被动式超低能耗技术在住宅建筑中的应用

被动式超低能耗技术在住宅建筑中的应
用
河北省邯郸市
邮编056000
摘要：研究发现，居民使用空调时的行为习惯对公寓的供暖和空调能耗有重
大影响。

住宅储能设计标准对于我国南北居民来说有很大的不同，还有采暖和空
调的使用，与居民夏季炎热的冬季寒冷地区通常没有集中供暖的空调类型，所以，居民一般习惯于使用空调。

小区的高气密性与供暖空调连续运行期间关闭窗户的
使用方法以及炎热夏季和寒冷冬季地区居民的生活习惯之间的差异会对小区的节
能性能产生影响。

被动式超低能耗建筑对于打造绿色低碳社会、提高市民住房质
量具有重要意义。

由于中国南北气候差异明显，绿色建筑技术体系的“国产化”
对于使用不同类型气候带时被动超低能耗非常重要。

关键词：被动式超低能耗住宅；夏热冬冷地区；应用要点
中图分类号；TU723
文献标识码：A
引言
为了应对气候变化，实现可持续发展，被动式超低能耗绿色建筑的开发和建
设在中国受到广泛关注，在此背景下，对家居技术体系"国产化"的研究对于不同
气候区和不同采暖空调使用方式的被动超低能耗尤为重要。

本研究通过对湖北省
居民家庭能耗状况的问卷调查，对居民的空调习惯进行了统计分析，在此基础上，通过对居民能耗的模拟分析，探讨了不同空调手术方法下房屋的节能效果以及房
屋冷冻结构对被动式超低能耗的热效率要求。

1被动式超低能耗住宅的技术特点
1.1公平的规划和设计
建筑选址应符合自然规律，尽量利用自然环境创造适宜的条件，规划建筑群和布局时应充分使用自然通风和阳光。

合理选择建筑的朝向，夏季避开南方的烈日，冬季尽量多采纳阳光，让建筑获得温暖冬季和寒冷夏季的宜人氛围。

1.2控制建筑物的体型尺寸
建筑物的形状与内部空间的热能消耗密切相关，对于同一块建筑物，体形系数越大，单位建筑空间的热损失越大。

1.3加强建筑保温效率
外墙和屋顶（如被动式超低能耗建筑）的外部涂层结构需要小于0.15W/
（m2·K）的传热系数。

建筑立面造型应简约，减少装饰元素，并接受断热桥梁结构的设计。

门窗面积约占建筑物外部安防面积的30%，其能耗约占建筑物总能耗的2/3，在阳光、采光、通风和观景条件下，外门窗面积应减少。

1.4提高建筑物的气密性
良好的建筑气密性可以减少建筑物的热损失，室内外压力差为50pa，被动式超低能耗建筑物，不超过建筑物每小时空气渗透总尺寸的60%。

门窗开口、填充墙体接合处和结构构件密封专用密封胶带，密封管道密封穿过墙体，并在单元门的门和户门使用了被动房专用的保温门。

2.5高效的新风热回收装置
在普通建筑物中，空气渗透是实现建筑物冬季通风的常用方法，但它会带来大量的热量损失，并产生不适感，将冷空气吹入房屋。

非活性超低能耗可以达到建筑物中新空气热回收能力的70%以上，并且在处理新风过程中可以过滤外部空气的灰尘，并且可以控制空气湿度，使空气质量超过自然通风。

2被动式超低能耗技术在住宅建筑中的应用
2.1建筑外窗的传热系数与玻璃遮阳系数
在不同的平均窗墙比WRR条件下，传热系数K和玻璃遮阳系数CG外窗的变
化会影响建筑供暖和空调的需要。

“-”是指建筑物的供暖或空调要求超过该条
件下准则的限值。

在任何遮阳情况下，当平均窗壁大于WRR时，外窗的传热系数
小于k值，较小的玻璃遮阳系数值得CG。

根据仿真技术结果，在一系列不同的平
均窗墙比下得到传热系数K和玻璃遮阳系数CG。

2.2无热桥设计
在建筑施工中，必须减少热桥的影响，绝缘钉应与金属和工程塑料连接；应
增加雨水管道等设备支架；阳台、空调板和顶篷应采用横梁和断板，以减少外墙
保温层的接触面积;基墙保温层应延伸至冰冻线以下；非采暖时应伴有屋面基层
保温层和屋面下地暖保温层，保温材料应向下延伸，以减少热桥的影响；通风通道、管道等通过外墙的周围环境应用厚度小于50mm的保温材料堵住，在外窗高
度处应考虑厚度对该区域保温层的影响。

