低耗能建筑设计

梁云峰

摘 要：被动式低耗能技术理念是由美国建筑师巴鲁克·吉沃尼最早提出，直到1991年在德国的法兰克福的达姆施塔特市才出现第一批被动式建筑。这类建筑与传统建筑利用机械电气设备干预实现节能的方法不同，它是利用住宅建筑物本身的构造特点，通过对建筑外墙使用超厚的绝热材料维护结构和复杂的门窗达到保温隔热性能，并利用太阳能、地热和家电设备的散热等清洁恩能源为居室供热源，一方面可以节约能源，同时可以减少污染环境。由于这种建筑在密闭性设计的非常好，几乎没有任何热量散失，最大程度保证了住宅的恒温性，使得居住起来非常舒适。

关键词：被动式低耗能；保温；热量；发展

1 被动式低耗能建筑的特点

1.1 建筑外围护结构采用150-200mm以上厚度的外墙外保温材料，室内墙体要采用重质建筑材料

1.2 围护结构密闭性好

1.3 良好的通风设计

1.4 做好建筑朝向设计，采用三层玻璃窗户与遮阳，以利于采用太阳能供热

2 被动式低耗能建筑的构成因素

被动式建筑由窗体、墙体、智能新风系统、智能热冷系统、智能能源控制系统、太阳能系统组成。

3 被动式节能设计的方法

被动式节能是指人们在建筑技能设计过程中，在不改变成本的前提下，通过一些设计手段，改变建筑物收集和存储能量的方式，在建筑物与周围环境之间形成一个良好的节能

同时又适合人们居住的能量交换系统，以摈弃机械电气设备来实现节能的方法。

4 我国在被动式建筑节能发展情况

目前我国的被动式建筑节能的理论与施工实践大都仍处于探索阶段，至今还没有成熟的理论，大多数都是借鉴国外的经验，就我国目前发展情况来看，在经济发达或较为发达的一二线城市开始示范性建设“被动式高层住宅”。通过与国外先进国家合作交流，我们掌握了被动式建筑的一些基本的技术要点，最起码在现有的技术情况下我们是完全可以做到以下几点：

4.1 采用新型聚氨酯材料保温芯板保温层代替常规水泥珍珠岩做法增加外墙屋面围护结构的保温隔热层厚度，改善墙体的热工性能，实现建筑节能。尤其在北方地区外墙保温板的厚度土可以做到150厘米以上。

4.2 在门窗节能设计上采用采了新型的用热导率较低的，中间腔由聚酰胺隔板断热材料组成的三腔双密封结构铝合金窗户。由于这种窗户具有良好的受力、隔热、防尘、减震性能，增加外窗的气密性和绝热性。

4.3 根据建筑墙面不同朝向冬、夏日照不同的情况控制窗墙比在25-35%范围内，在满足采光低限情况下适当减小背阴面窗户面积，适当提高朝阳方向窗面积，但是不大于0.35为最好，朝阳向窗户避免设计飘窗和落地窗，以增加步提高节能的效率。

5 被动式低耗能建筑示范项目——辰能·溪树庭院

项目概况：辰能·溪树庭院项目位于哈尔滨哈西大街117号（原制氧机厂），占地面积22.87万平方米，总建筑面积54.5万平方米，容积率2.14，绿地率39%，建筑密度27%，建筑形式以庭院洋房、舒适度高层、健康高层为主，采用了地源热泵系统、天棚柔和式微辐射系统、建筑外围护结构优化系统、全置换式新风系统、同层排水系统等五项新技术。

5.1 设计理念和技术核心

辰能·溪树庭院项目是在吸收了德国标准和实践经验基础上，同时结合我省地域特点，是黑龙江省充分利用被动式技术开展超低能耗建筑示范。其设计理念和技术核心是通过对提高可再生能源的利用的，尽可能减少对不可再生资源的使用节能措施，通过对建筑外墙维护结构和门窗的优化设计，提高建筑物的保温和气密性，减少室内外热量散失，利用太阳能和地热泵热源技术源对室内实行被动采暖和制冷。

