郭斯文

摘 要：现阶段，我国建筑行业的能耗呈现出逐年升高的趋势，特别是地处严寒的建筑节能问题尤为突出。在设计中通过被动式节能手段，对减少环境污染、降低项目投资、运营成本都具有积极的意义。本文本文对严寒地区被动式节能技术进行深度的剖析，并提出在建筑绿色改造中的具体实施。

关键词：被动式节能技术；严寒地区

1 引言

随着我国经济与科技力量的不断增强，为建筑事业实现其自身的蓬勃发展奠定了坚实的基础，但与此同时社会也针对当今建筑中消耗能源过大、破坏生态环境等问题提出了整改的要求。因此现阶段从事建筑行业的工作者就要将建筑绿色化改造理念落实到的工作的各个角落中去，强化寒冷地区被动式节能技术的重视程度及应用。

2 被动式节能技术的概念

被动式节能技术主要是基于现代科技技术不断发展的背景下，利用非机械手段降低建筑的耗能问题。其具体表现在建筑结构设计与前期规划过程中，采用合理的布局、采光及通风的安排、围护改造的相关处理等，确保建筑在后期投入使用时始终保持一定的耗能量。

3 被动式节能建筑的主要特征

①被动式节能建筑基于特定的自然环境和地理环境，其将建筑本身看作一种动态因素，需要充分考虑其与周边环境的融合和反应。②被动式节能建筑的终极目标是“低能耗、零能耗、负能耗”，设计者希望通过利用被动式节能技术降低周围环境对自身的影响，甚至在一定程度上能够充分利用周围的环境实现自身能耗的弥补。③被动式节能建筑的建材和能耗大多采用可再生资源，既能实现生态的可持续发展，也能节约成本，避免过度装饰和经济上的浪费。

4 被动式节能建筑的重要意义

4.1 生态保护意义

根据不完全统计，现阶段建筑行业的耗能量已占据社会总体耗能量的百分之三十，不仅如此，其产生出的建筑垃圾、废气废水排放等也对生态环境造成了一定程度的破坏，并产生雾霾现象等严重的后果。由此可见，建筑行业耗能量大、严重破坏生态环境等特点决定了其今后必须朝向可持续发展道路。因此，现阶段从事建筑行业的工作者不仅要重视建筑总体功能、格局规划、观赏及艺术水平，更要着眼于建筑的节能与绿色施工的问题上，并将被动式节能技术应用在建筑设技术与建设施工的工作中。从一定角度上来说，将被动式节能技术有效的融合到当前的建筑行业中，对绿色建筑及其生态环境的保护具有重要的意义。

4.2 提高环境效益的作用。被动式节

能建筑通过科学设计，采用环保材料，充分利用自然环境优势，能有效改善建筑内部温度、湿度、采光、空气循环等微环境，能提高建筑的舒适性，具有提高生活品质、降低疾病概率的作用。此外，还能最大限度地减少对化石能源的使用，减少有害气体、烟尘的排放，改善空气的質量，从而实现建筑低碳化。

5 被动式建筑工程的节能设计

（1）规划布局：围合式布局，围绕中央室外庭院进行建筑排布，减少热消耗。（2）规避冬季主导风向：主入口多设置于东、南、西三个方向，利用场地北侧既有建筑或者植被进行防风，建筑北侧的立面相对封闭、完整。（3）迎合夏季主导风向：建筑南侧立面开敞、分散，有利于夏季南风顺利穿越建筑，形成较好的通风效果。（4）朝向选择：建筑大多为南北朝向，主要房间布置于南侧，通过南侧建筑低、面宽小，北侧建筑高、面宽大的方式来解决建筑采光均好性的问题。（5）绿化水体：室外广场有数量众多的绿化植被和景观水池，在美化整体室外环境的同时，起到了改善建筑外部微气候的作用。（6）开窗方式：建筑外立面开窗较少，且开窗面积较小，存在南侧窗户数量和面积大于北侧的现象，为了增加窗户的气密性多采用双层窗户，在满足采光要求的前提下，最大程度的降低了窗户散热的不利影响。（7）建筑外遮阳：建筑立面设计了遮阳板（固定式或电动式），夏季能够根据阳光调整自身角度，起到遮阳、隔热的作用，在冬季夜间遮阳板闭合，起到保温、节能的作用。

