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摘要:随着中国经济的快速发展,人民的生活水平得到了很大的改善,但也带来了大量的环境问题,因此,建设节约型,生态环保型社会成为了大家的共识。本文主要围绕被动式超低能耗建筑的设计基础和相关情况进行探讨,以求努力让这种新型的生态环保型建筑模式融入到人们的日常生活中去。
关键词:被动式超低能耗建筑;设计;应用
自改革开放以后,中国已经经历了多年的高速增长,综合实力尤其是经济实力更是显著增强,人民生活也得到了明显改善,但也正是由于中国经济体量大,再加上仍然处于粗放式发展阶段,这就导致了中国资源消耗量非常巨大且逐年增加,甚至已超过欧洲国家的总和。因此建设资源节约型社会的任务已迫在眉睫。超低能绿色建筑的相关概念最早有德国提出,旨在保证建筑舒适性安全性的同时,尽可能的降低其在建造和使用过程中的能源消耗,达到节约资源的目的[1]。
一、被动式超低能耗建筑概述
被动式超低能耗建筑是新一代高效节能,舒适安全的建筑,是节能建筑发展的重要趋势。其不仅能够在现有技术条件下为人们营造更为舒适,安全的生活环境,还能很大程度上减少能源资源的消耗。因此越来越受到国内外的关注。被动式超低温能耗建筑的主要含义是指在满足地理和自然条件下,通过采用一系列现代化技术,如:利用保温性和隔热性更好的建筑材料,应用高效新风热回收技术来降低建筑供暖和供冷需求,最大可能的利用资源循环使用等,来减少对于能源的消耗。这种建筑的主要特点一是节能,在能够完全满足住户一年四季相关需求的情况下,节能效率很高,夏冬两季甚至可以达到90%以上,平均能耗可以减少85%左右。二是舒适,由于建筑材料的保温性能,隔音性能和强度等都有很强的稳定性,虽然封闭性很好但丝毫不影响空气流通,特别是在室内外温度湿度相差不大的情况下,会给人非常好的居住体验。三是空气质量高,由于建筑物设有高质量的空气流通过滤系统,在保证室内外空气流通的同时,依然能够保证室内的空气质量[2]。
二、被动式超低能建筑的发展概况
被动式超低能耗建筑的特点是集自然通风,自然采光,充分利用各种热源冷源资源并且建筑的围护结构也具有高效节能特点的一种建筑,而该建筑的概念最早由瑞典隆德大学的阿达姆森教授在20世纪80年提出。自1991在德国建成第一栋超低能建筑,到现在已经有了快三十年发展里程了,德国是首个实际运用被动式超低温建筑的国家,在建设使用方面已积累了不少经验,在国家大力支持相关技术发展的同时应注意到虽然西方国家有成套的技术经验可以借鉴。但由于我国和德国在气候和地理地形等方面的差距,注定了我国必须要走独特的适合中国国情的绿色建筑的道路[3]。
同时我国的超低能耗建筑脱胎于德国已经相对成熟的有关技术,因此我们还是可以适当借鉴欧洲国家在发展超低能耗建筑方面的经验教训,少走些弯路。同时立足于实际情况,立足于中国国情,做中国自己的超低能耗建筑。
此外,由于我国地域辽阔,各地气候条件各不相同再加上区域发展的不平衡,因此有必要针对中国复杂的情况建立中国建筑气候分析方法,准确把握中国的气候特点。同时建筑行业被认为是世界三大节能减排领域之一,拥有巨大的节能减排潜力,因此在中国大力发展超低能耗建筑,有望彻底改变中国能源过度消耗的局面。
三、被动式超低能耗建筑的设计要点
在对被动式超低能耗建筑进行设计时,要遵循以下设计要点:
