生態理念在城市建筑設計中的體現

張博宇（天津仁愛學院，天津 300221）

現如今在一些發達國家中，從建筑節能的發展來看，近零能耗已成為新的發展方向，對于國內建筑節能而言，有必要制定更長遠的目標。另一方面，伴隨減排政策的推進，對建筑節能有了更為嚴格地要求，要求其做出更多的貢獻，這對于近零能耗而言，其是一種行之有效的途徑，同時也是國內建筑節能發展的目的。被動式建筑最早出現于德國，這一類建筑應用較好的絕緣材料，及使用良好的門窗結構，借助建筑所具備的構造，從而達到保溫隔熱的目的。由于該類建筑能耗不高，再加上舒適度較好，所以得到了大力地推廣。現如今，在國內的很多地方，已圓滿完成多項近零能耗項目的建立，與此同時，針對這一類建筑，制定了相應的行業技術規范。不過以當下的技術標準來看，側重于盡可能減少能源消耗，然而對于舒適性的限制而言，往往體現于對一系列環境參數的控制，比如二氧化碳濃度，缺少系統地研究。面對這樣的情況，文章就嚴寒區域近零能耗居住情況的熱舒適性進行探究。

1 研究目標與方法

此研究分成兩個部分，也就是文獻調查以及實地考察：

第一，調研了近年來國內嚴寒區域的普通建筑的能源消耗狀況以及居住的舒適性，選擇了多個居住舒適性指標，比如室內環境參數。

第二，就我國北方的某近零能耗建筑開展了實地考察以及現場測試。以下為測試方法：試驗目標屬于一個利用被動式技術手段構造的建筑，該建筑能夠充分使用可再生資源，能夠滿足有關的規定要求。此建筑一共分為兩層，全部面積達到304.5m2。首層基本上用來做住宅示范，高度有3.4m，剩下一層主要用來辦公，建筑高度有3.6m。此次實地考研均是以居住為核心，所以選取第一層作為研究目標。對于建筑舒適度體驗者選擇的對象而言，源于當地某辦公樓的工作人員，公共有138人，其中女性58人，其余的為男性，這些人員在該地居住的時間都超過兩年，能夠很好適應當地的環境。這些體驗者的年齡主要介于24～28歲之間，以隨機的形式，把全部參與者分配至各個房間，在此基礎上開展實驗。為了防止主觀因素影響到實驗結果，在他們適應實驗環境之后，才進行實驗。

對于客觀測試的測量參數來講，其中包含一系列的參數，比如室內的溫度濕度以及風速等。與此同時，通過對電表的使用，測量建筑內有關設備的用電情況，比如水泵以及新風換氣機等，以便切除供暖季各項能源消耗指標。在對溫度以及濕度進行測試時，在不同房間的屋內與室外設置相應的儀器，以便對溫濕度進行記錄。在正式開展實驗之后，選擇高度0.1m、0.6m以及1.1m的三個位置，來測試相應的溫濕度，針對0.6m的地方，測量相應的溫度以及風速，與此同時借助五點測溫法，針對維護結構與炕表面，有效測量二者的實際溫度。就主觀測試來講，通過制作問卷對每個參與者的感受開展調查，問卷中包含諸多的內容，比如試驗者的穿戴情況、主觀的熱感覺、可忍受的熱程度等。在整個試驗過程中，要求參與人員最大程度減少活動，盡可能保持靜坐的姿態。把收集到的數據進行分析以及處理，從而能夠獲取結果。

2 研究結果

近零能耗居住建筑熱舒適測試結果。在該次試驗中，總共發出了138份問卷，回收的有效問卷一共有128份，其中男性80次，女性78次。對于試驗時間選擇，選取當地溫度最低的一段時間，室內與室外的平均溫度為零下8.7℃，平均相對濕度為45%，通過測量能夠得到該建筑本身各項指標的數據。對于該建筑在寒冷季節的運行參數而言，與《近零能耗建筑技術標準》中所規定的參數值范圍是相符的。

