被动式超低能耗建筑设计的研究

李雪原

摘 要： 能源资源的大量消耗不仅给国家发展与城市建设带来了不小压力，还影响了人们的生活质量。而对建筑结构进行优化设计能起到一定的降耗作用，是很多建筑设计者关注的重点。本篇文章就被动式超低能耗建筑的设计展开论述。首先在此类建筑的设计要点上进行了简单分析，随后在建筑保温系统、无热桥结构以及气密性设计方面提出一些个人观点，希望能对有关人士的研究提供帮助。

关键词： 被动式;低能耗;建筑设计

【中图分类号】TU201.5 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.34.099

0 引言

节能减排与环保理念的不断推广给低能耗建筑设计领域的发展带来了机遇与挑战，对不可再生资源的保护与合理配置有积极影响。因此对被动式超低能耗建筑的设计要点与环节进行细致研究，对改善人们生活环境、助力人与自然和谐相处有重要意义。

1 被动式超低能耗建筑的设计要点

1.1 注重资源利用率

保证资源、能源得到充分的循环利用，是被动式超低能耗建筑设计中的要点之一，也是降低能源、资源过度浪费的有利武器。如在四季分明的区域中设计此类建筑，可以有效利用自然环境中的太阳能来提供热能，保证冬季人们在室内也可以得到热量补给的同时，减少煤炭资源的浪費。不仅如此，通过这样的方式还能降低因燃烧煤炭而产生的污染物质，对节能减排意识的传播有重要作用。针对不同结构特点的建筑还可以通过设计气密性的方式来优化空气循环系统，从而减少夏季空调设备的使用。

1.2 注重所在环境考察

要想保证被动式超低能耗建筑的设计方案得到全面落实，发挥节能降耗的真正价值，那么设计团队就要将因地制宜理念融入到方案中，做好所在地环境的考察工作。由于不同区域环境中所表现的温度、湿度以及季节变化特点等存在差异性特点，在制定设计方案或选择建材等方面上要进行针对性考量。如面对炎热潮湿的环境在制定建筑设计方案时，就要对其通风散热性能进行合理规划，并选择符合当地气候特点的墙体材料，以此来提高建筑整体低能耗性能。

1.3 注重建筑舒适性

实现超低能耗设计固然重要，但有些建筑工程会出现过于追求被动性节能而忽视了以人为本的理念，导致建筑后期投入使用时不能满足人们的体验感，降低了建筑整体舒适性。因此在设计此类建筑时不仅要注重低能耗理念的渗入，还要保证建筑内部环境达到人们正常的生活要求，提高整体舒适性的同时发挥实用性价值。

2 被动式超低能耗建筑的设计环节

2.1 建筑保温系统的设计

被动式超低能耗建筑保温系统的平稳运行与外围护结构的科学设计有紧密联系，在制定设计方案时需要注意以下几点。第一，此类建筑外围结构的设计内容具有多样性特点，除了在屋面和外墙上要进行合理规划，还要结合屋内结构特点与隔热性能等明确地面厚度，因此会涉及到大量数据的计算与信息采集环节。如计算建筑内表面的温度和防结露系数等，不仅能为后期保温材料的选择提供参考依据，还能为提高设计方案精准性奠定坚实基础。第二，要掌握围护结构的传热系数，通过建筑能耗模拟数据来对年采暖和制冷时所产生的能耗值进行计算，并判断出两者的最大负荷值，从而提高不同季节下建筑保温系统的运行水平。第三，设计者在计算建筑能耗时，需要注意剔除外界环境因素所产生的能源，如在冬季计算能耗时就要对日照下所产生的热能值进行排除，这样才能发挥被动式超低能耗建筑的实际价值。第四，若利用辅助装置对热能进行回收处理，那么在计算能耗值时也需要对其中所产生的能耗进行排除。这样在选择与设计保温系统材料时才能在最大程度上控制其厚度达到理想状态，满足被动式超低能耗建筑的使用需求。

2.2 建筑无热桥结构的设计

热桥结构在被动式超低能耗建筑设计中扮演者重要角色，虽然具有一定的薄弱特点，但也是围护结构中重要的组成部分。因此为了提高建筑整体节能降耗效果，需要对无热桥结构进行科学设计。首先，在设计该结构前要对热桥的功能与特性进行全面掌握。如建筑在实际应用中会受到气温和区域环境等因素运行制冷或采暖系统，而在运行过程中就会使用到热桥结构，这时就会产生巨大的能耗。若前期没有对热桥表面进行特殊处理，那么在冬季时还会因气温过低而出现结露或长霉情况，增加能源浪费程度的同时影响建筑内部环境质量。其次，通过无热桥设计能够有效减少能耗过大现象的出现，是一种简化围护结构的重要手段。所以在设计无热桥时不仅要对结构层与外挑结构之间的关系进行进一步明确，还要结合建筑结构特点灵活转变外挑结构设计方式，从而为无热桥或点状热桥结构的设计创造有利条件，降低线性热桥所产生的能耗。最后，要控制好无热桥结构的外部和内部构造，使其凹陷和凸起处满足被动式超低能耗建筑设计需要，在避免因几何热桥而产生大量能耗的同时减少结构整体系数，以此来提高建筑的节能价值。

2.3 建筑气密性的设计

拥有较强的气密性也能在一定程度上降低建筑能耗程度，是被动式超低能耗建筑设计中的一种。当建筑的气密性达到标准要求时，就能对建筑外部与内部的空气流通系数有所控制，即降低能耗负荷量，从而实现被动式减能。因此在设计此类建筑气密性时需要注意以下方面。在规划气密层方面，设计者除了要对图纸中气密层的覆盖面积与盲区等进行精准计算，保证方案中各项数据的真实性与可靠性，还要按照标准流程对建筑结构中涉及到的管线进行合理布置，以免出现破坏气密层现象。在密封气密层方面，建筑结构中难免会存在一些缝隙或装置性孔洞，若不能对其进行科学处理，那么就会降低气密层整体的稳定性，增加能源消耗量。所以设计人员可以通过专用胶带或石膏密封等方式来对气密层进行加固，并使用气密性质较高的插座，以此来提高建筑气密效果，为建筑节能降耗营造有利环境。

结论：在国家科学技术水平不断提升下，很多先进技术被应用到了被动式超低能耗建筑设计中，如传热技术和制冷技术等都在其中发挥着关键性作用。虽然低能耗建筑在设计时会因所在地的气候特点、地域环境或建筑结构等存在难点问题，但此类建筑符合绿色城市建设与规划需要，逐渐被人们所关注。因此结合实际情况对低能耗建筑设计方案进行合理规划，有利于提高建筑环保与经济价值。

参考文献

[1] 宋敏，韩金玲.被动式超低能耗建筑设计与应用研究[J].绿色环保建材，2019，No.153（11）：93-93.

[2] 谭丹.被动式超低能耗建筑设计基础与应用[J].城市建设理论研究（电子版），2020，No.322（4）：24-24.