浅谈夏热冬暖地区被动式超低能耗建筑设计

雷敏

摘 要 本课题首先将对夏热冬暖地区的气候特征和该地区建筑特点进行总结和剖析，归纳出设计夏热冬暖地区被动式超低能耗建筑的要点，同时还将结合被动式超低能耗建筑的发展现状，谈谈怎样更好地推广和发展被动式超低能耗建筑。研究发现，被动式超低能耗建筑节能设计必须结合夏热冬暖地区的气候与环境因素，结合日照设计、通风设计、保温隔热等设计采取适当的设计策略，温室效应和大气污染是我们一直都很关注的问题，国内外都已经在通过被动式低耗能建筑来实现节能减排的目的，面对超低能耗建筑的进一步推行与发展，可以通过建立科学的被动式超低能耗建筑标准体系、增加国际间的交流与合作、加大宣传推广节能设计力度这几个方面去做，以此来降低能耗。

关键词 被动式超低能耗建筑 夏热冬暖地区 设计要点 推广与发展

中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2021）03-0061-02

1 前言

欧盟规定于2020年开始，欧盟所属27个国家规定所有新建房屋如果不能达到被动房标准，将不予发放开工建设许可证。根据统计的数据可以看出，欧洲超低能耗的被动房相比前一年增加了8%。截止2020年1月，全球通过认证的被动房数量超过25000栋，总建筑面积近2350000m2。

在中国，每年煤炭消耗达37亿吨，大量能源消耗所带来的污染十分严重，未来城市发展趋势就是走绿色、低碳和节能的可持续发展路线。我国对德国先进的建筑节能技术进行学习，重点研究被动式超低能耗建筑技术，通过不断地探索与研究，我国还建设了许多被动式超低能耗绿色建筑示范工程[1]。近年来，我国对低能耗建筑的发展越来越重视，我国与美国、丹麦等多个国家开展了交流与合作，示范项目在山东、河北、新疆等地持续出现，也取得了一定的成绩，推动了我国在此领域的发展。

被动式超低能耗建筑设计主要依靠所运用到的被动设计策略，这些策略尽可能利用和被动结合可再生能源，面对复杂的气候和夏热冬暖地区特征，打造出让本地居民感到生活舒适的建筑，解决夏热冬暖地区的住房问题，在社会健康发展和环境保护领域中具有极其重要的地位[2]。

2 夏热冬暖地区特点

2.1 气候特点

夏热冬暖地区是指我国最冷月平均温度大于10℃，且热月平均温度满足25到29℃，日平均温度大于等于25℃的天数为100到200天的地区，它是我国五个气候区之一，在北纬27°以南，东经97°以东，主要在我国南部[3]。夏热冬暖地区的气候可以说是夏季期长、冬季期极短，气温年较差和日较差均小，温度高且湿气重，易有大风及暴雨天气，日照较小，太阳辐射强。

2.2 建筑特征

一般来说，室内温度在28℃以下且室内空气相对湿度在60%以下的话，如果你想满足适合的生活条件，在设计上让室内的空气流通是正常的。除此之外，还可以增加室外遮阳，以此来创造适合居住的环境条件。在气候特征为夏季炎热和冬季温暖的地区，住宅区的建筑在夏季必须要满足防热、通风以及防雨的条件，而冬天则可以不用考虑防寒和保温的问题。在进行整体规划、单位设计和结构构造时必须避免西晒，还要注意设置遮阳装置，同时要注意雨水、洪水管理、防潮以及防雷，夏季工程主要是要预防高温和暴风雨，在建筑开发的过程中，为了避免夏季阳光直射，为了改善通风，一般会选定南北方向，并且冬季还有助于太阳光的摄取、日射热的增加、住宅区的空气循环、换气和散热以及能源消耗的降低。

3 夏热冬暖地区超低能耗建筑设计要点

3.1 日照设计

在窗前设置遮阳窗能改善夏季炎热和冬季暖气区住宅的热环境，尽量减少室外太阳辐射产生的热量进入室内，用降低室内热量来降低空调能耗，是非常重要的一个节能措施。根据遮阳位置的不同可以大抵分为外遮阳、内遮阳和中间遮阳，对外部遮阳的调节是对太阳光辐射十分有效的防护措施，在设计中可以通过门窗玻璃幕墙来达到节能降热的目的。

在南方的炎热天气，建筑的主要能耗为空调能耗，使用玻璃的主要目的是采光和视野需要，相比南方，在北方会做得更大，因为在北方冬天太阳不大，屋顶遮阳在很多情况下是垂直遮阳，开口要开向南方而不能向北方开口，东西两边，太阳在北边不在南边，在南方地区太阳早晚在北边。夏热地区门窗玻璃幕墙节能的关键是降低止痒系数和采取建筑外遮阳措施，在南方夏热地区，隔热主要在于对太阳辐射的隔绝。如果不重视窗户遮阳设施的设计，就容易将阳光辐射所带来的热量带入室内，引起室内过热。

