探究被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)與應(yīng)用

高智超

摘 要：早在2005年的時(shí)候習(xí)近平書(shū)記就已經(jīng)提出了“綠水青山就是金山銀山”，隨著時(shí)代的發(fā)展，我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平不斷進(jìn)步，一座座高樓大廈拔地而起，除了表面的光鮮亮麗，背后還有種種的問(wèn)題值得我們思考。這時(shí)我們提出了被動(dòng)式超低能耗建筑這一想法，利用其本身的優(yōu)勢(shì)來(lái)解決現(xiàn)在需要的問(wèn)題，更利用其優(yōu)勢(shì)來(lái)支持未來(lái)的長(zhǎng)效發(fā)展，進(jìn)一步推進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展社會(huì)穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：被動(dòng)式超低能耗建筑;建筑設(shè)計(jì);持續(xù)發(fā)展

引言

隨著社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，人們對(duì)建筑質(zhì)量的要求逐漸加強(qiáng)，在建筑工藝日益先進(jìn)的今天，改善原有建筑設(shè)計(jì)方法的需求呼之欲出，被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)的提出滿足了人們對(duì)建筑質(zhì)量的要求，同時(shí)也降低了建筑物料的消耗，符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求。但是現(xiàn)實(shí)是，被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)在我國(guó)應(yīng)用時(shí)間太短，可借鑒的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)不多，在實(shí)際應(yīng)用中尚存在不少問(wèn)題。下文將在介紹我國(guó)被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用和實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，展開(kāi)分析其問(wèn)題并提出合理可實(shí)現(xiàn)的解決方案，加強(qiáng)本工藝的實(shí)際應(yīng)用。

1 被動(dòng)式超低能耗建筑以及特點(diǎn)

1.1這個(gè)理論在二十世紀(jì)六十年代時(shí)被正式提出，黨是的全球環(huán)境都不容樂(lè)觀，污染嚴(yán)重、不可再生資源消耗嚴(yán)重、資源緊張，就是因?yàn)檫@樣才讓人們把目光放在了能源消耗的問(wèn)題上，首當(dāng)其沖的就是建筑方面的能源消耗。最先開(kāi)始進(jìn)行被動(dòng)式超低能建筑的國(guó)家是德國(guó)，科學(xué)家們?cè)诘聡?guó)巴州首府慕尼黑開(kāi)始了第一次的實(shí)驗(yàn)。第一次的實(shí)驗(yàn)建筑采用了獨(dú)立的建筑，建筑的頂端變成了尖銳的形狀，雖然說(shuō)在美觀上差了一點(diǎn)但是卻減少了百分之四十的占地面積，這個(gè)結(jié)果讓每個(gè)科學(xué)家都非常驚喜。以這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果為樣本，歐盟國(guó)家紛紛開(kāi)始推行被動(dòng)式超低能建筑這一方式。在二十世紀(jì)末期，這個(gè)設(shè)計(jì)理念終于傳入我國(guó)，經(jīng)過(guò)不斷的努力，在我國(guó)的發(fā)達(dá)城市得到了推廣，例如上海、廣東、浙江等城市，直到現(xiàn)在情況依舊良好。

1.2由于被動(dòng)式超低能建筑的特性所以就讓的特點(diǎn)也十分突出，采用被動(dòng)式超低能耗建筑這一理念的建筑在建筑時(shí)期就減少了能源的消耗，這種消耗的降低并不是暫時(shí)的，這種消耗的降低貫穿了建筑的建設(shè)、應(yīng)用時(shí)期以及毀壞時(shí)期，均有不同等級(jí)的減少能源消耗。由于我國(guó)國(guó)情的不同，人口數(shù)量眾多所以導(dǎo)致我國(guó)建筑方面的消耗是尤其巨大的，已經(jīng)達(dá)到了總消耗量的百分之六十，這與發(fā)達(dá)國(guó)家的消耗數(shù)量形成了鮮明的對(duì)比。二這一切在使用了被動(dòng)式超低能耗建筑這一理念后出現(xiàn)了改變，在2017的調(diào)查結(jié)果中發(fā)現(xiàn)我國(guó)在建筑方面上的消耗有了顯著的下降且下降的幅度顯著，例如在推行之前我國(guó)的能源消耗量為75.3kW.h，較比德國(guó)的48.5、日本的49.6、美國(guó)的52.3、英國(guó)的55.7有非常明顯的差異，且這種差異是非常不良的，在被動(dòng)式超低能耗建筑這一理念推行后中國(guó)由之前的75.3降到了66.3，雖然依舊無(wú)法與發(fā)達(dá)國(guó)家相提并論，但是已經(jīng)有了非常明顯的成效，能源消耗量巨幅下降，情況十分明顯。

1.3我國(guó)主要的能源消耗就來(lái)自于建筑方面，只要減少建筑方面的消耗就可以進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)的發(fā)展。

