被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與應(yīng)用

【摘要】在科學(xué)技術(shù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展下，促使建設(shè)行業(yè)得到顯著進(jìn)步，然而，建筑行業(yè)的發(fā)展中，由環(huán)境影響造成的不利影響相對較多，除了需要確保建筑物質(zhì)量、效率得到提升，還應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的目的。本文首先對被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，其次闡述其設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，最后分析其具體應(yīng)用，意在更好滿足綠色環(huán)境設(shè)計(jì)理念。

【關(guān)鍵詞】被動(dòng)式超低能耗；建筑設(shè)計(jì)；基礎(chǔ)；應(yīng)用

1、分析被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)

現(xiàn)階段，伴隨國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活質(zhì)量、水平呈現(xiàn)逐年上升的趨勢，雖然建筑行業(yè)同樣取得顯著進(jìn)步，但是，在環(huán)境方面造成的不利影響相對較大，長期以往，此現(xiàn)象則會(huì)對我國城市環(huán)境造成較大威脅。而在我國逐漸加大環(huán)境保護(hù)力度的背景下，根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，居民平均生活水平呈現(xiàn)持續(xù)上升的趨勢，主要和環(huán)境保護(hù)以及節(jié)能減排等存在直接聯(lián)系。而在環(huán)境質(zhì)量方面，因?yàn)槿藗冃枨蟛粩嗵岣?，促使原有建筑理念、設(shè)計(jì)方法無法達(dá)到人們標(biāo)準(zhǔn)，若是仍然一味的按照原有建筑理念進(jìn)行設(shè)計(jì)，則會(huì)導(dǎo)致國家和人們理念無法進(jìn)行更好融合，同時(shí)還會(huì)阻礙環(huán)境保護(hù)工作的順利進(jìn)行，最終導(dǎo)致國家發(fā)展受到嚴(yán)重制約。在此基礎(chǔ)上，被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)逐漸受到人們的廣泛關(guān)注，其主要是利用環(huán)境要素、建筑缺陷融合的方式，確保實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保、綠色建筑的目的，通過具體實(shí)施發(fā)現(xiàn)，此項(xiàng)措施已經(jīng)取得人們認(rèn)可、接受。被動(dòng)式節(jié)能建設(shè)的提出，在實(shí)施過程，其要求相對較高，如建筑材料或建筑結(jié)構(gòu)等，使其實(shí)施過程需要對多方面因素進(jìn)行分析。除此之外，因?yàn)槠渲饕锰烊蛔鳛樵瓌?dòng)力，從而營造良好居住環(huán)境，但是，由于該理念仍然會(huì)受到建設(shè)結(jié)構(gòu)造成的不利影響，所以，對建筑計(jì)劃進(jìn)行進(jìn)一步加強(qiáng)、完善，屬于當(dāng)前重要工作內(nèi)容。

2、被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

2.1環(huán)境氣候的全面分析

由于建筑、氣候相互密不可分，因此，對建筑進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，需要對氣候條件進(jìn)行全面分析，并了解室外氣候以及人正常體溫等信息，以保證建筑能耗得到有效降低。與主動(dòng)式技術(shù)對比發(fā)現(xiàn)，室內(nèi)氣候、室外氣候均以自由狀態(tài)運(yùn)行，此項(xiàng)特點(diǎn)剛好滿足被動(dòng)式設(shè)計(jì)基本特征，因此，在進(jìn)行暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)時(shí)，可以將此作為設(shè)計(jì)前提條件進(jìn)行。

2.2室外氣候

對于被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)而言，其基礎(chǔ)條件為：以人體熱、建筑的熱環(huán)境角度，詳細(xì)研究室外氣候相關(guān)特征，并對其進(jìn)行數(shù)學(xué)描述。和發(fā)達(dá)國家比較，我國建筑節(jié)能氣象參數(shù)仍然存在較多問題，仍然停留于穩(wěn)態(tài)計(jì)算狀態(tài)，而在相關(guān)學(xué)者不斷分析和研究后，提出關(guān)于氣象年的計(jì)算方法，此種方法的應(yīng)用，主要是在被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行，以保證該項(xiàng)設(shè)計(jì)得到有效運(yùn)用。

