當前被動式超低能耗建筑設計基礎與應用分析

張偉殊

(廣西方澤建筑設計有限責任公司 廣西 南寧 530000)

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當前被動式超低能耗建筑設計基礎與應用分析

張偉殊

(廣西方澤建筑設計有限責任公司 廣西 南寧 530000)

隨著人們生活水平的不斷提升，人們對于居住的要求也逐漸的提高。這就在一定程度上對建筑設計工作的開展提出了更高的要求。被動式超低能耗建筑是在環境可持續發展的大背景下應運而生，在建筑設計中運用還設計理念不到可以滿足環境可持續發展的要求，還可以滿足人們對居住環境的要求。本文對被動式超低能耗的建筑設計基礎以及應用進行分析，總結了超低能耗建筑設計的根本問題以及未來的發展趨勢。

被動式；超低能耗；建筑基礎；應用

在社會經濟快速發展的大背景下，人們的生活水平日益提高，對于居住環境的要求也越來越高。近些年來國家對環境保護問題越來越重視，可持續性發展戰略的提出也為建筑行業的未來發展指出了方向。現如今被動式超低能耗建筑設計已經引進到了我國建筑設計中來，其在一定程度上提升了建筑設計工作的科學技術水平，促進了建筑生態文化的發展，為人們提供一個良好的居住環境，降低建筑日常使用過程中對環境的污染程度。被動式超低能耗建筑設計以節能減排為目的，其在降低建筑低耗以及供暖能耗和制冷能耗方面發揮著巨大的作用，被動式超低能耗建筑設計理念的應用在很大程度上降低了建筑的日常能耗，提高了資源的循環利用效率，提升了人們的居住環境整體生態水平。

一、被動式設計技術原理分析

被動式設計顛覆了傳統人工控制環境的方式，利用相關的建筑設計來創造出舒適的室內環境，并對建筑以及室內外的環境起到一定的協調作用。傳統的主動式設計主要包括采暖、空調等方式來對室內的環境舒適度進行控制，這種方式的最大缺點就是能源消耗較大，并且不利于人的身體健康。因此可以在建筑設計的過程中，采用太陽能采暖、自然通風等方式來對自然的冷熱量充分應用，從而在節約能源消耗的基礎上，來對室內的居住環境進行調整，最大程度上的降低建筑的能源消耗甚至做到零能耗，這就是被動式設計技術的院校。

二、我國被動式超低能耗建筑設計現有的問題

被動式超低能耗建筑設計理念的應用在很大程度上改善建筑的圍護空間，優化了建筑的資源配置，并有效的降低了建筑日常使用能耗。被動式的超低能耗建筑的最大優勢就是具有高節能性，所以其在優化居住環境，降低能源消耗方面有著極大的優勢,但是該項技術在我國還沒有發展相對成熟，其在設計過程中也沒有根據我國的實際情況來對設計工作進行充分考慮，從而無法有效的發揮出被動式超低能耗建筑設計工作的作用。所以其還需從我國基本國情、地質特點、氣候等實際情況出發，分析討論各項因素對建筑設計工作的影響，從而建立出適合被動式超低能耗建筑的設計體系。

(一)環境因素

我國地域遼闊，各個地區的自然氣候情況也都各不相同，所以在對建筑項目進行整體設計時，不但要增加建筑的通透性，還要根據當地的自然氣候情況制定相應的措施保證空氣的流通，開窗是我國大多數居民建筑獲得通風的主要形式，其在北方較為常見，并且該通風方式只適用于春季和夏季，北方冬季較為寒冷，所以就會出現通風不良，熱量散失的情況，降低了居住環境的整體舒適度。

(二)氣候因素

我國地域分布較廣，各個地域的地質特點不同，其氣候的變化特點也都各不相同，所以對于建筑項目的施工工作以及項目在日后使用中的能源消耗的影響也都是不相同的。所以在建筑設計過程中不同地域盲目使用同一種被動式的建筑能耗設計是不可取的。例如哈爾濱更靠近北極，其冬天的整體溫度也就比較低，所以如果將該地區的被動式超低能耗建筑技術應用到其他地區，必將會造成資源的浪費，也無法保證可以達到最佳的居住環境。因此對于我國被動式超低能耗建筑技術體系的建立要對各地區的氣候條件，以及該地區的建筑特點等方面的影響進行充分考慮。

(三)建筑因素

我國的建筑形式較多，其不同地區的建筑特點也都各不相同，目前我國大多數地區都是以多層建筑為主，建筑的密度高、面積大等都使得被動式超低能耗的建筑的設計存在著明顯的不同。例如在對建筑多層建筑進行被動式超低能耗設計時，相關的環節設計不合理就會使得其建筑的空置率過高，從而使得戶間的傳熱損失增大，集中設備的負荷率降低，進而對多層建筑的整體能耗造成影響。所以在被動式超低能耗建筑設計過程中，要對充分考慮我國現有建筑特點對其造成的影響。

(四)建筑能耗因素

目前我國建筑能耗特點為高能源、高熱量，而其建筑效果為低舒適度和低保證率的低能耗，并且建筑能耗也會隨著地域、氣候、環境等因素的變化而變化。

三、被動式超低能耗建筑設計工程應用

(一)保溫隔熱系統設計

建造舒適的居住環境是被動式超低能耗建筑設計的核心目標，在設計過程中對建筑的保暖性結構進行有效的設計可以在很大程度上提升建筑的居住舒適度。無論是在寒冬還是酷暑，被動式的超低能耗建筑的保溫隔熱系統都會將內部溫度控制在一個適宜的范圍內。以北方供暖地區一被動式超低能耗建筑項目的保溫隔熱系統設計為例。①在建筑項目外墻保溫方面，采用了B1級別的模塑聚苯板作為主要的保溫材料，并將其厚度控制在200～250mm的范圍內，并在材料中添加紅外吸收劑來提升墻體的保溫性能。②建筑地板的保溫采用的是雙層保溫板，并使用膠粉聚苯顆粒保溫砂漿來對地板間的縫隙進行密封，并在保溫層下鋪設防水層來提升地板保溫結構的安全可靠性。

(二)門窗系統的設計

對我國不同地區的被動式超低能耗建筑的優化設計要以相關控制標準為主要依據進行，其主要控制性指標有：年供暖量、年供冷量滿足的要求；年供暖、空調和照明一次的能源總消耗量≤45kwh/(m2·a)，氣密性必須要達到n50≤0.6等條件。所以對于門窗系統的設計也要按照相關的設計標準來進行，建筑中的外門窗系統使整個保溫結構中最為薄弱的環節，所以在對其進行設計時，一方面要考慮到門窗的傳熱性，另一方面還要對玻璃的選擇性系數以及太陽能總透射比進行充分的考慮；在北方地區的被動式超低能耗建筑的門窗系統設計中，通常會采用雙Low-E三玻兩腔中空腠理和復合真空玻璃；使用耐性較強的暖邊條來替代傳統的鋁合金間隔條；使用自粘性的預壓自膨脹密封帶來對窗框以及窗洞口間的分析進行填充。從而通過對門窗系統的優化設計來大幅度的提升被動式超低能耗建筑的保溫性能。

四、結束語

在我國大力倡導可持續發展的背景下，被動式的超低能耗建筑設計必將會成為建筑行業的未來的主要發展趨勢，其在應用的過程中，要對當地的氣候條件有一個充分的了解，明確室外氣候與建筑居住環境以及人體舒適度的關系，實現室外環境的精細化表征，提升被動式超低能耗建筑的設計質量，在確保建筑質量的基礎上，最大程度上提升環保效益以及節能效益，并實現地域文化的傳承。

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