摘要：对主要被动式超低能耗建筑设计的基础与应用进行详细研讨,对被动式超低能耗建筑设计进行分析,进而依据建筑设计中产生的问题提出相应的解决策略。
关键词：超低能耗；被动式建筑；
一、超低能耗被动式建筑
超低能耗被动式建筑是指适应气候特征和自然条件，通过保温隔热性能和气密性能更高的围护结构，采用新风热回收技术，并利用可再生能源，提供舒适室内环境的建筑。被动式超低能耗建筑设计多采用被动式设计策略。被动式设计策略主要是建筑设计所采用合适朝向、蓄热材料、遮阳装置、自然通风等策略的设计类型。这些策略尽可能地被动接受或直接利用可再生能源。被动式超低建筑为人们提供了舒适并且节省资源的方式，对人类社会健康发展具有深远的意义。
二、被动式超低能耗建筑设计原则
被动式超低能耗建筑的总原则为“被动优先，主动优化”，并在规划和设计全过程中运用低能耗目标为导向。超低能耗建筑设计应坚持一体化及性能化的设计原则，并以气候、环境为设计基础。在不同气候区，为了实现超低能耗的目标，设计者要在设计前就对当地的气象条件、自然资源、生活居住习惯等进行充分的了解，并根据不同地区的特点充分借鉴本地传统建筑被动式措施进行适应性设计。与此同时，设计者所利用的被动式建筑设计手段要以满足美学、功能、成本等要求为前提基础，进而做到降低建筑对主动式建筑环境和能源设备的依赖，最终实现建筑能耗降低，以及可靠性的提高的目标。
三、被动式超低能耗建筑设计策略
1、健康舒适的建筑室内环境标准
被动式超低能耗建筑通过供暖系统保证冬季室内温度不低于20℃，在过渡季，通过高性能的外墙和外窗遮阳系统保证室内温度在20-26℃之间波动，在夏季，当室外温度低于28℃、相对湿度低于70%时，通过自然通风保证室内舒适的室内环境，当室外温度高于28℃或相对湿度高于70%时以及其它室外环境不适宜自然通风的情况下，主动供冷系统将会启动，使室内温度≤26℃，相对湿度≤60%。当然，在一些气候区，被动式超低能耗建筑可以不使用主动供暖或供冷系统也可以保证室内有很好的舒适度，当不设供暖设施时，要求过冷小时数≤10%，当不设空调设施时，要求过热小时数≤10%。
2、热桥设计与计算
建筑应采用无热桥设计，即热桥系数小于等于0.01W/(m?K)。热桥系数须采用有限元软件进行热桥模拟计算确定。在围护结构中，常有保温性能远低于主题部分的嵌入构件，例如外墙中钢筋混凝土圈梁等处，这些部位的传热量比主体部分大得多，所以他们的内表面温度也比主体温度低。
3、新风系统设计
新风系统应采用全新风设计，通风机组须采用全热回收系统，设计送回风量比按1:1设计，人均新风量标准不低于国家相关规定要求。采用全新风系统设计，可以有效地避免室内污染物的串扰，防止卫生间、厨房的异味进入到卧室、客厅灯居住空间。考虑到控制室内的湿度，保证人员的舒适性，同时节省能源，通风机组应采用全热回收的方式。由于超低能耗被动式建筑的密闭性极佳，因此在新风通风时，通过外围护结构逸出的空气量比较小，可忽略不计，送回风量比应为1:1。
新风系统的设计要求如下:(1)系统形式为带热回收新风系统，送回风比为100%。(2)根据人均新风风量和厨房和卫生间的卫生排风量确定新风系统通风量，二者取大值。(3)新风显热交换效率不小于75%、焓交换效率不小于70%。(4)新风机组室外侧管道保温厚度不低于100mm，保温材料的传热系数不高于0.04W/m?K。(5)若新风系统进行室内采暖，新风系统需要安装再热装置，设计送风温度不低于28℃且不高于52℃。 (6)新风系统全年全时间段运行，并设定至少四档运行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
4、厨房油烟设计
