城市住宅被動(dòng)式超低能耗建筑技術(shù)探討

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摘要：本文對城市住宅被動(dòng)式超低能耗建筑技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了深入的探討，介紹了建筑工程中城市住宅被動(dòng)式超低能耗的概述，論述了城市住宅被動(dòng)式超低能耗技術(shù)的應(yīng)用意義，闡述了被動(dòng)式建筑的主要優(yōu)勢，提出了被動(dòng)式超能低耗建筑技術(shù)在應(yīng)用中遇到的基礎(chǔ)問題，最后論述了城市住宅被動(dòng)式超低能耗建筑技術(shù)應(yīng)用，希望能夠?yàn)榻ㄖ袠I(yè)在綠色發(fā)展方面提供一些啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：被動(dòng)式；超低能耗；建筑技術(shù)；應(yīng)用

就目前而言我國的市場經(jīng)濟(jì)在飛速發(fā)展，隨之而來的是大眾的物質(zhì)生活水平有了質(zhì)的飛躍。因此，大眾對生活居住的環(huán)境提出了更高的要求，并對節(jié)能降耗以及環(huán)保設(shè)計(jì)進(jìn)行廣泛的關(guān)注。近些年，被動(dòng)式超低能耗建筑開始走進(jìn)大眾的視野中，并且越來越多的建筑投資企業(yè)開始利用這個(gè)理念進(jìn)行建筑工程建設(shè)，在促進(jìn)我國城市綠色發(fā)展的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目標(biāo)。

1建筑工程中城市住宅被動(dòng)式超低能耗的概述

就目前而言，新型的被動(dòng)式超能低耗技術(shù)主要有兩項(xiàng)指標(biāo)：第一項(xiàng)指標(biāo)，建筑物是為了人類服務(wù)的，因此超低能耗要注重大眾的居住體驗(yàn)。第二，作為超低能耗的建筑，要在使用的過程中體現(xiàn)出比較低的能源損耗。為了能夠保證建筑的質(zhì)量和超低的能耗效果，就要在建設(shè)施工的過程中選擇環(huán)保的材料，還要保障好大眾居住的舒適度。比如說在進(jìn)行建筑的建設(shè)過程中應(yīng)用了高效保溫系統(tǒng)以及被動(dòng)式建筑外窗，這樣的新技術(shù)能夠?qū)⒈粍?dòng)式超低能耗建筑的能量消耗降到最低，并且建筑的舒適度也不會(huì)受到影響，在炎熱的夏季也能夠起到比較不錯(cuò)的去熱效果。

2城市住宅被動(dòng)式超低能耗技術(shù)的應(yīng)用意義

首先，在我國已經(jīng)建成的被動(dòng)房的施工建設(shè)中，將被動(dòng)式理論和我國的建筑實(shí)踐進(jìn)行結(jié)合，使得兩者具有相互促進(jìn)的作用。被動(dòng)式超低能耗技術(shù)為今后的建筑節(jié)能打開了新的思考方向。其次，最近幾年，我國的房屋建筑行業(yè)進(jìn)入了發(fā)展的快車道，對城市建設(shè)也起到了極大地推動(dòng)作用，但是因此而產(chǎn)生的能源消耗是一項(xiàng)不可忽視的問題。隨著我國對可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的不斷深化，使得大眾的環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，環(huán)保問題已經(jīng)在社會(huì)中受到了極大的關(guān)注。因此，既能夠滿足大眾對高質(zhì)量生活的需求，還能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減排是當(dāng)前我國房地產(chǎn)建筑行業(yè)未來發(fā)展的必經(jīng)之路。大眾對房屋使用方面，一方面要滿足大眾對房屋的基本需求，另一方面也要滿足大眾對居住舒適度的要求[1]。所以，通過實(shí)施城市住宅被動(dòng)式超低能耗技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代建筑行業(yè)中急需解決的課題。

