摘要：在当前科学技术不断快速发展的背景下，越来越多的新型建筑被广泛应用到各个领域中，其中被动式超低能耗建筑设计是一种新型、具有科学性、合理性特征的建筑设计方法。在实际应用过程中，主要是利用建筑室外的自然其与室内的微气候进行有效结合，将其作为基础部分，这样能够最大限度保证满足节能减排和环保等各方面的基本需求。因此，本文针对被动式超低能耗建筑设计的实际应用情况进行详细分析。
关键词：被动式；超低能耗；建筑设计；分析
1被动式超低能耗建筑设计的重要性
被动式超低能耗建筑设计主要应用被动式的设计策略，旨在降低我国建筑群的能耗，并利用建筑物周围的环境与气候等因素提升建筑群在实际应用中的舒适度。被动式的设计完全区别于我国现行的传统的主动式人工环境控制方式，化主动为被动，不再主动消耗不可再生能源或二级能源对建筑物中的环境的舒适度进行维护，而是在建筑设计中利用巧妙的设计对建筑物内、外部的气温环境进行协调，促使外部环境主动维护建筑物内部的温度、环境。这些方式不仅保障了建筑物的舒适度，也在一定程度上降低了建筑群的能效，进而减少建筑能效的消耗，为促进我国各方面环境的可持续发展做贡献。
2被动式设计技术应用要点
在进行被动式超低能耗建筑设计的时候，首先需要考虑的因素就是人文的因素。当地人的习惯决定了他们对建筑的需求，因此设计应当是围绕着使用者进行的。当地人如果喜欢温暖，那么就要在建筑内多引入阳光，如果当地人喜欢干燥的气候，那么就需要在建筑中多建设通风结构。这些都是被动式设计最需要考虑的问题。毕竟，建筑的最终目的就是供人们使用，如果不能以人为核心，那么其建筑设计就是不合理的。无论多么符合科学原理，都是不能够被人们所接受的。另一个需要考虑的情况就是当地的实际情况，当地的温度，湿度，光照度等都是被动式设计需要考虑的，因为设计需要根据这些细节来针对人们的使用作出调整。例如在温度较高的地区建设过多的采光结构，显然是不恰当的。这就需要大量的数据整合，才能让设计合理。被动式超低能耗建筑设计在设计中也是需要参考原有的设计的。原有的传统设计虽然有着高能耗的缺点，但是却是非常符合当地人们居住的。因此，在进行被动式超低能耗建筑的设计的时候，就要根据现有主动式建筑设计进行对照，而且大多数得劲建筑，都是被动式，主动式相互结合的设计。这样才能做到真正的适合使用。
3被动式超低能耗建筑设计的具体运用
3.1在建筑保温设计中的运用
在探讨被动式超低能耗建筑保温隔热设计方法时，考虑到北方建筑供暖能源消耗较大，所以可以北方供暖地区某被动式超低能耗建筑示范项目为例。由于北方供暖地区属于严寒地区，可采用Tn=0.12T0+21.49的气候适应模型，并将人体舒适温度范围设定为16.3℃＜Tn＜26.2℃，Tn和T0分别为人体热舒适温度和室外月平均温度。在实际设计中，还要最大限度地提高建筑气密性和保温性，以降低建筑采暖、制冷等能耗需求。结合北方供暖地区气候环境情况和采暖供热需求，在建筑保温隔热设计中应利用保温隔热材料加强各构件结构的保温性能。但值得注意的是，集中热流的产生将会形成热桥。如果建筑构件保温厚度不同，将可能引发热桥效应。所以针对建筑主体结构和阳台板，应通过充填保温材料阻断热桥。而先用的保温材料应做到厚度一致，并且拥有相近的热阻。针对非透明保温隔热构造，应结合外围护结构平均传热系数进行材料选择。包含外墙、地面、非采暖地下室顶板在内的结构，选用的保温隔热材料传热系数应不超出0.15W/（m2•K）。结合上述要求，在工程外墙保温设计上，需利用B1级模塑聚苯板作为外墙保温材料，厚度在200~250mm范围内。而该材料传热系数不超出0.032W/（m2•K），内部添加有红外吸剂，可以较好进行热辐射的吸收和反射。为加强建筑防火安全，需在各层进行300m环绕型防火隔离带的设计。在地板保温设计上，可采用双层保温板，并利用胶粉聚苯颗粒保温浆料实现缝隙密封。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆针对首层楼板，需先进行防水层铺设，然后铺设保温层，并浇筑1层60mm厚的水泥。对于比室外地坪高出500mm的地下室外墙，需采用具有较强耐腐蚀性和防水性的保温隔热材料，如挤塑聚苯板等。在施工时，应先粘贴地上部分的外墙，最后粘贴地下部分外墙。对于屋面、外墙和地下室顶板等部位，应在内侧完成防水隔汽膜设置。此外，针对建筑楼梯间隔墙和分隔墙等位置，也应进行保温隔热设计。
