在設計節能建筑時，往往需要“被動”建筑標準。然而，一些標準和邊界條件在實驗室建筑設計中不能發揮應有的作用。按照被動低能耗標準建設實驗室是否經濟?本文對此給出了詳細的答案。

　　實驗室工作的特殊要求往往使被動式低能耗建筑標準難以實施，同時也提高了建筑成本。被動式建筑的保溫標準甚至會適得其反。與實驗室建筑相比，被動式建筑清楚地發現，實施被動式建筑標準不一定能帶來高節能效果，但也能滿足節能特性值的要求，無需采取其他措施。也就是說，實施被動式建筑標準的可行性有很大的局限性。

　　科普時間到了!

　　被動式住宅建筑的概念通常是指采取特殊的高效隔熱措施，只有通過加熱或冷卻新鮮氣流才能在室內形成舒適的溫度環境(如圖2所示)的建筑。在這類建筑中，建筑內部采暖不需要采用傳統建筑技術的主動供暖方式。

　　為了準確評估建筑是否能滿足被動建筑的要求，人們制定了滿足被動建筑的要求、具體目標和限制，并作為建筑設計工作的指導。

　　以上標準是在住宅建筑技術標準的基礎上延伸而來的，描述了室內涼爽的溫帶氣候環境:每平方米供熱需求為15kW小時/年(kWh/m2a)大一次性能源需求為120kWh/m2a。需要注意的是，一次性能源是從自然能源載體或自然資源中獲得的能源。

　　為了使用、儲存和運輸這種一次性能源，我們必須首先將其轉化為二次能源，如熱能。在能源轉換過程中，不可避免地會出現能源損失，減少了消費者實際使用的能源。直接使用一次性能源的可能性很低，意義不大。

　　為了比較不同類型的一次性能源，比如比較不同特性的一次性能源，不同類型的能源載體有一次性能源系數。利用這個權重因素可以得到佳的能源需求，即主動住宅建筑標準中大的120kW/(m2)a)。

　　與住宅建筑相比，實驗室建筑室內負荷較高，實驗室工作期間通風量較高。例如，室內負荷為80W/m2，其中實驗室儀器設備消耗量為55W/m2、照明15W/m2、人員10W/m2。再加上通風，通常實驗室通風量為25m3/m2/m2h。按15W/m2的室內照明量計算，每年2500小時消耗的總電力為37.5kWh/m2a。考慮到一次性能源系數2.6，所需一次性能源總量約為97.5kWh/m2a。

　　此外，通風換氣的機械設備也需要消耗一定的電能。通風消耗的電能可按25W/m2左右計算。根據每年2500h的計算，通風每年消耗約62.5的電能kWh/m2a;一次性能源轉換為163kWh/m2a。

　　這樣，僅照明和通風所需的一次性能源就高達260.5kWh/m2a。假設其他電氣設備、實驗室儀器設施、空調設備對電能的需求為38.5kWh/m2a(約100kWh/m2a一次性能源)，一次性能總量為360.5kWh/m2a。該值是被動式建筑標準規定值的三倍;雖然假設這里已經完全采用了集中供暖，但它不會消耗任何形式的一次性能源。

　　在實踐中，通常假設被動式建筑的供暖需求為20kWh/m2a。為了使比較和估計更接近現實，也可以采用這些數據。因此，假設實驗室建筑所需的總能耗高達380.5kWh/m2a(見圖3)。

　　由于用途不同，實驗室的低能源需求遠高于被動低能耗住宅標準規定的能源需求。被動低能耗住宅標準允許的高一次性能源需求120kWh/m2a僅滿足實驗室照明和通風的需要，實驗室內所有實驗儀器設備均不能使用。

　　“被動式”隔熱規定幾乎沒有優勢

　　建筑的外圍結構對實驗室建筑的加熱和制冷效果也有不同于住宅建筑的強烈影響。許多具體的建筑設計熱模擬清楚地指出，雖然實驗室建筑中采用被動建筑標準的保溫方法具有一定的意義，但在建筑過程中沒有經濟意義。

　　通過實施Enev2009標準，將實驗室建設成被動低能耗建筑，建筑整體供暖需求可降低25%，所需供暖電力需求可降低10%，空調制冷可降低1%。如果輔助使用高效熱能回收WRG，整體供暖需求甚至可以減少43%。所需供暖電力需求減少28%、空調制冷減少2%。然而，實現這些節約所需的資金支出與相對提高的能源效率不成比例。

　　因此，目前的被動低能耗住宅建筑標準不適用于能源需求較高的實驗室建筑設計。從實驗室建筑規劃設計和投資的更高努力，特別是從典型的實驗室建筑使用壽命的角度來看，是不夠經濟的。為了建設一個真正高效、節能的實驗室，我們必須考慮建筑的特點，特別是使用的特點：通過標準化無法實現的特點。這里仍然需要協調與項目相關的所有需求和可能性，并在能源效率、成本效益、功能和舒適性方面進行綜合協調。