关键词：被动节能 校园宿舍 保温层
1引言
我国改革开放以来，综合国力不断提升，但是环境污染也越来越严重。调查数据显示，2017年中国一次性能源消耗总量高达3132.2百万吨油当量，占世界一次性能源消耗总量的23.2%。然而中国的能源利用率仅有欧美的1/3，日本的1/5，达不到世界平均水平。[1]
目前我国社会建筑能耗占社会总能耗的30%，而这些建筑的95%为高能耗建筑。[2]被动式建筑节能技术是指以非机械电气设备干预手段实现建筑能耗降低的节能技术。学校建筑作为我国高能耗建筑的重要组成部分，因此我们从大学校园切入，将被动节能技术与校园建设相结合，为我国的节约资源、保护环境行动提供借鉴意义和参考价值。
2被动式节能技术
2.1被动式节能的发展
“被动式节能”的概念最要来自于德国被动式房屋研究。经过近30年的发展，被动节能技术能使房屋的能耗大大减小。中国因为接触被动节能技术较晚，发展相对落后，但近几年也越来越重视，出台了许多激励政策，如2018年河北省石家庄市发布了《关于加快推进被动式超低能耗建筑发展的实施意见》，被称为史上最强“被动房”支持政策。
2.2 被动式节能技术的应用
2.2.1被动式能源利用
被动式能源利用是指建筑物利用建筑本身作为蓄热体，通过合理的设计将太阳能、地热能等自然可再生能源储存。用于建筑物的采暖和降温。
集热墙又称特朗勃墙，是一种典型的被动式能源利用装置。集热墙通过太阳辐射，将太阳能储存在自身内。夜间室内温度降低，集热墙将储存的热量释放到室内，以提高室内温度，减少室内采暖能耗。
2.2.2围护结构的改造
一般情况下通过建筑的围护结构损失的能耗占建筑总能耗的大部。因此通过改造围护结构，增大维护结构的隔热保温效果，能有效的减少建筑能耗。
墙体作为围护结构的主要组成部分，一般通过增加保温材料，如聚苯板、岩棉板和木质纤维板等，使墙体的换热系数减小增强保温效果。还可以通过垂直绿化，在墙体上做垂直绿化不仅可以改善墙体的保温隔热性能，还能增加绿化，是在高档建筑中比较流行的围护结构改造方式。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.2.3气密性改进
气密性对建筑的影响主要体现在冬季由于建筑气密性较差造成冷风渗透增大建筑的热负荷。研究表明，空气渗透会引起建筑热负荷增加25%-50%。
建筑气密性一般有两种评价方法：换气次数法和空气渗透法。目前我国还没有规定具体的建筑气密性评价标准，只是制定了《建筑外窗气密性等级分级及检测方法》来评定门窗的气密性等级。
2.2.4无热桥结构设计
热桥以往又称冷桥，现统一定名为热桥。热桥是指处在外墙和屋面等围护结构中的钢筋混凝土或金属梁、柱、肋等部位。因这些部位传热能力强，热流较密集，内表面温度较低，故称为热桥。[3]在实际工程中，通常采取外墙保温、中控玻璃和隔热断桥门窗等方式将整个采暖空间包裹处理，较少热桥产生或者降低热桥造成的影响。
2.2.5新风热回收系统
为了保证室内环境的舒适，就必须保证建筑物内空气的良好品质。由于被动建筑的气密性良好，因此在无法自然通风的时间段内要保证室内空气的品质就要加入新风系统。然而新风温度和室内要求温度不同，直接引入新风会增大建筑物的冷热负荷，因此新风系统要加入热回收系统，组成新风热回收系统。
除了以上方式外，建筑的被动节能技术还包括遮阳技术、通过合理设计建筑的朝向、窗体比等最大化的利用自然通风、自然采光等技术。
3被动技术的模拟实验
大学校园的宿舍一般分为南北两面，即向阳宿舍和背阴宿舍。向阳宿舍因为有更好的采光，室内温度会比背阴宿舍的室内温度高。这种情况下，背阴宿舍的室内舒适度将远差于向阳宿舍。本次模拟将针对这一现象，通过改变外墙的保温层位置，使宿舍的舒适度更好，能耗更低。
我们通过Dest，绘制简单的宿舍模型。宿舍设在河北省唐山市，分为南北两面，中间是走廊，每个房间的大小都是3m×4m。建筑窗户选用LOW-E低辐射中空玻璃，内外门选用单层实体内外门，外墙选用24砖墙+聚苯板保温层。模型分为2种情况，分别是外墙外保温；外墙内保温。
模拟结果处理后，不同情况下室内自然室温如下图所示：
夏季需要相对的低温，这样减小了室内冷负荷，冬季需要相对的高温，这样减小了室内热负荷。我们发现外墙外保温虽然比外墙内保温使南北两面宿舍的温度更平衡，但是温度在冬季更低，夏季更高。因此对于宿舍，我们应将保温层至于外墙的内侧，这样将使室内环境更舒适，能耗更低。
参考文献：
[1]李兰青, 张静. 我国建筑能耗及建筑节能的发展研究[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2015.
[2]黄研. 简述未来建筑的发展理念以及趋势[J], 科技创新与应用2013(16):236-236．
[3]谢晓娜, 江亿. 计算建筑围护结构中热桥传热的等效平板法[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2008(06):3-7.
论文作者:韩莹 王大鹏 齐迪
论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷19期
论文发表时间:2020/3/5
标签：建筑论文; 被动式论文; 气密性论文; 宿舍论文; 外墙论文; 节能技术论文; 室内论文; 《建筑实践》2019年38卷19期论文;