绿色建筑设计在民用建筑设计中的应用——以被动房在夏热冬冷地区的应用为例

李学桐 苏州大学金螳螂建筑学院

徐睿铌 苏州大学金螳螂建筑学院

中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，CO2排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060 年前实现碳中和。中国成为世界上第一个承诺净零排放时间的碳排放大国，因而各行各业开始响应国家“减碳”号召，绿色建筑也受到越来越多的关注，相关理念开始被应用到建筑建造过程中。建筑物的建造全部采用绿色环保的原材料不但能够保护环境，而且使建筑物各方面的性能更优越。此外，绿色建筑设计在设计过程中将具有社会、经济和生态效益的建筑物整合起来，通过优化建筑生产技术和管理制度促进建筑行业的长远发展。在绿色建筑设计理念逐渐发展的过程中，被动设计理念开始被提出并逐渐发展成为完善的被动房设计理念。被动式房屋是通过建筑物被动式技术营造良好的室内环境，可以大大降低建筑物的能耗。笔者介绍了适应被动房建设的主要技术措施，分析了国内外被动房的应用以及在炎热夏季和寒冷冬季应用被动房的可行性。

1 绿色建筑设计理念应用的原则

1.1 以人为本的原则

坚持以人为本的设计原则是绿色建筑设计理念的前提条件，也是发展绿色建筑设计的基础[1]。建筑物的使用对象是人，经济和城市化的发展提高了人们的生活质量，人们所需要的建筑已经不仅是一个遮风避雨的场所，而是对其性能提出了更高的要求。在应用绿色建筑理念时，要关注到广大群众的需求，并征求人民对建筑物功能的意见。目前，人们越来越注重建筑设计的舒适性和美观性等特点，绿色建筑的设计理念完美结合了人与自然和谐发展的关系，能够进一步提高人们生活的舒适度。

1.2 低碳环保、舒适安全原则

绿色建筑设计理念在实际应用中利用低碳环保的设计材料，以期最大限度地降低能源消耗，减少污染，从而努力改善人民的生活环境。坚持低碳环保、舒适安全的原则，注意建筑装饰材料的选用。此外，利用一些新技术手段或可再生能源，建造高性能的民用建筑，也能减少污染，并且提高资源的利用率。

1.3 整体性原则

绿色建筑设计在建造时要将建筑与周围的自然环境融为一体，同时坚持人与自然和谐发展的原则，在保证不破坏自然环境的情况下开展建设工作。人们要想完成绿色建筑的设计，就必须意识到人与自然的关系。基于整体性原则的民用建筑设计可以提高资源利用率，不仅可以减少污染，而且可以加快可持续发展的进程。

2 绿色建筑设计在民用建筑中的应用

2.1 建筑选址

与传统建筑设计相比，绿色建筑设计更注重减少对大自然的破坏，也可以借助外部环境来满足人们对居住舒适度的要求。建筑选址对绿色建筑来说非常关键，在开始实际的建筑施工前，建筑设计师会充分考虑施工的每个环节，并调查施工地的地质条件和人文环境，以保证建筑施工能够顺利进行。绿色建筑设计者十分重视周围环境的照明情况，并将满足人们对生活舒适度的要求作为目标来进行方案设计。开展实际施工工作前，施工人员必须提前进入施工地，再仔细地考察一遍施工环境是否满足施工的条件。通过借鉴前人在建筑施工中的工作经验，分析在施工过程中对周围环境造成的气候变化影响。

2.2 建筑节能设计和智能化技术

在“十三五规划”提出之后，中国的经济进入了一个飞速发展的阶段，同时带动了科技的发展，许多新兴的建筑设计技术和低碳环保技术被开发出来，很多建筑单位在进行建筑设计时会利用一些新兴的手段来完成项目。例如，将一些新能源作为建筑的供应材料，使用太阳能板来发电可以提高资源的利用率，同时实现智能化生活的目标。绿色建筑的设计理念应充分关注可再生能源的开发，开发一些风能、潮汐能等新兴能源并应用到设计中，从而减少能源消耗。现阶段，民用建筑设计师在挑选建筑材料时更倾向于环保材料，在现场施工时使用智能控制系统，不仅可以提高工作效率，而且可以减少施工成本，达到低碳环保的目的，进一步提高建筑的质量。

2.3 新材料新技术的应用

在进行新住宅发展规划工作时，设计师一定要遵守相关部门的规定，开展实地调查工作时不能扰乱小区的秩序，了解大众对住房类型的需求，通过合理优化住宅空间，适当地扩大居住地的绿化面积，从而实现可持续发展。在住宅温室建筑的设计中，要尽可能地借鉴周围环境中存在的所有绿色建筑材料，进而最大限度降低施工成本。目前，在挑选绿色建材的时候，要针对当地的建材和周边环境的特点，尽可能地选择适用于施工场地的绿色建材。值得一提的是，除了利用一些可再生能源，还应学习利用一些新型建造技术，进一步提高工作效率。

2.4 海绵城市理论的应用

海绵生态城市在2012 年首次被提出，在第十二届全国人民代表大会第五次会议上被列入政府工作工作报告，这也意味着海绵城市建设被列入城市发展目标之一。海绵城市是指城市能够像海绵一样，在下雨时通过吸水、蓄水以及净水等措施进行吸收，并在需要时进行释放，实现水资源的节能利用。海绵城市在自然降水的渗透、自然沉降和自然演化中发挥着重要作用，有利于修复城市生态环境，涵养水土，增强城市应对暴雨灾害的能力，有利于促进绿色生态城市建设。

海绵城市建设的基础体是现有城市中已经存在的河海湖、绿地以及花园等，通过“海绵体”的渗透吸收作用，提高城市排水效率。这是践行天人合一、建筑与环境融合理念的正确方法，是对现存传统城市给排水系统的补充，能够弥补如今城市快速发展下的排水功能的不足。