5.2 五个核心技术

5.2.1 地源热泵系统。项目采用国际先进的土壤源热泵技术，通过获取土壤浅层能量用以制冷（制热），让建筑拜托传统空调的束缚，更健康、环保、节能。

5.2.2 天棚柔和式微辐射系统。在天棚的混凝土板中辐射PB盘管，通过盘管中的供回水温差，进行智能化调控，使室温常年保持在20-26℃，无吹风感和噪音。

5.2.3 建筑外围护结构优化系统。设置增厚的保温层，是住宅制冷采暖能耗大大低于普通的住宅；窗户外侧设置遮阳卷帘，可根据气候的变化与个人需求进行升降调解。外窗采用中空LOW-E玻璃，内充氩气，冬季利于热能的获取，有效的保温。

5.2.4 同层排水系统。运用隐蔽式水箱和同层排水技术，卫生间排水在本层设置，无须穿越楼板，从而实现卫生间完全独立化，采用悬挂式洁具，摆脱空间布置的局限性。

5.2.5 全置换式新风系统。通过设置在卧室、客厅等地面上的新风口送入，经过除尘、温度及湿度等多级处理的室外新线空气，温度略低于室温，在地面形成“新风湖”，溢满房间的每个角落，再将室内污浊空气有卫生间排风口回到风机，经热量回收排出。

5.3 项目的节能标准

能耗标准比较

黑龙江65%节能建筑 年单位面积采暖能耗≤75kw/（m2·a）

最大供热负荷≤50w/m2

被动式房屋 年单位面积采暖能耗≤15Kw/（m2·a）

最大供热负荷≤10w/m2

采暖（制冷）、生活热水家庭用电率一次能源消耗≤120kw/（m2·a）

气密性N50≤0.6次/h

哈尔滨示范工程 年单位面积采暖能耗≤13.88Kw/（m2·a）

最大供热负荷≤8.14w/m2

一次性能源消耗≤120kw/（m2·a）

气密性N50≤0.6次/h

6 结语

建筑节能设计方案的选择要结合实际情况而定，对于我们来说被动式节能”这种全新的建筑节能理念，是一个开放的系统性过程，怎样利用有限的自然资源去实现我们节能降耗的目的，创造出更适合人民居住住宅，绝不是在现有的目标上再进一步的问题，随着人民对生活品质的要求越来越高，被动式节能建筑的普及或许剩下的只是时间的问题了。

参考文献

[1] 杨寿麟.德国建筑节能措施[J].时空互动，2002.

[2] 许锦峰，黄欣鹏，吴志敏.被动式节能建筑围护结构的特征[J].南京工业大学学报，2011，9（33）.

[3] 商晓秋.建筑节能概念之———中空玻璃[J].东北电力学院学报， 2001，21（3）.

[4] 付祥钊.夏热冬冷地区建筑节能技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.

[5] 方丽.低层住宅建筑的太阳能热利用研究[D].河北工业大学，2005.

[6] 俞科，蒋红波.浅谈住宅卫生间同层排水设计[J].给水排水，2004（30）.

[7] 孙克放.被动式住宅[N].中国建设报，2010-03-17.

摘 要：被动式低耗能技术理念是由美国建筑师巴鲁克·吉沃尼最早提出，直到1991年在德国的法兰克福的达姆施塔特市才出现第一批被动式建筑。这类建筑与传统建筑利用机械电气设备干预实现节能的方法不同，它是利用住宅建筑物本身的构造特点，通过对建筑外墙使用超厚的绝热材料维护结构和复杂的门窗达到保温隔热性能，并利用太阳能、地热和家电设备的散热等清洁恩能源为居室供热源，一方面可以节约能源，同时可以减少污染环境。由于这种建筑在密闭性设计的非常好，几乎没有任何热量散失，最大程度保证了住宅的恒温性，使得居住起来非常舒适。

