■ 王 鑫 WANG Xin 張曉娜 ZHANG Xiaona 尹士鋒 YIN Shifeng

0 引言

根據(jù)我國(guó)“雙碳”目標(biāo)和《能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略（2016—2030）》等綱領(lǐng)性發(fā)展文件，實(shí)施能源消費(fèi)、碳排放總量和強(qiáng)度雙控工作迫在眉睫。建筑業(yè)是社會(huì)三大用能部門(mén)（工業(yè)、交通、建筑）之一。目前，中國(guó)建筑建造和運(yùn)行能耗已占到全社會(huì)總能耗的33%，與全球比例接近，建筑運(yùn)行能耗占全社會(huì)總能耗的22%；與此同時(shí)，建筑運(yùn)行能耗強(qiáng)度仍低于全球平均水平，無(wú)論是人均建筑能耗還是單位建筑面積能耗均低于發(fā)達(dá)國(guó)家[1]。此外，近年來(lái)，我國(guó)建筑用能和碳排放總量增長(zhǎng)迅速，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)，未來(lái)該指標(biāo)還將進(jìn)一步提高，建筑節(jié)能減排工作形勢(shì)嚴(yán)峻[2]。當(dāng)前，在滿足居民日益提高的建筑環(huán)境質(zhì)量需求的同時(shí)，合理約束建筑環(huán)控能耗和碳排放的總量增長(zhǎng)勢(shì)在必行。

自1986 年建設(shè)部開(kāi)展建筑節(jié)能工作以來(lái)，一直遵循先嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)，再夏熱冬冷地區(qū)，最后夏熱冬暖地區(qū)，和先居住建筑后公共建筑的節(jié)能工作推動(dòng)順序。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示：經(jīng)過(guò)30 余年的努力，北方城鎮(zhèn)住宅供暖能耗強(qiáng)度持續(xù)降低，2008—2019年間，平均單位建筑面積供暖能耗從187 kWh/m2降 至114 kWh/m2。供暖能耗強(qiáng)度降低的主要原因包括：建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫水平的提高、高效熱源方式占比提高，以及供暖運(yùn)行管理水平的提高[1]。然而，當(dāng)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能、建筑系統(tǒng)的能效標(biāo)準(zhǔn)提高到較高水平后，進(jìn)一步提高硬件標(biāo)準(zhǔn)，建筑節(jié)能效益將呈下降趨勢(shì)[3]，住戶的環(huán)控行為將對(duì)住宅能耗產(chǎn)生越來(lái)越顯著的影響。另一方面，環(huán)境品質(zhì)提升的可感知度、投資收益的模糊性、增量成本的投資回收期的不確定性等因素，影響著綠色低碳住宅的市場(chǎng)供給和消費(fèi)動(dòng)力，成為制約被動(dòng)房等新型住宅規(guī)?；l(fā)展的關(guān)鍵要素[4]。實(shí)際上，住戶是居住活動(dòng)的核心要素，其環(huán)控行為直接影響到室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量和實(shí)際建筑能耗。建筑的高性能運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的關(guān)鍵，而高性能的設(shè)計(jì)方案不一定代表高性能的運(yùn)行表現(xiàn)。技術(shù)系統(tǒng)的集成問(wèn)題和缺乏對(duì)使用者行為影響的考慮，是節(jié)能技術(shù)在運(yùn)行階段未充分發(fā)揮作用的主要原因[5]。

綠色住宅、被動(dòng)住宅是我國(guó)當(dāng)前高標(biāo)準(zhǔn)住宅的代表，二者在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能、環(huán)控設(shè)備能效、系統(tǒng)運(yùn)行方式以及環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)等方面各有優(yōu)勢(shì)。2021 年，在前期探索性建設(shè)基礎(chǔ)上，筆者團(tuán)隊(duì)選取青島中德生態(tài)園內(nèi)已建成運(yùn)行3～4 年時(shí)間的綠色住宅和被動(dòng)住宅作為研究對(duì)象，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)并總結(jié)存在的環(huán)境問(wèn)題，對(duì)比分析兩類住宅的環(huán)境品質(zhì)和能耗情況，最后均衡節(jié)能減排計(jì)劃和健康舒適環(huán)境的民生目標(biāo)，從用戶環(huán)境需求和環(huán)控行為角度，探討適應(yīng)寒冷地區(qū)城鎮(zhèn)住宅的低碳環(huán)控設(shè)計(jì)策略。

