設(shè)計的基礎(chǔ)及其應(yīng)用淺談被動式超低能耗建筑

吳欣宇 張娜芳

【摘 要】隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，人們已經(jīng)逐漸習(xí)慣了主動改變居住環(huán)境以提高居住質(zhì)量，但是溫室效應(yīng)、全球變暖等環(huán)境問題越來越嚴(yán)峻。被動式超低能耗建筑設(shè)計技術(shù)被研究出來，其主要是通過結(jié)合周圍環(huán)境實際情況，進(jìn)行建筑設(shè)計，達(dá)到改善居住質(zhì)量的目的。在這個技術(shù)應(yīng)用過程中，避免了人為因素對周邊環(huán)境的干擾，并且符合時代的要求。文章就此探討了被動式超低能耗建筑設(shè)計的基礎(chǔ)及其應(yīng)用，具體內(nèi)容供大家參考和借鑒。

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

一、前言

近年來，隨著我國綜合國力的提高，人們的生活水平也得到了極大的提升，人們對于居住環(huán)境的要求也越來越高。雖然目前的建筑技術(shù)日益成熟，建筑設(shè)計人員可以結(jié)合人們的實際需要進(jìn)行建筑設(shè)計，但是傳統(tǒng)的建筑設(shè)計大多都是通過人為主動改變居住環(huán)境來滿足設(shè)計要求，這也會對環(huán)境造成影響，因此符合節(jié)能環(huán)保要求的被動式低能耗建筑設(shè)計得到了廣泛地應(yīng)用，在實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的同時改善了人們的居住質(zhì)量。

二、被動式超低能耗建筑設(shè)計的意義

在市場經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的當(dāng)今時代背景下，人們的生活水平、生活質(zhì)量也得到了很大的提高，因此人們也提高了對工作環(huán)境、生活環(huán)境的要求。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與科技的進(jìn)步，我國建筑行業(yè)走向了蓬勃發(fā)展的新階段，但是，眾所周知，建筑行業(yè)是我國的能源消耗大戶，因此，建筑行業(yè)迅速發(fā)展的同時，其對各種資源與能源的消耗和對環(huán)境產(chǎn)生的影響也越來越大。自可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實施以來，我國加強(qiáng)了對環(huán)境保護(hù)問題的關(guān)注與重視，與此同時，通過對一系列的研究報道、調(diào)查實踐資料進(jìn)行分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，可持續(xù)發(fā)展、節(jié)能減排、環(huán)境的保護(hù)等，與我國居民生活質(zhì)量的提高有著十分密切的聯(lián)系。而隨著生活水平、生活質(zhì)量的提高，現(xiàn)代人對環(huán)境質(zhì)量的要求也在不斷提高，這樣的背景下，傳統(tǒng)的建筑模式、建筑理念以及建筑設(shè)計已經(jīng)無法滿足當(dāng)今時代人們逐漸提高的要求。若是單純遵循傳統(tǒng)建筑理念的要求來進(jìn)行建筑設(shè)計，而不是在建筑設(shè)計中有機(jī)融入人們的理念、國家的要求，不僅無法對環(huán)境保護(hù)工作起到實質(zhì)性的積極影響，還不符合我國現(xiàn)階段的整體發(fā)展要求，因此，設(shè)計人員必須對建筑設(shè)計進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新?；谶@樣的原因，被動式超低能耗建筑設(shè)計自提出以來，便受到了高度關(guān)注與重視，其主要是有效結(jié)合建筑的缺陷、環(huán)境要素兩個方面的內(nèi)容來進(jìn)行建筑設(shè)計，符合綠色建筑理念、節(jié)能環(huán)保的要求，因此，得到了人們的接受與認(rèn)可。

三、被動式超低能耗建筑設(shè)計基礎(chǔ)與運用局限

（一）環(huán)境因素

在環(huán)境方面，我國作為發(fā)展中國家，在地域、氣候以及經(jīng)濟(jì)方面均存在不均衡問題，即不同區(qū)域的氣候條件、經(jīng)濟(jì)情況差異較大。建筑的整體設(shè)計，不僅要增加建筑的通透性，還要運用機(jī)械通風(fēng)設(shè)備，來提高室內(nèi)環(huán)境的舒適性。開窗，作為我國居民對居住環(huán)境進(jìn)行通風(fēng)的主要方式，其對于氣候寒冷的北方冬季，就難以實現(xiàn)通風(fēng)，并且有舒適度差且通風(fēng)不良的問題。

（二）氣候因素

我國的地域分布出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象，由于各地區(qū)的氣候存在著較大的差異，在建筑物設(shè)計時，應(yīng)該充分考慮到當(dāng)?shù)氐臍夂蛞蛩?，以便結(jié)合不同的氣候因素，來進(jìn)行建筑物的建造。同時，應(yīng)該充分利用建筑物施工技術(shù)，來對不同區(qū)域的氣候因素進(jìn)行調(diào)節(jié)。如果在不同的地域采用統(tǒng)一的被動式超低能耗建筑，不僅不能展現(xiàn)出被動式超低能耗建筑的優(yōu)勢，同時還影響著建筑設(shè)計的水平。

