摘要：超低能耗建设设计是基于节能减排的新型设计理念，也是现代建筑设计的重要发展方向和目标。传统建筑设计过多的消耗不可再生资源，对环境与生态发展都造成一定负面影响，而超低能耗建筑设计更重视控制能耗指标，对节约能源，保护生态环境意义重大。基于此，本文深入分析超低能耗建筑设计方法与特点，并结合典型案例研究超低能耗建筑设计的应用，为推广超低能耗建筑设计提供一定参考。
关键词：超低能耗建筑；设计方法；典型案例
一、前言
超低能耗建筑设计近年来在国际上发展迅速，很多发达国家已经较为完善的制定了超低能耗建筑实现目标、方法和线路，同时对以能耗指标控制为基础的性能化设计实现了大范围推广。而国内尚缺乏通用性强、系统化的超低能耗建筑设计方法，不利于广泛推进超低能耗建筑设计。因此，有必要结合超低能耗建筑设计的三种重要方法以及其设计特点、应用，深入研究超低能耗建筑设计方法，以更深入的推进超低能耗建筑发展。
二、超低能耗建筑设计方法
1、经济环境决策法
在超低能耗建筑设计中，经济环境决策法属于一种较为常见的设计方法，通过该设计方法设计并建设出来的建设，对能耗指标控制良好，为用户提供更加优质的服务，充分满足现代人们多样化基本需求。在建筑设计中，通过经济环境决策法进行设计，主要是基于经济性、能耗以及舒适度三个指标实现导向设计。其中的经济性指的是经济可行性，遵循经济性指标设计能够保持环境和经济之间的有机协调，优化建筑设计；能耗指的是侧重于降低能源消耗，在设计与建设中最大程度的避免出现能源浪费问题；舒适度指的是结合用户需求，在充分满足用户使用要求基础上为用户提供更加优质、个性化服务[1]。在满足这三个指标要求基础上，能够更好的实现超低能耗建筑设计，并有效推动建筑行业的健康发展。
2、关键参数限额法
在超低能耗建筑设计中，关键参数限额法也属于较为通用的方法之一，该方法运用的基础目标就是减少建筑能耗，利用气候、自然等各方面特征有机的对各项能耗指标加以控制，并结合高效新风热回收技术全面满足现代用户的建筑设计需求[2]。通过关键参数限额法实现超低能耗建筑设计，具有高度科学性，应用意义与价值也非常突出。该方法不依赖于可再生能源，在控制节能标准的时候无需过多的进行模拟计算，可以真实有效的减少建筑能耗，促进建筑的可持续发展。
3、双向交叉平衡法
在超低能耗建筑设计当中，双向交叉平衡法也属于一种通用设计方法，在建筑设计中应用能够起到突出的节能减排效果。该设计方法主要围绕舒适度和能耗进行，同时对可再生能源实现多样化应用，以得到突出的节能减耗效果[3]。双向较差平衡设计法科学性突出，不过在设计中比较依赖可再生能源，所以在应用过程中需要根据实际情况，实现细致、全面分析之后方可应用。
三、超低能耗建筑设计特点
在建筑设计中，应用超低能耗建筑设计，能够有效的降低建筑能源消耗，是现代建筑行业重要的发展方向。相比传统建筑设计，超低能耗建筑设计不仅要全方位设计建筑使用功能，还要对各方面设计进行优化与改进，以有效控制建筑能耗指标，达到建筑节能减耗目的。在超低能耗建筑设计过程中，需要详尽的统计与计算建筑各个分支能耗项目，同时根据建筑能耗指标优化设计各个能耗分支，在系统化的实现建筑设计优化之后，有效降低建筑综合能耗。在实际设计当中，要根据建筑项目自身特点，并对当地自然条件试下充分利用，以保持各个分支专业相互之间协调配合，进一步提升建筑设计方案的完善性与合理性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆相比传统建筑设计方法，超低能耗建筑设计方法具有三个突出特点：①设计的终极目标是控制建筑能耗指标，并保持各个专业相互之间的协调与优化；②在建筑设计初期，要严格把控建筑围护结构与形体的热工参数，同时要严格计算与改进建筑能源需求，围绕能耗指标，合理运用主动和被动建筑设计优化方式。同时，在设计中还要详细分析建筑周边能够使用的可再生能源，通过分析和计算实现各种可再生资源在建筑设计中的合理化应用；③在超低能耗建筑设计中需要从总体方面优化各方面设计，在统计各个分支项目能够基础上，系统化的设计与优化总体建筑能耗设计方案，最大程度的降低建筑能耗，确保最终建筑设计方案的合理性与科学性。