3被動(dòng)式建筑的主要優(yōu)勢

3.1高舒適度

城市住宅被動(dòng)式住宅具有高保溫隔熱、高氣密性的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，它的外窗是具有傳熱系數(shù)在0.8W/m2以下的外窗，具有非常良好的遮陽設(shè)施。同時(shí)被動(dòng)式建筑在新風(fēng)機(jī)組方面具有高效的熱濕回收功能，可以為被動(dòng)式建筑提供冷熱保障：在冬季，被動(dòng)建筑的室內(nèi)氣溫保持在20℃以上，輻射溫度的不均衡性保持在4k以下；在夏季，被動(dòng)建筑的室內(nèi)氣溫保持在22℃-25℃，如果在自然通風(fēng)的情況下能夠?qū)⒊瑴仡l率保持在10%以內(nèi)。在被動(dòng)房建筑住宅中都會(huì)配置上具有高質(zhì)量的新風(fēng)系統(tǒng)，可以利用新風(fēng)系統(tǒng)來有效的隔絕外界的空氣污染，如果新風(fēng)系統(tǒng)能夠一直保持良好的運(yùn)轉(zhuǎn)功能，那么新風(fēng)系統(tǒng)中的風(fēng)要比自然通風(fēng)能夠更好地保持室內(nèi)空氣的質(zhì)量，在霧霾天氣、沙塵等極端天氣的情況下尤為明顯。此外，被動(dòng)式房屋住宅安裝了高質(zhì)量的圍爐結(jié)構(gòu)，能夠很好的隔絕外界的噪音。

3.2長期的經(jīng)濟(jì)效益

經(jīng)濟(jì)效益主要包括以下三點(diǎn)：第一，可以用比較低的經(jīng)濟(jì)投入來進(jìn)行高質(zhì)量和高品質(zhì)的建筑的建設(shè)活動(dòng)。第二，被動(dòng)房對能源的依賴性相對來說比較小，能夠很好的降低對暖通空調(diào)設(shè)備的投入，有效的減少的資金的支出。比如說，能夠節(jié)約住宅小區(qū)的市政供暖接入費(fèi)用，使得空調(diào)系統(tǒng)的制冷和制熱方面能夠進(jìn)行大幅度的下降，所以在選擇設(shè)備的時(shí)候選擇那些更加小型的經(jīng)濟(jì)的設(shè)備。第三，當(dāng)前被動(dòng)式建筑的投資回報(bào)期為15-20年，在建筑運(yùn)行期間節(jié)約下的能源價(jià)值就能夠遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過初期增加的投資額。

4被動(dòng)式超能低耗建筑技術(shù)在應(yīng)用中遇到的基礎(chǔ)問題

4.1外部環(huán)境具有差異性

在通常情況下，建筑的舒適程度和外部的環(huán)境以及氣候條件都有非常直接的關(guān)系，不同氣候類型條件下被動(dòng)式超能低耗建筑技術(shù)所發(fā)揮的作用也具有很大的差異性。其主要差異性表現(xiàn)在：第一，東部人群熱舒適規(guī)律。我國東部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)是比較發(fā)達(dá)的，并且人口密度大。東部地區(qū)主要受到海洋氣候的影響，氣候比較濕潤、氣溫日較差和年較差相對比較小。由于東部地區(qū)的平均海拔低于1000m，所以其地區(qū)的氣溫垂直變化沒有明顯的差異性。由于受到緯度的影響，從北向南一次為嚴(yán)寒、寒冷、夏熱冬冷以及夏熱冬暖四種氣候。所以說，溫度是東部地區(qū)氣候特征中主要的因素。可以看出東部人群的熱舒適溫度是隨著室外的平均氣溫的變化而發(fā)生變化的，具有明顯的季節(jié)性。第二，西部人群熱舒適規(guī)律。和我國東部沿海地區(qū)相比，除了四川盆地之外，西部地區(qū)主要受到大陸性氣候的影響，并且影響的程度比較大。我國西部地區(qū)的輻射非常強(qiáng)烈，并且屬于干旱少雨的氣候，氣溫年較差和日較差具有明顯的差異。我國西部地區(qū)在氣候方面不僅僅要受到氣溫的影響，還和濕度與輻射具有密切的關(guān)系。第三，農(nóng)村人群熱舒適規(guī)律。熱舒適不僅僅會(huì)受到室外氣候的直接影響，還會(huì)與室內(nèi)的環(huán)境有直接的關(guān)系。我國在農(nóng)村地區(qū)，由于經(jīng)濟(jì)條件相對有些不足，使得室內(nèi)環(huán)境和控制方式和城市中具有比較大的差異性。在城市中主要是以主動(dòng)式設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)室溫為主，建筑的自然調(diào)節(jié)為輔，農(nóng)村地區(qū)則是剛好相反的。由于長期的居住環(huán)境的不同使得農(nóng)村居民的熱舒適規(guī)律和城市居民的熱舒適規(guī)律具有明顯的不同。第一，農(nóng)村人群可以接受的溫度變化范圍更大，對環(huán)境變化的適應(yīng)能力也更強(qiáng)，尤其是冬季比較明顯。第二，在自然條件下，熱舒適溫度受到的室外氣候影響要明顯大于室內(nèi)微氣候的影響[2]。

