张伟殊

(广西方泽建筑设计有限责任公司 广西 南宁 530000)



当前被动式超低能耗建筑设计基础与应用分析

张伟殊

(广西方泽建筑设计有限责任公司 广西 南宁 530000)

随着人们生活水平的不断提升，人们对于居住的要求也逐渐的提高。这就在一定程度上对建筑设计工作的开展提出了更高的要求。被动式超低能耗建筑是在环境可持续发展的大背景下应运而生，在建筑设计中运用还设计理念不到可以满足环境可持续发展的要求，还可以满足人们对居住环境的要求。本文对被动式超低能耗的建筑设计基础以及应用进行分析，总结了超低能耗建筑设计的根本问题以及未来的发展趋势。

被动式；超低能耗；建筑基础；应用

在社会经济快速发展的大背景下，人们的生活水平日益提高，对于居住环境的要求也越来越高。近些年来国家对环境保护问题越来越重视，可持续性发展战略的提出也为建筑行业的未来发展指出了方向。现如今被动式超低能耗建筑设计已经引进到了我国建筑设计中来，其在一定程度上提升了建筑设计工作的科学技术水平，促进了建筑生态文化的发展，为人们提供一个良好的居住环境，降低建筑日常使用过程中对环境的污染程度。被动式超低能耗建筑设计以节能减排为目的，其在降低建筑低耗以及供暖能耗和制冷能耗方面发挥着巨大的作用，被动式超低能耗建筑设计理念的应用在很大程度上降低了建筑的日常能耗，提高了资源的循环利用效率，提升了人们的居住环境整体生态水平。

一、被动式设计技术原理分析

被动式设计颠覆了传统人工控制环境的方式，利用相关的建筑设计来创造出舒适的室内环境，并对建筑以及室内外的环境起到一定的协调作用。传统的主动式设计主要包括采暖、空调等方式来对室内的环境舒适度进行控制，这种方式的最大缺点就是能源消耗较大，并且不利于人的身体健康。因此可以在建筑设计的过程中，采用太阳能采暖、自然通风等方式来对自然的冷热量充分应用，从而在节约能源消耗的基础上，来对室内的居住环境进行调整，最大程度上的降低建筑的能源消耗甚至做到零能耗，这就是被动式设计技术的院校。

二、我国被动式超低能耗建筑设计现有的问题

被动式超低能耗建筑设计理念的应用在很大程度上改善建筑的围护空间，优化了建筑的资源配置，并有效的降低了建筑日常使用能耗。被动式的超低能耗建筑的最大优势就是具有高节能性，所以其在优化居住环境，降低能源消耗方面有着极大的优势,但是该项技术在我国还没有发展相对成熟，其在设计过程中也没有根据我国的实际情况来对设计工作进行充分考虑，从而无法有效的发挥出被动式超低能耗建筑设计工作的作用。所以其还需从我国基本国情、地质特点、气候等实际情况出发，分析讨论各项因素对建筑设计工作的影响，从而建立出适合被动式超低能耗建筑的设计体系。

(一)环境因素

我国地域辽阔，各个地区的自然气候情况也都各不相同，所以在对建筑项目进行整体设计时，不但要增加建筑的通透性，还要根据当地的自然气候情况制定相应的措施保证空气的流通，开窗是我国大多数居民建筑获得通风的主要形式，其在北方较为常见，并且该通风方式只适用于春季和夏季，北方冬季较为寒冷，所以就会出现通风不良，热量散失的情况，降低了居住环境的整体舒适度。

(二)气候因素

我国地域分布较广，各个地域的地质特点不同，其气候的变化特点也都各不相同，所以对于建筑项目的施工工作以及项目在日后使用中的能源消耗的影响也都是不相同的。所以在建筑设计过程中不同地域盲目使用同一种被动式的建筑能耗设计是不可取的。例如哈尔滨更靠近北极，其冬天的整体温度也就比较低，所以如果将该地区的被动式超低能耗建筑技术应用到其他地区，必将会造成资源的浪费，也无法保证可以达到最佳的居住环境。因此对于我国被动式超低能耗建筑技术体系的建立要对各地区的气候条件，以及该地区的建筑特点等方面的影响进行充分考虑。

