何謂德國被動式房屋(Passivhaus/Passive House)

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圖片說明:住在被動房裡很輕鬆,無須擔心夏季室潮濕的問題,不須為了開窗通風但又害怕噪音而困擾,整年度的溫度保持在攝式20-25度,家人不必整個冬天在室內穿著厚重的衣服;圖片提供/PHI


「Passivhaus」源自於德國,德語中「Passivhaus」字面上所傳達的意義可以拆解為Passive house 或 building,Passive是被動的意思,Haus指的就是房子亦或建築物。在台灣當我們聽到「被動的房子」,我們有時會解釋為一個完全沒有冷氣和暖氣的房子,平時只依賴建築外殼做遮陽和斷熱,而在冬天只仰賴太陽的輻射熱,當然以上的聯想是很接近的。Passivhaus所定義的健康和舒適的居住環境,會將室內二氧化碳維持在1000ppm以下,而且減少室內結露所造成的黑黴菌發生; 以室內舒適溫度來說,夏天維持在25度以下,在冬天則維持在20度以上,並且避免冷風的出現。當然,這些條件的達成是必須透過一個完整的團隊、非常小心的設計和構築,才能確保Passivhaus在不論任何的氣候條件下,和當地傳統建築物比起來,不僅舒適而且達到極高的能源節約。

德國被動式房屋的「被動」到底是甚麼含意?
被動式房屋需要很少的能源即可維持舒適的室內環境,因為其優異的保溫隔熱性能和高效率的熱回收系統,使得房屋整個年度幾乎都不需要主動提供暖氣和製冷需求,當我們從這觀點切入,代表著這些建築是採取一種「被動」的方式,我們透過極少能源投入甚至是零投入,就能達成能源節約目標。在許多節能工程領域中,「被動式」原理已廣為人知,比如被動式安全設備、過濾裝置、被動式製冷到被動式房屋都是這一原理成功案例。當然,以上的案例也並非完全嚴格執行”被動”的意義,因為他們仍舊需要少量的初始能源來啟動和運行,所以我們應該小心定義”被動”的含意。

「被動」並非指完全沒有能耗,而是指一種透過智慧設計,極小化地使用複雜系統和不可再生能源來達成節能目標。

圖片說明:被動式保溫瓶 VS 一般咖啡加熱器;圖片提供/PHI



圖片說明:被動式房屋 VS 一般傳統建築;圖片提供/PHI



「德國的被動式房屋」和一般傳統房屋的差異
在20世紀初期,空調系統(HVAC)的研究在工業時期是一個重要的發展,這個需求的爆發是因為單純透過空調使用,來維持室內溫度在20-25度之間,在這樣的溫度區間,是絕大多數的使用者都感覺到滿意的。然而透過這種高投入的空調系統來達成室內舒適環境,無可避免地耗費了許多能源,當隨著耗能帶來環境生態的衝擊,還有能源成本逐漸高漲,如何降低傳統空調使用來達成實質能源的節約,且仍舊提供一個室內舒適的環境,都推動更多”被動式節能屋”的調查和研究。

圖片說明:圖片提供/Dr. Coley David



圖片說明:圖片提供/Dr. Coley David


和一般傳統房屋相比,”被動式房屋”更注重被設計為一個健康和舒適的居住環境,”健康”對被動房來說,提供充足的新鮮空氣,維持室內良好的空氣品質,並且減少黑黴菌的產生; 「舒適」的定義則是,溫度的調節在冬天維持在20度以上,夏天維持在25度以下,並且不應有冷風出現在室內。再來,不同於傳統高耗能建築,被動式建築使用了極度少的能源,當高度能源節約的先決條件已達成,僅需在建築小部分外表面積上安裝可再生能源裝置,比如太陽能真空集熱板或太陽能光電板……等。被動式房屋高效的節能特性都徹底減少了CO2排放量,也可以說達成近乎零耗能的被動式建築。
 
適應台灣的炎熱高濕氣候?
許多研究已指出,被動式房屋適用於世界各地,選擇的規劃策略也大致相同,但依照區域性不同的氣候條件,搭配的設計策略會有所調整。例如,在台灣炎熱氣候條件下,應特別重視被動降溫,良好的包溫隔熱性能,可以避免高溫進入室內,也可採取百葉窗和遮陽,助於阻擋外部陽光。在夏季晚間,有機會直接引入外面空氣就能夠保持室內涼爽。再來,針對台灣濕熱的天氣,被動式房屋良好的氣密性也有助於減少室外水氣進入建築,且選擇具有能量回收的新風系統也有效降濕的負荷。

圖片說明:目前被動房可涵括的的區域;圖片提供/IPHA



圖片說明:被動式房屋五項重要先決條件;圖片提供/IPHA



台灣建築能源政策 ?– 其他國家的「被動式房屋」政策
在歐洲很多地區和城市都已經把「被動式房屋」做為新建公共建築項目的強制要求,德國法蘭克福,是最先實施該要求的城市之一,比利時的首都布魯塞爾規定,從2015年1月起,所有新建建築以及舊建築改建都必須符合被動式房屋標準。在過去的20年,被動房屋標準迅速得到民眾認可,事實也表明它是一種可靠的建築標準。隨著更多炎熱地區被動式房屋的研究日增,2013年全世界已有5萬多棟被動式房屋,其中有數百棟房屋接受了嚴格監測,其測試結果始終保持良好。反觀台灣高達90%能源仰賴於進口,且逐漸朝向高齡化社會,當思索如何為台灣社會帶來舒適的居住環境以及高效益的能源節約,「被動式房屋」不失為一個好的開始。


【延伸閱讀】
台灣被動式節能屋協會
http://www.passivhaus-taiwan.org/

葉士傑-被動式房屋Passive House 健康舒適且使用極少能源
https://solomo.xinmedia.com/archi/22060-passivehouse 

編輯/蘇琨峰 圖/PHI
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葉士傑 Shih-Chieh Yeh (Jay)

畢業於英國巴斯大學建築工程-環境設計研究所,擁有英國BREEAM AP和德國被動式房屋設計師執照,曾任於美國Bechtel & PECL工程顧問公司工程師,目前擔任於沃科綠建築公司工程師,並於2014年成立台灣被動式節能屋協會。

專業背景
    
●台灣被動式節能屋論壇 – Taiwanese Passive House Association
●沃科綠建築顧問公司 – Green Building Engineer         
●美國Bechtel – PECL Ltd (Pacific) - Architect                     
●英國BREEAM Accredited Professional
●德國被動房屋設計師Certified Passivhaus Designer
●ISO 50001 能源管理員 – Energy Auditor
●英國巴斯大學環境設計碩士 – Environmental Design

參與案例    

●苗栗 明禮苑 集合住宅設計 – Passive House
●Google 彰濱雲端中心 – Data Center
●台灣苗栗老人安養中心評估 – Care Center
●低度節能使用下,在南歐實現被動房的可行 – Technical viability of low energy strategies to meet
  Passivhaus Standards for domestic buildings in Cyprus
●被動式建築設計策略,以印度新德里為例 - Passive design guidelines for energy optimisation &
  occupant comfort in residences in New Delhi by simulation and exploring modelling
  uncertainties

圖片說明:被動式房屋設計師 葉士傑;蘇琨峰攝




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