1991年,最早一批被动式建筑在德国达姆施塔特建成。之所以叫“被动屋”,是因为这种建筑采取了特殊设计,使得室内取暖主要来自“被动源”,如太阳光、室内电器的散热以及居住者本身散发的体温。
“被动屋”的墙壁可达50厘米厚,中间10厘米为实墙层,实墙的内外层各20厘米,均为隔热纤维材料。窗户也改过去的两层隔热玻璃为三层,并在夹层中充氩或氪等稀有气体。
为实现节能目标,“被动屋”采用了“可控室内通风装置”,使室内废气中的80%以上可以转换为热能,同时,室外的新鲜空气经过滤后进入室内。室内几乎没有灰尘,一年四季都有“春天般的空气”,许多用户感觉“完全与五星级宾馆房间一样”。由于空气流动和墙体保温,房屋内的物品也绝不会发潮、生霉。“被动屋”冬天也可以借助地热进行辅助供暖,耗电量很小。1996年冬天,德国奇冷,但即使没有这样的热能泵,20平方米的房间只要安装两个75瓦的白炽灯,室温仍可达到20摄氏度,而此时室外温度为零下14摄氏度。换句话说,只需一个吹风机的用电量,即可满足整个房屋的取暖要求。
1996年“被动式节能屋研究所”(Passivhaus-Institut)在达姆施塔特成立,该所致力于推广和规范被动式房屋的标准。此后有越来越多的被动式房屋落成。
作为被动式建筑的诞生地,所以德国的探索与实践也最为前沿。一般而言,这类建筑往往使用超厚的隔热材料和复杂的门窗,主要通过住宅本身的构造来达到高效的保温隔热性能,并利用太阳能和家电设备的散热为居室提供热源,减少或不使用主动供应的能源。即便是需要提供其它能源,也尽量采用清洁的可再生能源。他们采用的被动式建筑节能技术主要是通过150~200mm厚的建筑外墙外保温,三层玻璃等保温、遮阳系列措施来降低建筑围护墙体传热能耗,同时再通过围护墙体蓄热设计来提供冬夏两季的冷热源,例如夏季每天凌晨2~8时通过通风给围护墙体蓄冷,冬季则白天通过射入窗户的阳光给室内墙体蓄热。
被动式建筑的新型设计采用了精巧的中央通风系统,进气管和排气管并排装置,过热的废气在排出的同时,把清洁的冷空气又引进来,热交换效率可高达90%。现在,“被动屋”主要建在德国、奥地利和瑞士,这3个国家共有8000多幢“被动屋”已投入使用。但在英国、瑞典等,被动式建筑也取得了很大的成就。而在大洋彼岸的美国,伊利诺伊州的史密斯屋建于2002年,这是美国第一栋由被动屋研究所评鉴的建筑物。建筑师就是业主克林根贝尔格描述这栋屋子为:“简单的单坡屋顶房,它的六个面至少达到R56的隔热标准”。同时他进一步介绍道:“它的成本并不比一般的房屋高,至少比第一座德国被动屋低。”四年之后在明尼苏达州建成了瓦尔德希生态园,这是由德国联邦环境基金会与康考迪亚语言村合作,是美国的第一座由被动屋研究所正是颁给被动屋认证的建筑物。与按明尼苏达州标准建造的房屋相比,它所需要的能量只有前者的11%——这意味着能耗的使用,有着十倍级的改善。