柯扬志
浙江公和建筑工程设计有限公司310000
摘要：本文阐述了被动式超低能耗建筑设计的意义，我们提出了被动式超低能耗建筑设计的应用：一是室外气候逐时变化表征方法的应用，二是建筑气候分析技术的应用，三是室内微气候与人体热舒适，四是被动式气候分区理论应用于建筑。被动式超低能耗建筑是通过天然的动力来实现为现代人的居住环境提供保障，因此在进行实际设计应用时，要全面的考虑到周边的环境因素，提升建筑计划的整体作用。
关键词：被动式超低能耗；建筑设计；应用
0引言
近些年来，建筑行业的发展越发迅猛，但是在如此快的发展过程中，对环境产生了很大的影响，并且这一现象逐渐受到了更多人的关注，不但要确保建筑物的质量以及效率，还要最大程度的减小对环境的伤害。现阶段，人们最为关心的问题之一就是如何才能够减少建筑行业对环境的影响。被动式节能好建筑是将环境要素和建筑之间的缺陷进行有效的结合，不但可以实现现代绿色环境的理念，还可以高效的给人们居住的环境提供保证。
1被动式超低能耗建筑设计的意义
现如今，人们对环境质量逐渐有了更的要求，但是传统的建筑计划通常会受到周围建筑物的影响，所以不能单一的根据计划好建筑计划来进行。要充分的联系我国当前的政策以及广大群众对居住建筑物的真正要求来加以分析，才能从真正意义上满足我国实际的发展需要。被动式超低能耗节能建筑因其本身恰好弥补了环境要素与建筑的不足，符合节能环保的国家政策，满足了人们对于温度舒畅的生活要求，节约了资源的消耗，是绿色建筑首选的建造方案。这种建筑理念也逐渐受到了社会各界的广泛支持。被动式超低能耗节能建筑的理念首先由美国的建筑师提出，至今已经形成了规模性的理论基础。但是在实际施工中我们发现，它本身的限制性很多，建筑结构、运用的建筑材料、区域环境等都是它需要考虑的因素，因此它实施难度较大。这就需要我们在对于被动式超低能耗建筑进行设计时，不能一味闭门造车，必须进行实地调查，仔细考虑每一点影响因素，这样它才能真正意义上利用自然动力满足人们对于建筑环境的需求。
2被动式超低能耗建筑设计的应用
2.1室外气候逐时变化表征方法的应用
为了能够明确的研究气候变化与建筑能耗的关系，需要用到各种研究方法，比如未来典型年的生成方法等。在这里面，如果是研究周期性变化明显的干球温度，以及大气压的逐时化能利用3次样条方法，辐射数据处理方法将在下文中详细介绍。而对于随机变化的风速、风向以及云量等气象参数，建立保证精度的逐时化模型还没有突破。另外，由于中国气象台站的逐时化数据不能为其他行业领域所共享。今后长期存在的技术难点将是如何将日值的各类气象数据推衍出满足精度需求的逐时数据。经过大量数据分析与能耗模拟研究，建立了我国典型气象年的生成方法。
2.2建筑气候分析技术的应用
建筑和气候之间有着异常紧密的联系。设计人员一定要清晰的知道室外气候条件和人体的热感觉，这是进行气候分析时不可缺少的内容。虽然很多的建筑设计师都能够具备关于气候设计的知识体系，但是很少有建筑设计师将其运用到实际中去。追溯其根本原因就是因为目前对于能够科学化、准确化定量计算气候的分析方法和相关设备仪器的应用普及。现阶段国际上应用较为广泛的建筑气候分析方法可以概括性的分为以下两类，第一种是较为常见的图形分析法，第二种的应用也非常的广泛，为表格分析法。这两种分析法都是以人体的热舒适为依据，对建筑所在区域的气候特征进行深入分析，同时给出具体的被动式技术的选择依据。但是各个国家的气候环境都有着巨大的差异性，同时我国地域跨度大，气候环境也较为复杂，所以必须要根据我国的气候环境特点，建立符合我国建筑设计实际需求的气候分析技术。
2.3室内微气候与人体热舒适
室内微气候包括室内空气的温度、周围表面辐射的温度、空气的湿度还有风速，能够对人体热舒适产生影响。环境是否舒适，在很大程度上受室内微气候和人体表面的换热平衡之间的关系影响，如果建筑创造的室内微气候非常接近人体所需要对热舒适，建筑就会给人非常舒适的感觉，同时也最节能。2004年以前，国际建筑热环境设计标准一直遵循的是稳态热舒适理论，是由著名学者Fanger教授在20世纪60年代所建立的。其核心是在冬季和夏季，建筑室内分别采用恒定的温度控制指标。然而，大样本量实地测试结果表明：建成环境的实际热舒适温度比标准设定的恒定温度值要宽广得多；当人体处于舒适临界区时，人体对自然变化的“动态”环境的接受度明显高于主动式控制环境。20世纪70年代末期，以Humphrey为代表的国际学者提出了新的“热适应”理论，认为人体对环境的变化具有“主动的”适应能力，并且通过行为、心理和生理等各种调节方式对变化的环境产生热适应，使人体实际的热舒适范围比现行标准的预测结果宽广。随后对大量现场测试结果的统计分析，发现了室内舒适温度随室外平均温度变化的适应关系模型，奠定了“热适应理论”的基础。从而将建筑热环境设计从“稳定、均匀、控制、耗能”的不可持续的“空调”设计方向，引向建筑应尊重人体对“适度变化”环境的基本需求的“自然通风”设计方向，进一步从热舒适理论层面，支持了被动式超低能耗建筑设计理论。这种同时考虑建筑的调节性能和人的主动适应能力的设计理念为建筑热环境和空调系统设计带来革命性的变革，改变了基于机械调节的恒温环境的设计思维，促进了建筑的可持续发展。
2.4被动式气候分区理论应用于建筑
被动式技术的选用与室外的气候条件有很大关系。为了确定某一地区能否使用被动式技术或是适合采用何种技术，必须对气候的共性以及差异进行科学区划研究、被动式采暖和降温区划。气候区划的重点是区划指标的选取，而对于不同的被动式技术，其室外气候的影响因素不同，涉及的建筑设计参数也不同。对于太阳能采暖来说，影响太阳能利用率的主要气候因素为室外空气温度和建筑的实际辐射得热量。过低的室外空气温度亦或是不充足的太阳辐射量均会导致偏低的太阳能利用率。对于夏季蓄热通风技术，除建筑的蓄热性外，其降温效率还取决于夜间室外空气是否足够清凉，以及是否有足够的风量与建筑蓄热材料进行充分的热交换。对于被动式太阳能采暖区划，选取了最冷月平均温度和综合辐射百分比分别作为一级和二级区划指标。依据最冷月平均温度把全国分为Ⅰ--Ⅵ6个一级分区。综合辐射百分比是指南向垂直面日总辐射量大于实际建筑模型南向垂直面所需的日总辐射量的天数与该月天数的比值。该指标能同时反映室外气候和建筑性能的综合影响，根据此指标将我国在6个分区的基础上细分为二级分区。对我国被动式太阳能采暖设计具有直接的指导意义。
3结束语
综上所述，中国的建筑在节能环保，以及环境的可持续发展方面都与现代人的生活质量有着密不可分的联系，同时当代人的生活质量在不断提高，所以在这种形势下，对于环境质量的重视力度就需要不断的提高上来，被动式超低能耗建筑是通过天然的动力来实现为现代人的居住环境提供保障，因此在进行实际设计应用时，要全面的考虑到周边的环境因素，提升建筑计划的整体作用。
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