3.2在建筑采光设计中的运用
在建筑采光设计中，按照被动式超低能耗建筑设计原理，还应加强对建筑室外环境的利用，以满足建筑采光通风需求。在实际设计中，加强自然光环境利用，可为建筑使用者提供更舒适的生活、工作环境。相较于北方地区，我国南方多数地区处于温带，拥有充足的天然光，所以还应加强天然光的利用。以杭州某社区建筑改造为例，杭州属于夏热冬冷地区，气候为亚热带季风气候，光照相对充足，人类视觉能够在白天多数时间得到满足。从气候环境分析上来看，可采用Tn=0.33T0+16.86的气候适应模型，并将人体舒适温度范围设定为16.5℃＜Tn＜27.8℃。在实际进行自然采光设计时，可以结合性能目标制订自然采光基本策略，然后结合策略进行外窗玻璃的选用，并制订相应的人工照明策略。结合工程所处实际环境气候条件，在建筑改造设计阶段，应确保玻璃传热系数不超出0.8W/（m2•K），玻璃太阳投射至少达到0.35，以免夏季室内温度过高。选用PVC塑料材料，其内部填充了高效发泡芯材，配合使用Low-E三玻两腔复合真空玻璃，可满足采光隔热需求。此外，可利用导光板这种由不吸光材料制成的构件。如采用铝制材料，以使高频光源在远距离得到反射，确保阳光从建筑顶部开窗进入时能够得到散射。采用该种采光策略，可使房屋中阳光数量得到有效调节，在减少室内光伏能源消耗的同时，避免发生阳光刺眼的情况。相较于其他材料，导光板不仅利用效率高，同时制造成本较低，因此可在被动式超低能耗建筑中得到大量应用。在室外阳光较强的条件下，导光板上的片状金属环可起到遮挡光源的作用，以免人体因光照性辐射强烈而受损。在室外光线较弱的情况下，利用导光板的垂直收集功能则能实现光源收集，以满足室内采光需求。
3.3在建筑通风设计中的运用
在建筑通风方面，空调的使用消耗了大量能源。但在夏热冬暖地区，夏季建筑室外环境温度较高，因此需引入空调系统满足室内环境温度要求。以广州某被动式超低能耗建筑设计为例，需采用Tn=0.55T0+10.58的气候适应模型，并将人体舒适温度范围设定为16.3℃＜Tn＜28.3℃。由此可见，该建筑设计对通风与空调系统提出了较高要求，需为每户设计单独新风和排风系统，房间最小新风量应不小于30m3/人，排风风量应达到新风的90%~100%。为降低建筑能耗，在通风管路方案设计初期，需实现方案不断优化，采用直管路风道和短风管，将室内主风管风速范围设定为2~3m/s，支管为2m/s，回风口风速在2~3m/s范围内，进风口和排风口风速在3~4m/s范围内，彼此间保持至少4m的间距，以免有异物进入。通过错开布置进风口和出风口，并将建筑开口宽度设计为开间宽度1/2~2/3，使开口大小达到底板总面积的15%~25%，则能使建筑保持较好的自然通风效果。在建筑外形设计上，可以采用双层玻璃幕墙围护结构以强化自然通风。此外，在建筑布局上，应采用错列或斜列布局方式，以便自然风斜向导入建筑群内部，达到更好的通风效果。
4结束语
通过分析可以发现，实现被动式超低能耗建筑设计，可以加强对阳光、自然风等可再生自然能源的利用，并且使建筑室内环境与室外环境更好的融合，从而在为人类提供舒适居住环境的同时，使建筑与环境保持和谐发展，有效降低建筑的能源损耗。因此，相信在建筑行业的未来发展中，大量被动式超低能耗建筑将得到建设。
参考文献：
[1]余紫云.被动式超低能耗建筑设计基础与应用.建材与装饰，2018.36.104.
[2]张舜.被动式超低能耗建筑设计分析.建材与装饰，2017.47.104-105.
[3]张晓露.被动式超低能耗建筑设计基础与应用.门窗，2016.12.25.
论文作者:黄金岩
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/22
标签：被动式论文; 建筑论文; 超低论文; 建筑设计论文; 环境论文; 采光论文; 气候论文; 《基层建设》2019年第12期论文;