4.2具有很強(qiáng)的可實(shí)現(xiàn)性

城市住宅被動(dòng)式超低能耗建筑技術(shù)在應(yīng)用的過程中更加重視對本土特征的吸收，通過有效的結(jié)合地域環(huán)境、自然氣候以及社會(huì)環(huán)境等因素，制定出科學(xué)合理的節(jié)能降耗的措施，與此同時(shí)，還能夠通過對綠色植物的培育和養(yǎng)護(hù)來對室內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

4.3建筑群的能耗比較高

從客觀的角度看，氣候、環(huán)境等自然因素對建筑的耗能具有直接的影響。但是我國的建筑仍舊是高耗能建筑類型，在保溫性能、隔熱功能以及門窗空氣密閉性等方面都還有很大的提升空間和提升需求，這就迫使住戶不得不采取供暖、冷氣以及空調(diào)等設(shè)備，即便是很多建筑能夠具備高能源和高熱量的特點(diǎn)，但是居住人的體驗(yàn)感仍比較低。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國的居民建筑正處于從多層建筑向著高層建筑進(jìn)行發(fā)展，但是在很多城市中還是以多層建筑為主。這樣的建筑之間呈現(xiàn)出密度比較高、占用面積比較大、在公共空間方面比較寬敞的特點(diǎn)，使得進(jìn)行被動(dòng)式超能低耗建筑改革遇到了很大的困難。在多層建筑中，過高的空置率會(huì)讓建筑的耗能增加，在用戶與用戶之間的傳熱出現(xiàn)很大的熱能損失，在這樣的客觀條件下會(huì)對建筑的耗能產(chǎn)生負(fù)面的影響。

5城市住宅被動(dòng)式超低能耗建筑技術(shù)應(yīng)用

5.1超低能耗建筑技術(shù)在自然能源方面的應(yīng)用

在城市住宅被動(dòng)式超低能耗建筑技術(shù)中，對太陽能、地?zé)帷⒂晁厥障到y(tǒng)以及風(fēng)能等各種自然能源的利用是被動(dòng)式超低能耗建筑的一個(gè)特點(diǎn)。就目前而言，應(yīng)用最廣的自然能源是太陽能。太陽能作為一種潔凈型能源具有零污染和可持續(xù)再生的特點(diǎn)。因此在進(jìn)行城市住宅被動(dòng)式超低能耗建筑建設(shè)的時(shí)候，在建筑物的頂部配置好相應(yīng)的太陽能電池板，將太陽能利用太陽能電池板轉(zhuǎn)化為電能，可以利用太陽能來進(jìn)行光伏發(fā)電。產(chǎn)生的電能輸送到建筑內(nèi)部中，可以滿足建筑物的常規(guī)電能消耗。太陽熱水系統(tǒng)指的是通過收集太陽能量將太陽能裝置中的水進(jìn)行加熱。就目前而言，太陽能在我國的應(yīng)用中最具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在太陽城熱水系統(tǒng)中得到最廣泛應(yīng)用的是太陽能熱水器，它能將太陽的輻射能源轉(zhuǎn)化成熱能，從而能夠讓太陽能裝置中的水從低溫變?yōu)楦邷兀梢詽M足大眾在生活和生產(chǎn)中的需要。太陽能熱水系統(tǒng)具有很強(qiáng)的分散性，每個(gè)家庭都能設(shè)置一個(gè)單獨(dú)的太陽能熱水系統(tǒng)。在我國太陽能熱水器具有不同的規(guī)格，大眾可以根據(jù)自己的實(shí)際情況選擇最適合的規(guī)格。通過太陽熱水系統(tǒng)，一方面能夠?yàn)榇蟊姷纳顜肀憷档土思彝ブС觯环矫婺軌蛴行У慕档徒ㄖ南摹?