3.2 通风设计

自然通风中的风压通风能够引进大量的空气对流，也是最简单实用的通风策略，能够很好地满足夏热冬暖地区对热舒适度的要求。热压通风难以产生持续的较大空气对流，一般用来满足健康通风的需要。自然通风的主要形式是开窗，通风与窗户的打开方式有着密切的关系，这会直接影响通风面积以及气流方向。一般在外窗的设计中应该尽量减少推拉窗的应用，多利用平开窗和悬窗，不单有效通风面积较大，且对气流具有导向作用。对于室内的开口位置的设置，为了增加室内的空气流动，应该将迎风面和气流呈一定角度，将窗户的位置错位放置，能让气流流进房间的面积更大，并且仅仅只有单侧通风时，窗户的设置尽量不要对称设置。建筑平面功能布局夏热冬暖地区中的湿热地区，由于昼夜温差小，相对湿度高，因此平面功能布局要合理组织建筑内部的自然通风[4]。在这种情况下，为了降低室内的热环境，在合理利用通风的前提下，合理选择建筑物的间隔、方向、开口的位置、面积，为了确保自然通风的有效性，以节约能源为目的，需要进行进深调整，使建筑物不僅冬天能防止寒气进入，还能保持室内的温度，还可以实现自然风的合理运用，在夏天减少室内的热量。

3.3 保温隔热

按照国际标准《民用建筑热工设计规范》的规定，必须充分满足夏季防热要求，一般可不考虑冬季保温，对墙体的要求主要是隔热，保温是次要的。

我国大部分地区通常采取双壁绝热设计，可以通过中间隔壁层来确保室内温度。而绝热的另一个方法是使用在屋顶上放置绝缘板的节能屋面保温隔热技术。这种设计可以有效地阻止热量的传播，在斜面的住宅中，采取双隔面法，在通风室的基础上加上通风百叶，能够有利于空气流动，确保了适合夏季的室内温度，降低了室内温度的同时也有效地降低了能源的利用[5]。在给定的气候下，特定建筑物的最佳绝缘厚度是由技术和经济分析决定的，建筑物绝热性对建筑物能源消耗的影响不大，需要强化其他方面的性能参数，而不是使绝缘厚度变薄，但是由于时间和设计团队能力的限制，许多被动超低能建筑项目还是仍将选择标准绝缘厚度。

4 夏热冬暖地区超低能耗建筑的推广与发展策略

4.1 建立科学的被动式超低能耗建筑标准体系

近年来，我国对于超低能耗建筑的发展越来越重视，早在2015年我国住房城乡建设部就制定了《被动式超低能耗绿色建筑技术导则》，2016年山东省也发布了《超低能耗建筑居住建筑节能设计》，河北省建筑科学研究院主编的河北省《被动式超低能耗公共建筑节能设计标准》也于2018年6月23日发布，虽然国内许多地方都积极响应，但是超低能耗建筑标准体系仍旧还不够完善，想要建立科学性强的被动式超低能耗建筑标准体系，就要建立科学的被动式建筑，并且还要进一步强化符合我国国情的相关法律法规，建设建筑技术标准体系和改进监督评价方法，还要逐步提高技术标准。

4.2 增加国际间的交流与合作

现如今，中国结合各国成果，吸取各国发展被动式超低能耗建筑的经验，通过不断地研究，开展了许多示范性项目建设，被动式超低能耗建筑的标准、认证体系以及施工工法等只属于中国的成果逐渐出现在各国的视野中，面对当前我国对超低能耗建筑这一方面取得的成绩，我们应该坚定自己的信念，并且积极构建多层次、全方位的国际合作体系，加强与相关国际组织和机构的信息沟通、资源共享和务实合作，从各个国家身上吸取经验，学会从合作中相互进步，共同发展，实现共赢的局面。

4.3 加大宣传推广力度推行节能设计

虽然全国各地都在对超低能耗建筑节能设计做出积极响应，但是还是有很多地区对建筑的节能设计技术方面存在许多疑虑，并且人们对超低能耗建筑缺乏了解和认识，很多人仅仅只停留在表面或者网上百度百科搜索到的只言片语，面对超低能耗建筑节能设计的宣传和推广，首先应该在不同气候的地区选取房屋进行相应示范，研究不同气候地区建筑在满足超低能耗和节能的条件下，它们设计之间的联系以及相同点和不同点，在这个过程中，还要注意选取积极性高、有发展意向和保障力强的城市来进行具有一定规模的低能耗房屋示范，以保证示范的准确性，在进行研究之后，应该及时总结示范经验从而进一步在全国推行。面对群众对节能设计方面知识匮乏的情况，我认为可以开展专业性强的培训活动和讲座，加强人民群众对建筑节能设计的认识。

5 结论

随着社会的不断发展和国家政策的实施，人们对保护生态环境更加重视，建筑节能作为热点问题持续受到人们的关注，通过节能技术减少建筑能耗和确保建筑业主舒适是节能建筑技术研究和发展的重点。随着科技快速发展的步伐，现代化社会对建筑的要求更高，特别是在建筑的综合性能上，我国社会能源消费整体的能耗比例增加，单位建筑能耗比发达国家高。在中国炎热的夏季和温暖的冬季地区，被动式建筑节能设计可以有效地节省建筑资源，促进中国资源和能源的可持续发展，并且在这项研究中，通过开发高温和节能技术，有助于建筑节能管理模块的开发。

参考文献：

[1] 马浩天.夏热冬冷地区被动式办公建筑围护结构与自然冷却节能潜力的研究[D].南京：南京师范大学，2016.

[2] 赵士怀，张志昆.夏热冬暖气候区绿色建筑关键技术研究与应用[J].福建建筑，2018（11）：72-76.

[3] 王利军.夏热冬暖地区既有建筑节能改造技术[J].科学与财富，2012（03）：12-17.

[4] 李武.浅谈建筑节能设计要点[J].科學之友，2011（05）： 23-27.

[5] 路菲，余镇雨，邹瑜，徐伟，孙德宇，刘常平.夏热冬暖地区近零能耗居住建筑气密性研究[J].建筑科学，2019，35 （10）：36-42.