被動式超低能耗建筑設計基礎與應用

康晶晶

摘要：建筑設計的生態(tài)化發(fā)展是現(xiàn)代化建筑發(fā)展的大方向。被動式超低能耗建筑設計技術作為環(huán)保的重要手段，已經在建筑工程中得到廣泛應用。本文將從被動式超低能耗建筑設計基礎與運用的現(xiàn)實意義出發(fā)，簡單探討被動式超低能耗建筑設計的基礎與應用。

關鍵詞：被動式;超低能耗;建筑基礎;實際應用

1研究被動式超低能耗建筑設計基礎與運用的現(xiàn)實意義

隨著城市化進程的不斷深入，人們居住環(huán)境的可持續(xù)性，得到越來越多的關注。具體來說，就是在建筑設計過程中，既考慮到建筑工程的建設使用質量，還要提高相應的節(jié)能減排效果、環(huán)境保護效果以及傳統(tǒng)地域文化的傳承。然而，工業(yè)化發(fā)展的大背景，使得現(xiàn)代化建筑體系無法在短時間內實現(xiàn)上述目標。換句話說，就是建筑工程雖滿足了人們的居住需求，但未兼顧污染、能耗以及地域文明破壞的影響。此情況下，建筑工程建設使用就難以促進現(xiàn)代化經濟建設的可持續(xù)性發(fā)展進程。故，相關建設人員應加大被動式超低能耗建筑設計的研究力度，即將太陽能、風能以及其他清潔性能源充分利用起來，以實現(xiàn)既滿足建筑室內環(huán)境的舒適度功能需求，又能夠控制對生態(tài)環(huán)境帶來的不可逆影響。

2被動式超低能耗建筑設計基礎

2.1氣候環(huán)境基礎

我國幅員遼闊，是一個氣候環(huán)境、經濟發(fā)展非常不均衡的國家，而建筑恰恰與氣候、環(huán)境等有著直接的聯(lián)系。因此，建筑設計師應當立足于實際情況，設計出適合我國特殊氣候、環(huán)境特征的建筑。明確室外與室內氣候環(huán)境之間的差別是被動式超低能耗建筑設計的基礎內容，與主動式設計相比較，被動的方式很難對室內室外整體氣候環(huán)境進行有效超越，需要通過掌握室外氣候的波動情況和規(guī)律來進行預測和調節(jié)。被動式超低能耗建筑設計是以人體的熱舒適度作為基礎標準來對其他環(huán)節(jié)進行相對應的設計，因此，設計師應當掌握基礎的溫度變量，并繪制成圖，進而將其作為指導內容在超低能耗的理念下對建筑加以設計。

2.2建筑基礎

我國建筑形式呈現(xiàn)出多樣化發(fā)展模式，由于在建筑的過程中會因為地域的差異而需要不同的建筑設計類型，且主動式建筑方式居多，導致被動式超低能耗建筑設計的價值并沒有真正體現(xiàn)出來?？罩寐瘦^高的住宅使得建筑的熱工性能較差，傳熱損失較大，同時設備的符合率偏低，導致建筑的耗能過大，建筑設計師應當掌握建筑設計的技術，將建筑作為基礎單位，采用被動式超低能耗建筑技術來促進建筑的地域性發(fā)展。

