被动式超低能耗建筑设计理论及工程应用

被动式超低能耗建筑设计理论及工程应用

发表时间：2019-06-20T09:06:18.207Z 来源：《基层建设》2019年第8期作者：薛广儒

[导读] 摘要：随着科技技术的进步，以及人们生活水平的提高，对环保的意识越来越强，促使被动式超低能耗建筑设计技术也越来越成熟，环保节能被动房是世界知名的节能建筑，拥有高舒适性、低能耗、成本底等特点。

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摘要：随着科技技术的进步，以及人们生活水平的提高，对环保的意识越来越强，促使被动式超低能耗建筑设计技术也越来越成熟，环保节能被动房是世界知名的节能建筑，拥有高舒适性、低能耗、成本底等特点。利用建筑本身的设计和周边物理环境，设计出符合舒适的室内条件建筑，节能、降耗、绿色、健康，已成为全世界对于未来建筑的共同追求，建筑能耗降低，将对全社会节能减排起到决定性的作用。“建筑”作为一个古老的行业,在世界性的可持续发展的大潮中也日益显示出勃勃生机。本文首先对被动式超低能耗建筑工程在设计工作中的难点进行了分析，然后介绍了被动式超低能耗建筑设计基础与应用，最后希望通过本文的研究，对本课题的研究有一定的帮助作用。

关键词：被动式；超低能耗建筑；设计理论；工程应用

随着经济和社会的发展，对建筑舒适性的需求不断增加，反映在减少建筑能耗上。随着世界能源日益紧张，各国越来越意识到减少节能和环境保护上，且现在低能耗住宅的设计技术尚未成熟，对建造底耗能建筑物具有不利影响。本文集中讨论如何在能源消耗非常低的被动房屋中使用太阳能作为日常生活中的能量供应，它还将通过具体应用体现未来发展。这被誉为减少能源消耗和减少能量损失的方针。

1 被动式超低能耗建筑工程在设计工作中的难点

目前，中国正致力于低能耗建筑物的开发，减少普通建筑物占用的空间，还可以用智能技术分配能源，这不仅提高了能源供应的效率，而且避免了能源浪费，但是低耗能的手动房屋建筑仍然存在许多缺点。

1.1环境要素

中国地域辽阔，拥有多种气候，但季风气候显著，南北地域仍存在很大差异，区域经济的发展尚未平衡。在设计建筑物时，保持通风非常重要，为了确保建筑物的舒适性，需要进行人工通风测试以确保室内和室外的正常空气流通，我国居民最主要的通风方法是打开窗户进行通风。夏季气温比较高，这种方法比较常见，但在冬季，中国北方的气温较低，很少会打开通风口，糟糕的天气会对人们的生活产生重大影响。

1.2 气候要素

如前所述，中国的南北和东西气候差别很大，气候将影响他人生活，根据需要影响栖息地的选择，因此，我们无法根据单一标准设计低耗能建筑物，比如，中国北方冬季的气温较低，供暖需求较高，在夏季的时候温度就较温和；在冬季，不仅需要考虑保暖和取暖，还需要考虑夏季通风。所以，在设计低能耗被动房屋时，该项目的设计必须根据当地环境进行设计，以发挥重要作用。

2 被动式超低能耗建筑设计基础与应用

2.1建筑环境气候分析

建筑物与周边地区的气候密切相关。因此，在建造建筑物时，需要充分考虑气候环境对建筑物的影响，这也是低耗能建筑物设计的一个重要方面。除了自然环境之外，还考虑了诸多因素，如人类感知和房间的微观存在等。建筑设计旨在阐明环境气候学的知识，并使用直观的方法和实用的工具来表现出气候的影响。图像分析法和表格分析法是使用最广泛的分析表现气候的方法，其中一个共同目的是分析和考虑气候特征对人体热舒适性的影响。从另一角度来看，通过合理的计算得出气候变化因国家和地区而异，有效地总结了中国环境的环境特征，在研究中国的环境气候时，我们需要关注中国户外气候和人体舒适度以及户外环境变化对人类的影响。

2.2保温隔热系统设计

隔热系统在整个建筑中发挥着重要作用，合理的系统设计可以节省大量能源。因此，建筑师应该最大限度地提高建筑物的隔热性，以便在规划服务结构时最大限度地减少建筑物供暖和制冷需求实现节能的目的。在现实世界中，建筑师可以根据以下因素设计绝缘系统： 2.2.1外墙保温系统

在选择绝缘材料时，设计师可以使用环保材料来满足节能需求。鉴于目前的发展，新的绝缘材料可以用作基板以有效地控制外壁的绝缘厚度。另外，从辐射防护的观点来看，添加红外吸收剂对人体更有利，因为它比其他物质具有更好的吸热性；同时，在设计每个楼层时，使用显影剂可以展现出300mm或更宽的宽度；防火带采用环保方法，有效减少火灾产生，还减少材料使用。

2.2.2地板保温

地板保温是保温系统的重要组成部分，可以使用双层隔热板，作为绝缘层用于填充和密封隔热板与防水层之间的空间，水被隔离在底层的隔热层下面。这些层由约60毫米的混凝土地板组成，这些建筑设计中的隔热效果优于传统设计。

2.3建筑室外气候的精细表征方法分析

能耗极低的被动式建筑基于气候分析技术，起点是人们的安全，因此，需要在户外观察气候变化并准确反映。室外气候的特征以数字形式显示，可以有效地设计低能耗建筑物以优化普通建筑设计。此外，中国低能耗建筑设计技术尚未完善，与其他发达国家相比，中国在气候变量、理论分析、建筑节能理念的研究尚未完全发展，中国在对户外气候方面的研究尚未十分成熟，不能中断对室外环境的观察，并且需要不断更新数据收集库。超低能量被动建筑消除空气、消除对农业和节能约束的影响，促进建筑物内高效能源系统的发展。随着社会经济的快速发展和科学技术的不断提升，人们开始认识到环境保护的必要性，在卓越的现实中，消耗量非常低的建筑物的设计不断改进。

2.4门窗系统设计

门窗系统是热敏感的薄弱之地，它在整个绝缘系统中起着支撑作用。在能源消耗方面，门窗系统的能耗通常占建筑物能耗的三分之一以上，根据能耗极低的建筑物的设计理念，规划人员需要充分了解门窗的传热系数，并了解一些门窗的其他各种系数，以确保做出最好的设计。同时，设计师需要考虑将太阳光传输到玻璃上，然后变成可用能源进行使用。此外，门窗坚固的边缘带可以使用真空玻璃作为玻璃垫圈，而且窗框是预先卷曲的并且填充有具有其自己的扩展空间的密封外壳。

2.5无热桥设计

建筑物的热量还包含许多方面，由热量集中的热流形成的热交换桥作为几何热桥，在规划建筑平面图时，可以根据外墙的厚度，安装