关键词：生态；被动式建筑；设计策略；技术研究
1 生态被动式建筑形式
被动式建筑的概念最早源于瑞典隆德大学和德国被动式房屋研究所，它是基于被动式设计而建造的节能建筑物。被动式房屋可以用非常小的能耗将室内调节到合适的温度，非常环保。在此情况下，很多建筑形式与理念得以产生，比如生态被动式建筑。
生态建筑被动式主要是以生态学原理为基础，对群体进行生态建设和管理，除了满足被动式建筑的基本要素外，还要同时构建建筑及其周围的环境体系。在管理、维护、建造、设计等方面，其基本宗旨必须是对内外生态服务功能的强化。这样才能达到人文、自然、经济等生态目标，同时对文化、活化、美化、绿化、净化等方面的要求进行满足。对于建筑物和其他相关因素来说，应对其相互之间的关系进行合理地安排和组织。
2 被动式建筑内容
被动式建筑具体指的是利用密闭结构进行房屋的建设，选择保温建筑构件作为基本的建筑材料。此种类型的建筑无需进行传统空气系统和供暖系统的安装，在一年四季当中，都能够使人体保持舒适的感受，建筑能耗非常低。被动房屋的基本原则就是能效。杰出的保温墙体、创新的门窗技术、高效的建筑通风、电器节能都是解决能效的基础。该建筑类型的产生出现和发展应用，对建筑领域产生了极大的影响，逐渐形成了一种低能耗、舒适、健康的建筑标准和生活方式。
早在20世纪末期，德国建筑师研究所的费伊斯特博士对被动式建筑这一概念首次进行了提出。在当时的理念当中，费伊斯特博士认为采取该类型的建筑形式，能够使室内保持冬夏均舒适的温度条件，并且不需要安装空调和供暖设备。在被动式建筑当中，其核心标准主要在于保证每年15kw?h/m2以内的能耗，也就是保持22℃～26℃恒温区间时，每年用于制热和取暖所消耗的电量不能超过15°/m2。家庭用电、生活热水以及采暖制冷每年的一次能源消耗应当控制在每年120kw?h/m2时以下，同时其气密性n50应当保持在0.6/h以内。
在被动式建筑当中，对建筑构件有着很高的要求。材料应当选用保温、外隔热、高性能的，窗户应当选用保温、隔热的。还要防止出现热桥，建筑外壳应当具备较高的气密性能，同时需要对能够高效回收热量的新风系统进行配备。在该类型的建筑形式当中，应当将热损失降低到最小。同时应当对太阳辐射入室进行充分的利用，使得用于产生热量所消耗的电能在每年15kw?h/m2以下。
3 生态被动式建筑设计与技术
传统的建筑设计方法是通过专业分工，以设计任务书为起点，以建筑专业为核心，结构、 设备、电气、景观等专业配合，分为方案设计、初步设计、扩初设计、施工图设计等多个设计阶段。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而生态被动式超低能耗建筑设计则是以最大限度的降低 建筑能源消耗为目标，在建造成本、时间限制、技术可行性、持有成本、建筑耐久性、设计建造水平等约束下，进行 优化决策的设计过程。
3.1气候环境引导设计。为实现超低能耗的目标，在不同气候区，建筑师需要在设计前充分了解当地的气象条件、自然资源、生活居住习惯，充分借鉴本地传统建筑被动式措施，根据不同地区的特点进行建筑平面总体布局、朝向、体形系数、开窗形式、遮阳采光、建筑热惰性、室内空间组织的适应性设计。建筑师应在满足美学、功能、成本等要求的前提下，尽量利用被动式建筑设计手段，降低建筑对于主动式建筑环境和能源设备的依赖，以降低建筑能耗，提高超低能耗建筑的可靠性。
3.2一体化设计。相对于传统建筑设计，被动式超低能耗建筑设计的建筑形态与技术方案之间关联约束更强，设计重点从满足功能向满足性能转变，新技术新工艺的广泛应用，设计、建造、调试、运行的关系更加紧密，需要对更多设计方案进行权衡优化，导致设计复杂性增加带来的时间、管理成本增加。为了解决上述挑战，在被动式超低能耗建筑方案设计时，应尽量遵循一体化设计原则。一体化设计要求暖通、建筑物理等专业的设计人员，象结构工程师一样，在早期就参与到建筑方案设计中。
3.3性能化设计方法。以目标为导向，基于能耗目标与模拟分析的设计方法。该设计方法具备以下特点：（1）由控制单项建筑围护结构的最低传热系数转向建筑物整体能耗的控制；（2）由多种节能技术组合形成适合项目当地气候特点建筑节能技术体系；（3）由不论节能投资收益的技术展示转向基于全生命期成本的适宜技术优化集成。
3.4设计优化工具。生态被动式建筑设计相对于传统建筑设计而言，有多专业集成、性能导向、定量化分析、多次迭代的特点。目前的建筑性能模拟软件主要分为建筑能耗模拟软件、建筑风环境模拟软件、建筑光环境模拟软件和建筑声环境模拟软件。这里主要对建筑能 耗软件进行讨论。建筑能耗模拟始于上世纪60年代，目的主要在于研究如何改进围护结构的传热特性。20世纪90年代初，随着软件的不断加以完善，逐步用于实际工程项目的建筑系统能效和性能改善，并出现了功能更为强大的软件，如EnergyPlus、TRNSYS。在这些软件中，DOE-2是目前应用较多的建筑能耗模拟软件。我国软件的主要代表是清华大学的建筑能耗模拟软件DeST，该软件采用热平衡法，具有图形化的输入和输出界面。随着被动式超低能耗建筑的发展，借鉴德国被动房研究所的PHPP软件，我国也研发了模拟软件IBEe，该软件采用了准静态的模拟计算方法，主要用于被动式建筑的各项指标核算和性能判定。
4 结语
能源问题和环境问题是当前的两个世界性的问题。在我国建筑领域当中，生态被动式建筑通过被动式设计手段设计出来的方案，在建筑的各方面品质都具有明显优势，极大提高了建筑的舒适性的同时，更有效解决能源资源消耗等问题，起到良好的节能减排效果，在为业主带来良好的经济效益同时也给使用者带来健康的工作环境。因此，在实际应用中，应当对被动式建筑设计策略进行细致地研究，使其能够得到不断地发展和完善，从而推动我国建筑领域更高的发展。
参考文献：
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[2]彭勇. 基于软件模拟的夏热冬冷地区办公建筑被动式设计研究[D].湖南大学,2013
[3]刘雪冰.谈中国本土绿色建筑被动式设计策略思考[J].建材与装饰,2019(04):78-79.
论文作者:詹百旺
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第38卷第18期
论文发表时间:2020/1/14
标签：被动式论文; 建筑论文; 软件论文; 生态论文; 建筑设计论文; 环境论文; 超低论文; 《建筑实践》2019年第38卷第18期论文;