被动式超低能耗建筑设计基础与应用

摘要：随着经济和社会的进步，人们在追求较高生活质量的同时，也注重环保、可持续发展等，因此，为了满足人们的需求，在建筑工程中应用了新型的被动式超低能耗建筑设计，这种设计在建筑行业被广泛应用。在建筑设计中，不但要保证建筑材料的质量，还要保证建筑材料能达到环保标准，甲醛等含量也要达到一定标准，不影响人们健康，以促进生态、经济可持续发展。被动式超低能耗在建筑设计中的应用，需要建立在建筑学和建筑气候学的基础上，才能更好的实现可持续发展。

关键词：超低能耗;建筑设计;节能减排

一、被动式超低能耗建筑设计的重要意义

近年来，我国的房地产建筑行业进入了飞速发展阶段，对城市建设起到推动作用的同时也造成了大量的能源消耗。国家积极推行可持续发展战略，环境保护问题在各个层面引起了越来越多的重视，人们生活质量与生活水平的提高与实现节能减排环境保护工作具有密切的关联。人们不仅对居住的基本功能提出了需求，也对居住的舒适度有了更高的要求。因此，现代的建筑质量也在不断提高。传统的建筑理念模式以及设计方式，已经无法满足现代人的生活需求。因此，通过采用被动式超低能耗建筑设计的形式，运用于建筑设计当中已经成为现代建筑行业重要的课题。

二、被动式超低能耗建筑设计基础

被动式超低能耗建筑设计需要掌握一定的基础才能够与现代化建筑有效结合到一起，因此，建筑设计师应当从以下几方面入手：

2.1气候环境基础

我国幅员辽阔，是一个气候环境、经济发展非常不均衡的国家，而建筑恰恰与气候、环境等有着直接的联系。因此，建筑设计师应当立足于实际情况，设计出适合我国特殊气候、环境特征的建筑。明确室外与室内气候环境之间的差别是被动式超低能耗建筑设计的基础内容，与主动式设计相比较，被动的方式很难对室内室外整体气候环境进行有效超越，需要通過掌握室外气候的波动情况和规律来进行预测和调节。被动式超低能耗建筑设计是以人体的热舒适度作为基础标准来对其他环节进行相对应的设计，因此，设计师应当掌握基础的温度变量，并绘制成图，进而将其作为指导内容在超低能耗的理念下对建筑加以设计。

2.2建筑基础

我国建筑形式呈现出多样化发展模式，由于在建筑的过程中会因为地域的差异而需要不同的建筑设计类型，且主动式建筑方式居多，导致被动式超低能耗建筑设计的价值并没有真正体现出来。空置率较高的住宅使得建筑的热工性能较差，传热损失较大，同时设备的符合率偏低，导致建筑的耗能过大，建筑设计师应当掌握建筑设计的技术，将建筑作为基础单位，采用被动式超低能耗建筑技术来促进建筑的地域性发展。

三、被动式超低能耗建筑设计的应用

设计师在了解了气候基础、建筑基础以及环境基础后，应当结合建筑地点的实际情况对建筑进行合理设计，可以参考以下内容：

3.1保温隔热系统设计

保温隔热系统在整个建筑中起着至关重要地作用，该系统的合理设计能够在很大程度上达到节能的目的。因此，在对维护结构设计的过程中，要求建筑设计师应当在最大限度上提高建筑的保温隔热性能及其气密性，进而将建筑的采暖和制冷需求降到最低，达到节约能源的目的。在实际情况中，建筑设计师可以从以下几方面来进行保温隔热系统的设计：①外墙保温系统。在保温材料的选择上，设计师应当致力于绿色环保材料的使用，同时要满足人们的实际需求。就目前的发展情况来看，应当采用新型保温材料作为基础材料，有效控制外墙保温的厚度，使其导热系数能够不大于0.032W/（m·K）。此外，由于该材料中添加了红外线吸收剂，能够较其他材料更好地吸收热辐射，在防辐射方面对人体非常有益，同时，设计师还可以在每层的设计中保持其宽度在300mm以上的防火隔离带，采取环绕的方式，有效降低火灾发生为人们带来的伤害。②地板保温。地板保温是保温系统的重要组成环节，采用双层保温板，使用保温砂浆来填充和密封保温板之间的缝隙，并在第一层楼板保温层下铺设了防水层，同时在其上面铺设一层约60mm厚的水泥地面。在这样的保温地板建筑设计形式下，保温效果相比于传统的保温建筑设计要效果要更好。

3.2门窗系统设计

门窗系统是保温、提高气密性效果的薄弱环节，在整个保温系统中起着辅助性作用，从能耗的角度考虑，门窗系统的能耗量通常是建筑耗能的1/3以上。在被动式超低能耗建筑设计的理念下，一方面，设计师要对门窗的传热系数进行深入了解，详细掌握不同建筑的不同传热系数，以便在后期根据实际情况进行适当调整。另一方面，设计师应该对玻璃的太阳能透射比进行考虑，可以在设计中选择PVC材料，并填充发泡芯材料。此外，还可以使用真空玻璃，用耐性强的暖边条作为玻璃的间隔条，用预压自膨胀密封袋来对窗框进行缝隙填充。

3.3无热桥设计

建筑的热桥包括多个方面，如几何热桥、集中热流所形成的热桥等。在对建筑进行设计的过程中，设计师们应当在相关设计规范的基础上，将阳台的主板与主体结构分开，依靠挑梁来支撑阳台板，并在中间填充与外墙厚度相符的保温材料，达到阻断热桥的目在阳台的门框部位，应当设计一定的保温材料对其进行覆盖。

3.4自然采光和通风的应用

在被动式超低能耗建筑设计中，自然的采光和通风是必不可少的环节。在采光、通风等环节中，必须要在节能的基本理念下进行，并配以“绿色建筑思想”充分利用自然资源，创造良好的采光和通风环境。自然的采光和通风需要从以下几方面来进行：确定目标——确定采光、通风的基本策略——确定外窗位置及材料——天窗位置选择——人工照明整合等。如：在建筑设计中有效使用导光板，导光板是由不吸光的材料制成，在高强度反射原理下，导光板可以将远处的光源进行反射，使其在建筑的顶部发生散射，以调节实际进入到建筑中的阳光量，在很大程度上节约了光伏能源消耗。在阳光较强的时候，导光板上的金属环可以适当遮挡光源，避免强光反射进建筑内部刺伤人眼;在阳光较弱的时候，导光板可以通过垂直方向上的收集功能来对阳光进行补充，使更多的阳光进入建筑，满足人们的需求。由于导光板的制作成本非常低，且实际产生的效果非常明显，因此，可以称得上是“物美价廉”，在建筑设计中被广大建筑设计师青睐。

四、结语

被动式超低能耗建筑设计和传统建筑设计原理不同，更注重与建筑所处环境的结合，通过对建筑所处环境的气候及自然条件加以利用，在满足居住舒适性的基础上，确保建筑的节能环保，更注重室内、外环境的交换与融合，不仅能为人们提供舒适的居住环境，而且能减少建筑能耗，是我国未来建筑发展的必然趋势。

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作者简介：姓名：周寒宇（1988.12.9—），性别：男;籍贯：江苏徐州;民族：汉;学历：硕士;职称：工程师;职务：土建专业设计;研究方向：变电站建筑设计;单位：国网经济技术研究院有限公司;邮编：221005。