被动式超低能耗建筑设计理论及实践研究

郭娟

（贵州城市职业学院，贵阳550000）

1 引言

由于很多自然资源不可再生，所以近年来人们对于自然资源的利用，开始越来越重视，根据可持续发展的需求如何降低能耗已经成为全世界普遍关注的一个问题，在20世纪中期以前，建筑行业的相关能耗一直居高不下，随着空调、冰箱等电器的使用，导致建筑行业的能耗不断增大，自20世纪90年代以来，以德国为首，部分欧美国家通过改革建筑工艺，使得建筑能耗有效降低，这使被动式超低能耗建筑，作为一种新生的建筑事务，受到了各国相关建筑人员的重视。

2 被动式超低能耗建筑的基本概念

被动式超低能耗建筑是根据建筑本身的能耗来说的，这种定义是指建造节能的建筑物，因此也被称为被动式建筑及建筑等，最重要的特点就是可以降低能耗，将室内调节到合理的温度，从而降低空调等高能耗电器的使用频率，区别于传统建筑的是被动式建筑，不需要进行主动加热，它可以收集太阳，人体和家电所产生的热量，通过热回收装置，使得室温能够保持到一个比较舒适的温度，而非依靠主动热源的供给，有效地降低了热源能耗。

3 被动式超低能耗建筑的出现以及发展状况

被动式超低能耗建筑，这一理论最初是由瑞典隆德大学的亚当森教授和德国被动式房屋建筑研究所的菲斯特博士提出来的，在20世纪80年代后期，在德国的黑森州和相关部门的支持下，学者们对这一理论进行了深入研究，并且取得了较好的成果，所以关于被动式房屋的最初设计和相关概念基本被确定。[1]德国对被动式建筑的相关研究一直处于领先地位，德国的达姆施塔特第一批被动房屋建成时，通过对这批房屋的观察和研究，学者们掌握了第一手的宝贵资料，直到20世纪90年代后期，这个地区的房屋建筑才扩大了生产规模，通过利用已有的知识经验，建成了更多的更加规范的被动式的房屋，同时把这种成熟的技术向全世界推广，使得德国其他地区和世界各国的被动式房屋建设取得了很大的进展，早年德国的科学家和建筑师，对零能耗被动式建筑也进行过研究，这种房屋的存在也是极有可能的，但是造价很高，对技术的要求十分苛刻，所以没有进行进一步的实践性研究，到了2010年，德国境内被动式房屋的建筑超过了13000座，达到全世界被动式房屋总数的30%，涵盖住房、办公楼、商城等多个方面。

4 被动式超低能耗建筑应用于生活中的意义

4.1 降低能耗

从根本上来说，使用被动式建筑的意义就是降低能耗来达到节约能源，所以有利于推进社会的可持续发展，综合目前的研究与传统建筑相比，德国的被动式建筑能够有效降低50%到70%的能耗，英国法国等地也接近于50%，我国的被动式建筑总体来说数量较少，多数是用于实验的建筑，能耗的降低水平也能达到50%，有些地区的建筑甚至能够达到80%以上的水平，这意味着如果被动式建筑技术的发展成熟，将会得到广泛的应用，有大量的能源被节省下来，能够有效地进行可持续发展社会的建设。

4.2 在全世界范围内推行可持续发展

当前自然环境和社会环境的矛盾不断突出，可持续发展是为了全人类的共同发展而设立的目标，基于自然资源和能源的不可再生性，需要对能源进行合理利用，降低能耗是实现能源和资源合理利用的重要方式，在被动式房屋建设的过程当中，相关技术的应用能够有效降低能耗和损耗。[2]广泛的推行被动式房屋建筑技术，有利于在全世界范围内进行可持续发展社会的建设，维护人类共同的发展空间。

5 被动式超低能耗建筑的设计理论思想

5.1 以舒适性为主

建筑的最终目的是为人类服务，所以它的设计理念和设计方案必须满足人类的需求，如果不能够以生活为前提，那么可以说这个建筑是失败的，所以在建筑的过程当中必须重视建筑的舒适性，目前被动式建筑普遍具备传统建筑的优势，建筑本身的活动条件和舒适性甚至优于传统的普通建筑，这也是对被动式建筑的基本要求，综合分析我国的实际发展状况，我国长江以南地区没有供暖设备，这种建设的最初目的是因为我国长江以南地区的气候条件比较温和，可以不设置集中的供暖来保证地区的能源消耗降低，但是在冬季一些恶劣的天气条件，使得传统房屋的建筑保暖能力不能够满足人们的保暖需求，在这种情况下，如果能够推行被动式建筑，那么将有利于整个地区采暖水平的提升，被动式建筑维持着适宜人类生活的室内温度，可以通过收集太阳能、家电热能等手段，适合我国长江以南地区的人民生活。

5.2 最大程度的降低能耗

被动式房屋设计的初衷就是降低能耗，所以综合分析现有的技术发展，一般的被动式房屋的能耗降低，只能相当于传统房屋的50%，而英国和德国这些发达国家的新型被动式房屋建筑的能耗降低，可达到80%～90%，虽然这些高端的新兴技术没有进行全面推广，但是可以预见的是，在未来进一步发展的过程中节能降耗是被动式房屋的发展趋势，这也是房屋建筑设计的核心理念。

5.3 因地制宜地做出调整

被动式超低能耗建筑是低能耗建筑的总称，但并不适用于世界各个地方，在寒冷地区和温暖地区维持温度基本不变，但是实际的操作过程当中，很多技术都要针对当前的气候和温度环境来进行调整，根据当地的气候条件，房屋建筑结构的材料用量有时候会进行调整，同时，不同地区的墙体厚度也有所不同，在炎热的地区，更关心的是房屋制冷的方法，而在寒冷的地区，则关注到了墙体的厚度和保温层的厚度，所以被动式房屋的设计都需要根据当地的气候条件来进行不同的调整[3]。

6 被动式超低能耗建筑的实践

6.1 我国部分地区被动式建筑的时间发展状况

由于我国城镇化速度不断加快，中西部地区的建筑得到了快速发展，随着被动式建筑技术的不断发展，在我国的陕西、宁夏和四川等地，已经设计和建造了一部分结构安全成本较低的被动式建筑，这使得西部地区较为恶劣的自然环境能够更加保障人民群众的生产生活，同时又能够节约建筑能源，在实践当中这种建筑的能耗指标明显低于普通建筑，十分有利于被动式建筑的推广与实践[3]。

6.2 欧洲等其他地域被动式建筑结构的实践发展情况

欧洲被动房屋的建设有着众多的实践经验，但是这些应用只适合中欧地区，特别是保温，遮阳和窗户这些节点的设计，在不同的地区是不能够进行直接复制的，每个地区都有自己的建筑传统和建筑特点，所以要根据当地的实际气候发展状况进行建筑，在斯德哥摩尔180km的卡尔斯伯格，瑞典相关部门地区建造了一批被动式房屋，他用PHPP软件进行综合性控制，这些居民在被动式房屋当中，生活得十分舒适。

总之，被动式超低能耗建筑是建筑行业发展的重要产物，具有舒适性和低能耗的突出特点，对于实现社会的可持续发展具有很大意义，所以需要从生活建筑着手，加强低能耗建筑的工作研究，为社会的可持续发展提供更多的新的思路。