一、被動式建筑的背景
建筑領域降碳是實現我國碳達峰碳中和戰略的重要內容。提升建筑能效，降低建筑化石能源需求，是建設行業低碳轉型的根本解決方案。在超低能耗建筑面臨規模化發展的行業背景下，促進超低能耗建筑規范健康可持續發展，實現建筑領域碳排放量化約束目標，我國于2011年引入高能效建筑-被動式超低能耗建筑技術，至今累計建成（在建）超低能耗建筑逾2300萬平方米，成為提高建筑能效、降低建筑碳排放的重要手段。推動超低能耗建筑規模化高質量發展，對落實碳達峰碳中和戰略目標，從根本上破解能源環境約束，建設生態文明具有重要意義。
隨著節能標準的提高，被動式門窗和幕墻的應用也越來越廣泛，房屋外門窗框的型材傳熱系數K應依據現行國家標準《建筑外門窗保溫性能分級及檢測方法》GB／T 8484規定的方法測定，并符合K≤1.3W／（㎡·K）規定。這項規定既保障了外窗整體的傳熱系數能夠控制在一定范圍以內，又保障了在使用過程中，冬季室內一側型材表面溫度高于露點溫度。以至于目前市場上可供選材的只有木材或塑料型材。
北京市地方標準《居住建筑節能設計標準》DB11／891-2020，對外窗、陽臺門窗、幕墻透過部分以及屋面天窗的傳熱系數K值要求≤1.1W／（㎡-K）。京津冀節能水平達到80％，實現五步節能。
早在2019年出臺的《近零能耗建筑（詞條“零能耗建筑”由行業大百科提供）技術標準》GB／T51350-2019，對嚴寒地區門窗的傳熱系數K≤1.0W／（㎡．K）。
二、某國外被動式陽光房的節能解決方案
以下為一個國外被動式陽光房的整體設計思路和節能解決方案。
該項目位于加拿大魁北克省蒙特利爾地區一個農場別墅區。本項目的重點是業主對陽光房的超低能耗期望，在原有的游泳池上建立一個被動式陽光房，不但要求采光好，同時要保證能實現冬季游泳，以解除業主之前每到冬季都要放水而且不能游泳的困擾。
由于加拿大蒙特利爾地區夏季比較段，冬季比較長，夏季炎熱潮濕，氣溫高溫30攝氏度以上，冬季嚴寒多雪，最低氣溫在零下30度以下，而且冬季長達半年之久。該地區風壓必須能夠承受120公里／小時風速，雪荷載設計要求能夠承受至少47磅／平方英尺。該項目主要材料，如玻璃、型材、鋁單板、輔材等都采用中國國產材料，材料都在國內加工好，通過海運到加拿大，在現場組裝，并要符合加拿大國家建筑節能規范NECB-2011等相關要求。
經過相關結構計算，按業主要求對熱工進行分析，整體陽光房的K值要求不能超過0.5 W／（m2·K）。超低能耗是本項目設計的最大難點。
（一）、主龍骨解決方案：
如果想讓系統整體K值達到0.5W／（㎡-K），那傳統的鋼龍骨和鋁合金都基本實現不了，即使鋁合金采用穿PA66＋GF25的隔熱條，也很難達到。經過對目前國內系統窗的調研，鋁合金隔熱型材采用100系列，隔熱條52mm，玻璃采用三玻雙銀雙lowe膜，雙12／16氬氣層＋暖邊隔條，整窗K值能達到1.0以下，但是想達到0.5還是很難實現的。這里介紹一種新材料叫玄武巖纖維復合型材。
首先我們了解一下什么是玄武巖纖維，玄武巖纖維的主要成分是玄武巖，屬于硅酸鹽，它是由二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化鎂、氧化鐵和二氧化鈦等氧化物組成，玄武巖石料在1450℃～1500℃熔融后，通過專用設備高速拉制而成的連續纖維，是一種新型純天然的綠色環保無機非金屬材料。用玄武巖纖維可以做成玄武巖纖維布、玄武巖纖維氈、以及玄武巖纖維復合材料等。該材料已經廣泛的應用到現代軍事、航天、橋梁、船舶、汽車生產等國民經濟生產活動中。玄武巖纖維和碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維被稱為國內四大纖維。眾所周知，玄武巖是火山噴發的巖漿凝固成的巖石，所以與其他纖維相比，玄武巖纖維具有高強度、高模量、耐高溫性、抗氧化、抗輻射、絕熱隔音、電絕緣、耐腐蝕、適應于各種環境下使用等優異性能。據悉，我國玄武巖的儲存量預估為180億噸，而且我國的玄武巖纖維生產技術也走在了世界的前列，所以和其他材料相比，玄武巖纖維的性價比更好。此外，玄武巖纖維的生產過程很環保，煙塵中無有害物質析出，不會對大氣造成污染，沒有工業廢水、廢氣產生，且產品廢棄后可直接在環境中降解，無任何危害，對環境很友好，因此是一種名副其實的綠色、環保材料。
（二）、玻璃的選用：
本項目的玻璃采用6low-e＋9Ar＋5（隔熱）＋9Ar＋6Low-E雙中空充氬氣隔熱鋼化Low-E玻璃，中間一層5mm的玻璃采用的是隔熱玻璃。
隔熱玻璃和lowe玻璃二者基本功能相同，都是隔熱，阻隔紫外線，延長家具使用壽命。但是二者還是有區別的。
首先，二者制作工藝各不相同。隔熱玻璃是運用物理手段，改變重組分子、原子結構達到隔熱的功效，而LOW-E玻璃是通過化學手段，滿足一定實驗條件，加工制作產生的。簡單的說，隔熱玻璃是玻璃生產本身過程中，通過增加一些硅酸鹽、磷酸鹽等化學材料，使得玻璃本身具有隔熱性能。而我們目前市場上常用的Low-E玻璃，是在玻璃表面通過在線或者離線方式鍍了一層或者多層Low-E膜，Low-E玻璃是一種對波長在4.5～25um范圍的遠紅外線有較高反射比的鍍膜玻璃，它具有較低的輻射率。
其次，二者在功效方面不完全相同。隔熱玻璃主要阻隔近紅外線，而Low-E玻璃主要阻隔遠紅外線。前者在阻隔紫外線、紅外線的阻隔率略高于后者。