(三)建筑因素

我国的建筑形式较多，其不同地区的建筑特点也都各不相同，目前我国大多数地区都是以多层建筑为主，建筑的密度高、面积大等都使得被动式超低能耗的建筑的设计存在着明显的不同。例如在对建筑多层建筑进行被动式超低能耗设计时，相关的环节设计不合理就会使得其建筑的空置率过高，从而使得户间的传热损失增大，集中设备的负荷率降低，进而对多层建筑的整体能耗造成影响。所以在被动式超低能耗建筑设计过程中，要对充分考虑我国现有建筑特点对其造成的影响。

(四)建筑能耗因素

目前我国建筑能耗特点为高能源、高热量，而其建筑效果为低舒适度和低保证率的低能耗，并且建筑能耗也会随着地域、气候、环境等因素的变化而变化。

三、被动式超低能耗建筑设计工程应用

(一)保温隔热系统设计

建造舒适的居住环境是被动式超低能耗建筑设计的核心目标，在设计过程中对建筑的保暖性结构进行有效的设计可以在很大程度上提升建筑的居住舒适度。无论是在寒冬还是酷暑，被动式的超低能耗建筑的保温隔热系统都会将内部温度控制在一个适宜的范围内。以北方供暖地区一被动式超低能耗建筑项目的保温隔热系统设计为例。①在建筑项目外墙保温方面，采用了B1级别的模塑聚苯板作为主要的保温材料，并将其厚度控制在200～250mm的范围内，并在材料中添加红外吸收剂来提升墙体的保温性能。②建筑地板的保温采用的是双层保温板，并使用胶粉聚苯颗粒保温砂浆来对地板间的缝隙进行密封，并在保温层下铺设防水层来提升地板保温结构的安全可靠性。

(二)门窗系统的设计

对我国不同地区的被动式超低能耗建筑的优化设计要以相关控制标准为主要依据进行，其主要控制性指标有：年供暖量、年供冷量满足的要求；年供暖、空调和照明一次的能源总消耗量≤45kwh/(m2·a)，气密性必须要达到n50≤0.6等条件。所以对于门窗系统的设计也要按照相关的设计标准来进行，建筑中的外门窗系统使整个保温结构中最为薄弱的环节，所以在对其进行设计时，一方面要考虑到门窗的传热性，另一方面还要对玻璃的选择性系数以及太阳能总透射比进行充分的考虑；在北方地区的被动式超低能耗建筑的门窗系统设计中，通常会采用双Low-E三玻两腔中空腠理和复合真空玻璃；使用耐性较强的暖边条来替代传统的铝合金间隔条；使用自粘性的预压自膨胀密封带来对窗框以及窗洞口间的分析进行填充。从而通过对门窗系统的优化设计来大幅度的提升被动式超低能耗建筑的保温性能。

四、结束语

在我国大力倡导可持续发展的背景下，被动式的超低能耗建筑设计必将会成为建筑行业的未来的主要发展趋势，其在应用的过程中，要对当地的气候条件有一个充分的了解，明确室外气候与建筑居住环境以及人体舒适度的关系，实现室外环境的精细化表征，提升被动式超低能耗建筑的设计质量，在确保建筑质量的基础上，最大程度上提升环保效益以及节能效益，并实现地域文化的传承。

[1]万成龙,王洪涛,单波,阎强.被动式超低能耗建筑用外窗性能实测分析[J].建设科技.2015(19)

[2]杨柳,杨晶晶,宋冰,朱新荣.被动式超低能耗建筑设计基础与应用[J].科学通报.2015(18)

[3]徐伟,孙德宇.中国被动式超低能耗建筑能耗指标研究[J].动感(生态城市与绿色建筑).2015(01)