关键词：被动式低耗能；保温；热量；发展

1 被动式低耗能建筑的特点

1.1 建筑外围护结构采用150-200mm以上厚度的外墙外保温材料，室内墙体要采用重质建筑材料

1.2 围护结构密闭性好

1.3 良好的通风设计

1.4 做好建筑朝向设计，采用三层玻璃窗户与遮阳，以利于采用太阳能供热

2 被动式低耗能建筑的构成因素

被动式建筑由窗体、墙体、智能新风系统、智能热冷系统、智能能源控制系统、太阳能系统组成。

3 被动式节能设计的方法

被动式节能是指人们在建筑技能设计过程中，在不改变成本的前提下，通过一些设计手段，改变建筑物收集和存储能量的方式，在建筑物与周围环境之间形成一个良好的节能

同时又适合人们居住的能量交换系统，以摈弃机械电气设备来实现节能的方法。

4 我国在被动式建筑节能发展情况

目前我国的被动式建筑节能的理论与施工实践大都仍处于探索阶段，至今还没有成熟的理论，大多数都是借鉴国外的经验，就我国目前发展情况来看，在经济发达或较为发达的一二线城市开始示范性建设“被动式高层住宅”。通过与国外先进国家合作交流，我们掌握了被动式建筑的一些基本的技术要点，最起码在现有的技术情况下我们是完全可以做到以下几点：

4.1 采用新型聚氨酯材料保温芯板保温层代替常规水泥珍珠岩做法增加外墙屋面围护结构的保温隔热层厚度，改善墙体的热工性能，实现建筑节能。尤其在北方地区外墙保温板的厚度土可以做到150厘米以上。

4.2 在门窗节能设计上采用采了新型的用热导率较低的，中间腔由聚酰胺隔板断热材料组成的三腔双密封结构铝合金窗户。由于这种窗户具有良好的受力、隔热、防尘、减震性能，增加外窗的气密性和绝热性。

4.3 根据建筑墙面不同朝向冬、夏日照不同的情况控制窗墙比在25-35%范围内，在满足采光低限情况下适当减小背阴面窗户面积，适当提高朝阳方向窗面积，但是不大于0.35为最好，朝阳向窗户避免设计飘窗和落地窗，以增加步提高节能的效率。

5 被动式低耗能建筑示范项目——辰能·溪树庭院

项目概况：辰能·溪树庭院项目位于哈尔滨哈西大街117号（原制氧机厂），占地面积22.87万平方米，总建筑面积54.5万平方米，容积率2.14，绿地率39%，建筑密度27%，建筑形式以庭院洋房、舒适度高层、健康高层为主，采用了地源热泵系统、天棚柔和式微辐射系统、建筑外围护结构优化系统、全置换式新风系统、同层排水系统等五项新技术。

5.1 设计理念和技术核心

辰能·溪树庭院项目是在吸收了德国标准和实践经验基础上，同时结合我省地域特点，是黑龙江省充分利用被动式技术开展超低能耗建筑示范。其设计理念和技术核心是通过对提高可再生能源的利用的，尽可能减少对不可再生资源的使用节能措施，通过对建筑外墙维护结构和门窗的优化设计，提高建筑物的保温和气密性，减少室内外热量散失，利用太阳能和地热泵热源技术源对室内实行被动采暖和制冷。

5.2 五个核心技术

5.2.1 地源热泵系统。项目采用国际先进的土壤源热泵技术，通过获取土壤浅层能量用以制冷（制热），让建筑拜托传统空调的束缚，更健康、环保、节能。

5.2.2 天棚柔和式微辐射系统。在天棚的混凝土板中辐射PB盘管，通过盘管中的供回水温差，进行智能化调控，使室温常年保持在20-26℃，无吹风感和噪音。

5.2.3 建筑外围护结构优化系统。设置增厚的保温层，是住宅制冷采暖能耗大大低于普通的住宅；窗户外侧设置遮阳卷帘，可根据气候的变化与个人需求进行升降调解。外窗采用中空LOW-E玻璃，内充氩气，冬季利于热能的获取，有效的保温。

5.2.4 同层排水系统。运用隐蔽式水箱和同层排水技术，卫生间排水在本层设置，无须穿越楼板，从而实现卫生间完全独立化，采用悬挂式洁具，摆脱空间布置的局限性。

5.2.5 全置换式新风系统。通过设置在卧室、客厅等地面上的新风口送入，经过除尘、温度及湿度等多级处理的室外新线空气，温度略低于室温，在地面形成“新风湖”，溢满房间的每个角落，再将室内污浊空气有卫生间排风口回到风机，经热量回收排出。