1 建筑概況與測(cè)試方案

2 幢測(cè)試住宅位于青島中德生態(tài)園內(nèi)，為我國(guó)城鎮(zhèn)住宅中常見(jiàn)的中高層集合住宅形式，其中測(cè)試住宅1（下文簡(jiǎn)稱綠色住宅）為國(guó)家二星級(jí)綠色建筑，測(cè)試住宅2（下文簡(jiǎn)稱被動(dòng)住宅）滿足德國(guó)被動(dòng)房研究所（Passive House Institute， 簡(jiǎn) 稱PHI）的被動(dòng)房認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。建筑主要圍護(hù)結(jié)構(gòu)及設(shè)備系統(tǒng)情況見(jiàn)表1。

表1 測(cè)試建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要構(gòu)造及設(shè)備系統(tǒng)一覽表

測(cè)試選取兩建筑中非頂非底的中間戶，綠色住宅房間代碼HY，被動(dòng)住宅房間代碼GY。兩住戶同為某建筑科技公司員工，具有相似的生活起居規(guī)律，并了解相應(yīng)設(shè)備系統(tǒng)的運(yùn)行要求，測(cè)試期間按照正常生活規(guī)律、設(shè)備系統(tǒng)操作標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行。

實(shí)地測(cè)試方案針對(duì)住宅套型平面特點(diǎn)，每戶選擇了南、北及中間3 處典型位置測(cè)試點(diǎn)（圖1、2），以獲得比較全面、完整的室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量分析數(shù)據(jù)。其中，南、北測(cè)點(diǎn)測(cè)試溫度、濕度數(shù)據(jù)，中測(cè)點(diǎn)測(cè)試室內(nèi)空氣質(zhì)量和熱舒適度。

圖1 綠色住宅套型平面及測(cè)試點(diǎn)位置

圖2 被動(dòng)住宅套型平面及測(cè)試點(diǎn)位置

測(cè)試時(shí)間分別選擇供暖季最冷時(shí)間段（2021 年1 月大寒日前后）、過(guò)渡季（2021 年5 月下旬）、制冷季最熱時(shí)間段（2021 年8 月大暑日前后）3 個(gè)典型時(shí)間段。根據(jù)天氣情況，三段測(cè)試期分別進(jìn)行了5～7 天的連續(xù)測(cè)試，然后選擇具有代表性的連續(xù)2 天（包括晴天、多云或陰雨天氣狀況）的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。具體環(huán)境測(cè)試儀器與測(cè)試參數(shù)如表2 所示。

表2 測(cè)試儀器與測(cè)試參數(shù)

2 測(cè)試結(jié)果分析

在各季節(jié)測(cè)試數(shù)據(jù)中選取其中連續(xù)2 日典型天氣測(cè)試數(shù)據(jù)，采用SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件分別對(duì)典型季節(jié)室內(nèi)外溫度、濕度、室內(nèi)空氣質(zhì)量（CO2含量）、預(yù)計(jì)平均熱感覺(jué)指標(biāo)（predicted mean vote，簡(jiǎn)稱PMV）、預(yù)計(jì)不滿意 者 百 分 數(shù)（predicted percentage dissatisfied，簡(jiǎn)稱PPD）等測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。分析內(nèi)容包括各季測(cè)試數(shù)據(jù)的平均值、極值、中位數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差、極差等。

2.1 典型季節(jié)溫度、濕度和空氣質(zhì)量

統(tǒng)計(jì)各測(cè)試期內(nèi)典型天氣的連續(xù)48 h 溫度、濕度和CO2含量測(cè)試結(jié)果的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差（表3），對(duì)比分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果得出以下評(píng)價(jià)。

