被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與應(yīng)用初探

趙松

摘要：隨著人民生活水平的提高，有越來越多的人開始重視生活的環(huán)境。尤其是對(duì)于人居環(huán)境而言，必須要結(jié)合可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣才是真正適合人類的發(fā)展和居住的。而想要做到生活環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，就必須解決建筑環(huán)境質(zhì)量和節(jié)能減排方面的沖突。運(yùn)用被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)創(chuàng)建適宜于氣候和環(huán)境的低能耗建筑是未來的發(fā)展趨勢。接下來，本文就將從被動(dòng)式的設(shè)計(jì)出發(fā)，探究超低能耗建筑設(shè)計(jì)的可行性基礎(chǔ)和具體的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：被動(dòng)式；超低能耗建筑；設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；應(yīng)用初探

1.前言

近年來，城市化的速度變得越來越快。而在不斷的城市化過程中，如何提高建筑物的質(zhì)量變成了重中之重的一個(gè)問題。尤其是在地震等災(zāi)害當(dāng)中，經(jīng)常出現(xiàn)各種各樣的“危房”。而如果不是危房，就好像又要用很多的建筑材料，排放很多的污染物。但其實(shí)，并不是說，只與要進(jìn)行建筑就一定要造成資源的浪費(fèi)。其實(shí)，工業(yè)文明基礎(chǔ)上的現(xiàn)代建筑，完全可以再滿足人們生活需要的同時(shí)，保證資源利用的最大化，而不至于造成大量的浪費(fèi)。尤其是對(duì)于我國而言，人口數(shù)量多大，生態(tài)環(huán)境問題也日益嚴(yán)重。如何滿足人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)文化需求和資源之間的矛盾是建筑師必須考慮的問題。不能讓城市的建筑千篇一律，而是因?yàn)槊恳粋€(gè)城市都有自己的獨(dú)特的建筑風(fēng)格。而被動(dòng)式低能耗建筑設(shè)計(jì)，就是結(jié)合，每個(gè)城市不同的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，采取一些被動(dòng)式的技術(shù)，設(shè)計(jì)出適合人們居住的建筑物。

2被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)

2.1建筑基礎(chǔ)

我國有著十分悠久的歷史，不同的歷史之中也有著很多不同種類的建筑類型。尤其是我國幅員遼闊，不同的地區(qū)之間也根據(jù)自己地域特點(diǎn)的不同有很多獨(dú)特的建筑。比如我國云南地區(qū)的竹樓。這些建筑物都不是憑空出現(xiàn)的，而是根據(jù)不同的地域環(huán)境出現(xiàn)的。這樣的建筑物，具有十分明顯的主動(dòng)式建筑方式的特點(diǎn)，并不能體現(xiàn)被動(dòng)式低能耗建筑的設(shè)計(jì)。尤其是很多建筑物已經(jīng)并不能適應(yīng)現(xiàn)代的社會(huì)。還有些地區(qū)的房屋空置率十分之高。這樣的房屋耗費(fèi)了大量的資源，但是效果卻不是很好。所以為了適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，建筑師應(yīng)該以這些原有的房屋為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出采取被動(dòng)式低能耗技術(shù)的建筑。

2.2地域環(huán)境基礎(chǔ)

我國不同的地域有著不同的地域環(huán)境。比如南方水鄉(xiāng)和陜北高原。雖然都在同一個(gè)國家，但是這兩個(gè)地方的地域環(huán)境確是極為不同的。同理，陜北的窯洞不能被蓋在江南，而江南的小樓也不能蓋在陜北。所以在我國的地域環(huán)境差距如此之大的情況下，采取被動(dòng)式低能耗建筑技術(shù)，必須從地域環(huán)境本身的特點(diǎn)人手。

2.3氣候環(huán)境基礎(chǔ)

我國是一個(gè)氣候環(huán)境分布十分不均衡的國家。北方最冷的地方年溫差能達(dá)到60度，但是在南方的部分城市卻能達(dá)到四季如春。而建筑與氣候之間的關(guān)系有很密切。明確室內(nèi)外的氣候差是被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)中最為基礎(chǔ)的一個(gè)方面。和主動(dòng)式的建筑不同，被動(dòng)式的建筑不能對(duì)氣候進(jìn)行很大的改變，而是通過對(duì)外界氣候的變化進(jìn)行的預(yù)測來進(jìn)行調(diào)節(jié)。所以，設(shè)計(jì)師在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要掌握當(dāng)?shù)氐臍夂蜃兓?guī)律，并且針對(duì)這個(gè)變化的規(guī)律來進(jìn)行建筑的設(shè)計(jì)。