（三）建筑因素

由于地域的不同，導(dǎo)致建筑物的建筑類型存在著較大的差異。多層建筑是我國主要的建筑類型，呈現(xiàn)出建筑密度高、面積大和公共空間廣的特點，導(dǎo)致建筑物在實際的建筑過程中，存在著較大的差異。空置率過高造成用戶之間的傳熱損失加劇，影響著建筑的能耗，在建筑中運用被動式超低能耗，符合當(dāng)前建筑物的建筑要求，能夠充分展現(xiàn)出建筑物的建筑特點。

四、優(yōu)化被動式超低能耗建筑設(shè)計基礎(chǔ)與運用控制策略

（一）環(huán)境控制

作為被動式超低能耗建筑設(shè)計的核心，建造一個更加適宜人們居住的環(huán)境，其結(jié)構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)保暖性是最先進(jìn)行設(shè)計控制的主要內(nèi)容。具體來說，就是使建筑物不受外界氣溫環(huán)境的影響，即通過應(yīng)用被動技術(shù)措施，來使室內(nèi)溫度始終處在適宜的環(huán)境下。在以往，除了通過開窗方式調(diào)整室內(nèi)的環(huán)境溫度，還可通過供暖或是空調(diào)設(shè)置，來滿足無法通過自然通風(fēng)解決的需求。這種利用熱能與電能消耗的方式，增加了建筑物建設(shè)使用的能源消耗，而被動式技術(shù)控制措施，能夠通過高效的新風(fēng)系統(tǒng)，作用于外界環(huán)境無法提供通風(fēng)的情況，即以最低的能耗滿足人們對室內(nèi)居住環(huán)境的舒適度需求。

（二）氣候控制

針對我國不同區(qū)域氣候環(huán)境的差異，被動式超低能耗建筑設(shè)計，就是按照規(guī)范指標(biāo)進(jìn)行年供暖量與年供冷量的控制。即年供暖、照明以及空調(diào)的一次總能耗為：≤45kWh/（m2·a）/5.6kgCe/（m2·a），而氣密性需要按照n50≤0.6的規(guī)范要求進(jìn)行控制。此外，由于被動式超低能耗建筑物具有高節(jié)能性功能，其能夠有效改善人民群眾的居住環(huán)境。具體來說，就是采用有效的控制技術(shù)，通過作用于不同氣候環(huán)境來降低建筑物建設(shè)使用對能源的消耗量。值得注意的是，被動式技術(shù)的運用，還能在保證嚴(yán)寒地區(qū)建筑室內(nèi)環(huán)境舒適度的情況下，降低供暖的能耗。而炎熱地區(qū)，被動式超低能耗建筑設(shè)計的運用，也可在不適用制冷空調(diào)的基礎(chǔ)上提高居住的舒適性。

（三）被動式設(shè)計技術(shù)

被動式設(shè)計技術(shù)在超低能耗建筑設(shè)計中的應(yīng)用，需要對建筑空間布局進(jìn)行內(nèi)部細(xì)化處理，運用合理的方法，對建筑空間內(nèi)部進(jìn)行有效的調(diào)整，以便室內(nèi)氣候能夠滿足人們身體舒適度的要求。在對氣候進(jìn)行調(diào)節(jié)的過程中，需要借助太陽能輻射進(jìn)行采暖，被動式技術(shù)在低能耗建筑設(shè)計中進(jìn)行運用時，最常用的方法就是夏季蓄熱和夜間降溫的形式來實現(xiàn)，對常規(guī)能源的節(jié)約具有重要作用，是實現(xiàn)常規(guī)能源節(jié)約的有效途徑。應(yīng)該充分認(rèn)識到該技術(shù)在超低能耗建筑設(shè)計中應(yīng)用的重要性，加強(qiáng)對該技術(shù)的推廣和使用，開展深入的研究工作。

（四）被動式超低能耗建筑設(shè)計應(yīng)用

在我國當(dāng)前的城鎮(zhèn)化建筑中，存在著環(huán)境日益惡化和建筑能耗增多的情況。為了解決這一矛盾，需要在建筑設(shè)計中運用被動式建筑設(shè)計，能夠充分展現(xiàn)出當(dāng)?shù)氐牡赜蛱卣鳎c節(jié)能減排，加強(qiáng)對當(dāng)?shù)氐哪茉幢Ｗo(hù)具有重要的作用，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。需要借助超低能耗建筑設(shè)計的要求，開展建筑設(shè)計工作，確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性和節(jié)能環(huán)保性，充分展現(xiàn)出被動式超低能耗在建筑設(shè)計中的優(yōu)勢，展現(xiàn)出當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)貌。

五、結(jié)束語

綜上所述，隨著人們對于環(huán)境問題的日益重視，傳統(tǒng)建筑設(shè)計中對于環(huán)境的破壞及建材浪費的問題愈發(fā)凸顯，因此基于環(huán)保理念的被動式超低能耗建筑設(shè)計技術(shù)得到了長足的發(fā)展。被動式超低能耗建筑設(shè)計技術(shù)摒棄了人工控制居住環(huán)境的思路，利用外部環(huán)境的自然能源實現(xiàn)了對居住環(huán)境的調(diào)節(jié)，同時利用可再生建筑材料讓建筑工程施工更加符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求。

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