（1）被動(dòng)住宅各季節(jié)實(shí)測(cè)室內(nèi)溫度、濕度以及穩(wěn)定性均優(yōu)于綠色住宅，尤其是在供暖季和制冷季。測(cè)試與計(jì)算結(jié)果顯示出被動(dòng)住宅高性能的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)和設(shè)備系統(tǒng)具有更好的熱濕環(huán)境調(diào)節(jié)能力。

（2）從室內(nèi)空氣質(zhì)量測(cè)試結(jié)果平均值來(lái)看，由于被動(dòng)住宅主要使用機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，在大多數(shù)測(cè)試時(shí)間內(nèi)，其具有更好的空氣質(zhì)量和濕度環(huán)境；但在制冷季期間，被動(dòng)住宅室內(nèi)CO2含量平均值高出綠色住宅45.7%，且極大值和極小值均高于綠色住宅，但標(biāo)準(zhǔn)差低于綠色住宅22.8%，顯示出測(cè)試被動(dòng)住宅的機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)在青島地區(qū)夏季制冷工況下的運(yùn)行局限性。

2.2 典型季節(jié)溫度、濕度、空氣質(zhì)量和熱舒適度對(duì)比

將溫度、濕度、CO2含量等測(cè)試數(shù)據(jù)分別繪制為箱線圖（圖3～5），描述各變量測(cè)試數(shù)值的分布特點(diǎn)，包括中值（即中位數(shù)，箱線圖的中間位置數(shù)值）、極值（上端為極大值，下端為極小值）、四分位置（箱體下端位置為25%分位數(shù)，箱體上端位置為75%分位數(shù)）。箱線圖可以直觀地反映出各季節(jié)室內(nèi)熱濕環(huán)境和空氣質(zhì)量的變化情況。

圖3 典型季節(jié)溫度測(cè)試結(jié)果分析箱線圖

2.2.1 室內(nèi)溫度對(duì)比

典型季節(jié)溫度測(cè)試結(jié)果分析如圖3 所示。

得益于被動(dòng)住宅系統(tǒng)的完全自控（如供暖制冷時(shí)間、溫度等），被動(dòng)住宅在供暖季和過(guò)渡季的室內(nèi)溫度中位數(shù)均高于綠色住宅，制冷季低于綠色住宅，且被動(dòng)住宅各季室內(nèi)溫度極差均小于綠色住宅。被動(dòng)住宅顯示出更好的常年熱環(huán)境穩(wěn)定性。

綠色住宅為自然通風(fēng)建筑，受用戶行為習(xí)慣和適應(yīng)性熱舒適因素的影響，相應(yīng)熱舒適溫度耐受范圍有較大程度的拓寬[6]。測(cè)試結(jié)果顯示，在空調(diào)間歇運(yùn)行模式下，制冷季綠色住宅的室內(nèi)溫度中值明顯高于被動(dòng)住宅，在供暖季略低于被動(dòng)住宅。根據(jù)PHI的建議，被動(dòng)房設(shè)計(jì)不考慮夏季適應(yīng)性舒適模型[7]，測(cè)試被動(dòng)住宅在制冷季測(cè)試期間采用PHI 推薦的全時(shí)全機(jī)械通風(fēng)運(yùn)行模式，室內(nèi)設(shè)定溫度相對(duì)較低，室溫極差僅有0.5℃，熱環(huán)境穩(wěn)定性很高。

2.2.2 室內(nèi)濕度對(duì)比

典型季節(jié)濕度測(cè)試結(jié)果分析如圖4 所示。

圖4 典型季節(jié)濕度測(cè)試結(jié)果分析箱線圖

在供暖季室外空氣濕度中值43.08%的背景下，被動(dòng)住宅供暖季的室內(nèi)濕度平均值、中值均高于綠色住宅，更接近舒適濕度范圍，說(shuō)明被動(dòng)住宅低溫風(fēng)熱供暖末端方式比綠色住宅的熱水對(duì)流輻射供暖末端方式對(duì)濕度的調(diào)節(jié)更有利。但被動(dòng)住宅和綠色住宅的室內(nèi)濕度中值均偏低，冬季供暖工況下應(yīng)注意加濕。

