被动式超低能耗建筑设计与应用研究

文/王香兵 山西四建集团有限公司 山西太原 030000

1、被动式超低能耗建筑设计的重要意义

这几年，房地产业快速的发展，加快了现代化城市建设的发展，与此同时也增加了能源的消耗。政府就开始倡导可持续发展战略，每个人都开始重视对环境的保护。环境保护与节约能源的消耗与人们的生活是离不开的，人们生活质量的提高加快了能源的消耗，带来的污染问题也比较多。现在人们不仅对住房的结构有所要求，还对住房的舒适度要求十分高。所以，在对建筑方面的材料质量要求就不断提高。传统的建筑设计方法和设计理念现在都不能够达到人们的要求。那么我们就可以把被动式超低能耗建筑设计加入在房屋建筑当中，将其纳入建筑设计成已成为时代的主题。

2、设计原则

2.1 因地制宜

因为我国是一个占地面积十分大的国家，每个地区的环境都不一样，所以采用的建筑设计方式都是不同的。比如：北方的冬季是比较寒冷且十分干燥，相对于南方来说就需要抵制寒冷保暖设计加厚的墙部，将被动建筑设计运用其中还要考虑天气寒冷的因素，在保证房屋温度适宜的前提下节约能源的损耗。与此相反，对于夏季的南方来说，天气是又热又潮，我们要考虑房屋要朝着向阳的方向，还要通风散热，在选择材料和房屋设计是就要考虑该地的天气和环境。

2.2 资源循环

节约能源的损耗是资源循环利用的重要方法，同时也是被动式建筑设计中的重要理念，为了保证室内居住的舒适与环保，就要将资源合理的重复利用达到节约成本的目的。举个例子，北方的哈尔滨，四季分明的城市，冬季冷的寒风入骨，最寒冷的时候温差达到六十摄氏度，对于被动式节能设计就是一个难题。为了保证自然资源的合理化使用，我们在设计建筑时用的是太阳能来取暖，少用煤炭来保暖。其实我们都知道，北方的冬天用煤炭的烧火取暖，最易导致环境污染，雾霾很严重，因此，利用可再生的资源取暖，可以减少污染的排放，环保又节能。

2.3 气候分区

地点和气候的区别是被动式建筑在设计的重要阶段，分析各个地方的气候来运用被动式技术，就可以掌握气候的不同之处。运用被动式技术就要考虑气候的因素，比如说太阳，辐射热量和室外温度是提高其利用率的主要原因，它们都是不可或缺的，少了其中一个都无法发挥最大的利用率。夏天预热的过程中需要通风系统的配合，例如屋外的气候温度过高，风力过大，通风系统都不会达到想要的效果。总的来说，要想将被动式技术运用到实际生活当中，就要把握好气候因素。

根据数据显示，东北北部、南海诸岛、昆明、广东、广西以及青藏高原等地区都不是四季分明的城市，其余城市基本都是冬天冷夏天热，气候变化较大。当然对四季温差大的城市，该怎么运用被动式设计呢？我们可以分析各个地区的气候，划分地域，保证设计方案的有效性。

3、被动式超低能耗建筑的优化设计方案

3.1 采光通风系统

节约能源的消耗的有效方法就是通风系统和良好的采光的运用，选光就要选自然光。要想光线好，房屋设计就要选择坐北朝南的方向，室内装修颜色选择亮色，还可以选择墙体、地板、反光的器材增加室内的光线。降低温度首选的就是门、窗户的自然通风，采用智能化通风系统调节室内的温度，节约能源的消耗。另外，还要考虑建筑物的设计遮蔽阳光，防止阳光照射到室内增加温度的上升。遮阳方法可以分为三种分别是：水平遮阳、挡板遮阳、垂直遮阳。挡住窗户上部的阳光就是水平遮阳，适用于南向外窗；运用百叶窗和花格遮蔽阳光就是挡板遮阳；遮蔽窗户两边的阳光就是垂直遮阳，适用于北向外窗。

3.2 建筑热桥阻断

热传导性好的混凝土材料实质上是物理效应起的效果，房屋内的保暖装置做的好但是通风系统却不好，导致室内外温差过大，在冷热温度的压力下墙体受热不均匀就产生了热桥效应，室内就会渗出水、有水珠接在地板上就会很潮以至于发霉。为了防止热桥效应，可以采用隔热桥、中空的玻璃、保温板等把取暖的空间包住，与墙体的厚度一样。防止热桥效应的目的就是降低能源的损耗，是室内的温度达到冬暖夏凉的效果，这种方法就像被雪糕用厚的被子包裹起来隔热，防止热桥效应产生。

3.3 减少建筑能耗

建筑物给人们提供了居住地和工作的场所，无形之中也成为了不可再生能源的一种消耗，利用被动式超低能耗建筑的改良设计，将可再生的能源转化为可利用的资源的损耗。中国现在在建筑方面能源消耗最大的就是制冷系统和供暖系统，设计低耗能的技术时，把供暖系统和制冷系统作为研究设计的重点。针对供暖系统低能耗改良时，可以在外部的墙体中放入保温板，起到保温的作用，降低人们对取暖设备的依赖。针对制冷系统的低耗能改良时，依据太阳光的强度，安装遮挡阳光的设备，减少阳光的射入，降低室内温度，使人们减少对空调的使用，降低电能源的消耗。

3.4 利用可再生能源替代传统能源

对被动式超低能耗建筑的优化，提高了可再生能源的转化率。可再生能源的使用降低了不可再生能源的损耗，提升了人们的生活质量。我国西北地区可以通过建设风能转化设备，因为地势属于平原地区，风沙十分大，把可再生风能转换成电能提供电力，降低了电力能源的损耗；对于处于沿海地区的人们，可以利用水资源，通过水位差与水的流速，将动能转换成电能的系统，原理就是能量之间的转化，储存电力，错开用户用电的高峰期，降低火力发电厂的压力；利用太阳光的照耀，把太阳能转换成电能，可以用在家用的电视机、热水器、空调等设备，降低电量的使用，用户还可以储存电力，供电局停电时，就能正常使用电；降低不可再生能源的损耗提高可再生能源的使用，减轻地球的压力，提高人民的生活质量。

3.5 创建环境技术

人们最喜欢的通风方式就是打开窗户，降低室内温度，自然的通风方式，让人们处于一种舒适的状态之中，对于这一点被动式超低能耗建筑的设计也考虑到了。除此之外，由于一些原因无法从外面获得自然风时，被动式超低能耗建筑利用其有效的新风设备给人们提供凉爽，保证室内温度的适宜。

结论：

总结全文，本文首先对被动式超低能耗建筑的优化设计进行了讲解，接着对现代社会面临的问题以及现状分析，最后对其使用范围研讨，能够降低建筑能源消耗、加强建筑物的通风、提升建筑的采光性、提高可再生资源的利用率。希望我国的科学技术不断提高，被动式超低能耗建筑优化设计能够在更多的领域运用，降低不可在生能源的损耗，提高人们的生活质量。