摘要：现阶段，城市化发展的推进导致环境问题日益加剧，被动式低能耗建筑一经问世也受到了社会各界的广泛关注。相较之下，我国被动式建筑的发展时间较晚，但是更新速度极快，绿色环保也逐渐成为了建筑设计行业的追求，所以笔者就此展开分析，目的是探讨超低能耗型建筑的设计理念和应用方法。
关键词：被动式超低能耗建筑；建筑设计；应用
一、被动式低能耗建筑概述
被动式低能耗建筑中的被动是相对于主动而言。目前我国北方地区在冬天采用集中供暖用暖气片对室内输送热量，在夏季采用空调制冷来实现降温。这些都是“主动”的供暖技术，都需要机器设备来实现。被动式低能耗建筑不采用这些设备，仅仅依靠建筑物本身的蓄热蓄冷隔热保温措施，应用自然界的阳光、风力、气温、湿度的自然原理，尽量不依赖常规能源来实现室内冬暖夏凉的效果。被动房有五大基本原则：极好的围护结构保温、优质的被动式门窗、无热桥设计、良好的气密性（N50不大于0.6h﹣1），带有高效热回收功能的新风系统（换热效率不低于75%）。同时，一幢建筑是否为被动式建筑必须符合2个方面的要求：能耗指标和室内舒适度。在欧洲，能耗指标要求年均供暖能耗要小于15kW.h/m2，只有在天气特别寒冷的情况下才使用很少的辅助供暖设施就可以提供给使用者舒适和健康的室内环境。室内舒适度要求室内温度在20-26℃，房间墙面的表面温度不低于室内温度3℃，空气的相对湿度在40%-60%，平均室内空气流速低于0.15m/s。要满足能耗指标和舒适度2方面的要求，从构造方面要考虑建筑的体形系数、朝向和建筑外围护结构的保温。其中体形系数（从减少散热面积考虑），被动式建筑形式应选择球体和正方体；建筑物朝向应采用朝南座向；围护结构要有高效的保温措施。
二、被动式超低能耗建筑设计基础分析
1、因地制宜。由于我国地大物博，各地区的气候环境皆存在差异，若采用同种建筑设计方法则难以满足使用需求。如北方冬季寒冷干燥，为驱寒保暖墙体相较于南方地区要加厚设置，而被动建筑设计也要因地取材，将当地天气作为主要参考标准，确保在满足舒适居住需求的前提下节能降耗。反之，南方夏季炎热潮湿，既要注重向暖朝阳又要注重通风散热，墙体材料和建筑布局都要考虑到当地气温和所在环境。
2、资源循环。资源循环利用是节能降耗的一种重要手段，也是被动式建筑设计中重点内容，要求通过资源的科学利用达到降低成本的效果，确保建筑内部环境的舒适健康。以北方城市哈尔滨为例，其四季分明，冬季寒风刺骨，冬夏最高温差可达60℃左右，给被动式节能设计带来了难度。为确保自然资源的合理利用，在建筑设计中可以将太阳能作为采暖能源，尽量减少煤炭的使用。众所周知，北方冬季利用煤炭取暖容易导致污染加重，雾霾扩散，所以可以利用具有可再生性能的绿色能源供暖，减少污染物排放量。
3、气候环境分析。在对被动式超低能耗建筑的设计过程中，对建筑环境进行考察分析是重要的工作。通常建筑设计人员会通过很多的环境调查，对建筑环境进行分析，但是当前情况下使用的定量计算方法以及气候分析工具存在一定缺陷。例如，当前比较广泛被采用的图像影响分析法以及表格分析法，这2种方法的应用，受限于环境要求，而我国的地域广阔，环境差异十分明显。因此，在进行环境舒适度分析时，图像法和表格法无法清晰地体现出舒适度的差异，因此，需要建立1套完整的分析系统。
4、室外自然气候精细化表征方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆除了开展分析建筑环境工作之外，被动式超低能耗建筑设计的基础，还包含了通过准确的数字进行室内外环境气候特征分析。目前，我国已经基本形成了适合国内气象数据的描述方法，该方法的基本流程是：（1）通过过去30年气候数据的收集与整理，对所需气候要素的典型性进行提取；（2）对湿度、风速、日照及辐射数据的平均分析，通过CDF数据进行上述要素的处理；（3）对每月累计分布函数以及长期分布函数的计算，进行数据加权，选择月份，通过格式转换进行典型研究结果的输出。通过这种方式对室外自然气候进行特征表述，是实现超低能耗设计的基础。
三、应用方法
1、外墙保温系统的设计。首先在选择保温材料时，建筑设计师应该在满足建设设计的材料需求的前提下，着重使用绿色环保材料。就当前的发展趋势而言，保温隔热系统的基础材料大多数选择的是新型的保温材料，不仅能够将外墙的热系数控制在0.032W/（m?K）之内，还能对保温外墙的厚度进行合理的设计和控制。不仅如此，因为新型的的保温材料当中还加入了部分的红外线吸收剂，相对于传统的保温材料而言，能够将对人体有害的热辐射更好的吸收，避免人体收到损害。此外，建筑设计师的设计的隔离防火带宽度应当保持在三百毫米以上，通过环绕的方式，能够将活在带给居民的伤害有效降低。
2、地板保温设计。作为保温系统中的重要组成部分，地板保温的基础材料一般选取双层保温板，并采用保温砂浆来对保温板之间的裂缝进行密封和填充。同时，建筑设计师还应该铺设防水层于第一层楼板的保温层下铺，再在其上方铺设一层厚约六十毫米的水泥地层。相对于传统的地板保温设计而言，这样更有利于强化地板保温设计的保温效果。
3、门窗系统。门窗属于被动式建筑的重要组成部分，外窗要求保温隔热，还要达到良好采光的效果。相比于传统的节能门窗，被动式超低能耗门窗传热系数和遮阳系数都要达到设计标准，而且抗压性、气密性及水密性等都要满足要求。其中外窗的各项性能为：传热系数K不大于0.8w/（m2·k）；阳光透射比G不小于0.353；玻璃的选择性系数S=TL/g≥1.25，TL指光透射比。选择材料时需要按照门窗规范中的相关要求进行，还要满足k≤1.3w/（m2·k）的条件。为确保窗户的密封性，要求使用耐久材料密封。门窗系统的气密性、保温性和防水性都是建筑中最重要的部分，但其造成的能耗损失所占比重也较大，约为总损失的30%，因此要将太阳能的透射比作为考虑的重点内容，采用PVC材质的窗户，而且内部的填充物要选用轻质芯材，还要使用复合真空玻璃保证隔热性能。粘贴的隔条可通过耐性强的暖条代替，为确保气密性，自膨胀密封条可以作为缝隙密封的有效工具。
4、采光通风系统。良好的采光和通风系统能达到节能降耗的效果，自然光是采光的首选，所以建筑要坐北朝南向阳设计，大厅装修尽量选择明亮的颜色，还可以利用地板、墙体和反光材料使室内更为明亮。门窗自然通风也是建筑降温的首选，在选择还可利用智能化的节能通风体系控制室内通风环境。
结束语
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，给人们提供了舒适的生活以及办公环境，同时对环境污染以及能源消耗也起到了改善作用。
参考文献
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论文作者:孙浩南
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年9期
论文发表时间:2019/8/26
标签：被动式论文; 建筑论文; 环境论文; 超低论文; 建筑设计论文; 门窗论文; 系数论文; 《建筑学研究前沿》2019年9期论文;