在過(guò)渡季，根據(jù)被動(dòng)住宅使用手冊(cè)操作指南建議，測(cè)試被動(dòng)住宅采用機(jī)械通風(fēng)為主的通風(fēng)方式，測(cè)試結(jié)果顯示，其室內(nèi)濕度環(huán)境亦優(yōu)于綠色住宅。

在制冷季測(cè)試期間，室外空氣濕度中值為78%，采用自然通風(fēng)、間歇制冷方式的綠色住宅室內(nèi)濕度中值為75.5%、75.9%，采用機(jī)械通風(fēng)、連續(xù)制冷方式的被動(dòng)住宅室內(nèi)濕度中值為60.2%、60.8%，被動(dòng)住宅的濕環(huán)境具有更高的舒適度。

2.2.3 室內(nèi)空氣質(zhì)量對(duì)比

典型季節(jié)室內(nèi)空氣質(zhì)量測(cè)試結(jié)果分析如圖5 所示。

圖5 典型季節(jié)室內(nèi)空氣質(zhì)量測(cè)試結(jié)果分析箱線圖

在供暖季室內(nèi)密閉情況下，被動(dòng)住宅的機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)有效地提高了室內(nèi)空氣質(zhì)量，其CO2含量的均值、中值、極值以及極差均明顯低于綠色住宅。測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在三餐部分時(shí)間段，綠色住宅的CO2含量最高達(dá)到0.128%，空氣質(zhì)量超出了《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 18883—2002）規(guī)定的限值，顯示出在供暖季密閉情況下部分時(shí)間換氣量不足。

在過(guò)渡季，兩處住宅CO2含量平均值接近，但被動(dòng)住宅的CO2含量及波動(dòng)幅度均低于綠色住宅。

在制冷季，實(shí)測(cè)結(jié)果顯示，被動(dòng)住宅CO2含量的均值、中位數(shù)、極值均高于綠色住宅。分析原因可能是由于被動(dòng)住宅采用新風(fēng)冷熱一體機(jī)系統(tǒng)，夏季系統(tǒng)根據(jù)冷負(fù)荷調(diào)節(jié)送風(fēng)量，青島地區(qū)夏季相對(duì)較低的氣溫以及被動(dòng)房外圍護(hù)結(jié)構(gòu)較好的隔熱性能，造成新風(fēng)風(fēng)量和冷負(fù)荷風(fēng)量不匹配，從而導(dǎo)致新風(fēng)換氣量不足。

2.2.4 熱舒適度對(duì)比

本測(cè)試選取PMV、PPD作為熱舒適度指標(biāo)。其中，PMV指標(biāo)根據(jù)人體熱平衡方程式，從心理生理學(xué)主觀熱感覺(jué)的等級(jí)出發(fā)，綜合考慮了人體熱舒適感的諸多相關(guān)因素，是人群對(duì)于熱感覺(jué)等級(jí)投票的平均指數(shù)；PPD指標(biāo)是人群對(duì)于熱濕環(huán)境不滿意的預(yù)計(jì)投票平均值。將二者結(jié)合可以更好地評(píng)價(jià)室內(nèi)環(huán)境的熱舒適度。測(cè)試采用符合《民用建筑室內(nèi)熱濕環(huán)境評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50785—2012）附錄E 中PMV、PPD計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的建通室內(nèi)環(huán)境綜合測(cè)試儀。

根據(jù)測(cè)試住宅的使用方式，依據(jù)美國(guó)采暖、制冷與空調(diào)工程師協(xié)會(huì)《人居熱環(huán)境條件》（ASHRAE Standard 55—2010）標(biāo)準(zhǔn)，在冬夏供暖制冷測(cè)試期間采用人工熱濕環(huán)境熱舒適標(biāo)準(zhǔn)，過(guò)渡季測(cè)試期間采用自然通風(fēng)熱濕環(huán)境適應(yīng)性熱舒適標(biāo)準(zhǔn)。由圖6 中PPD、PMV變化趨勢(shì)可以看出：無(wú)論冬、夏還是過(guò)渡季，被動(dòng)住宅的PPD、PMV計(jì)算指標(biāo)均顯示出相對(duì)更高的舒適度和低波動(dòng)性。