2.3被动门窗
被动式窗户常采用空断桥铝合金窗户，不超过1.0W/（m2·K），为了减少桥
梁的热冲击，需要采用外部安装，外墙保温材料可以覆盖窗框部分，有利于提高
外窗的隔热性能。

在实际施工中，一些居民担心室外窗户的安全性，制造商必须
使用钢埋件和更合理的结构结来改善被动窗户的施工和安装方法。

应考虑单元入
口的被动门通道要求，应满足无障碍门启动力度的要求，门内外入口的高度和地
板的高度差应小于15mm，并按坡度变化。

我国住宅门一般向楼梯敞开，门内外温
差小，不符合外墙或外窗的隔热性能要求，公寓的被动门传热系数小于1.3W/
（m2·K）。

适当降低门隔热性能被动强度要求。

2.4严寒地区建筑被动式超低能耗设计
采光与通风设计，被动式超低能耗建筑节能技术旨在通过建筑良好保温隔热
性能的外围护结构，建筑整体良好的气密性及高效的热（冷）回收新风系统等，
实现建筑利用太阳辐射得热及室内人体、设备散热等创造建筑室内适宜的热环境。

在这一过程中不难看出良好的采光环境将直接影响到建筑的太阳辐射量。

严寒地区建筑能耗普遍高于全国水平，在进行建筑设计的时候应合理选址及规划建筑朝向、建筑开窗等以使建筑获得更多的太阳辐射热，降低建筑能耗水平。

影响太阳辐射热的主要因素是当地经纬地理位置，根据当地地理位置规划建筑朝向，使得建筑物南向能在冬季获得更多的太阳辐射。

同时在夏季应做好建筑南向窗户的遮阳措施，避免建筑夏季太阳辐射热过多，影响室内热舒适度。

建筑的通风风向合理与否同样是影响建筑节能因素之一。

夏季穿堂风的充分利用及寒冷季节主立面避开主导风向是建筑合理通风的标志。

寒冷地区影响建筑通风的主要影响因素是当地气候条件，应充分了解当地冬季主导风向，建筑平面规划设计时，尽量以最小立面直面冬季主导风向，减少冷风渗透及开关门动作产生的热量损耗。

2.5绿色生态住宅通风设计
住宅建筑的被动节能设计，其关键在于利用相关技术手段，调整所在地区建筑内部环境的微气候，使住宅更好地适应周边环境和气候，利用阳光、风力、地形等因素，达到对建筑内部环境的调控效果。

由于被动节能不需安装任何附属设备，因此其结构设计相对简单，不依赖于先进的技术，并且可以极大地降低结构所需负荷，从而减少建筑能耗[2]。

采用不同的被动式节能设计手段，可以使室内达到良好的热、湿环境，从而减少住宅用户对主动供暖和制冷设备的需求。

将此类建筑与目前市场常规的砖混建筑相比，前者可以节约90%的建筑能耗，是今后建筑发展的重要趋势。

为实现对此项技术的全面推广应用，提高此类建筑的可靠性。

为进一步实现场地通风的优化，还应设计建筑内的场地自然通风[4]。

在此过程中，应明确建筑场地设计要考虑到冬季和夏季的自然风向，建筑的平面设计可采用弯曲、扭曲等设计方法，以此增加夏天的主要通风方向外立面，避免与冬季的主风形成90度的角度，不利的风向对建筑内部环境造成影响。

结束语
综上所述，被动式超低能耗住宅技术更加强调一种设计理念，即提供舒适的室内生活环境，并且比堆叠的能耗更低。

在实践中，应结合当地的气候特征和生活方式，设计出更适合人们使用的被动超低能耗房屋。

参考文献：
[1]宋英杰.被动式超低能耗技术在住宅建筑中的应用[J].住宅与房地
产,2020(27):135-136.
[2]刘昌.铁路公共建筑应用被动式建筑技术的研究与探讨[J].高速铁路技术,2020(S2):14-17.
[3]王文超.基于遗传算法的夏热冬冷地区被动式超低能耗居住建筑适宜技术研究[D].华中科技大学,2020.
[4]马伊硕,曹恒瑞,石特凡·席尔默,考夫曼·伯特霍尔德,白一页,梁征.宿舍与食堂建筑的被动式低能耗技术方案[J].建设科技,2020(08):66-74.。