被动式超低能耗建筑设计理论及工程应用探讨

被动式超低能耗建筑设计理论及工程应用探讨

牛佳琪 刘伟男 张翠

中冶沈勘秦皇岛工程设计研究总院有限公司

摘要：我国是世界大国，土地辽阔，在自然界中，许多资源具有不可再生性，在经济飞速发展的背景下，自然资源储备量锐减，降低能耗、促进可持续发展已经成为世界性问题。在建筑行业中，提出了被动式超低能耗建筑设计的理念，并在原有建筑设计方法的基础上进行改进，该理念使资源利用率显著提高，真正实现低能耗的设计目标，并在建筑工程中逐渐普及。

关键词：被动式；超低能耗；建筑设计理论；工程应用

引言

被动式超低能耗建筑是一种以被动式建筑为基础，使用新型环保材料、高新绿色科技等的建筑形态。较之传统的被动式建筑而言，其显著特征包括：更加优良的保温隔热效果、更高的建筑气密性、高效新风热回收系统的应用、不需要设计和安装热桥、施工过程所需能源均为可再生能源、能够调整室内温度等。20世纪80年代以来，这种新型的建筑方式已经在全球范围内得到了广泛的认可和应用。经过实践证明，其能够减少建筑物建设的碳排放及能源消耗，具有极高的经济效益和生态效益[1]。

1被动式超低能耗建筑应用于生活中的意义

1.1降低能耗

从根本上来说，使用被动式建筑的意义就是降低能耗来达到节约能源，所以有利于推进社会的可持续发展，综合目前的研究与传统建筑相比，德国的被动式建筑能够有效降低50%到70%的能耗，英国法国等地也接近于50%，我国的被动式建筑总体来说数量较少，多数是用于实验的建筑，能耗的降低水平也能达到50%，有些地区的建筑甚至能够达到80%以上的水平，这意味着如果被动式建筑技术的发展成熟，将会得到广泛的应用，有大量的能源被节省下来，能够有效地进行可持续发展社会的建设。

1.2在全世界范围内推行可持续发展

当前自然环境和社会环境的矛盾不断突出，可持续发展是为了全人类的共同发展而设立的目标，基于自然资源和能源的不可再生性，需要对能源进行合理利用，降低能耗是实现能源和资源合理利用的重要方式，在被动式房屋建设的过程当中，相关技术的应用能够有效降低能耗和损耗。[2]广泛的推行被动式房屋建筑技术，有利于在全世界范围内进行可持续发展社会的建设，维护人类共同的发展空间。

2被动式超低能耗建筑设计理念的实际应用

2.1进行有效规划与布局

在进行被动式超低能耗建筑设计时，需要对周边的地形地貌进行充分的考察，在不会对建筑周围的山坡、河流等自然景观造成破坏的前提下进行建筑施工活动，最终使得竣工后的建筑能够与周边的自然环境和谐共处，从而实现提高人们居住质量和办公质量的目标，使建筑物具有良好的实用价值。具体来说，规划设计需要充分考虑建筑的内部布局、朝向、功能等，使超低能耗建筑的特色和优势得以充分展现，如科学地选择施工地址、注意考虑建筑物窗户的朝向、进行布局时考虑群体性特点、进行良好的景观设计等。

2.2良好的围护结构

在建筑中，在内外窗、楼板以及墙体之间安装围护装置，有利于优化建筑结构内部的能量路径，从而使得冷热传导都更加通畅。具体来说：（1）在墙体、屋顶、地板等部位进行保温处理。比如，升级外墙保温系统所使用的材料，在同类产品中尽可能地选择保温性能、吸水率和抗压性能等各项指标都更加优秀的产品，保证墙体保温性能的同时，减少墙体厚度。（2）针对不同地区的气温和降水特点，选取更加适合当地气候的保温材料，如寒冷地区在冬季需要最大限度地获取太阳辐射，同时兼顾夏季的隔热需求等。（3）在选择外门窗时，需要充分考虑其抗风压性能、气密性能等，为人们的居住或办公营造更加良好的环境，升级人们的使用体验。

