被動式超低能耗建筑研究

陳懷平

摘 要：近年來，伴隨我國城市化進程的不斷推進，我國社會對于能源的需求量也在不斷增加。我國雖然是一個經濟和能源大國，但仍存在著能源短缺的問題，而其中20%-25%的能源都是建筑能耗。在這樣的情況下建立在傳統建筑基礎上的低耗能建筑的出現滿足了建筑事業發展的要求，也滿足了人們對建筑舒適度的要求，更滿足了環保的要求。而被動式設計作為低耗能建筑中的一個重要組成部分，以不同于主動設計的自然理念結合本地的發展因地制宜應該得到更多的重視和研究?；诖?，文章對被動式超低能耗建筑方面的內容進行了分析與研究，以供參考。

關鍵詞：被動式設計；低耗能建筑；設計要點

1 被動式超低能耗建筑設計原理

所謂的被動式超低能耗建筑設計，就是在考慮了天氣，地區，經濟等情況下，對環保型可再生能源的一種利用。這種利用之所以稱之為被動，是因為需要在設計的時候，考慮當地的情況，按照實際的情況進行能源的選擇和調整。而不是直接去尋找其他的物質作為能源。這樣就起到了對地區資源有效利用的作用，而且也做到技能環保的要求。但是在進行超低能耗建筑設施的同時，不能僅僅考慮能耗的因素，還需要注意建筑物的舒適性，這樣才能算作是合格的建筑。

2 研究被動式超低能耗建筑設計基礎與運用的現實意義

隨著城市化進程的不斷深入，人們居住環境的可持續性，得到越來越多的關注。具體來說，就是在建筑設計過程中，既考慮到建筑工程的建設使用質量，還要提高相應的節能減排效果、環境保護效果以及傳統地域文化的傳承。然而，工業化發展的大背景，使得現代化建筑體系無法在短時間內實現上述目標。換句話說，就是建筑工程雖滿足了人們的居住需求，但未兼顧污染、能耗以及地域文明破壞的影響。此情況下，建筑工程建設使用就難以促進現代化經濟建設的可持續性發展進程。故，相關建設人員應加大被動式超低能耗建筑設計的研究力度，即將太陽能、風能以及其他清潔性能源充分利用起來，以實現既滿足建筑室內環境的舒適度功能需求，又能夠控制對生態環境帶來的不可逆影響。

3 被動式超低能耗建筑設計的基礎

3.1 建筑基礎

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，不同的地區之間也根據自己地域特點的不同有很多獨特的建筑。比如我國云南地區的竹樓。這些建筑物都不是憑空出現的，而是根據不同的地域環境出現的。這樣的建筑物，具有十分明顯的主動式建筑方式的特點，并不能體現被動式低能耗建筑的設計。尤其是很多建筑物已經并不能適應現代的社會。還有些地區的房屋空置率十分之高。這樣的房屋耗費了大量的資源，但是效果卻不是很好。所以為了適應現代社會的發展，建筑師應該以這些原有的房屋為基礎，設計出采取被動式低能耗技術的建筑。

3.2 地域環境基礎

我國不同的地域有著不同的地域環境。比如南方水鄉和陜北高原。雖然都在同一個國家，但是這兩個地方的地域環境確是極為不同的。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境差距如此之大的情況下，采取被動式低能耗建筑技術，必須從地域環境本身的特點人手。

3.3 氣候環境基礎

我國是一個氣候環境分布十分不均衡的國家。北方最冷的地方年溫差能達到60°C，但是在南方的部分城市卻能達到四季如春。而建筑與氣候之間的關系有很密切。明確室內外的氣候差是被動式超低能耗建筑設計中最為基礎的一個方面。和主動式的建筑不同，被動式的建筑不能對氣候進行很大的改變，而是通過對外界氣候的變化進行的預測來進行調節。所以，設計師在進行設計的時候，需要掌握當地的氣候變化規律，并且針對這個變化的規律來進行建筑的設計。

4 被動式超低能耗建筑設計的應用初探

4.1 門窗設計

門窗方面的設計，是有關保溫的薄弱環節。如果不能保證門窗的氣密性，那么整個保溫系統都會出現問題。而從能耗的角度考慮，整個門窗的能耗能達到整體耗能的三分之一以上。所以，想要進行被動式超低能耗的建筑設計，需要對不同門窗的傳熱系數進行了解，以便在設計的過程中隨時進行調整。同時，還要結合當地太陽的角度進行考慮。在設計中加人PVC材料，或者使用真空玻璃等材料來對門窗進行設計。

4.2 無熱橋設計

在建筑的設計過程中，熱橋包括很多方面，比如幾何熱橋、集中熱流熱橋等等。而在進行被動式超低能耗建筑設計的過程中，可以將陽臺和主要結構放開，依靠挑梁來支撐陽臺，同時在兩者中間加人保溫材料。這樣，就可以在很大程度上阻斷熱橋。而對于陽臺的門框，則可以加人保溫材料進行保溫。這樣，才能在保證低能耗的基礎上同時兼顧房間的保溫問題，不至于讓生活在其中的人感覺到冷。

4.3 通風和采光方面的應用

與主動式的建筑設計不同，被動式超低能耗建筑設計中，利用自然進行通風和采光是必不可少的。比如在建筑的過程中，利用導光板進行采光。在高強度反射的原理下，導光板可以將很遠處的光進行反射。只要設計好角度，就可以使大量的光進人到建筑物當中。這樣，就可以大量的節約光伏能源的消耗。陽光強時，通過金屬環適當的進行遮擋，防止大量的光對人體造成傷害。而在陽光不足的時候，可以通過收集功能對陽光進行收集，滿足人們的生活需要。而在通風方面，可以通過對當地風向的研究，進行窗戶的設計，采取“穿堂風”的方式，讓大量的自然風進人到房屋之中。這樣，夏天的時候也可以減少空調的使用頻率，節約資源。

4.4 保溫隔熱方面的設計

對于一個建筑物而言，最重要的就是保溫隔熱方面的設計。只要在這部分設計好了，就能節約大部分的資源。所以，在進行設計的時候，建筑師應該在最大程度上提高建筑物本身的保溫隔熱性。第一，可以在對外墻進行保溫設計的時候，選擇綠色的環保材料。這樣，既能保證人們生活的舒服，又能做到資源的節約。同時，還需要在設計中加人防火的材料。這樣同時能減少火災對人們生活的威脅。尤其是在建筑物越來越高的今天，減少火災能保證很多人的幸福生活。第二，就是保證地板保溫?？梢酝ㄟ^使用雙層保溫板加保溫砂漿密封的方式，保證地板的保溫。

5 結束語

被動式超低能耗建筑設計在應用過程中，設計師要根據建筑物所在的地理位置的環境氣候和人文生活習慣合理分析人體熱舒適度，于此同時，根據人體熱舒適度和室外氣候和室內的微氣候之間的關系，并利用室外環境氣候的精細化表征方法結合被動式設計技術的應用，達到建筑物低能耗或零能耗，在建筑質量達到建筑標準的基礎上實現環保節能。

參考文獻：

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[2] 萬成龍，楚洪亮，王洪濤.被動式超低能耗建筑用外窗傳熱系數指標研究[J].建筑節能，2016（8）：65～67.