5.2超低能耗建筑技術(shù)在保溫系統(tǒng)方面的應(yīng)用

第一，保溫系統(tǒng)材料的應(yīng)用。在進(jìn)行建筑保溫系統(tǒng)材料的選擇時(shí)，要根據(jù)建筑設(shè)計(jì)的需求盡量選擇具有環(huán)保性能和節(jié)能性能的材料。在近些年保溫隔熱系統(tǒng)的應(yīng)用中，基礎(chǔ)材料可以選擇新型的保溫材料，例如無機(jī)保溫砂漿、納米隔熱板等等，并對保溫材料進(jìn)行科學(xué)的控制，對保溫層的厚度進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。第二，外墻保溫系統(tǒng)的應(yīng)用。在進(jìn)行超低能耗建筑技術(shù)的應(yīng)用過程中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，第一個(gè)方面是隔熱散熱設(shè)計(jì)的應(yīng)用，第二是保溫設(shè)計(jì)的應(yīng)用。對于隔熱設(shè)計(jì)的應(yīng)用來說，其會(huì)直接受到區(qū)域技術(shù)的影響。比如說在南方的外墻隔熱設(shè)計(jì)應(yīng)用中主要采用墻面垂直綠化、無機(jī)保溫砂漿內(nèi)保溫以及通風(fēng)墻等。從保溫設(shè)計(jì)的應(yīng)用方面來看，在我國北方冬季，建筑物室內(nèi)熱量的散失是一個(gè)比較嚴(yán)重的問題，可以將苯板復(fù)合材料作為墻體中間的夾層應(yīng)用到建筑的建設(shè)中，可以最大限度的減少室內(nèi)熱量的過度流失。第三，在屋面、地板的保溫體統(tǒng)的應(yīng)用。在被動(dòng)式超低能耗建筑中可以利用通風(fēng)隔熱的屋面來作為室內(nèi)的保溫手段。比較常見的類型有：第一，在屋面進(jìn)行蓄水或者是進(jìn)行綠植種植來幫助室內(nèi)進(jìn)行保溫。第二，安裝帶通風(fēng)空氣層的金屬夾心隔熱的屋面來幫助室內(nèi)進(jìn)行保溫。第三，安裝帶老虎窗的通氣閣樓的屋面來幫助室內(nèi)進(jìn)行保溫。在這三種類型當(dāng)中以種植屋面為例，可以在屋面覆蓋能夠進(jìn)行植物種植厚度的土層，并且將一些綠色植物種植在土層中，不僅可以改善空氣的質(zhì)量減少灰塵，還能夠緩解熱島效應(yīng)。通過對綠植的設(shè)計(jì)能夠打造出具有特色的屋頂花園，還能夠增加觀賞性。除此之外，屋面的種植還能夠?qū)τ晁纬晒?jié)流，能夠?qū)Τ鞘杏晁M(jìn)行有效緩解[3]。

5.3超低能耗建筑技術(shù)在節(jié)能一體化方面的應(yīng)用

在進(jìn)行節(jié)能一體化應(yīng)用方面將會(huì)成為被動(dòng)式場地能耗建筑中主要的發(fā)展方向。在進(jìn)行節(jié)能一體化應(yīng)用的過程中，要對技術(shù)的品質(zhì)進(jìn)行有效合理的整合，從而最大限度避免出現(xiàn)“高性能、低品質(zhì)”的情況。在城市住宅被動(dòng)式超低能耗建筑技術(shù)應(yīng)用中充分地利用節(jié)能一體化的優(yōu)勢，不僅僅能夠幫助建筑延長使用壽命，還能夠極大地推動(dòng)低碳化城市建設(shè)。

5.4超低能耗建筑技術(shù)在無熱橋設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用

在城市住宅被動(dòng)式超低能耗建筑中利用超低能耗建筑技術(shù)將陽臺(tái)的主體結(jié)構(gòu)與主板進(jìn)行有效的分離，并將挑梁作為陽臺(tái)板的主要支撐，在陽臺(tái)中填充適量的保溫材料，通過這種形式可以實(shí)現(xiàn)對熱橋的阻斷效果。為了能夠保證建筑的無熱橋，在進(jìn)行保溫施工建設(shè)的過程中會(huì)進(jìn)行細(xì)節(jié)處理，比如說對建筑的陰陽角保溫材料實(shí)施錯(cuò)縫搭接，從而使得保溫材料能夠?qū)⒋翱蜻M(jìn)行最大程度的覆蓋；在女兒墻方面要將保溫材料進(jìn)行全面的鋪設(shè)，讓保溫厚度能夠和墻體保持一致的狀態(tài)；在室外的雨水管道和空調(diào)機(jī)支架等方面要利用隔熱材料將其與基層墻隔開，并將密封支架穿透保溫層的縫隙中，從而實(shí)現(xiàn)良好的無熱橋效果。