2.3充分发挥暖通空调设备的作用

由于节能减排已经基本上成为全社会的共识，国家也大力倡导低碳节能生活方式，因此，暖通空调已经在建筑行业之中获得了比较广泛的使用，为城市居民生活水平的整体提升做出了巨大的贡献。环保材料、绿色技术的应用需要与暖通空调相结合，才能使被动式超低能耗建筑的真正作用得到发挥和体现。为了实现节能减排的目标，可再生应用类型的暖通空调应当被尽快地研发出来，并不断地完善其各项功能、提高实际应用水平，从而更好地符合人们对于暖通空调日益上升的要求。例如，在大风天气时应当使用风力应用模式，在日照时间比较长的夏季使用太阳能模式，而在没有大风，阳光也并不充足的天气时使用电能模式。这种全新的应用模式可以使暖通空调对电能的依赖度大大下降，也能够减少其对于电能的消耗，进而降低成本。这一技术现如今已经普遍使用于暖通空调的应用中，其最重要的功能和目的在于能够存在多个模式以满足室内环境的多样化要求，还能够根据环境的变化来自动调节室内的湿度与温度，既简化了操作，还能够降低暖通空调的能耗；科学合理地应用冷热器能够使暖通空调的功能与建筑环境的优化得到保障，也能够使两者得到有机的融合使用，从而进一步提升建筑的实用价值。在安装大风量空调机组前，需要测试其实际的使用性能。首先，进行通电测试，目的是为了检测其是否能够达到使用标准。如有必要，就应当及时更换相应设备，或是采取其他处理方法。其次，需要设计科学合理的施工方案，需要注意的是，在设计时要对暖通空调安装施工活动的实际开展情况以及施工地附近的环境进行综合、全面的考虑。最后，还需要对施工完成后的暖通空调进行严格的质量检查和验收工作，对于降噪的实际效果要格外重视，确保暖通空调在实际工作中不会造成过大的噪声污染。暖通空调的安装人员需要熟练掌握管线交叉技术，这样才能使得暖通空调管道铺设工作的完成质量更有保障，还能够保证管道线路的科学性和高效性，减少返工率和故障率，节省了不必要的工程开支和维修开支。同时，空调使用者需要使用合理化的方式来定期清洗暖通空调的管道，保障管道内部不会形成积灰，有利于提升空调内各系统的运转效率。此外，还要充分利用现代网络信息技术，对管道的运转过程进行监督与分析，使管道在运转和维修时能够接收到实时的指令，从而提升空调管道安装与调试工作的效率和效果，保障其使用安全[3]。

2.4对施工流程进行更加科学的设计

在建筑工程的实际施工过程中，应当采用多样化的方法来确保建筑工程的施工安全与建筑本身的质量，这需要从以下几个方面来落实：（1）施工单位的相关负责人需要严格控制施工的进程，制订出科学合理的管理方案和制度；（2）应当注重提升施工人员与管理人员的专业素质，对其进行定期的培训和考核，使其具备相当的专业知识，同时还要对其进行责任素质教育，提升其综合素养，从而保障施工的效率和质量，也能降低事故的发生概率；（3）对施工所需的各项材料进行严格的把关和检验，还需要加强现场管理，保障建筑工程项目在建设施工阶段的秩序与安全。

结语

综上所述，在节能环保的政策号召下，被动式超低能耗建筑设计获得了广阔的发展空间，设计者可根据工程所在地的环境特征、气候特征、人文习惯等信息计算人体热舒适度，在此基础上运用被动设计技术，实现降低建筑物能耗的目标，在为居民提供舒适环境的同时，贯彻落实可持续发展观，促进城市文化的传承与发展。

参考文献

[1]籍存德．浅谈被动式超低能耗建筑设计的基础及其应用[J]．门窗，2019（03）：58-59．

[2]徐世源．被动式超低能耗建筑设计理论及工程应用探讨[J]．中国房地产业，2018（27）：90，92．

[3]周明磊．浅析被动式超低能耗建筑设计基础及具体运用[J]．江西建材，2019（07）：24，27．