四、典型案例研究
某工程位于中亚严寒干热气候区，建筑区域面积是7679.8m2，地下两层，分别是车库和超市，地上六层是酒店和商业餐饮用途，这个建筑工程有4359.5m2属于被动式建筑，建成之后属于当地典型的主动接近零能耗建筑代表。在该建筑设计过程中，主要是通过关键参数限额法实现超低能耗建筑设计，整个设计都围绕能耗消耗限额进行，涉及到的生活供电、供热与供冷、生活热水综合能耗设定的限额是53kW?h/（m2?a），每平方米消耗燃气量仅有1.5m3，主要的设计步骤分为三点：
（1）设定围护结构热工参数的限额
在对维护结构热工参数进行科学限额设定过程中，还要做好加热隔热和防止热桥的有关措施。热桥K值设定上限是0.01W/（m2?K）；窗户玻璃K值设定上限是0.07W/（m2?K）；外墙等各方面围护结构的K值设定上限是0.014W/（m2?K）。同时，为了增强建筑物的隔热性能和保温性能，在屋顶实现了绿化设计，并结合供热设备与管道相关要求，充分做好密封处理和保温措施。
（2）自然采光和通风设计
在该工程建筑的自然采光与通风设计当中，对自然冷源与自然光实现了大量利用，以此有效节约空调与照明能耗。建筑物的一层到三层均设置有中庭，同时通过电动外遮阳和电动开窗器保证了建筑物具有良好、充足的自然采光与通风。
（3）设计建筑能源系统
该工程的建筑能源系统在设计过程中，主要包括三个方面，即制冷空调系统、制热空调系统和新风热回收机组。制冷空调系统设计时，考虑到当地属于严寒干热气候，夏季对加湿与降温的要求比较高，因此通过干工况和高温水设置制冷空调，并通过地面辐射实现供冷，同时将供回水的温度设定在16至21℃之间，确保高性能冷水机组在相应设计工况之下，系统可以达到14.8的能效，并且不存在接露现象；在供热空调系统设计时，主要是通过高温燃气锅炉和落地式的冷凝模块低温为建筑提供供水与供热服务[4]。在一次侧循环水泵与二次侧变频节能水泵实现耦合连接之后，系统能够结合室外气温与建筑负载，自动的调节锅炉输出大小以及工作数量。在高温燃气锅炉工作过程中，能够为建筑持续提供热水，热水温度均保持在60至80℃，其热效率最高可达97.3%；在新风热回收机组设计中，有效的确保了建筑各方面关键指标在规定限制之内，热回收率高达76%，不仅充分保障了室内良好的空气质量，同时还达到了能源节约目的，最后使建筑全面实现终极能耗指标。
五、结束语
超低能耗建筑是现代新型建筑形式，具有环保、降低能耗等优点，在建筑行业发展过程中，有效的应用超低能耗建筑设计方法，不仅能够充分满足现代用户的需求，还能保持经济和环境之间相互协调，在逐步实现节能减排目标过程中，有效的保护生态环境。因此，有必要系统化的研究超低能耗建筑设计方法，在建筑行业加强推广应用，促进现代建筑的健康发展。
参考文献
[1]徐瑶. 被动式超低能耗建筑设计方法与环境气候影响[J]. 建材与装饰, 2016(24):70-70.
[2]陈小净, 原瑞增, 白卉,等. 被动式超低能耗建筑关键技术与案例分析[J]. 建筑热能通风空调, 2016(5):99-99.
[3]韩小霞, 韦古强, 范天刚,等. 超低能耗被动式建筑设计方法探讨[J]. 建设科技, 2016(5):51-51.
[4]宋晓龙. 浅谈被动式超低能耗建筑设计的基础及其应用[J]. 建筑建材装饰, 2017(19):168-168.
论文作者:杨嘉英
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/30
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