3.被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用初探

3.1門窗設(shè)計(jì)

門窗方面的設(shè)計(jì)，是有關(guān)保溫的薄弱環(huán)節(jié)。如果不能保證門窗的氣密性，那么整個(gè)保溫系統(tǒng)都會(huì)出現(xiàn)問題。而從能耗的角度考慮，整個(gè)門窗的能耗能達(dá)到整體耗能的三分之一以上。所以，想要進(jìn)行被動(dòng)式超低能耗的建筑設(shè)計(jì)，需要對(duì)不同門窗的傳熱系數(shù)進(jìn)行了解，以便在設(shè)計(jì)的過程中隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)，還要結(jié)合當(dāng)?shù)靥柕慕嵌冗M(jìn)行考慮。在設(shè)計(jì)中加入PVC材料，或者使用真空玻璃等材料來對(duì)門窗進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.2無熱橋設(shè)計(jì)

在建筑的設(shè)計(jì)過程中，熱橋包括很多方面，比如幾何熱橋、集中熱流熱橋等等。而在進(jìn)行被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)的過程中，可以將陽臺(tái)和主要結(jié)構(gòu)放開，依靠挑梁來支撐陽臺(tái)，同時(shí)在兩者中間加入保溫材料。這樣，就可以在很大程度上阻斷熱橋。而對(duì)于陽臺(tái)的門框，則可以加入保溫材料進(jìn)行保溫。這樣，才能在保證低能耗的基礎(chǔ)上同時(shí)兼顧房間的保溫問題。不至于讓生活在其中的人感覺到冷。

3.3通風(fēng)和采光方面的應(yīng)用

與主動(dòng)式的建筑設(shè)計(jì)不同，被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)中，利用自然進(jìn)行通風(fēng)和采光是必不可少的。比如在建筑的過程中，利用導(dǎo)光板進(jìn)行采光。在高強(qiáng)度反射的原理下，導(dǎo)光板可以將很遠(yuǎn)處的光進(jìn)行反射。只要設(shè)計(jì)好角度，就可以使大量的光進(jìn)入到建筑物當(dāng)中。這樣，就可以大量的節(jié)約光伏能源的消耗。陽光強(qiáng)時(shí)，通過金屬環(huán)適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行遮擋，防止大量的光對(duì)人體造成傷害。而在陽光不足的時(shí)候，可以通過收集功能對(duì)陽光進(jìn)行收集，滿足人們的生活需要。而在通風(fēng)方面，可以通過對(duì)當(dāng)?shù)仫L(fēng)向的研究，進(jìn)行窗戶的設(shè)計(jì)，采取“穿堂風(fēng)”的方式，讓大量的自然風(fēng)進(jìn)入到房屋之中。這樣，夏天的時(shí)候也可以減少空調(diào)的使用頻率，節(jié)約資源。

3.4保溫隔熱方面的設(shè)計(jì)

對(duì)于一個(gè)建筑物而言，最重要的就是保溫隔熱方面的設(shè)計(jì)。只要在這部分設(shè)計(jì)好了，就能節(jié)約大部分的資源。所以，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，建筑師應(yīng)該在最大程度上提高建筑物本身的保溫隔熱性。第一，可以在對(duì)外墻進(jìn)行保溫設(shè)計(jì)的時(shí)候，選擇綠色的環(huán)保材料。這樣，既能保證人們生活的舒服，又能做到資源的節(jié)約。同時(shí)，還需要在設(shè)計(jì)中加人防火的材料。這樣同時(shí)能減少火災(zāi)對(duì)人們生活的威脅。尤其是在建筑物越來越高的今天，減少火災(zāi)能保證很多人的幸福生活。第二，就是保證地板保溫。可以通過使用雙層保溫板加保溫砂漿密封的方式，保證地板的保溫。

4.總結(jié)

被動(dòng)式超低能耗建筑作為一種新型的建筑理念，已經(jīng)得到了廣泛地關(guān)注。因?yàn)槠錈o論在設(shè)計(jì)和應(yīng)用中，都能同時(shí)兼顧人們生活和資源的保護(hù)。但同時(shí)需要注意的是，建筑師本身必須對(duì)建筑、地域和氣候等方面有一定的基礎(chǔ)才可以。不然，只是靠書本上的知識(shí)是很難進(jìn)行被動(dòng)式超低能耗建筑的設(shè)計(jì)的。同時(shí)，雖然其現(xiàn)在還存在一定的不足，但是其能為人們提供舒適的生活環(huán)境，也能促進(jìn)建筑行業(yè)的綠色發(fā)展，有著不可替代的作用。

（作者單位：無錫輕大建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司鹽城分公司）