的“被动房”，更能减少环境污染，利用主动式太阳能系统，可以大大地节约住宅楼用电量，这种理念——与被动房的设计相对应——重心放在太阳能采集上。这种太阳能的采集不仅包括采暖与热水功能，还包括制冷与发电。
被动房与主动房的区别
相对“被动房”理念，2006年，以丹麦、芬兰、德国、美国等国家的建筑师、工程师、建材企业、科研人员等为主，在布鲁塞尔又提出了“主动房”（Active House）的建筑理念。
“主动房”理念倡导建筑应该实现气候平衡、居住舒适、具备充足的日光照明和新鲜的空气，即实现能耗效率与最佳室内气候之间的平衡，同时保证建筑以动态方式适应周围环境，实现碳中和。在这一理念指导下，建筑将自主生产能源，以可持续地利用资源，有效改善人们的健康水平和居住舒适度。
“主动房”与“被动房”相比，在强调降低建筑能量需求的前提下，更强调可再生能源在建筑中的应用。相比“被动房”，“主动房”的特征主要在于：
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把“舒适、健康、安全”作为建筑设计的主要指标，并提出“热舒适、湿度舒适、声学舒适、光舒适、室内新鲜空气”等较高的硬性指标进行设计指导；
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较之被动房，由于主动房不需要限制主动采暖（或空调）系统的使用，在保证超低能耗（二次能源能耗)的前提下，达到目的的技术手段更丰富；
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主动房理念直接把建筑对环境方面的关联，设为能源荷载，进行定性的专门考量。
举个例子：
左边是“被动房”，右边是“主动房”，“主动房”跟“被动房”并不是完全对立，主动房也包含了一些“被动房”理念，比如气密性、较好的保温性能等，但是“主动房”更加关心居住者对建筑的“主动”控制，也因此具有更多自动化机械（暖通）系统帮助用户实现更高程度的舒适性，“主动房”也因此造价相对较高。
殊途同归，“主动房”和“被动房”理念的目标都是“低能耗建筑”，两者有着不同的适用条件，无法做出谁比谁好的普适判断。