厨房设有排油烟机的须设置独立的补风系统或排油烟机须自带油烟净化装置。(1)对于厨房使用率较低、油烟比较小的厨房，可以将油烟机组和新风机组合用风道，油烟的排烟通过新风机组排除。(2)带油烟净化装置的排油烟机适用于油烟比较小的西式厨房或轻度使用中餐厨房，油烟净化效率应不低于98%。(3)独立的补风系统适用于油烟比较大的日常烹饪、煎炸炒等中餐作业。补风应从室外直接引入，并应考虑密闭和保温措施。补风管道引入口处应设保温密闭型电动风阀;电动风阀应与排油烟机联动，在排油烟系统未开启时，应关闭严密，不得漏风。补风管道应保温。相对于常规的设计流程，本流程增加了初步设计审查阶段，主要目的是根据初步设计图纸，审查初步设计图纸中存在的问题。由于初步设计审查涉及到大量的校验验算过程，需要计算外围护结构的保温系数、围护结构节点的热桥系数，通风系统的合理通风风量等设计参数，初步设计审查主要审查内容包括但不仅限于:(1)校核建筑外围护结构的设计保温层厚度;(2)检查是否采用了避免热桥的围护结构系统设计;(3)检查是否将建筑服务空间囊括在内;(4)检查是否尽量缩短了各类水管与风管;
5、计算文件质量
为保证设计精细化设计，定型化分析，需要进行详细的能耗计算、节点计算等。计算文件包括但不限于能耗模拟计算书、外围护结构性能计算表、通风系统计算表、室内用电设备全年用电计算表等。例如:能耗模拟计算书包括模拟计算输入条件(包括建筑面积、体积，各类外围护结构性能参数、面积，建筑使用条件等)，气象参数条件、模拟计算工具简介等信息。模拟计算结果应详细的计算结果，计算结果应至少包括年供暖需求和年供冷需求及年供暖空调照明一次能需求的计算结果。新风系统最小新风量应根据最小人均新风量、各空间卫生排风量、房间最小新风换气次数三种方式计算的的新风量取最大值。新风系统计算表应标明室内人数、人均新风量指标、设计新风量等参数。选取的新风设备，应根据各档分别标明新风、排放量、热回收系数、风机功率等参数。应根据节点详图，计算节点的热桥系数，标注节点薄弱处的内表面温度以及节点热桥系数，并出具计算文件。
四、施工方案技术要点
施工方案中，需要重点注意保证建筑气密层的完整性，在建筑平面图、剖面图须明确标识出气密层的位置和走向;在设计说明撰写专项施工方案;对于重点气密薄弱位置，在构造节点图纸清晰标识出气密性材料的名称、做法和施工要求。气密层一般沿着建筑的外墙、屋面、地面的内表面位置布置，气密性材料须保证一定的完整性、柔韧性和耐久性，保证在后期不会出现自行开裂的情况。一般而言，气密层由现浇混凝土楼板、现浇混凝土剪力墙、外门窗、抹灰砂浆、气密性包裹布、气密性胶带组成。砌块墙体、木板及木制品板材、石膏板、天花吊顶、油漆等拼接材料和透气建材不能作为气密层的组成部分。重点气密薄弱位置包括但不仅限于:外门窗安装、围护结构洞口部位尤其应注意外门窗安装、围护结构洞口部位砌体与结构间缝隙、及屋面檐角、机电设备管道穿墙等关键部位的气密性处理。避免在施工过程中，现场在外墙和屋面开口，如有不可避免的开口，须协商妥善的施工方案，避免破坏气密层。设备系统应考虑热桥和气密性，施工过程中在管道穿外墙、屋面、地面的处理，应采用对保温和气密性措施破坏最小的施工手段。施工过程中应至少进行两次鼓风门测试，一次在门窗及设备安装后、内装安装前;一次在全部装修完毕后。
结语:被动式超低能耗建筑设计为实现人们居住环境的可持续发展及建筑的节能减排提供了重要的保障，同时，也是时代发展的必然需要。对其加大研究力度，并充分的利用，能够使得我国建筑行业逐渐发展到一个新的高度。
参考文献
[1]刘栋.寒冷地区超低能耗居住建筑节能目标研究[D]. 北方工业大学 2016.
[2]张舜;;被动式超低能耗建筑设计分析[J];建材与装饰;2017年47期.
[3]陶长君;;被动式超低能耗建筑设计基础与应用初探[J];门窗;2018年03期.
[4]周明磊;;浅析被动式超低能耗建筑设计基础及具体运用[J];江西建材;2017年07期.
论文作者:高庆辉,徐同镇,索振华,相文泽
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年11期
论文发表时间:2019/9/18
标签：被动式论文; 新风论文; 超低论文; 建筑论文; 系统论文; 建筑设计论文; 气密性论文; 《建筑学研究前沿》2019年11期论文;