浅议被动式节能建筑的发展及设计方式

陈小桥 鲁丽娜

摘 要：被动式超低能耗建筑是中國建筑行业向低碳和绿色发展转型的重要发展方向之一，其舒适性高、能耗低和使用寿命长越来越受到人们的青睐。本文被动式建筑的优势，介绍了被动式建筑的发展历程，介绍了被动式节能建筑的主要设计方式。

关键词：建筑;节能建筑;被动式房屋;设计

随着我国经济发展，城市化进程速度的加快，能耗总量逐年上升，面对日益紧张的能源问题，节能降耗意识与实施可持续发展策略逐渐引起各国的重视。根据中国建筑节能协会在2015年发布的建筑能耗报告，建筑能耗8.57亿tce，占中国能源消耗的20%左右。被动式房屋可在没有采暖设施的条件下，为人们冬季提供温暖的室内环境，因此可大大地降低房屋采暖制冷的能耗需求，从而实现建筑领域的节能减排，推动建筑节能发展。被动房不仅仅是建筑节能发展的必然趋势，也是建筑发展的必然趋势。因此，加强被动式建筑的研究及推广具有重要意义。

一、被动式建筑的优势

被动式房屋是将自然通风、自然采光、太阳能辐射和室内非供暖热源得热等各种被动式节能手段与建筑围护结构高效节能技术相结合建造而成的低能耗建筑。传统“主动”房屋以电、煤、气等能源驱动暖气或空调等提供热或冷，且因未经特殊处理，会向屋外大量耗散，因此耗能严重。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。这种建筑设计最大的特色是利用周边的可再生能源对建筑物进行设计，如对太阳能、风能、水能等可再生能源的利用。利用太阳能进行采暖供热，利用自然风能对建筑物进行通风。被动式房屋集“高舒适度、超低能耗、超微排放”为一体，成为现代建筑走进自然的代表，将是未来居住建筑的潮流。被动式房屋不仅适用于住宅，还适用于办公建筑、学校、幼儿园、超市等。

二、被动式建筑的发展历程

被动式房屋的概念由瑞典隆德大学阿达姆森教授于1980年代提出。1996年30多位欧洲著名建筑师通过了《欧洲宪章关于太阳能在建筑和城市规划中应用》，对可再生能源的推广应用达成共识，被动式太阳能建筑因此开始大规模在欧洲兴起。同年，被动房研究中心在德国达姆施塔成立，随后，第一个关于被动式房的认证评估标准也在德国产生。2009年12月18日欧盟决议要最大限度地利用建筑潜在的能源，自2020年起，所有新建建筑必须达到近零能耗建筑标准。

2015年，住房城乡建设部颁布了《被动式超低能耗绿色建筑技术导则（居住建筑）》，以规范和引导“被动式建筑”的发展。2016年2月6日，国务院印发的《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》提出适用、经济、绿色、美观的八字方针，并要求发展被动式房屋等绿色节能建筑。这是国家层面文件首次明确倡导发展被动式建筑，为我国今后的城市规划建设管理及建筑业发展指明了方向。2016年8月，住房城乡建设部印发《住房城乡建设事业“十三五”规划纲要》，提出“发展绿色建筑、绿色建材，大力强化建筑节能”，明确要求“到2020年，城镇新建建筑中绿色建筑推广比例超过50%，绿色建材应用比例超过40%，新建建筑执行标准能效要求比‘十二五期末提高20%”。2017年住房和城乡建设部颁布了《建筑节能与绿色建筑发展“十三五”专项规划》，规划要求积极开展近零能耗建筑建设示范，鼓励开展零能耗建筑建设试点。在全国不同气候区积极开展超低能耗建筑建设示范。到2020年，建设超低能耗、近零能耗建筑示范项目面积1000万m2以上。一系列利好政策的出台，都将“被动式建筑”的发展带入了黄金时代。到目前为止，我国28个项目单位的40栋被动房示范建筑被列入住房和城乡建设部科学技术项目计划，总建筑面积40万m2，建筑类型包括住宅、工业厂房、办公楼、幼儿园、教学楼、纪念馆、学生宿舍等。涉及到的省份包括河北、山东、辽宁、青海、黑龙江、福建、内蒙古、湖南和江苏。

三、被动式节能设计的主要方式

被动式节能设计包括建筑物的整体布局，单体平面空间设计，以及细部构造节点的设计，还涉及到建筑的热环境、光环境、风环境等。主要内容可以分为下面几条：

建筑场地的选址：建筑的选址应根据建筑的功能要求，利用地形条件来接受或者屏蔽太阳辐射，也可以利用地形来满足建筑冬季防风、夏季通风的要求和远离大的噪声源的要求。同时水体、地质条件植被、风向风速这些对微气候都有影响，因此，这些因素在考虑建筑选址问题时必须重视的。

建筑群体布局的设计：在建筑进行群体布局的时候，要对场地太阳辐射和风环境条件进行分析，尽量通过调整建筑群体内各单体的位置及朝向来获得良好的日照及通风条件，对于不可避免的情况，可以采用相应的设计措施，使场地内的太阳辐射和风速气流状况进行改善，从而保障建筑可以拥有良好的室内室外环境。

单体建筑的体形和朝向：建筑的体形应结合当地的日照和通风条件选择合适的体形，并且根据建筑功能来进行布置，保证单体内每个主要使用功能房间都拥有舒适的室内环境。

室内自然通风设计：建筑内的门窗洞口和空间形式应该符合规范的设计要求，使室内可以实现自然通风的要求。室内自然采光设计：建筑须在满足国家规范的基础上，通过合理的设计手法使建筑物内部可以充分的利用自然采光尽可能的减少照明设备的使用。

遮阳设计：建筑可以利用一定的遮阳手段，来调节进入室内的太阳辐射量和光线，并帮助降低夏季的室内温度，和减少室内炫光、照度不均匀的问题。

参考文献：

[1]王肖丹. 建筑发展新趋势—被动式建筑[J]. 科技信息， 2013（21）：176-176.

[2]住宅建筑被动式节能设计研究[D]. 太原理工大学， 2013.

作者简介：陈小桥（1984-）男，湖北安陆人，工程师，从事建筑工程设计与管理工作。