摘要：随着人们生活水平的提高和社会生产能力的不断提升，自然环境与人类的生产活动之间的矛盾越来越大，由于各种环境问题的突出，人们开始加强了对于资源合理利用的重要性的认识，节能减排已经成为全世界的共识，在这种情况下，被动式的超低能耗建筑随之产生，由于这种建筑本身就有很强的优势，可以有效地降低能耗，所以在未来的发展过程当中，将会拥有十分重要的地位。基于此，文章将对被动式超低能耗建筑的有效设计与应用进行探究。
关键词：被动式；超低能耗建筑；建筑设计；应用
引言：人们生活质量与生活水平的提高使得人们不仅对居住的基本功能提出了需求，也对居住的舒适度有了更高的要求。随着现代的建筑质量也在不断提高，传统的建筑模式以及设计方式也已经无法满足现代人的生活需求。而被动式超低能耗建筑作为一种新生的建筑形式，因其与实现节能减排以及环境保护工作具有密切的关联，受到了各国相关建筑人员的重视。因此，探讨被动式超低能耗建筑的有效设计与应用就显得十分必要。
1、被动式超低能耗建筑设计的基本概念
被动式超低能耗建筑指的是一种能够适应气候特征和自然条件，冬暖夏凉且不惧风吹日晒，同时还具有良好的透气性和隔热性，并能够应用环保、可持续循环利用的建筑材料来进行建造的新兴建筑。其最突出的特点是可以用最小的能源消耗来调节室内温度。与传统建筑不同，被动式建筑不需要像传统建筑一样加热或降温，它是利用新型建筑材料在一定基础上进行的室内温度调节。
被动式超低能耗建筑的设计与建筑物所处的地区经济条件、文化情况以及自然气候条件等有息息相关的联系。在传统的建筑设计中，主要是通过人工手段来对环境进行干预，比如使用暖气、空调等设备来调节建筑物的环境。这样虽然能够满足人们对环境舒适度的需求，但是会产生大量的能源消耗。而被动式建筑设计的原理则是通过对自然资源的充分利用，为建筑物提供通风来源以及供暖的能量。被动式超低能耗建筑技术通过将外界自然环境与居住环境视为一个整体，通过充分采用自然资源进行建筑无能耗需求的满足，既降低了能耗，又避免了对周边环境的整体性破坏，能够充分融合室内外的环境。例如，整体的最舒适的居住环境温度为18~26℃，在温度偏低时，可以通过利用室外的太阳能提升室内温度，而在温度偏高时，则可以通过加强通风等手段满足人们的身体舒适度需求。
2、被动式超低能耗建筑的设计原则
2.1因地制宜原则
被动式超低能耗建筑是低能耗建筑的总称，但并不适用于世界各个地方，在寒冷地区和温暖地区维持温度基本不变，但是实际的操作过程当中，很多技术都要针对当前的气候和温度环境来进行调整，根据当地的气候条件，房屋建筑结构的材料用量有时候会进行调整，同时，不同地区的墙体厚度也有所不同，在炎热的地区，更关心的是房屋制冷的方法，而在寒冷的地区，则关注到了墙体的厚度和保温层的厚度，所以被动式房屋的设计都需要根据当地的气候条件来进行不同的调整。
2.2科学性原则
被动式超低能耗建筑设计是一项科学的理论，具有科学的技术理论进行支持，以保证其设计更加完善，能够更加有效地实现低能环保的状态。例如，在进行设计时，首先要考虑的是建筑存在地区的环境，要对当地的气候做好分区，通过准确的区域划分才能够进行良好的设计。通过进行划分后，每个区域所呈现出的地域差异可以明显显现出来。光能是环保设计中的重要能源，我们在进行设计时要根据分区后的光照时长、不同时段的热量等进行合理的安排，使其能够达到最大的利用率。
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2.3舒适性原则
