設計的基礎及其應用淺談被動式超低能耗建筑

吳欣宇 張娜芳

【摘 要】隨著我國科學技術的不斷進步與發展，人們已經逐漸習慣了主動改變居住環境以提高居住質量，但是溫室效應、全球變暖等環境問題越來越嚴峻。被動式超低能耗建筑設計技術被研究出來，其主要是通過結合周圍環境實際情況，進行建筑設計，達到改善居住質量的目的。在這個技術應用過程中，避免了人為因素對周邊環境的干擾，并且符合時代的要求。文章就此探討了被動式超低能耗建筑設計的基礎及其應用，具體內容供大家參考和借鑒。

【關鍵詞】被動式；超低能耗；建筑設計；基礎；應用

一、前言

近年來，隨著我國綜合國力的提高，人們的生活水平也得到了極大的提升，人們對于居住環境的要求也越來越高。雖然目前的建筑技術日益成熟，建筑設計人員可以結合人們的實際需要進行建筑設計，但是傳統的建筑設計大多都是通過人為主動改變居住環境來滿足設計要求，這也會對環境造成影響，因此符合節能環保要求的被動式低能耗建筑設計得到了廣泛地應用，在實現可持續發展的同時改善了人們的居住質量。

二、被動式超低能耗建筑設計的意義

在市場經濟迅速發展的當今時代背景下，人們的生活水平、生活質量也得到了很大的提高，因此人們也提高了對工作環境、生活環境的要求。隨著經濟的發展與科技的進步，我國建筑行業走向了蓬勃發展的新階段，但是，眾所周知，建筑行業是我國的能源消耗大戶，因此，建筑行業迅速發展的同時，其對各種資源與能源的消耗和對環境產生的影響也越來越大。自可持續發展戰略實施以來，我國加強了對環境保護問題的關注與重視，與此同時，通過對一系列的研究報道、調查實踐資料進行分析，我們可以發現，可持續發展、節能減排、環境的保護等，與我國居民生活質量的提高有著十分密切的聯系。而隨著生活水平、生活質量的提高，現代人對環境質量的要求也在不斷提高，這樣的背景下，傳統的建筑模式、建筑理念以及建筑設計已經無法滿足當今時代人們逐漸提高的要求。若是單純遵循傳統建筑理念的要求來進行建筑設計，而不是在建筑設計中有機融入人們的理念、國家的要求，不僅無法對環境保護工作起到實質性的積極影響，還不符合我國現階段的整體發展要求，因此，設計人員必須對建筑設計進行改進與創新。基于這樣的原因，被動式超低能耗建筑設計自提出以來，便受到了高度關注與重視，其主要是有效結合建筑的缺陷、環境要素兩個方面的內容來進行建筑設計，符合綠色建筑理念、節能環保的要求，因此，得到了人們的接受與認可。

三、被動式超低能耗建筑設計基礎與運用局限

（一）環境因素

在環境方面，我國作為發展中國家，在地域、氣候以及經濟方面均存在不均衡問題，即不同區域的氣候條件、經濟情況差異較大。建筑的整體設計，不僅要增加建筑的通透性，還要運用機械通風設備，來提高室內環境的舒適性。開窗，作為我國居民對居住環境進行通風的主要方式，其對于氣候寒冷的北方冬季，就難以實現通風，并且有舒適度差且通風不良的問題。

（二）氣候因素

我國的地域分布出現不平衡現象，由于各地區的氣候存在著較大的差異，在建筑物設計時，應該充分考慮到當地的氣候因素，以便結合不同的氣候因素，來進行建筑物的建造。同時，應該充分利用建筑物施工技術，來對不同區域的氣候因素進行調節。如果在不同的地域采用統一的被動式超低能耗建筑，不僅不能展現出被動式超低能耗建筑的優勢，同時還影響著建筑設計的水平。

（三）建筑因素

由于地域的不同，導致建筑物的建筑類型存在著較大的差異。多層建筑是我國主要的建筑類型，呈現出建筑密度高、面積大和公共空間廣的特點，導致建筑物在實際的建筑過程中，存在著較大的差異。空置率過高造成用戶之間的傳熱損失加劇，影響著建筑的能耗，在建筑中運用被動式超低能耗，符合當前建筑物的建筑要求，能夠充分展現出建筑物的建筑特點。

四、優化被動式超低能耗建筑設計基礎與運用控制策略

（一）環境控制

作為被動式超低能耗建筑設計的核心，建造一個更加適宜人們居住的環境，其結構設計實現保暖性是最先進行設計控制的主要內容。具體來說，就是使建筑物不受外界氣溫環境的影響，即通過應用被動技術措施，來使室內溫度始終處在適宜的環境下。在以往，除了通過開窗方式調整室內的環境溫度，還可通過供暖或是空調設置，來滿足無法通過自然通風解決的需求。這種利用熱能與電能消耗的方式，增加了建筑物建設使用的能源消耗，而被動式技術控制措施，能夠通過高效的新風系統，作用于外界環境無法提供通風的情況，即以最低的能耗滿足人們對室內居住環境的舒適度需求。

（二）氣候控制

針對我國不同區域氣候環境的差異，被動式超低能耗建筑設計，就是按照規范指標進行年供暖量與年供冷量的控制。即年供暖、照明以及空調的一次總能耗為：≤45kWh/（m2·a）/5.6kgCe/（m2·a），而氣密性需要按照n50≤0.6的規范要求進行控制。此外，由于被動式超低能耗建筑物具有高節能性功能，其能夠有效改善人民群眾的居住環境。具體來說，就是采用有效的控制技術，通過作用于不同氣候環境來降低建筑物建設使用對能源的消耗量。值得注意的是，被動式技術的運用，還能在保證嚴寒地區建筑室內環境舒適度的情況下，降低供暖的能耗。而炎熱地區，被動式超低能耗建筑設計的運用，也可在不適用制冷空調的基礎上提高居住的舒適性。

（三）被動式設計技術

被動式設計技術在超低能耗建筑設計中的應用，需要對建筑空間布局進行內部細化處理，運用合理的方法，對建筑空間內部進行有效的調整，以便室內氣候能夠滿足人們身體舒適度的要求。在對氣候進行調節的過程中，需要借助太陽能輻射進行采暖，被動式技術在低能耗建筑設計中進行運用時，最常用的方法就是夏季蓄熱和夜間降溫的形式來實現，對常規能源的節約具有重要作用，是實現常規能源節約的有效途徑。應該充分認識到該技術在超低能耗建筑設計中應用的重要性，加強對該技術的推廣和使用，開展深入的研究工作。

（四）被動式超低能耗建筑設計應用

在我國當前的城鎮化建筑中，存在著環境日益惡化和建筑能耗增多的情況。為了解決這一矛盾，需要在建筑設計中運用被動式建筑設計，能夠充分展現出當地的地域特征，與節能減排，加強對當地的能源保護具有重要的作用，符合可持續發展的要求。需要借助超低能耗建筑設計的要求，開展建筑設計工作，確保建筑結構的安全性和節能環保性，充分展現出被動式超低能耗在建筑設計中的優勢，展現出當地的風貌。

五、結束語

綜上所述，隨著人們對于環境問題的日益重視，傳統建筑設計中對于環境的破壞及建材浪費的問題愈發凸顯，因此基于環保理念的被動式超低能耗建筑設計技術得到了長足的發展。被動式超低能耗建筑設計技術摒棄了人工控制居住環境的思路，利用外部環境的自然能源實現了對居住環境的調節，同時利用可再生建筑材料讓建筑工程施工更加符合可持續發展戰略要求。

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