2.5 可再生资源的开发和利用

可持续发展是进行绿色建筑设计时必须秉持一个理念，在进行规划设计时，首先要考虑一些可再生资源的利用，如地热能和潮汐能等，目前普遍应用的是太阳能。太阳能是我国建筑业能源供应的一种重要组成，不但可以作为建筑驱动和运行的重要能源，而且可以进行建筑的再利用和建设。地热能和潮汐能在我国局部地区也已经开始了实验性的建设应用，在未来或许会广泛地应用开来。同时在施工过程中采用雨水循环利用装置可以减少对水资源的浪费，进而实现节能的目标。此外，对施工过程中的废弃物进行回收综合利用也能达到良好的节能效果。

3 绿色建筑的发展趋势

随着可持续发展理念的推行和自然环境逐渐恶化下的资源逐渐缺失，节能环保理念逐渐被社会所重视。绿色建筑理念成为未来我国建筑行业发展的核心理念之一。绿色节能建筑需要重点注意以下几点，首先要挑选恰当的建筑材料，做到因地制宜，降低运输能源消耗，同时尽量选择可再生、清洁的建筑材料。其次在一些建筑中使用空调设备和一些电气设备时，注意加强节能和低碳减排的效果[2]。最后要充分运用可再生清洁建筑能源。

4 被动房在我国的发展应用

“被动房”是目前全球建筑界倡导并推行的全新节能绿色建筑概念，近年来在中国也逐渐流行起来，但因其名称与之前所提出的“被动式建筑”十分相似，因此大部分人对于这两者的理解比较模糊。“被动式建筑”这一概念由印度理工学院的教授提出来，是指在减少能源消耗的基础上，对建筑周边环境、布局以及建筑本身进行规划设计，并运用建筑周边的气候环境特点，营造舒适的建筑室内外环境[3]。而被动房实际是在被动式建筑设计的基础上发展出来的，是真正意义上的集建筑节能、舒适以及经济为一体的新式建筑概念。

4.1 我国被动房发展的背景和意义

近年来，我国的建筑节能形势日益严峻。研究结果显示，建筑能耗在我国能源总消耗中所占的比例已从20 世纪70 年代末的10%上升到如今的35%以上[4]，我国能源三大消耗途径（交通、建筑、工业）中，建筑已经占到了1/3，在冬季采暖和夏季制冷上的消耗更是占据了建筑能耗中的绝大部分。与国外大部分地区少见雾霾相比，我国前几年爆发的雾霾，给城市带来污染的同时，也影响着人们的身体。雾霾来源于尾气排放、工业污染以及煤炭燃放，其中尾气排放和工业污染都很难治理，这两项与我国GDP 的发展密不可分，而从解决煤炭燃放为出发点，是最容易展示治理效果的。根据调查，煤炭燃放中很大一部分能源消耗用在了建筑保温制冷上面，被动房恰好能够解决这个问题。

被动房是基于被动式设计的基础上深化发展建设的低能耗建筑，减少甚至直接放弃传统建筑中的主动式采暖制冷设备，只需依靠自身先进保温材料和施工技术所带来的保温性能及气密性，形成围栏式保暖，同时充分利用太阳、照明、人体、电器散热等建筑内外所存在的热量，通过被动式节能门窗系统、新风系统、遮阳构造等设备来实现室内环境的恒温、恒湿、恒氧、恒静与恒洁。

《被动式低能耗居住建筑节能设计标准》是我国住房和城乡建设部等部门编制的第一部被动住宅标准，是继瑞典《被动房低能耗住宅规范》之后世界上第二部有关被动房的标准[5]。它的颁布和实施，标志着中国被动式房屋的发展越来越规范，对被动式房屋的开发和推广产生了巨大的推动作用。

4.2 被动房在冬冷夏热地区的要点

冬冷夏热地区是指长江流域及其周围地区，大致范围为陇海线以南，南岭以北，四川盆地以东，主要包括上海、江苏、浙江、安徽、福建、江西、湖北、湖南、重庆、四川以及贵州等14 个省级行政单位。此区域的气候特点冬冷夏热，湿度较大，但被动房建设却相对较少。相较于欧洲的被动房建设只需考虑冬季保温，冬冷夏热地区被动房建设则需要考虑冬夏两方面。气候条件的复杂性成为被动房建设需要克服的最大困难，这常常又存在一定的矛盾，比如冬季需要尽可能多地将阳光引入室内，增加房间辐射的热量，夏季有必要避免阳光直射到室内以减轻空调负荷[6]。因此，要结合夏热冬冷地区气候条件特性，发展适合该区域的被动房体系，并针对夏热冬冷地区被动房夏季节能效率不明显的问题，采取夜间通风、外窗遮阳等技术措施调节室内温度。

5 结语

随着时代的不断进步和各种政策的不断推行，中国经济已基本迈向高质量发展的阶段，正是有了坚实的经济基础，减碳和碳中和才能在国内推动起来。同时，人们对民用建筑的功能和舒适度有了更大的需求，内因与外因的结合让民用住宅建筑设计中绿色、健康、节能的设计理念逐渐得到重视并发展。绿色建筑理念符合我国发展大势，同时符合国家政策的要求，被动房节能环保的理念也符合我国碳中和的可持续发展战略。但是，被动房的发展应因地制宜，注重结合当地的实际情况。冬冷夏热地区处于我国非供暖区，居民居住环境有待提升。而被动房能更好地利用室内内热源满足冬季室温需求，夏季通过采取夜间通风与外窗遮阳等合理措施，也能起到调节温度，达到节能的效果，因此被动房在夏热冬冷地区有较好的发展前景。