6 寒冷地区建筑被动式节能设计要点的分析

6.1 在建筑施工场地中的设计

在将被动节能技术具体应用在建筑施工场地的设计时，工作人员需要结合施工场地的地质条件、水文条件、自然与植被等因素，并使此类因素能够在建筑节能方面发挥出最大最有效的积极作用。例如：根据场地阳光朝向、风向以及乔木灌木的具体配置，对建筑总体遮阳及调节温度进行合理的调控。

6.2 单体建筑

（1）体形系数。控制体形系数是被动式节能的根木性保障，体形系数与建筑耗能成正比，即便主张建筑立面与形体的美观，被动式节能设计在严寒地区也必须控制体形系数。（2）建筑的空间设计。建筑中有很多的房间，根据人们对这些房间的使用频率和待得时间不同，设置房间温度不同.因此将人们经常使用的、需要较好热度的房间放于南侧、将不需要高温或者不常去的房间放于北侧。利用门斗、走廊、中庭等过渡区域可以进行温度中和，降低外墙的传热损失。

6.3 强化学校建筑的围护结构设计要点分析

①屋顶节能设计。将被动式节能技术应用于寒冷地区的就要在设计和构造过程中充分利用周围的自然资源，实现用与防的平衡。在校舍屋顶建筑上，要注重其保温性能，并考虑到防止内部结露和屋顶承重等因素。②墙体节能设计。寒冷地区建筑的墙体设计既要注重保温性，也要注重保密性。用于墙体的所有材料都必须具有良好的保温性能，如苯板、金属夹芯板、聚碳酸酝及酚醛等。针对建筑本身的缝隙，则需要做好特殊部位加强处理，避免热桥的出现。③幕墙节能设计。幕墙是现代学校建筑中重要性组成的部分，也是热量散失非常大的部分，将被动式节能技术引入建筑幕墙设计和施工当中，就要控制幕墙的遮阳系数和传热系数，尽量采用多层幕墙以实现对幕墙热量散失的有效控制。④门窗节能设计。建筑的门窗是室内与室外进行直接热量交换的关键部位，如果采取的门窗设计方案不正确或者材料保暖性能不足，则会导致室内热量源源不断地流向室外，造成热量的损耗。

6.4 被动式太阳能的应用

第一，直接集热。利用门窗等普通的建筑构件直接收集太阳的辐射，增加室内温度，并使温度保持在一定的限度。第二，集热墙。在建筑设计中加入集热墙，使其更好的做到吸收辐射并保持恒温的作用。第三，阳光房。阳光房主要是指在建筑与室外增加一个以玻璃材质为主的空间，增强集热储热效果。

6.5 被动式建筑能源转换系统

被动式建筑能源转换系统是被动式建筑的核心。该系统集热能回收系统、空气源热泵系统、空气处理系统为一体，具有制冷、制热、供给新风等功能，可提供健康、舒适的室内生活环境。房间内输送的新鲜空气通过空调设备从一侧进入，在另一侧安装相应排风设备将污浊的空气排出室外，这样在室内就形成了新风流动场。新风的杀菌、增氧、制冷、制热等利用送风设备完成。水源热泵系统、地下换热器、高效自然通风等均可合理应用到建筑物中，在最大程度上降低建筑的运营成本。

7 结语

综上所述，在社会逐渐趋向于可持续化发展道路的背景下，现阶段建筑领域要想顺应时代的潮流，实现自身经济利益最大化的发展目标就必须从建筑绿色化工作入手，认清当前社会发展的需求，提升对被动式节能技术重要性的认知度，并将其充分的应用在严寒地区建筑工程设计中，确保建筑企业自身能够在社会市场竞争日益激烈的情况下立于不败之地，进而巩固建筑领域在社会总体经济中占据的重要地位。

参考文献：

[1] 孙莹.寒冷地区绿色办公建筑被动节能技术分析[J].低温建筑技术，2016（7）：142～144.

[2] 魏园园.被动式节能技术在建筑改造中的应用策略研究[D].浙江大学，2015.

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[4] 周洪涛，张振.长春市居住建筑被动式墙体设计策略研究[J].四川建材，2017（3）：8～9.

项目基金：

沈阳建筑大学哲学社会科学研究项目.编号：2017117。