建筑的最终目的是为人类服务，所以它的设计理念和设计方案必须满足人类的需求，如果不能够以生活为前提，那么可以说这个建筑是失败的，所以在建筑的过程当中必须重视建筑的舒适性，目前被动式建筑普遍具备传统建筑的优势，建筑本身的活动条件和舒适性甚至优于传统的普通建筑，这也是对被动式建筑的基本要求。因此，设计人员在进行建筑设计时，要充分考虑人体对温度、湿度、光线等条件的适应情况，将自然条件控制在合理的范围内，使得建筑能够达到较为理想的生态融入。另外，随着科学技术的发展，我们还可以充分利用现代化的技术来提升自然资源的利用效率，绿色环保的情况下实现能源效率的提升。
3、被动式超低能耗建筑设计的应用
3.1保温隔热系统设计
在进行被动式超低能耗建筑设计的分析过程中，要结合某个城市的建筑来进行分析。由于每个城市在温度上存在差异，就需要对保温隔热系统进行调研，被动式超低能耗建筑在这方面的使用比较多，取得了一定的成效。比如北方地区冬季比较长，为了人们在室内不被冻着，就需要对墙体的设计进行加厚，通过保温隔热系统可以利用模塑苯板，这样的材料有一定的导热功效，能够有效的吸收一些光线，在吸收的过程中可以进行传导作用，提高自身的吸热能力。在使用苯板时要考虑到人们对热量的需求，对其进行个性化的分析，还要在周围安装防火隔离带，这样可以保证外墙既可以保温又可以防火。在进行安装这一系统的过程中，要考虑到施工现场的实际情况，在材质方面要选择双层保温板，保证地板或瓷砖之间都有美缝，这样可以尽可能减少膨胀、破碎的可能性。
3.2通风与自然采光设计
被动式超低能耗建筑工程建设过程中，需要认识到室内的通风和光线采集的重要性。在这两方面要体现出节能的特点，这就需要在实际施工过程中，要学会利用现代绿色建筑技术，结合建筑本身的特点进行通风和采光的设计，结合当地的自然条件，利用自然光保证室内的阳光充足，让人们可以在室内享受舒适的环境。我国幅员面积辽阔在光照上都比较相似，气候适宜人类居住，能够给人们带来自然光。施工单位可以依靠采集自然光，给人们提供良好的环境。在自然光的采集过程中，要做好相应的预案，保证建筑物可以得到充足的光线。在玻璃的材质上可以选择容易透过的建筑材料，比如在建筑工程改造过程中，可以利用挡光板把光线都吸引到其中，可以对太阳进行相应的反射，保证建筑物可以得到充足的阳光，减少能源消耗。
3.3建筑门窗设计
在我们的建筑中，门窗是设计的重要环节，良好的门窗设计可以实现采光、取暖、通风等功能，同时达到良好的调节作用。在这方面的应用主要表现在两个方面：第一，合理的门窗设计。设计时要根据建筑气候分区的特点，使窗户能够进行良好的采光，以保证光能能够充分的进入建筑内部。另外，还要保证通风的顺畅，达到建筑良好的通风效果。第二，要积极地利用最新的科学技术，将先进的门窗材料应用到建筑中来。窗户是建筑与外部能源连接的桥梁，门窗要具有较高的强度，较好的保温隔热性能，较好的气密性和水密性，以保证建筑的安全，降低室内温度的损耗。
结束语：
总而言之，被动式超低能耗建筑符合绿色建筑以及节能环保的要求，实现了环境因素与建筑缺陷的有机结合。被动式超低能耗建筑设计是一个复杂约束条件下的优化组合过程，因此在设计过程中既需要考虑自然气候条件与人体热舒适的基本需求，又需要考虑社会文化背景和技术经济条件；同时，还要兼顾地域文化传承和生态环境的发展，最后才能通过建筑空间、平面与材料构造等要素进行良好的体现。
参考文献：
[1]宋敏，韩金玲.被动式超低能耗建筑设计与应用研究[J].绿色环保建材，2019.
[2]刘晓林.被动式超低能耗建筑设计理论及工程应用探讨[J].工程建设与设计，2019.
[3]韩静.被动式超低能耗建筑设计与应用研究[J].工程建设与设计，2019.
论文作者:蔡名扬
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/5/6