被动式超低能耗居住建筑设计研究

被动式超低能耗居住建筑设计研究

邓浩

上海筑景建筑设计有限公司  200000

摘要：本文先研究了被动式超低能耗居住建筑设计技术对社会发展和人民生活的意义，为了推动这种设计策略在居住建筑的应用，可以从建筑中的保温系统、门窗设计、屋面设计、可再生能源的利用以及建筑功能设计等方面实现。希望为设计人员在居住建筑设计提供参考，使建筑的优良性能得到保证。

关键词：被动式；超低能耗；居住建筑

引言：在建筑工程施工中会运用大量的资源。传统的建筑工程施工中，没有充分重视对能源的节约，造成大量的资源浪费。在现代化的建筑中就要结合不同的自然地理环境以及居住建筑的施工要求，在居住建筑中采用被动式超低能耗的设计技术，推动建筑行业绿色环保和低能耗建筑的发展。

一、居住建筑中被动式超低能耗设计技术的应用意义

被动式超低能耗居住建筑的设计主体是围护结构，结合建筑的自然条件和气候特征，利用可再生能源和新风热回收技术，提升建筑的舒适性。这种建筑设计理念更注重对各种自然元素的合理利用，控制建筑施工对能源的损耗。我国主要的建筑类型之一就是居住建筑，这种建筑的数量和规模都极为庞大，会对能源造成极大的浪费。在居住建筑中应用被动式超低能耗设计技术，通过对房屋布局和结构的改善，实现对居住建筑使用过程中能耗的降低，加强对环境的保护。

在居住建筑的施工过程中要选用合理的施工方式和建筑材料，使各类资源的使用价值最大限度地发挥出来，降低能源消耗。设计人员可以合理利用各种自然资源，优化施工环节中的配置和使用方式，有效控制居住建筑的建设成本和使用成本，避免在后续使用过程中出现不必要的能耗问题。

在当前居住建筑的设计中，人们除了对建筑的居住质量和居住安全关注外，还对居住环境和居住感受提出了更高的要求。在居住建筑设计中，室内环境的功能设计等方面要综合考虑使用者的实际使用需求，在其中引入健康合理的生活方式，提升居住建筑的实用性和使用者的感受度。设计人员在应用被动式超低能耗设计技术的过程中，要结合居住建筑的要求、设计要素及其自然环境等要素，保障在最终制定的建筑设计方案中，可以充分发挥出该设计技术的节能性和环保性，对建筑物的形式布置、朝向等多个方面进行合理控制，使居民的生活要求得到满足，同时可以保证节能降耗目的的实现，使居民的生活质量有效提升。

二、居住建筑中被动式超低能耗设计技术的应用策略

（一）保温系统

在居住建筑中应用被动式超低能耗设计技术，要做好该建筑的保温系统。根据居住建筑所处地域的气候特点，采用外围护结构保温的保温方式，在施工过程中，结合不同气候之间的差异性选择不同厚度的保温层，在建筑屋顶、墙壁、地面等位置，要结合不同能耗计算保温层的厚度，提升设计技术的科学性[1]。

首先，技术人员在施工过程中，要结合施工需求和施工方案，选择最合适的采暖、保温系统材料，保证相关的施工材料都与其相关的施工标准严格符合，保障应用材料的绿色化、无污染，同时加强对施工质量的关注，避免各种质量问题的出现。在被动式超低能耗建筑中，大多选用GSE泡沫板、纳米隔热板和无机保温砂浆作为保温材料，这些材料的应用过程中，具有较强的可控制性，使居住建筑设计在施工环节中，操作的可行性得到有效提升 ，增加了保温层和厚度，提升保温层的使用效果。

其次，设计人员在设计保温系统时，也要注重该系统的散热功能，通过对蒸发墙面、通风墙和墙面垂直绿化设计的加强，帮助建筑快速消散高温产生的热量。比如，在我国的南方地区，建筑物室内在冬季会经常出现热量大量流失的问题，在施工过程中可以通过对复合苯材料的应用，使墙体夹层的厚度增加，使建筑的保温性能得以提升。

最后，设计人员还要加强对屋面保温系统的设计。将传统的保温材料应用在居住建筑的保温系统中，已经无法满足当前时代发展的需求，建筑企业要加强建筑的一体化设计，推动建筑使用期限的延长。在屋面保温中，可以进行种植、蓄水等操作，在隔热屋面上放置通风空气层夹板，提升空气流通的效率，使屋面的吸热能力进一步加强。为了提升保温系统的保温效果，在选取材料时可以选择保温板或者保温砂浆，同时将混凝土保护层铺设在相关材料上。

