被動式節能技術在綠色居住建筑中應用策略

＊李根 范瑛

（湖北工業大學 土木建筑與環境學院 湖北 430070）

引言

被動式節能技術就是通過非機械形式的電子設備，讓建筑設計方法和自然條件得以充分利用，以此來實現建筑能耗的顯著降低。具體應用中，該技術對于設計有著很高的要求，但是對于科技的要求卻比較低，設計人員可通過建筑物朝向的科學布置、遮陽裝置的合理設置、建筑圍護的良好優化等來達到綠色節能效果，讓被動式節能技術發揮出充分優勢。

1.工程概況

本次所研究的某綠色住宅小區位于一個冬冷夏熱地區，其總建筑面積是10.03萬平方米，共有住宅樓8棟。在該小區的設計中，綠色開發理念得到了充分貫徹，并成為了當地綠色被動式居住建筑中的一個典范。室外環境和場地生態、節能圍護結構以及被動式建筑設計等的各種被動式節能設計技術都在本次項目中實現了科學集成，并將分戶間歇形式的空調設備用作輔助設施，充分保障了居住環境的綠色、舒適和高端。本文就是對該綠色居住建筑項目中被動式節能技術的應用策略分析。

2.被動式節能技術在室外環境和場地生態設計中的應用分析

(1)整體建筑的被動式節能設計規劃

在本次項目的被動式節能設計中，按照項目所在地的具體地形和周邊道路的設計走向，將整體的住宅建筑設計為南北朝向的布局形式，并在小區內進行了水景和中心花園的設計，使其形成一個北密南疏、中心開闊形式的規劃布局。通過這樣的整體布局形式，不僅為夏季里的自然通風提供了足夠便利，同時也更加有利于冬季避風，讓小區內的微氣候得以良好創造，保障了小區內的自然采光效果，使其天然日照更加舒適宜人。

(2)場地生態的被動式節能設計

在通過被動式節能設計技術進行該小區的設計過程中，設計者本著以人為本這一設計理念，對自然予以充分尊重，在小區中進行了大面積的綠化設計，包括鄉土植物的種植和景觀水池的設置，讓該小區體現出了良好的地域特征與生態環境特征。具體的生態設計中，其植物群落的配置十分合理，每100m2內的綠地上喬木種植數量超過5株，小區內的綠地面積超過了35%，為住戶營造出了一種美觀、舒適的生活環境。

3.被動式節能技術在圍護結構節能設計中的應用分析

在通過被動式節能技術進行綠色居住建筑的外圍結構節能設計中，主要應用的技術包括外墻和屋面的保溫隔熱技術、門窗節能技術、建筑外遮陽技術以及分戶間歇形式的空調技術。以下是對這幾種主要被動式節能技術在該工程項目節能設計中的應用所進行的分析：

(1)外墻和屋面的保溫隔熱技術

表1 本次工程中外墻維護結構熱工參數

在該工程項目中，綠色住宅建筑的外墻應用的是擠塑聚苯板外保溫系統，其厚度是30mm。相比較內保溫系統而言，外保溫系統的設計會讓住宅室內的使用面積得以增加，同時也可以起到良好的外墻保護效果，可實現住宅建筑使用壽命的進一步延長。具體應用中，擠塑板主要通過粘釘組合的方式在建筑外墻表面上固定，將耐堿玻纖網格布以及增強聚合物的混合砂漿用作保護層，將面磚用作飾面。通過冷橋的綜合考慮，本次設計中，外墻的傳熱系數平均值在0.76-0.82W/m2·K之間。具體情況如下：

屋面隔熱保溫系統設計為倒置式，將擠塑板用作保溫材料，設置在屋面防水層上，施工方式選擇干鋪法或者是粘貼法，表面上可直接進行混凝土澆筑，也可以通過卵石來進行保護，保障其安全可靠、高效節能優勢的充分發揮。通過倒置式屋面的應用，可有效避免外界撞擊、紫外線以及溫差等對防水層造成損壞，實現防水層使用壽命的進一步延長。在本次工程中，該系統的傳熱系數平均值是0.70W/m2·K。

