被動式超低能耗建筑設計基礎與應用

【摘要】在科學技術、社會經濟持續發展下，促使建設行業得到顯著進步，然而，建筑行業的發展中，由環境影響造成的不利影響相對較多，除了需要確保建筑物質量、效率得到提升，還應盡可能實現環境保護的目的。本文首先對被動式超低能耗建筑設計進行分析，其次闡述其設計基礎，最后分析其具體應用，意在更好滿足綠色環境設計理念。

【關鍵詞】被動式超低能耗；建筑設計；基礎；應用

1、分析被動式超低能耗建筑設計

現階段，伴隨國家經濟的發展，人們生活質量、水平呈現逐年上升的趨勢，雖然建筑行業同樣取得顯著進步，但是，在環境方面造成的不利影響相對較大，長期以往，此現象則會對我國城市環境造成較大威脅。而在我國逐漸加大環境保護力度的背景下，根據相關實驗和數據分析發現，居民平均生活水平呈現持續上升的趨勢，主要和環境保護以及節能減排等存在直接聯系。而在環境質量方面，因為人們需求不斷提高，促使原有建筑理念、設計方法無法達到人們標準，若是仍然一味的按照原有建筑理念進行設計，則會導致國家和人們理念無法進行更好融合，同時還會阻礙環境保護工作的順利進行，最終導致國家發展受到嚴重制約。在此基礎上，被動式超低能耗建筑設計逐漸受到人們的廣泛關注，其主要是利用環境要素、建筑缺陷融合的方式，確保實現節能環保、綠色建筑的目的，通過具體實施發現，此項措施已經取得人們認可、接受。被動式節能建設的提出，在實施過程，其要求相對較高，如建筑材料或建筑結構等，使其實施過程需要對多方面因素進行分析。除此之外，因為其主要利用天然作為原動力，從而營造良好居住環境，但是，由于該理念仍然會受到建設結構造成的不利影響，所以，對建筑計劃進行進一步加強、完善，屬于當前重要工作內容。

2、被動式超低能耗建筑設計基礎

2.1環境氣候的全面分析

由于建筑、氣候相互密不可分，因此，對建筑進行方案設計時，需要對氣候條件進行全面分析，并了解室外氣候以及人正常體溫等信息，以保證建筑能耗得到有效降低。與主動式技術對比發現，室內氣候、室外氣候均以自由狀態運行，此項特點剛好滿足被動式設計基本特征，因此，在進行暖通空調的設計時，可以將此作為設計前提條件進行。

2.2室外氣候

對于被動式超低能耗建筑設計而言，其基礎條件為：以人體熱、建筑的熱環境角度，詳細研究室外氣候相關特征，并對其進行數學描述。和發達國家比較，我國建筑節能氣象參數仍然存在較多問題，仍然停留于穩態計算狀態，而在相關學者不斷分析和研究后，提出關于氣象年的計算方法，此種方法的應用，主要是在被動式超低能耗建筑設計的基礎上進行，以保證該項設計得到有效運用。

2.3室內氣候

通常情況下，室內氣候具體包括：空氣溫度和濕度，以及風速等，其屬于小氣候環境，并與人體熱舒適情況存在直接聯系。與此同時，室內氣候、人體表面溫度作為衡量環境舒適度的重要標準，當兩者相貼近時，表明建筑具有良好的節能效果，對此，在被動式超低能耗建筑設計過程中，室內氣候屬于基礎條件之一。因為我國氣候相對比較多樣化，所以，在地域、季節變化基礎上，構建相應人體適應模型、舒適溫度標志值，有助于更好滿足建筑設計標準。例如：我國東部區域，在海洋氣候影響下，由北至南可以將其具體分為嚴寒-寒冷-夏熱冬冷-夏熱冬暖，其舒適溫度數值如下表1所示。

3、被動式超低能耗建筑設計的應用

3.1自然采光與通風

當進行建筑節能設計時，自然采光、通風的應用至關重要，當對其進行具體設計時，需要滿足國家經濟標準，并在允許標準范圍內，對自然光進行合理應用，以保證營造良好光環境。由于我國多數地區屬于溫帶，具有充足的天然光，從而對天然光的應用奠定基礎。而在電力需求不斷增加下，節約能源顯得極其重要，其設計步驟包括：明確性能目標；對自然光的采光措施進行合理制定；完善外窗和玻璃材料等策略；和人工照明進行有效結合。例如：以某市建筑設計為例，其選擇導光板等手段，以保證建筑更具節能效果，其原因為：導光板主要由不吸光材料所制造而成，加之成本低和利用率高等優勢，使其得到廣泛應用。

3.2保溫隔熱

當對建筑進行設計時，北方供暖屬于被動式超低能耗建筑設計重要實施項目，當設計圍護結構時，應盡可能提升建筑隔熱、保溫性能，促使建筑具有一定的氣密性，從而滿足建筑采暖、制冷需求。首先，外墻保溫可以選擇EPS（模塑聚苯板）材料，厚度控制200毫米到250毫米期間，使其達到最佳吸收、反射效果，同時增加隔離帶（300mm）。其次，地板保溫需要選擇雙層保溫材料進行，并合理鋪設防水層，在其上方澆筑水泥地面（60mm）。

3.3建筑熱橋

建筑熱橋主要包括：幾何熱橋與集中熱流，由于建筑保溫層實際厚度存在差異，使其熱橋各不相同，在此項建筑設計中，應以滿足設計標準為前提條件，對陽臺板、主體結構進行具體劃分后，以達到減少熱橋設計的目的。

3.4門窗

就外門窗設計來講，其具體是對結構保溫和防水等進行有效維護，能耗損失占據總建筑能耗30%左右。而被動式超低能耗建筑設計的應用，一方面，需要加強玻璃的合理選擇，并對太陽透射比進行合理分析，即采用PVC塑料。另一方面，選擇復合真空玻璃等，同時由鋁合金代替原有暖邊條，以保證門窗設計更加合理，從而更好滿足該建筑設計標準。

結語：

在我國節能環保和持續發展的背景下，若要保證建筑根據節能效果，促使生活質量得到全面提升，則應將環境質量作為研究重點，通過被動式超低能耗建筑設計的合理應用，以實現天然動力的最大化運用，從而為人們居住環境提供有力保障。因此，對建筑進行具體設計時，將此項設計理念進行合理運用，并對各方面影響因素進行全面分析，強化建設技術綜合作用，以保證建筑達到最佳設計效果，為建筑后期施工奠定基礎的同時，更好實現我國節能環保的目標。

參考文獻：

[1]楊柳，楊晶晶，宋冰，等.被動式超低能耗建筑設計基礎與應用[J].科學通報，2015（18）：1698-1710.

[2]于震，潘玉亮，趙寶，等.山東城建學院被動式超低能耗實驗實訓中心設計[J].建筑節能，2016，44（10）：46-50.

作者簡介：

李建平（身份證：331082198302178890）。