5.3 项目的节能标准

能耗标准比较

黑龙江65%节能建筑 年单位面积采暖能耗≤75kw/（m2·a）

最大供热负荷≤50w/m2

被动式房屋 年单位面积采暖能耗≤15Kw/（m2·a）

最大供热负荷≤10w/m2

采暖（制冷）、生活热水家庭用电率一次能源消耗≤120kw/（m2·a）

气密性N50≤0.6次/h

哈尔滨示范工程 年单位面积采暖能耗≤13.88Kw/（m2·a）

最大供热负荷≤8.14w/m2

一次性能源消耗≤120kw/（m2·a）

气密性N50≤0.6次/h

6 结语

建筑节能设计方案的选择要结合实际情况而定，对于我们来说被动式节能”这种全新的建筑节能理念，是一个开放的系统性过程，怎样利用有限的自然资源去实现我们节能降耗的目的，创造出更适合人民居住住宅，绝不是在现有的目标上再进一步的问题，随着人民对生活品质的要求越来越高，被动式节能建筑的普及或许剩下的只是时间的问题了。

参考文献

[1] 杨寿麟.德国建筑节能措施[J].时空互动，2002.

[2] 许锦峰，黄欣鹏，吴志敏.被动式节能建筑围护结构的特征[J].南京工业大学学报，2011，9（33）.

[3] 商晓秋.建筑节能概念之———中空玻璃[J].东北电力学院学报， 2001，21（3）.

[4] 付祥钊.夏热冬冷地区建筑节能技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.

[5] 方丽.低层住宅建筑的太阳能热利用研究[D].河北工业大学，2005.

[6] 俞科，蒋红波.浅谈住宅卫生间同层排水设计[J].给水排水，2004（30）.

[7] 孙克放.被动式住宅[N].中国建设报，2010-03-17.

摘 要：被动式低耗能技术理念是由美国建筑师巴鲁克·吉沃尼最早提出，直到1991年在德国的法兰克福的达姆施塔特市才出现第一批被动式建筑。这类建筑与传统建筑利用机械电气设备干预实现节能的方法不同，它是利用住宅建筑物本身的构造特点，通过对建筑外墙使用超厚的绝热材料维护结构和复杂的门窗达到保温隔热性能，并利用太阳能、地热和家电设备的散热等清洁恩能源为居室供热源，一方面可以节约能源，同时可以减少污染环境。由于这种建筑在密闭性设计的非常好，几乎没有任何热量散失，最大程度保证了住宅的恒温性，使得居住起来非常舒适。

关键词：被动式低耗能；保温；热量；发展

1 被动式低耗能建筑的特点

1.1 建筑外围护结构采用150-200mm以上厚度的外墙外保温材料，室内墙体要采用重质建筑材料

1.2 围护结构密闭性好

1.3 良好的通风设计

1.4 做好建筑朝向设计，采用三层玻璃窗户与遮阳，以利于采用太阳能供热

2 被动式低耗能建筑的构成因素

被动式建筑由窗体、墙体、智能新风系统、智能热冷系统、智能能源控制系统、太阳能系统组成。

3 被动式节能设计的方法

被动式节能是指人们在建筑技能设计过程中，在不改变成本的前提下，通过一些设计手段，改变建筑物收集和存储能量的方式，在建筑物与周围环境之间形成一个良好的节能

同时又适合人们居住的能量交换系统，以摈弃机械电气设备来实现节能的方法。

4 我国在被动式建筑节能发展情况

目前我国的被动式建筑节能的理论与施工实践大都仍处于探索阶段，至今还没有成熟的理论，大多数都是借鉴国外的经验，就我国目前发展情况来看，在经济发达或较为发达的一二线城市开始示范性建设“被动式高层住宅”。通过与国外先进国家合作交流，我们掌握了被动式建筑的一些基本的技术要点，最起码在现有的技术情况下我们是完全可以做到以下几点：

4.1 采用新型聚氨酯材料保温芯板保温层代替常规水泥珍珠岩做法增加外墙屋面围护结构的保温隔热层厚度，改善墙体的热工性能，实现建筑节能。尤其在北方地区外墙保温板的厚度土可以做到150厘米以上。

4.2 在门窗节能设计上采用采了新型的用热导率较低的，中间腔由聚酰胺隔板断热材料组成的三腔双密封结构铝合金窗户。由于这种窗户具有良好的受力、隔热、防尘、减震性能，增加外窗的气密性和绝热性。

4.3 根据建筑墙面不同朝向冬、夏日照不同的情况控制窗墙比在25-35%范围内，在满足采光低限情况下适当减小背阴面窗户面积，适当提高朝阳方向窗面积，但是不大于0.35为最好，朝阳向窗户避免设计飘窗和落地窗，以增加步提高节能的效率。