圖6 典型季節(jié)熱舒適測(cè)試結(jié)果折線圖

3 環(huán)控能耗對(duì)比

本項(xiàng)目測(cè)試的被動(dòng)住宅設(shè)置了樓宇能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，測(cè)試綠色住宅采暖能耗數(shù)據(jù)同熱力公司提供的本區(qū)域內(nèi)普通綠色住宅供暖能耗數(shù)據(jù)，環(huán)控能耗對(duì)比結(jié)果顯示如下。

在2021—2022 年 供 暖 季，區(qū)域內(nèi)18 處市政熱水集中供暖居住小區(qū)同類型住宅年度單位面積（使用面積）平均制熱量為120.45 kWh/m2，同期測(cè)試被動(dòng)住宅29 戶住戶（全樓共36 戶）供暖期平均環(huán)控能耗（包括制熱、新風(fēng)能耗，按使用面積計(jì)算）為23.70 kWh/m2，被動(dòng)住宅的冬季單位供暖能耗比本區(qū)域市政熱水集中供暖住宅降低了80.3%。

由于項(xiàng)目測(cè)試的綠色住宅沒(méi)有單獨(dú)計(jì)量空調(diào)電耗，因此月度電耗強(qiáng)度采用環(huán)控能耗拆分方法做對(duì)比。圖7為2021 年度測(cè)試住戶的月度單位使用面積電耗強(qiáng)度圖，以制冷季（7—8 月）、供暖季（11—3 月）前后各2 個(gè)月的電耗強(qiáng)度平均值為基準(zhǔn)電耗（圖7 中紅色標(biāo)線數(shù)字），來(lái)統(tǒng)計(jì)制冷季、供暖季環(huán)控電耗強(qiáng)度增量。

表4 計(jì)算結(jié)果顯示：由于綠色住宅無(wú)冬季供暖電耗，被動(dòng)住宅冬季電耗強(qiáng)度增量比綠色住宅高出114.19%；夏季制冷期間，被動(dòng)住宅電耗強(qiáng)度增量?jī)H比綠色住宅高出13.99%，顯示出測(cè)試被動(dòng)住宅在青島地區(qū)（寒冷氣候II 區(qū)）具有良好的氣候適應(yīng)性。

表4 供暖季、制冷季電耗強(qiáng)度增量對(duì)比

4 寒冷地區(qū)低碳住宅的環(huán)控策略探討

4.1 地方氣候適應(yīng)性

被動(dòng)房具有高保溫、高氣密性的建筑構(gòu)造特點(diǎn)，以寒冷地區(qū)北京為例，被動(dòng)房冬季供暖能耗降幅顯著，夏季制冷能耗降幅相對(duì)較低[10]，類似的情況亦出現(xiàn)在夏熱冬冷地區(qū)[6]。受氣候差異的影響，寒冷地區(qū)山東主要城市的夏季供冷需求明顯高于德國(guó)的夏季供冷需求[11]。在需要同時(shí)考慮冬季保溫和夏季隔熱散熱的情況下，強(qiáng)調(diào)高保溫性能的被動(dòng)房圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其熱工性能指標(biāo)是否適用本地區(qū)，需要深入探討。

青島市位于東亞季風(fēng)氣候區(qū)，兼具海洋性氣候和大陸性氣候特點(diǎn)：夏季濕熱多雨，氣溫的日較差較小，呈現(xiàn)出海洋氣候的特征；冬季在東北亞大陸季風(fēng)高壓冷氣團(tuán)控制下，氣候干燥，寒冷多風(fēng)，呈現(xiàn)出大陸性氣候的特征。青島市年平均氣溫12.3℃；年內(nèi)以1 月份最冷，月平均氣溫-0.9℃；8 月份最熱，月平均氣溫25.3℃。一年之內(nèi)，青島市最高氣溫大于30℃以上的平均日數(shù)為11.8 d，其中有9.4 d 集中在7—8 月。青島市冬季采暖期室外平均溫度0.9℃，采暖期天數(shù)110 d，采暖期度日數(shù)1881。對(duì)于兼有冬季供暖、夏季制冷需求，特別是夏季顯熱負(fù)荷較低而潛熱負(fù)荷相對(duì)較高的青島地區(qū)，后續(xù)被動(dòng)房建設(shè)有必要根據(jù)PHI 被動(dòng)房認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工指標(biāo)進(jìn)行氣候適應(yīng)性調(diào)整，以及深入探討系統(tǒng)的冬夏分控、熱濕分控技術(shù)方案。從被動(dòng)措施和主動(dòng)措施兩方面入手，協(xié)同考慮，提高被動(dòng)房的地區(qū)氣候適應(yīng)性。