3被動式超低能耗建筑設計的應用

3.1保溫隔熱系統(tǒng)設計

保溫隔熱系統(tǒng)在整個建筑中起著至關重要地作用，該系統(tǒng)的合理設計能夠在很大程度上達到節(jié)能的目的。因此，在對維護結構設計的過程中，要求建筑設計師應當在最大限度上提高建筑的保溫隔熱性能及其氣密性，進而將建筑的采暖和制冷需求降到最低，達到節(jié)約能源的目的。在實際情況中，建筑設計師可以從以下幾方面來進行保溫隔熱系統(tǒng)的設計：（1）外墻保溫系統(tǒng)。在保溫材料的選擇上，設計師應當致力于綠色環(huán)保材料的使用，同時要滿足人們的實際需求。就目前的發(fā)展情況來看，應當采用新型保溫材料作為基礎材料，有效控制外墻保溫的厚度，使其導熱系數(shù)能夠不大于0.032W/（m·K）。此外，由于該材料中添加了紅外線吸收劑，能夠較其他材料更好地吸收熱輻射，在防輻射方面對人體非常有益，同時，設計師還可以在每層的設計中保持其寬度在300mm以上的防火隔離帶，采取環(huán)繞的方式，有效降低火災發(fā)生為人們帶來的傷害。（2）地板保溫。地板保溫是保溫系統(tǒng)的重要組成環(huán)節(jié)，采用雙層保溫板，使用保溫砂漿來填充和密封保溫板之間的縫隙，并在第一層樓板保溫層下鋪設了防水層，同時在其上面鋪設一層約60mm厚的水泥地面。在這樣的保溫地板建筑設計形式下，保溫效果相比于傳統(tǒng)的保溫建筑設計要效果要更好。

3.2門窗系統(tǒng)設計

門窗系統(tǒng)是保溫、提高氣密性效果的薄弱環(huán)節(jié)，在整個保溫系統(tǒng)中起著輔助性作用，從能耗的角度考慮，門窗系統(tǒng)的能耗量通常是建筑耗能的1/3以上。在被動式超低能耗建筑設計的理念下，一方面，設計師要對門窗的傳熱系數(shù)進行深入了解，詳細掌握不同建筑的不同傳熱系數(shù)，以便在后期根據(jù)實際情況進行適當調整。另一方面，設計師應該對玻璃的太陽能透射比進行考慮，可以在設計中選擇PVC材料，并填充發(fā)泡芯材料。此外，還可以使用真空玻璃，用耐性強的暖邊條作為玻璃的間隔條，用預壓自膨脹密封袋來對窗框進行縫隙填充。

3.3無熱橋設計

建筑的熱橋包括多個方面，如幾何熱橋、集中熱流所形成的熱橋等。在對建筑進行設計的過程中，設計師們應當在相關設計規(guī)范的基礎上，將陽臺的主板與主體結構分開，依靠挑梁來支撐陽臺板，并在中間填充與外墻厚度相符的保溫材料，達到阻斷熱橋的目在陽臺的門框部位，應當設計一定的保溫材料對其進行覆蓋。

3.4自然采光和通風的應用

在被動式超低能耗建筑設計中，自然的采光和通風是必不可少的環(huán)節(jié)。在采光、通風等環(huán)節(jié)中，必須要在節(jié)能的基本理念下進行，并配以“綠色建筑思想”充分利用自然資源，創(chuàng)造良好的采光和通風環(huán)境。自然的采光和通風需要從以下幾方面來進行：確定目標——確定采光、通風的基本策略——確定外窗位置及材料——天窗位置選擇——人工照明整合等。如：在建筑設計中有效使用導光板，導光板是由不吸光的材料制成，在高強度反射原理下，導光板可以將遠處的光源進行反射，使其在建筑的頂部發(fā)生散射，以調節(jié)實際進入到建筑中的陽光量，在很大程度上節(jié)約了光伏能源消耗。在陽光較強的時候，導光板上的金屬環(huán)可以適當遮擋光源，避免強光反射進建筑內部刺傷人眼;在陽光較弱的時候，導光板可以通過垂直方向上的收集功能來對陽光進行補充，使更多的陽光進入建筑，滿足人們的需求。由于導光板的制作成本非常低，且實際產生的效果非常明顯，因此，可以稱得上是“物美價廉”，在建筑設計中被廣大建筑設計師青睞。

4結束語

綜上所述，被動式超低能耗建筑設計基礎與運用，就是充分考慮建筑物建設使用所處環(huán)境、氣候以及建筑類型的差異影響，來提高被動式技術應用的效果。建筑用戶在此居住環(huán)境下，使幸福感需求得到充分滿足。事實證明，只有這樣，才能將被動式超低能耗建筑的建設使用效果充分發(fā)揮出來，進而提高建筑物建設使用的節(jié)能減排效果。為此，相關建設人員應將上述研究成果更多地作用于實踐，以服務于現(xiàn)代化經濟建設的全面發(fā)展進程。