（二）高性能的门窗

在普通建筑中，门窗的散热损失大概占整个外围护结构能量损失的一半，而在被动式超低能耗建筑中，要求建筑物内部与外界环境隔离，维持内部环境的稳定，尽量不消耗内部能量。为了减少门窗的散热损失，就要将采用高性能的门窗，使门窗的传热系数有效降低。通过对窗户玻璃层数、厚度和窗墙比等影响因素进行多次调整和优化，选择与居住建筑所处地域的气候条件相匹配的门窗，提升门窗在使用过程中发挥的性能[2]。

高性能的门窗除了要满足高气密性和高保温的要求之外，在其安装施工时还要进行无热桥设计。门窗的性能除了会受到材质的影响外，门窗的外形设计与制作、五金配件的选择、安装方式及安装位置、施工质量等都会对其产生影响。三玻两腔的玻璃多会作为高性能的门窗应用在被动式超低能耗建筑中，当窗户较重或者面积较大时，需要将窗上过梁、窗台梁以及抱框柱设置在窗户四周。

（三）屋面节能设计

    倒置式屋面在当前居住建筑的屋面结构形式中具有较好的节能效果，再加上保温层与防水层的科学设计，可以为屋面防水隔热效果提供保障，同时使防水层的使用期限得到有效延长，降低居住建筑在使用期间出现顶楼漏水现象的可能性，推动该居民建筑价值的提升。为了使屋面的节能效果进一步提升，将节能金属屋面应用广泛应用在被动式超低能耗居住建筑的设计中，用到的主要材料包括金属底板、石棉、玻璃棉和钢结构等，通过这些材料构建防潮隔汽层、防水透气层和屋面金属板，使屋面隔热保温和防渗漏的效果得到有效提升，延长其使用期限。为了在减少建筑能耗的同时，保证居住建筑保温隔热的能力提升，可以加强对太阳辐射吸收率较低的绿化屋面和屋面材料的应用，加强防水设计标准，使建筑屋面的表面温度有效降低。

（四）充分利用可再生能源

在被动式超低能耗居住建筑中，可以结合建筑所处区域的实际情况，合理选择可再生资源，加强对水能、风能、地热能、太阳能等可再生能源的充分利用，完成该建筑的设计施工。在建筑施工过程中，不能将建筑视为一堆钢筋混凝土的合成物，要充分结合建筑与当地的人文、气候等自然条件，充分利用大自然中的可再生资源，实现居住建筑在建设工程中舒适宜居、低碳环保的特点。

在被动式超低能耗居住建筑设计中，地源热泵技术在其中发挥着关键作用。该技术可以保持建筑的独立运行，降低建筑对其他资源的消耗和依赖。在地源热泵机组完成安装之后，会有专业的技术人员对其运行状态做进一步检查，在其运行期间，不用进行燃料堆放，也不会消耗水资源，具有极高的环保和节能效果[3]。在煤炭资源和电力资源节约方面，也可以应用地源热泵技术，相对于其他技术，该技术可以实现对煤炭资源和电力资源的大幅度降低，具有更高的应用效率和更好的能耗节约效果。

（五）建筑功能设计

    被动式超低能耗建筑在建筑功能设计中，主要可以帮助建筑实现太阳光照设计自然通风功能。根据当地的气候特点，在卫生间、厨房、卧室中，合理调整门窗位置和建筑功能等，通过门窗的合理设计使室内产生不同的其他变化，保障室内受风的均匀性，提升建筑通风效果。为了实现对建筑背风坡和迎风坡压力差的有效控制，可以选择弯曲、多节段平面设计方式，或者结合居住建筑的设计高度和太阳高度实现对室内日照时间的控制。在部分建筑中还可以通过天窗的合理设置，实现对自然风流向的引导，增加阳光映射面积的同时增加空气对流，有效降低室内温度。通过合理的设计和科学材料的应用，延长建筑的使用年限，提升居住建筑保温和散热的效果，降低施工过程中对建筑资源的浪费，有效落实环保、低碳、节能的设计理念和建筑原则。

结论：综上所述，在居住建筑中加大对被动式超低能耗建筑设计技术的应用，可以有效降低建筑工程中对能源的浪费和对环境的污染程度，提升屋面防渗漏和保温隔热的效果，通过对各种自然资源的应用，实现对室内温度的合理控制与维持。希望其他行业在发展过程中，也可以早日落实低碳、节能、环保的理念。

参考文献：

[1]陈宛东. 我国被动式超低能耗住宅建筑的研究与展望[J]. 中国房地产业,2022(16):54-57. 

[2]岳玉翠. 探究被动式超低能耗建筑设计基础与应用[J]. 装饰装修天地,2021(13):59.

[3]王旭. 被动式超低能耗居住建筑施工技术研究[J]. 中国房地产业,2021(24):168.