4.2 住戶行為適應(yīng)性

當(dāng)前，建筑節(jié)能工作和評(píng)價(jià)考核工作主要聚焦于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)和集中能源系統(tǒng)，對(duì)于主要由使用者行為決定的建筑用能并沒(méi)有管控手段[2]。對(duì)于城鎮(zhèn)住宅而言，建筑所有者、使用者主要為居民個(gè)人，目前尚無(wú)任何能夠直接約束居民用能行為的行政措施，主要依靠能源價(jià)格機(jī)制來(lái)引導(dǎo)居民行為節(jié)能。

同PHI 被動(dòng)房認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中24 h連續(xù)運(yùn)行的使用建議不同，我國(guó)住宅用戶多習(xí)慣于“部分時(shí)間、部分空間”的空調(diào)運(yùn)行模式，并有開(kāi)窗通風(fēng)的習(xí)慣，這與德國(guó)被動(dòng)房的高氣密性、系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行模式的要求相矛盾。項(xiàng)目測(cè)試被動(dòng)住宅小區(qū)住戶問(wèn)卷調(diào)查顯示：88.9%的住戶希望在過(guò)渡季開(kāi)窗通風(fēng)，在供暖季和制冷季，仍有11.1%的住戶希望能夠開(kāi)窗通風(fēng)。項(xiàng)目實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)，在滿足住戶主觀舒適度的前提下，自然通風(fēng)、間歇運(yùn)行的綠色住宅空調(diào)房間的室內(nèi)溫度比被動(dòng)住宅提高了2.2℃，達(dá)到27.5℃。相似的調(diào)查結(jié)果亦出現(xiàn)在夏熱冬冷地區(qū) [8]和寒冷地區(qū)[9]，在冬季無(wú)供暖工況下，寒冷地區(qū)被動(dòng)房住戶實(shí)際可接受溫度下限比供暖工況降低1.93℃，住戶的熱環(huán)境適應(yīng)性增強(qiáng)[9]。在由住戶自主控制供暖制冷的工況下，可以適度延長(zhǎng)過(guò)渡季時(shí)間，達(dá)到行為節(jié)能效果。

如何在適應(yīng)住戶的居住習(xí)慣基礎(chǔ)上，引導(dǎo)住戶的綠色居住行為，達(dá)到行為節(jié)能目的？這要求被動(dòng)住宅設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮被動(dòng)措施與設(shè)備系統(tǒng)的分時(shí)協(xié)同運(yùn)行策略，進(jìn)一步提高主動(dòng)、被動(dòng)技術(shù)措施的用戶自主控制的靈活性。

冬季供暖能耗是寒冷地區(qū)城鎮(zhèn)住宅的主要環(huán)控能耗。從寒冷地區(qū)非節(jié)能住宅到“三步節(jié)能”住宅，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能、氣密性的差距造成單位面積耗熱量的巨大差別。目前，市政熱水集中供暖方式是寒冷地區(qū)城鎮(zhèn)住宅的主要供暖方式，由于北方城鎮(zhèn)集中供熱制度在設(shè)立之初帶有一定的社會(huì)福利性質(zhì)，目前，以盈利為目標(biāo)的供熱企業(yè)很難主動(dòng)承擔(dān)低標(biāo)準(zhǔn)住宅的耗熱增量成本，這導(dǎo)致北方集中供熱分戶計(jì)量、按需收費(fèi)改革難以推進(jìn)[1]。同綠色住宅相比，被動(dòng)住宅提供了更高的建筑服務(wù)水平，以及系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性，更好地滿足了住宅用戶的個(gè)性化環(huán)控需求（包括環(huán)境指標(biāo)、運(yùn)行時(shí)間等）。