2.3室內(nèi)氣候

通常情況下，室內(nèi)氣候具體包括：空氣溫度和濕度，以及風(fēng)速等，其屬于小氣候環(huán)境，并與人體熱舒適情況存在直接聯(lián)系。與此同時(shí)，室內(nèi)氣候、人體表面溫度作為衡量環(huán)境舒適度的重要標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)兩者相貼近時(shí)，表明建筑具有良好的節(jié)能效果，對此，在被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)過程中，室內(nèi)氣候?qū)儆诨A(chǔ)條件之一。因?yàn)槲覈鴼夂蛳鄬Ρ容^多樣化，所以，在地域、季節(jié)變化基礎(chǔ)上，構(gòu)建相應(yīng)人體適應(yīng)模型、舒適溫度標(biāo)志值，有助于更好滿足建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。例如：我國東部區(qū)域，在海洋氣候影響下，由北至南可以將其具體分為嚴(yán)寒-寒冷-夏熱冬冷-夏熱冬暖，其舒適溫度數(shù)值如下表1所示。

3、被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用

3.1自然采光與通風(fēng)

當(dāng)進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，自然采光、通風(fēng)的應(yīng)用至關(guān)重要，當(dāng)對其進(jìn)行具體設(shè)計(jì)時(shí)，需要滿足國家經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并在允許標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，對自然光進(jìn)行合理應(yīng)用，以保證營造良好光環(huán)境。由于我國多數(shù)地區(qū)屬于溫帶，具有充足的天然光，從而對天然光的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。而在電力需求不斷增加下，節(jié)約能源顯得極其重要，其設(shè)計(jì)步驟包括：明確性能目標(biāo)；對自然光的采光措施進(jìn)行合理制定；完善外窗和玻璃材料等策略；和人工照明進(jìn)行有效結(jié)合。例如：以某市建筑設(shè)計(jì)為例，其選擇導(dǎo)光板等手段，以保證建筑更具節(jié)能效果，其原因?yàn)椋簩?dǎo)光板主要由不吸光材料所制造而成，加之成本低和利用率高等優(yōu)勢，使其得到廣泛應(yīng)用。

3.2保溫隔熱

當(dāng)對建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，北方供暖屬于被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)重要實(shí)施項(xiàng)目，當(dāng)設(shè)計(jì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)盡可能提升建筑隔熱、保溫性能，促使建筑具有一定的氣密性，從而滿足建筑采暖、制冷需求。首先，外墻保溫可以選擇EPS（模塑聚苯板）材料，厚度控制200毫米到250毫米期間，使其達(dá)到最佳吸收、反射效果，同時(shí)增加隔離帶（300mm）。其次，地板保溫需要選擇雙層保溫材料進(jìn)行，并合理鋪設(shè)防水層，在其上方澆筑水泥地面（60mm）。

3.3建筑熱橋

建筑熱橋主要包括：幾何熱橋與集中熱流，由于建筑保溫層實(shí)際厚度存在差異，使其熱橋各不相同，在此項(xiàng)建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)以滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為前提條件，對陽臺板、主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體劃分后，以達(dá)到減少熱橋設(shè)計(jì)的目的。

3.4門窗

就外門窗設(shè)計(jì)來講，其具體是對結(jié)構(gòu)保溫和防水等進(jìn)行有效維護(hù)，能耗損失占據(jù)總建筑能耗30%左右。而被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用，一方面，需要加強(qiáng)玻璃的合理選擇，并對太陽透射比進(jìn)行合理分析，即采用PVC塑料。另一方面，選擇復(fù)合真空玻璃等，同時(shí)由鋁合金代替原有暖邊條，以保證門窗設(shè)計(jì)更加合理，從而更好滿足該建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)語：

在我國節(jié)能環(huán)保和持續(xù)發(fā)展的背景下，若要保證建筑根據(jù)節(jié)能效果，促使生活質(zhì)量得到全面提升，則應(yīng)將環(huán)境質(zhì)量作為研究重點(diǎn)，通過被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)的合理應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)天然動(dòng)力的最大化運(yùn)用，從而為人們居住環(huán)境提供有力保障。因此，對建筑進(jìn)行具體設(shè)計(jì)時(shí)，將此項(xiàng)設(shè)計(jì)理念進(jìn)行合理運(yùn)用，并對各方面影響因素進(jìn)行全面分析，強(qiáng)化建設(shè)技術(shù)綜合作用，以保證建筑達(dá)到最佳設(shè)計(jì)效果，為建筑后期施工奠定基礎(chǔ)的同時(shí)，更好實(shí)現(xiàn)我國節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊柳，楊晶晶，宋冰，等.被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與應(yīng)用[J].科學(xué)通報(bào)，2015（18）：1698-1710.

[2]于震，潘玉亮，趙寶，等.山東城建學(xué)院被動(dòng)式超低能耗實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心設(shè)計(jì)[J].建筑節(jié)能，2016，44（10）：46-50.

作者簡介：

李建平（身份證：331082198302178890）。