(2)門窗節能技術

在通過被動式節能技術進行本次綠色居住建筑的設計中，采用隔熱形式的鋁合金型材進行門窗設計，將玻璃窗設計為中空三層。其中應用的鋁型材是斷熱類型的型材，其PA66隔熱條有著與鋁材接近的膨脹系數，同時也有著非常高的抗腐蝕性、耐高溫性和機械強度，型材表面用粉末靜電做噴涂處理。窗戶設置為三層玻璃兩個內腔形式，其結構參數為5mm+9A+5mm+9A+5mm，整體的隔音、斷熱、節能和防結露等各種性能都得到了良好保障。本次工程設計中，綠色居住建筑東、西、南向的窗戶傳熱系數是2.4W/m2·K。以下是本次工程中的外窗節能設計參數：

表2 本次工程中的外窗節能設計參數

(3)建筑外遮陽技術

本次被動式節能設計中，將該小區內建筑的東向和西向外窗都設計為鋁合金活動形式的百葉簾，以此來達到良好的外遮陽效果，而在建筑南向則進行了固定形式的外遮陽設計。通過這樣的設計，不僅讓整個小區的設計風格保持協調一致，同時也可以達到良好的隔熱保溫效果，是本次綠色居住建筑被動式節能設計中的一項重要技術措施。

(4)分戶間歇形式空調技術

在該小區中，所有的戶型都進行了分戶間歇形式的空調設計，包括分體形式的房間空調以及戶式冷風形式的多聯機空調。具體設計中，將戶或者是房間作為單元，供暖空調系統或設備均設置為分散式。這種設計方法的主要優點在于供暖空調的應用十分靈活，調節起來也十分方便，可以在保障人體舒適度的基礎上達到良好的節能效果。

4.室內舒適度測試分析

為有效保障被動式節能技術在綠色居住建筑中的應用效果，在本次工程項目中，特對被動式節能模式下的綠色居住建筑室內舒適度進行了測試，主要包括冬季室內舒適度測試以及夏季室內舒適度測試。具體情況如下：

(1)冬季室內舒適度測試

按照我國《綠色建筑評價標準》GB/T 50378中的規定，在冬季，室內溫度應控制在6.5℃及以上，南向被動式供暖客廳溫度應控制在13.9℃及以上；室內相對濕度應控制在20%-60%之間。基于此，在本次建筑工程施工完成之后的2019年1月到3月期間，特對該小區內的所有住宅均進行了室內舒適度測試。通過具體的測試結果發現，本次項目中各個住宅的冬季室內舒適度均符合標準，被動式節能技術的應用效果十分良好。以下是具體測試情況：

表3 冬季室內舒適度具體測試情況

(2)夏季室內舒適度測試

按照我國《綠色建筑評價標準》GB/T 50378中的規定，在夏季，室內的最高溫度應控制在28.5℃及以下，且在有人居住的情況下，室內溫度不得比無人居住條件下高出1℃以上，相對濕度不得高出7%以上。基于此，在本次建筑工程施工完成之后的2019年7月到9月期間，特對該小區內的所有住宅均進行了室內舒適度測試。通過具體的測試結果發現，本次項目中各個住宅的夏季室內舒適度均符合標準，被動式節能技術的應用效果十分良好。以下是具體測試情況：

表4 夏季室內舒適度具體測試情況

5.結束語

綜上所述，在當今的建筑工程設計與建設中，節能環保已經成為了社會所關注的重點。而被動式節能技術的合理應用則是保障綠色居住型建筑節能效果的一項關鍵技術措施。具體設計與施工中，設計者和建筑單位應充分注重被動式節能技術的合理應用，使其在綠色居住型建筑工程中得以科學應用。同時，為有效保障該技術的具體應用效果，在完成施工之后，也應該進行科學的室內舒適度測試，并根據實際測試結果對不合理的位置加以科學改進。通過這樣的方式，才可以讓被動節能技術在現代綠色居住建筑工程項目中發揮出充分的技術優勢，促進綠色居住建筑的良好應用與發展，在發展建筑行業與社會經濟的基礎上達到良好的節能環保效果。