2 被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)

被動(dòng)式超低能耗建筑這一理念最基礎(chǔ)的就是因地制宜，什么是因地制宜？就是指在進(jìn)行設(shè)計(jì)這一過(guò)程中不能只是紙上談兵，更多應(yīng)該結(jié)合實(shí)際的環(huán)境、情況來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并不是非常注意追求能源消耗的減少。例如慕尼黑的科學(xué)家再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中更加注重的是如何利用優(yōu)異的地理環(huán)境，地面較為平坦、擁有大量的光照這樣就可以利用太陽(yáng)能的特性來(lái)減少電的用量，基于此實(shí)驗(yàn)，我國(guó)在遼闊的內(nèi)蒙古草原，光照充足的寧夏運(yùn)用了同樣的方式，在建筑安裝了太陽(yáng)能來(lái)減少能源的消耗，但是在實(shí)行的過(guò)程中一定要考慮當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境是否適宜，例如在二十世紀(jì)末期的羅馬尼亞就采用了同樣的方式，但是由于使用的地點(diǎn)為山區(qū)，道路崎嶇光線又不充足，所以并不適合本方法，太陽(yáng)能不能發(fā)揮本身的作用，注定以失敗而告終。

3 被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用

3.1 自然能源利用設(shè)計(jì)

其實(shí)在現(xiàn)代建筑的很多方面，都可以看到被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用，例如利用自然能源為建筑供能。最早在20世紀(jì)的70年代，就有科學(xué)家嘗試?yán)锰?yáng)能電池代替常規(guī)電能發(fā)電，經(jīng)過(guò)近40年的科技發(fā)展，太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)已經(jīng)取得了很大進(jìn)步，并已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于人們?nèi)粘Ｉ钪小?/p>

在太陽(yáng)能供能的基本框架下，一般置于建筑物上層的太陽(yáng)能電池板會(huì)利用光伏技術(shù)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，并能實(shí)現(xiàn)能量的儲(chǔ)蓄，可為建筑內(nèi)部提供持續(xù)的能量，降低了建筑物內(nèi)部日常運(yùn)作多常規(guī)電能的消耗。此外，太陽(yáng)能是可再生的清潔能源，太陽(yáng)能框架的設(shè)計(jì)與應(yīng)用還降低了能源污染，實(shí)現(xiàn)幾乎零污染的同時(shí)也可持續(xù)利用。因此，太陽(yáng)能技術(shù)的發(fā)展和推廣得到我國(guó)現(xiàn)階段能源研發(fā)的廣泛重視，我國(guó)已有許多地方的被動(dòng)式超低能耗建筑應(yīng)用采用了這一能源解決方案。

3.2 保溫與散熱設(shè)計(jì)

被動(dòng)式超低能耗建筑的設(shè)計(jì)還體現(xiàn)在保溫與散熱技術(shù)方面。常規(guī)而言，保溫系統(tǒng)和散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不會(huì)同時(shí)生效。保溫方面，最常見(jiàn)的是苯復(fù)合材料，這一保溫材料常被用于我國(guó)北方地區(qū)，在當(dāng)?shù)氐慕ㄖO(shè)計(jì)中，將苯符合材料作為墻壁夾層。理論上，在墻體中放置4-5cm厚的材料夾層，兩側(cè)以常規(guī)磚瓦或者混凝土為建筑材料進(jìn)行復(fù)合，完成內(nèi)部構(gòu)建后，再將苯板粘結(jié)到材料外部，最后再進(jìn)行外圍材料的構(gòu)建，即完成這一保溫材料在建筑中的應(yīng)用。一塊小小的苯板能防止室內(nèi)熱量的流失，其效率通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試，證明其保溫效率是普通材料的最低4倍以上。

從結(jié)果上來(lái)說(shuō)，苯符合材料的保溫效果相對(duì)于木料、磚瓦、混凝土等各種常規(guī)材料來(lái)說(shuō)，都是最理想的。散熱設(shè)計(jì)上，各地區(qū)的技術(shù)因?qū)嶋H環(huán)境差異存在不同，但基本思路都是以空氣流通和快速冷熱交換為技術(shù)核心。

結(jié)語(yǔ)

被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)對(duì)于我國(guó)的社會(huì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)建設(shè)方面上有著極大的作用，但同時(shí)也是對(duì)我們提出了更高的要求，所以在未來(lái)建筑的發(fā)展商我們?nèi)匀灰e極的使用被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)，并且在發(fā)展的時(shí)期要不斷的對(duì)該理論進(jìn)行不斷的升級(jí)優(yōu)化，這樣才能更好的適應(yīng)本國(guó)的國(guó)情以及未來(lái)的發(fā)展，并且加強(qiáng)人才輸出，提高技術(shù)人員的管理，只有這樣才能更好的促進(jìn)建筑的發(fā)展。

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