被动式超低能耗居住建筑研究

被动式超低能耗居住建筑研究

黄晨

天津奥建建筑设计有限公司天津300000

摘要：“节能、绿色”是当下建筑设计的全新理念，也是当今社会发展对于建筑行业提出的全新要求，而超低能耗建筑设计就是基于此种理念对建筑设计进行完善与更新，充分体现“节能、绿色”的建筑理念。本文以此为出发点，对于被动式低能耗居住建筑设计方法进行简要分析，并结合石家庄市某建筑进行典型案例的分析与研究。

关键词：被动式低能耗居住建筑；设计方法；运用控制策略

引言

被动式低能耗居住建筑与传统建筑相比，其最大的意义在于将自然采光、太阳能辐射和室内非供暖热源得热等各种被动节能手段与建筑围护结构高效节能技术相结合而成的低能耗房屋建筑。简单的说，是不需要“主动”提供能量的一种建筑，因此称之为“被动房”。被动式超低能耗居住建筑无论是在设计施工上，还是材料使用上，或者理念的体现上，都落实了关于“节能、绿色”的建筑新理念，也是当今社会发展对于建筑行业提出的全新要求。因此，对于被动式超低能耗居住建筑设计方法与典型案例分析是十分必要的。

1研究被动式超低能耗建筑设计基础与运用的现实意义

随着城市化进程的不断深入，人们居住环境的可持续性，得到越来越多的关注。具体来说，就是在建筑设计过程中，既考虑到建筑工程的建设使用质量，还要提高相应的节能减排效果、环境保护效果以及传统地域文化的传承。然而，工业化发展的大背景，使得现代化建筑体系无法在短时间内实现上述目标。换句话说，就是建筑工程虽满足了人们的居住需求，但未兼顾污染、能耗以及地域文明破坏的影响。此情况下，建筑工程建设使用就难以促进现代化经济建设的可持续性发展进程。故，相关建设人员应加大被动式超低能耗建筑设计的研究力度，即将太阳能、风能以及其他清洁性能源充分利用起来，以实现既满足建筑室内环境的舒适度功能需求，又能够控制对生态环境带来的不可逆影响。

2被动式超低能耗建筑设计基础与运用局限

经对已建被动式超低能耗建筑工程设计进行分析发现，建筑设计的基础与运用易受环境因素、气候因素以及建筑因素的影响。在环境方面，我国作为发展中国家，在地域、气候以及经济方面均存在不均衡问题，即不同区域的差异较大。建筑的整体设计，不仅要增加建筑的通透性，还要运用机械通风设备，来提高室内环境的舒适性。开窗，作为我国居民对居住环境进行通风的主要方式，但对于气候寒冷的北方冬季，就难以实现通风，具有舒适度差且通风不良的问题。气候因素的影响主要体现在，被动式超低能耗建筑无法以统一的状态进行设计控制。而因地制宜的设计考量，又需要较大的经济成本，为此，被动式超低能耗建筑设计难以实现呈规模的统一控制。这种情况，就导致部分地区的建筑物建设使用，仍对周边的环境造成不同程度污染，进而降低居民居住环境的舒适度。

3设计方法的简要探述和分析

3.1提高建筑自身的“防御能力”

提高建筑自身的“防御能力”是对建筑自身潜力的挖掘，是基于当地自然气候条件，利用各种技术手段，提高建筑自身的节能性能。具体到实际的建筑设计中，主要有以下三个方面的技术特征。第一是高效节能的外围护结构，包括外保温系统和外门窗系统。通过外保温材料的优化及保温厚度的增加来实现建筑外围护结构节能性能的极大提高；高效的外门窗系统是通过采用先进的节能外门窗，极大地提高外门窗的保温及气密性能，从而大大降低建筑的使用能耗，提高建筑自身的“防御能力”。第二是良好的建筑气密性。被动式低能耗建筑要求有完整的、包围整个被动区域的气密层，以增强建筑隔绝室内外空气渗透的功能。在实际工作中我们通过对建筑设计、材料选择及施工等各个环节的严格把控来实现良好的建筑气密性。第三是无热桥设计理念。简单的说就是保证保温层的连续性，保温层在建筑部件连接处应连续无间隙，以此增强建筑自身的“防御能力”。

3.2对再生能源的充分利用

通过运用可再生资源，来提升建筑使用的舒适度，进而实现在建筑性能与能源消耗之间的双向平衡效果，减少建筑“主动”能耗。具体到实际的建筑设计当中，所呈现出的技术特征有以下几方面，首先是其独特的被动设计手段，就是对于建筑自然因素的有效利用，实现对于诸如围护结构参数的基本阈值控制，能够在合理范围内进行有效无耗能的调节，这样建筑本身对于化石燃料的依赖性就会降到最低。其次就是对于可再生资源的利用，包括普遍运用的太阳能、地热能或是目前正处于研发和推广阶段的生物质能的基本应用，借助这些能源，来满足建筑使用上对于能源的需求和依赖性，实现建筑低能耗的使用效果。

4优化被动式超低能耗建筑设计基础与运用控制策略

4.1环境控制作

为被动式超低能耗建筑设计的核心，建造一个更加适宜人们居住的环境，其结构设计实现保暖性是最先进行设计控制的环节内容。具体来说，就是使建筑物不受外界气温环境的影响，即通过应用被动技术措施，来使室内温度始终处在适宜的环境下。在以往，除了通过开窗方式调整室内的环境温度，还可通过供暖或是空调设置，来满足无法通过自然通风解决的需求。这种利用热能与电能消耗的方式，增加了建筑物建设使用的能源消耗，而被动式技术控制措施，能够通过高效的新风系统，作用于外界环境无法提供通风的情况。即以最低的能耗满足人们对室内居住环境的舒适度需求。

4.2气候控制

针对我国不同区域气候环境的差异，被动式超低能耗建筑设计，就是按照规范指标进行年供暖量与年供冷量的控制。即年供暖、照明以及空调的一次总能耗为：≤45kWh/（m2•a）/5.6kgCe/（m2•a），而气密性需要按照n50≤0.6的规范要求进行控制。此外，由于被动式超低能耗建筑物具有高节能性功能，其能够有效改善人民群众的居住环境。具体来说，就是采用有效的控制技术，通过作用于不同气候环境来降低建筑物建设使用对能源的消耗量。值得注意的是，被动式技术的运用，还能在保证严寒地区建筑室内环境舒适度的情况下，降低供暖的能耗。而炎热地区，被动式超低能耗建筑设计的运用，也可在不适用制冷空调的基础上提高居住的舒适性。

4.3建筑被动技术运用

该技术的运用，就是将太阳能、自然风、植物植被以及自然风力等天然条件充分结合起来，以使高性能状态的围护结构、气密性、新风热回收以及可调遮阳等建筑技术作用于实践。具体来说，就是在冬季采用太阳能辐射采暖或是夏季蓄热与夜间降温两种方式，进行低能耗控制。此建筑设计过程，由于设计内容复杂，设计人员应提高建筑设计方案与技术应用的科学合理性，来使建筑物能够达到超低能耗的控制标准。

5结语

综上所述，被动式超低能耗建筑设计基础与运用，就是充分考虑建筑物建设使用所处环境、气候以及建筑类型的差异影响，来提高被动式技术应用的效果。建筑用户在此居住环境下，使幸福感需求得到充分满足。事实证明，只有这样，才能将被动式超低能耗建筑的建设使用效果充分发挥出来，进而提高建筑物建设使用的节能减排效果。为此，相关建设人员应将上述研究成果更多地作用于实践，以服务于现代化经济建设的全面发展进程。

参考文献

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