一、被动式建筑的背景
建筑领域降碳是实现我国碳达峰碳中和战略的重要内容。提升建筑能效，降低建筑化石能源需求，是建设行业低碳转型的根本解决方案。在超低能耗建筑面临规模化发展的行业背景下，促进超低能耗建筑规范健康可持续发展，实现建筑领域碳排放量化约束目标，我国于2011年引入高能效建筑-被动式超低能耗建筑技术，至今累计建成（在建）超低能耗建筑逾2300万平方米，成为提高建筑能效、降低建筑碳排放的重要手段。推动超低能耗建筑规模化高质量发展，对落实碳达峰碳中和战略目标，从根本上破解能源环境约束，建设生态文明具有重要意义。
随着节能标准的提高，被动式门窗和幕墙的应用也越来越广泛，房屋外门窗框的型材传热系数K应依据现行国家标准《建筑外门窗保温性能分级及检测方法》GB／T 8484规定的方法测定，并符合K≤1.3W／（㎡·K）规定。这项规定既保障了外窗整体的传热系数能够控制在一定范围以内，又保障了在使用过程中，冬季室内一侧型材表面温度高于露点温度。以至于目前市场上可供选材的只有木材或塑料型材。
北京市地方标准《居住建筑节能设计标准》DB11／891-2020，对外窗、阳台门窗、幕墙透过部分以及屋面天窗的传热系数K值要求≤1.1W／（㎡-K）。京津冀节能水平达到80％，实现五步节能。
早在2019年出台的《近零能耗建筑（词条“零能耗建筑”由行业大百科提供）技术标准》GB／T51350-2019，对严寒地区门窗的传热系数K≤1.0W／（㎡．K）。
二、某国外被动式阳光房的节能解决方案
以下为一个国外被动式阳光房的整体设计思路和节能解决方案。
该项目位于加拿大魁北克省蒙特利尔地区一个农场别墅区。本项目的重点是业主对阳光房的超低能耗期望，在原有的游泳池上建立一个被动式阳光房，不但要求采光好，同时要保证能实现冬季游泳，以解除业主之前每到冬季都要放水而且不能游泳的困扰。
由于加拿大蒙特利尔地区夏季比较段，冬季比较长，夏季炎热潮湿，气温高温30摄氏度以上，冬季严寒多雪，最低气温在零下30度以下，而且冬季长达半年之久。该地区风压必须能够承受120公里／小时风速，雪荷载设计要求能够承受至少47磅／平方英尺。该项目主要材料，如玻璃、型材、铝单板、辅材等都采用中国国产材料，材料都在国内加工好，通过海运到加拿大，在现场组装，并要符合加拿大国家建筑节能规范NECB-2011等相关要求。
经过相关结构计算，按业主要求对热工进行分析，整体阳光房的K值要求不能超过0.5 W／（m2·K）。超低能耗是本项目设计的最大难点。
（一）、主龙骨解决方案：
如果想让系统整体K值达到0.5W／（㎡-K），那传统的钢龙骨和铝合金都基本实现不了，即使铝合金采用穿PA66＋GF25的隔热条，也很难达到。经过对目前国内系统窗的调研，铝合金隔热型材采用100系列，隔热条52mm，玻璃采用三玻双银双lowe膜，双12／16氩气层＋暖边隔条，整窗K值能达到1.0以下，但是想达到0.5还是很难实现的。这里介绍一种新材料叫玄武岩纤维复合型材。
首先我们了解一下什么是玄武岩纤维，玄武岩纤维的主要成分是玄武岩，属于硅酸盐，它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成，玄武岩石料在1450℃～1500℃熔融后，通过专用设备高速拉制而成的连续纤维，是一种新型纯天然的绿色环保无机非金属材料。用玄武岩纤维可以做成玄武岩纤维布、玄武岩纤维毡、以及玄武岩纤维复合材料等。该材料已经广泛的应用到现代军事、航天、桥梁、船舶、汽车生产等国民经济生产活动中。玄武岩纤维和碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维被称为国内四大纤维。众所周知，玄武岩是火山喷发的岩浆凝固成的岩石，所以与其他纤维相比，玄武岩纤维具有高强度、高模量、耐高温性、抗氧化、抗辐射、绝热隔音、电绝缘、耐腐蚀、适应于各种环境下使用等优异性能。据悉，我国玄武岩的储存量预估为180亿吨，而且我国的玄武岩纤维生产技术也走在了世界的前列，所以和其他材料相比，玄武岩纤维的性价比更好。此外，玄武岩纤维的生产过程很环保，烟尘中无有害物质析出，不会对大气造成污染，没有工业废水、废气产生，且产品废弃后可直接在环境中降解，无任何危害，对环境很友好，因此是一种名副其实的绿色、环保材料。
（二）、玻璃的选用：
本项目的玻璃采用6low-e＋9Ar＋5（隔热）＋9Ar＋6Low-E双中空充氩气隔热钢化Low-E玻璃，中间一层5mm的玻璃采用的是隔热玻璃。
隔热玻璃和lowe玻璃二者基本功能相同，都是隔热，阻隔紫外线，延长家具使用寿命。但是二者还是有区别的。
首先，二者制作工艺各不相同。隔热玻璃是运用物理手段，改变重组分子、原子结构达到隔热的功效，而LOW-E玻璃是通过化学手段，满足一定实验条件，加工制作产生的。简单的说，隔热玻璃是玻璃生产本身过程中，通过增加一些硅酸盐、磷酸盐等化学材料，使得玻璃本身具有隔热性能。而我们目前市场上常用的Low-E玻璃，是在玻璃表面通过在线或者离线方式镀了一层或者多层Low-E膜，Low-E玻璃是一种对波长在4.5～25um范围的远红外线有较高反射比的镀膜玻璃，它具有较低的辐射率。
其次，二者在功效方面不完全相同。隔热玻璃主要阻隔近红外线，而Low-E玻璃主要阻隔远红外线。前者在阻隔紫外线、红外线的阻隔率略高于后者。