對于溫度而言，當人處于室內的情況下，并且沒有進行劇烈的活動，室內溫度為20℃時，人處于最舒適的狀態。根據此次研究可以得知，應該適當降低溫度，以便能夠確保人在室內處于比較舒適的狀態。對于濕度而言，《近零能耗建筑技術標準》中指出，在冬季室內的相對濕度不可低于30%。通過此次研究可以得知，濕度仍然沒有達到有關標準的要求，而且在問卷調查中，也表明大部分人認為屋內較為干燥，出現這樣的現象，極有可能是由于屋內并沒有開展日常的生活活動，比如洗衣等，從而導致室內的溫度沒有達到標準值。與一般的建筑相對比，因為近零能耗建筑在冬天室內外的溫度差別較大，從而可促使濕度保持在一個較為舒適的范圍內。對于風速而言，在風速超過0.2m/s時，人們就會感到風吹，在此次試驗中，風速介于每秒0.04m～0.08m之間，人們不會感受到風，所以該指標在本研究中對人們的熱舒適感影響并不大。能耗情況。對熱泵機組、循環泵、新風熱回收等系統裝置的能源消耗進行分析，能夠獲得全面單位面積供熱設備能源消耗值，為20.7kWh/(m2·a)，其中熱泵機組的能源消占比最大，能夠達到42.88%。

3 討論

對于熱感覺而言，把普通建筑以及近零能耗建筑相對比，得知無論是哪一種建筑，多數人的主觀選擇均是冷熱適中。具體而言，與一般住宅相對比，近零能耗建筑中參與試驗的人員選擇微暖以及暖的比例表現出上升的趨勢，沒有參與者對室內的感覺是偏冷的。比較所收集的數據，可以得知熱中性溫度一般超過人體熱中性溫度，換句話來講，在嚴寒區域的建筑房屋中常常出現過熱的問題。冬季嚴寒地區的室外溫度相當低，與室內溫度相比有著很大的差異，在人們處于室外時就會感到不適應，從而引發一系列問題，比如風寒感冒。對于期望溫度以及可承受的溫度范圍而言，人們的期望溫度為23.9℃，比熱中性溫度高，這是由于在該地區室外溫度變化較低而且快，這影響了人們的熱期望溫度，想要獲取高于熱中性溫度的室內溫度，基于此，從而出現了熱中性溫度低于熱期望溫度的現象。

對于能耗指標以及舒適性而言，在此研究中對比相關指標中所規定的嚴寒地區主要城市建筑物耗熱量指標和近零能耗建筑指標，與一般的建筑相對比，近零能耗建筑在保證人處于室內熱舒適的基礎上，從能源消耗方面來看，有著突出的優勢。此次研究過程中，近零能耗建筑的平均室內空氣溫度為25.21℃。在室溫處于該狀態下時，冬季整個建筑的就會出現室內溫度高于熱舒適溫度的現象，所以在降低供暖溫度的基礎上，可以實現對室溫的降低，最終達到節省能源的目的。總而言之，在供暖期間，因為近零能耗建筑室內的平均溫度為25.21℃，大于了有關指標中所規定的上限，而相對濕度則顯著偏小，故而建議在冬季應當降低室溫，提高室內的濕度，以便為供暖能源消耗的減少提供足夠的空間。近零能耗建筑中試驗者的熱中性溫度為23.0℃，這是大于一般建筑的，出現這樣的情況，主要由于近零能耗建筑具備完善的保溫措施，故而室內的溫度處于比較高的狀態，近零能耗的全年供暖的能源消耗為20.7kWh/(m2·a)，在確保熱舒適性的前提下，其能源消耗狀況遠遠低于一般建筑。從整體上來分析，無論是從舒適性還是能源消耗狀況，近零能耗建筑都具備較為顯著的優勢。