基于住戶居住行為規(guī)律和環(huán)境需求的多樣性化和復(fù)雜性，按照何種方式營(yíng)造室內(nèi)環(huán)境是實(shí)現(xiàn)建筑低碳發(fā)展目標(biāo)的一個(gè)基本問(wèn)題。在當(dāng)前我國(guó)大量住宅“部分時(shí)間、部分空間”的節(jié)約型系統(tǒng)運(yùn)行習(xí)慣下，注重被動(dòng)環(huán)控措施，發(fā)展與居住生活方式相適應(yīng)的建筑形式（包括熱平面分區(qū)、應(yīng)變外殼、混合通風(fēng)等），探討新風(fēng)、溫度的分控運(yùn)行以及基于熱感覺(jué)的熱環(huán)境控制系統(tǒng)[12]，提高系統(tǒng)需求側(cè)響應(yīng)的可控性和靈活性，有益于在低能耗和高舒適度之間取得平衡。

4.3 環(huán)控方式電氣化

目前，我國(guó)北方城鎮(zhèn)集中供暖以燃煤（包括燃煤鍋爐、燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)）為主，占比高達(dá)78%，燃?xì)夤┡急葹?5%，這導(dǎo)致大量的CO2直接排放[2]。隨著我國(guó)電力結(jié)構(gòu)中零碳電力比例的提升，我國(guó)電力的平均碳排放因子顯著下降[13]。在我國(guó)電力系統(tǒng)的零碳發(fā)展趨勢(shì)下，逐步提高建筑環(huán)控能耗中的電力消耗比例，是實(shí)現(xiàn)建筑零碳運(yùn)行的重要途徑。

相關(guān)研究顯示，除了室外溫度低于-20℃的極寒地區(qū)外，我國(guó)絕大多數(shù)地區(qū)都可在冬季采用空氣源熱泵供暖，對(duì)于極寒地區(qū)，可采用直接電熱供暖方式[1]。建筑環(huán)控電氣化的前提是高熱工性能的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，被動(dòng)住宅提供了一種可供參考的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與建造方法。

5 結(jié)語(yǔ)

從綠色住宅到被動(dòng)住宅，早期項(xiàng)目建設(shè)更多地著眼于提高技術(shù)系統(tǒng)的性能標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于住戶的環(huán)境需求、環(huán)控行為的考慮尚待加強(qiáng)。住戶對(duì)技術(shù)系統(tǒng)（包括被動(dòng)系統(tǒng)和主動(dòng)系統(tǒng)）的了解與操作直接影響到室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量和實(shí)際環(huán)控能耗，低碳住宅中的技術(shù)系統(tǒng)，并不是純粹的“物質(zhì)性客體”，針對(duì)低碳住宅技術(shù)系統(tǒng)的住戶需求研究貫穿于建筑策劃、設(shè)計(jì)、建造以及運(yùn)行各個(gè)環(huán)節(jié)[14]。

在當(dāng)前我國(guó)人口基數(shù)大、住宅形式多樣、建設(shè)規(guī)模大，以及人均建筑能耗較低的現(xiàn)狀背景下，針對(duì)地區(qū)氣候特點(diǎn)、不同水平的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，對(duì)于普通節(jié)能住宅、綠色住宅和被動(dòng)住宅，分別采用提高系統(tǒng)運(yùn)行能效、“被動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)先+主動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化”、“被動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化+去設(shè)備化”等不同側(cè)重點(diǎn)的環(huán)控策略，適應(yīng)多樣化、個(gè)性化的居住生活方式和環(huán)境需求，推廣分散式、電氣化環(huán)控系統(tǒng)的需求側(cè)響應(yīng)運(yùn)行模式，兼顧技術(shù)角度和用戶角度的環(huán)控策略，通過(guò)技術(shù)措施和住戶行為的協(xié)同作用，著力實(shí)現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量與住戶主觀感知舒適度、建造經(jīng)濟(jì)性與運(yùn)行低能耗的平衡，從而推動(dòng)“雙碳”發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。