被动式建筑的空间结构和门窗结构应注意要有利于自然风流动,减少空气的阻力,以保证夏天能够利用自然风来为室内降温,带走多余的热量。在选择建筑物的朝向时,尽量选择南北方向或接近南北方向,这样做能够规避冬季的主导风向。要注意房屋的隔声性能的建设,可以在建设时参照国家标准《民用建筑隔声设计规范》的相关指标,看看建设的建筑能否达到指标要求。应该在设计建筑开工之前充分考虑排风管道和新风管道的布局位置,合理处理它们的空间布局问题,尽可能的缩短风管长度,科学充分的利用排风过流区来设计出优秀的气体流通通道。最后,在超低能建筑设计过程中,要严格遵守国家住房及城乡建设部出台的《被动式超低能耗绿色建筑导测》中的有关规定,在对建筑内部的气密性设计,采光设计,通风系统的设计和供冷供热设备位置设计时绝不允许有丝毫的疏忽。
四、被动式超低能建筑的设计基础和应用
(一)室外环境气候表征方法
把建筑环境和人体舒适程度作为标准来衡量室外的气候特征成为被动式超低能耗建设的必要条件,和发达国家相比,我国关于节能建筑的气候的相关参数的研究还处于落后状态,2005年之前我国研究室外气体参数的主要方法是稳态核算,但这样获得的只是初步的数据,关于建筑能耗的更详细的的数据显然还是空白。直到2005年,我国才将能精确核算逐时能耗的相关规则制定城国家标准。另外结合精细化数据来研究室外环境气候精细化表征方法,用这来为被动式超低能建筑的设计提供根据。国内学者进行了深入的研究,把气候典型的这一年作为基础,结合气象和环境需求,提出以我国典型气象年的室外环境气候表征方法,用典型气象年来反映建筑能耗变化,用气象数据来反映典型气象变化,用此来完成室外环境气候的精细化表征。
(二)环境气候分析
毫无疑问,建筑与环境有着十分重要的联系,特别是对被动式超低能耗建筑设计来说,在寻找降低建筑物能耗的方法时把气候环境的影响考虑进来,准确把握室内环境和室外环境的详细变化是被动式超低能耗建筑的根本。从当前情况看来,很大一部分的建筑设计人员都有较丰富的关于气候环境的知识储备,但在具体的实践过程当中,由于计算方法和分析工具方面的限制,导致对相关知识应用的效果并不好。而当下的环境气候分析方法主要包括两类,即图像影响分析方法和表格分析方法,这两种方法都能够从不同的角度对人体舒适度和环境气候等进行分析,但由于我国面积辽阔,全国各地的气候差异非常明显,因此,建立一套适用于全国的环境气候分析监测体系就变得十分有必要了。
环境气候检测体系主要用于检测室外环境和室内环境在人体舒适度程度方面的差异。被动式建筑设计方式与主动式设计方式相比,不足主要在于难以主动预测室内外气候温度之间的相关变化,需要根据室外气候对室内作出有效地调节。人体热舒适程度是建筑热环境监测的主要标准。同时对于环境气候的分析应该以环境温湿度得出的湿度指数作为标准。然后用湿度做底图,将温度作为变量建立建筑气候环境解析图。以此来说明室外环境和室内人体热舒适度之间的关系,用来作为被动式超低能耗建筑的建设参考。
五、被动式超低能建筑的未来发展趋势
联合国环境暑发文称,当今世界建筑物的碳排放总量约占全球碳排放总量32%,如果按这个增幅计算,到2050年,建筑物的碳排放总量能够占到全球碳排放总量的一半,这是一个多磨可怕的数字,因此减少建筑物的碳排放总量十分有必要。而在这方面比较成熟的技术便是被动式超低能耗建筑技术目前,已经有了实例投入使用,同时在节能减排方面的效果也比较理想,已经具备了大规模推广使用的实力。
结语
我国发展到这一阶段,节能减排已经成为了当今经济社会发展的主题。建筑行业作为耗能大户,也应该在节能环保方面作出更大贡献。被动式超低能耗建筑能够很好地节约能源资源,符合建筑行业对节能减排的预期要求,同时也具有很强的现实可操作性。因此其在建筑行业具有良好的发展前景。
参考文献:
[1]赵静.被动式超低能耗建筑设计基础与应用[J].建筑工程技术与设计,2017,(20):755-755.
[2]杨军.被动式超低能耗建筑设计基础与应用[J].建筑工程技术与设计,2016,(22):300.
[3]陈华.被动式超低能耗建筑设计基础与应用[J].中国房地产业,2017,(21):59-60.