5 被动式低耗能建筑示范项目——辰能·溪树庭院

项目概况：辰能·溪树庭院项目位于哈尔滨哈西大街117号（原制氧机厂），占地面积22.87万平方米，总建筑面积54.5万平方米，容积率2.14，绿地率39%，建筑密度27%，建筑形式以庭院洋房、舒适度高层、健康高层为主，采用了地源热泵系统、天棚柔和式微辐射系统、建筑外围护结构优化系统、全置换式新风系统、同层排水系统等五项新技术。

5.1 设计理念和技术核心

辰能·溪树庭院项目是在吸收了德国标准和实践经验基础上，同时结合我省地域特点，是黑龙江省充分利用被动式技术开展超低能耗建筑示范。其设计理念和技术核心是通过对提高可再生能源的利用的，尽可能减少对不可再生资源的使用节能措施，通过对建筑外墙维护结构和门窗的优化设计，提高建筑物的保温和气密性，减少室内外热量散失，利用太阳能和地热泵热源技术源对室内实行被动采暖和制冷。

5.2 五个核心技术

5.2.1 地源热泵系统。项目采用国际先进的土壤源热泵技术，通过获取土壤浅层能量用以制冷（制热），让建筑拜托传统空调的束缚，更健康、环保、节能。

5.2.2 天棚柔和式微辐射系统。在天棚的混凝土板中辐射PB盘管，通过盘管中的供回水温差，进行智能化调控，使室温常年保持在20-26℃，无吹风感和噪音。

5.2.3 建筑外围护结构优化系统。设置增厚的保温层，是住宅制冷采暖能耗大大低于普通的住宅；窗户外侧设置遮阳卷帘，可根据气候的变化与个人需求进行升降调解。外窗采用中空LOW-E玻璃，内充氩气，冬季利于热能的获取，有效的保温。

5.2.4 同层排水系统。运用隐蔽式水箱和同层排水技术，卫生间排水在本层设置，无须穿越楼板，从而实现卫生间完全独立化，采用悬挂式洁具，摆脱空间布置的局限性。

5.2.5 全置换式新风系统。通过设置在卧室、客厅等地面上的新风口送入，经过除尘、温度及湿度等多级处理的室外新线空气，温度略低于室温，在地面形成“新风湖”，溢满房间的每个角落，再将室内污浊空气有卫生间排风口回到风机，经热量回收排出。

5.3 项目的节能标准

能耗标准比较

黑龙江65%节能建筑 年单位面积采暖能耗≤75kw/（m2·a）

最大供热负荷≤50w/m2

被动式房屋 年单位面积采暖能耗≤15Kw/（m2·a）

最大供热负荷≤10w/m2

采暖（制冷）、生活热水家庭用电率一次能源消耗≤120kw/（m2·a）

气密性N50≤0.6次/h

哈尔滨示范工程 年单位面积采暖能耗≤13.88Kw/（m2·a）

最大供热负荷≤8.14w/m2

一次性能源消耗≤120kw/（m2·a）

气密性N50≤0.6次/h

6 结语

建筑节能设计方案的选择要结合实际情况而定，对于我们来说被动式节能”这种全新的建筑节能理念，是一个开放的系统性过程，怎样利用有限的自然资源去实现我们节能降耗的目的，创造出更适合人民居住住宅，绝不是在现有的目标上再进一步的问题，随着人民对生活品质的要求越来越高，被动式节能建筑的普及或许剩下的只是时间的问题了。

参考文献

[1] 杨寿麟.德国建筑节能措施[J].时空互动，2002.

[2] 许锦峰，黄欣鹏，吴志敏.被动式节能建筑围护结构的特征[J].南京工业大学学报，2011，9（33）.

[3] 商晓秋.建筑节能概念之———中空玻璃[J].东北电力学院学报， 2001，21（3）.

[4] 付祥钊.夏热冬冷地区建筑节能技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.

[5] 方丽.低层住宅建筑的太阳能热利用研究[D].河北工业大学，2005.

[6] 俞科，蒋红波.浅谈住宅卫生间同层排水设计[J].给水排水，2004（30）.

[7] 孙克放.被动式住宅[N].中国建设报，2010-03-17.