5.5建筑的空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)用

在設(shè)計(jì)被動(dòng)式超低能耗建筑的過程中會(huì)將圍護(hù)結(jié)構(gòu)和氣密性進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，能夠極大的降低建筑的全年能耗。在冬季建筑中會(huì)被動(dòng)變熱，通過通風(fēng)系統(tǒng)可以將有害的物質(zhì)和異味排除到建筑物外，向建筑物中輸送新鮮的空氣，一方面能夠降低室內(nèi)的二氧化碳含量和濃度，一方面能夠提升室內(nèi)空氣的質(zhì)量。在每個(gè)住宅中都會(huì)安裝一臺(tái)能源循環(huán)機(jī)，利用這個(gè)循環(huán)機(jī)的各種功能，能夠有效地降低建筑物的能耗。能源循環(huán)機(jī)的功能主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，能源循環(huán)機(jī)具有新風(fēng)功能；第二，能源循環(huán)機(jī)具有熱回收功能；第三，能源循環(huán)機(jī)具有輔助供暖和制冷的功能。在每個(gè)衛(wèi)生間都設(shè)置了單獨(dú)的排風(fēng)裝置，衛(wèi)生間的空氣會(huì)通過排風(fēng)裝置進(jìn)入到排風(fēng)豎井中通過風(fēng)道排到室外中去。在排風(fēng)設(shè)備和排風(fēng)豎井之間會(huì)設(shè)置電動(dòng)閥門，當(dāng)電動(dòng)閥門打開時(shí)會(huì)對衛(wèi)生間的空氣進(jìn)行更換，當(dāng)閥門為關(guān)閉狀態(tài)下可以保證房間的氣密性。在每個(gè)廚房會(huì)利用機(jī)械排風(fēng)和自然補(bǔ)風(fēng)的方式進(jìn)行通風(fēng)，補(bǔ)風(fēng)會(huì)將室外的空氣直接引入到室內(nèi)，補(bǔ)風(fēng)管道通過電動(dòng)閥門進(jìn)行控制，當(dāng)排油煙閥門處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，能夠形成密閉的空間，若排油煙閥門處于打開狀態(tài)時(shí)能夠有效的將廚房中的空氣排出去。除此之外，在不同的季節(jié)新風(fēng)系統(tǒng)會(huì)有不同的作用。在溫度適宜的時(shí)候，若室外空氣質(zhì)量比較好，住戶可以根據(jù)自己的需要手動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，使得房間內(nèi)的空氣保持新鮮度；當(dāng)室外空氣質(zhì)量比較差的時(shí)候，住戶可以利用新風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行通風(fēng)換氣將室外中的有害物質(zhì)阻擋在建筑之外。

5.6利用建筑外遮陽技術(shù)來降低建筑的耗能

對于建筑的遮陽效果，在建設(shè)的過程中要對建筑物的外窗機(jī)安裝相關(guān)的遮陽產(chǎn)品，從而能夠有效的遮蔽太陽輻射降低室內(nèi)的溫度。建筑遮陽技術(shù)在夏季能夠?qū)φ诒翁栞椛洌辉诙灸軌驇椭覂?nèi)留住熱量，對熱量外散起到阻礙的作用。通過安裝與建筑匹配的遮陽設(shè)施，一方面能夠有效的降低建筑的耗能，一方面能夠?qū)照{(diào)用電起到節(jié)約的效果。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，將采用建筑遮陽技術(shù)的建筑與未采用建筑遮陽技術(shù)的建筑進(jìn)行對比，能夠節(jié)約25%的用電量。與此同時(shí)，建筑外遮陽技術(shù)還能夠?qū)Υ巴獾谋匦援a(chǎn)生積極的影響，使得保溫效果提高了很多。

結(jié)語

綜上所述，被動(dòng)式超低能耗建筑作為新型的建筑項(xiàng)目不僅僅能夠滿足大眾的生活需求，還能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能降耗。通過以下幾個(gè)方面有效的實(shí)現(xiàn)了城市住宅宅被動(dòng)式超低能耗建設(shè)：第一，超低能耗建筑技術(shù)在自然能源方面的應(yīng)用；第二，超低能耗建筑技術(shù)在保溫系統(tǒng)方面的應(yīng)用；第三，超低能耗建筑技術(shù)在節(jié)能一體化方面的應(yīng)用；第四，超低能耗建筑技術(shù)在無熱橋設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用；第五，建筑的空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)用；第六，利用建筑外遮陽技術(shù)來降低建筑的耗能，對我國實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具有重要的促進(jìn) 作用。

參考文獻(xiàn)

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作者：劉熙閱 單位：中國石油工程建設(shè)有限公司華北分公司