被动式节能技术在绿色居住建筑中应用策略

＊李根 范瑛

（湖北工业大学 土木建筑与环境学院 湖北 430070）

引言

被动式节能技术就是通过非机械形式的电子设备，让建筑设计方法和自然条件得以充分利用，以此来实现建筑能耗的显著降低。具体应用中，该技术对于设计有着很高的要求，但是对于科技的要求却比较低，设计人员可通过建筑物朝向的科学布置、遮阳装置的合理设置、建筑围护的良好优化等来达到绿色节能效果，让被动式节能技术发挥出充分优势。

1.工程概况

本次所研究的某绿色住宅小区位于一个冬冷夏热地区，其总建筑面积是10.03万平方米，共有住宅楼8栋。在该小区的设计中，绿色开发理念得到了充分贯彻，并成为了当地绿色被动式居住建筑中的一个典范。室外环境和场地生态、节能围护结构以及被动式建筑设计等的各种被动式节能设计技术都在本次项目中实现了科学集成，并将分户间歇形式的空调设备用作辅助设施，充分保障了居住环境的绿色、舒适和高端。本文就是对该绿色居住建筑项目中被动式节能技术的应用策略分析。

2.被动式节能技术在室外环境和场地生态设计中的应用分析

(1)整体建筑的被动式节能设计规划

在本次项目的被动式节能设计中，按照项目所在地的具体地形和周边道路的设计走向，将整体的住宅建筑设计为南北朝向的布局形式，并在小区内进行了水景和中心花园的设计，使其形成一个北密南疏、中心开阔形式的规划布局。通过这样的整体布局形式，不仅为夏季里的自然通风提供了足够便利，同时也更加有利于冬季避风，让小区内的微气候得以良好创造，保障了小区内的自然采光效果，使其天然日照更加舒适宜人。

(2)场地生态的被动式节能设计

在通过被动式节能设计技术进行该小区的设计过程中，设计者本着以人为本这一设计理念，对自然予以充分尊重，在小区中进行了大面积的绿化设计，包括乡土植物的种植和景观水池的设置，让该小区体现出了良好的地域特征与生态环境特征。具体的生态设计中，其植物群落的配置十分合理，每100m2内的绿地上乔木种植数量超过5株，小区内的绿地面积超过了35%，为住户营造出了一种美观、舒适的生活环境。

3.被动式节能技术在围护结构节能设计中的应用分析

在通过被动式节能技术进行绿色居住建筑的外围结构节能设计中，主要应用的技术包括外墙和屋面的保温隔热技术、门窗节能技术、建筑外遮阳技术以及分户间歇形式的空调技术。以下是对这几种主要被动式节能技术在该工程项目节能设计中的应用所进行的分析：

(1)外墙和屋面的保温隔热技术

表1 本次工程中外墙维护结构热工参数

在该工程项目中，绿色住宅建筑的外墙应用的是挤塑聚苯板外保温系统，其厚度是30mm。相比较内保温系统而言，外保温系统的设计会让住宅室内的使用面积得以增加，同时也可以起到良好的外墙保护效果，可实现住宅建筑使用寿命的进一步延长。具体应用中，挤塑板主要通过粘钉组合的方式在建筑外墙表面上固定，将耐碱玻纤网格布以及增强聚合物的混合砂浆用作保护层，将面砖用作饰面。通过冷桥的综合考虑，本次设计中，外墙的传热系数平均值在0.76-0.82W/m2·K之间。具体情况如下：

屋面隔热保温系统设计为倒置式，将挤塑板用作保温材料，设置在屋面防水层上，施工方式选择干铺法或者是粘贴法，表面上可直接进行混凝土浇筑，也可以通过卵石来进行保护，保障其安全可靠、高效节能优势的充分发挥。通过倒置式屋面的应用，可有效避免外界撞击、紫外线以及温差等对防水层造成损坏，实现防水层使用寿命的进一步延长。在本次工程中，该系统的传热系数平均值是0.70W/m2·K。

(2)门窗节能技术

在通过被动式节能技术进行本次绿色居住建筑的设计中，采用隔热形式的铝合金型材进行门窗设计，将玻璃窗设计为中空三层。其中应用的铝型材是断热类型的型材，其PA66隔热条有着与铝材接近的膨胀系数，同时也有着非常高的抗腐蚀性、耐高温性和机械强度，型材表面用粉末静电做喷涂处理。窗户设置为三层玻璃两个内腔形式，其结构参数为5mm+9A+5mm+9A+5mm，整体的隔音、断热、节能和防结露等各种性能都得到了良好保障。本次工程设计中，绿色居住建筑东、西、南向的窗户传热系数是2.4W/m2·K。以下是本次工程中的外窗节能设计参数：

表2 本次工程中的外窗节能设计参数

(3)建筑外遮阳技术

本次被动式节能设计中，将该小区内建筑的东向和西向外窗都设计为铝合金活动形式的百叶帘，以此来达到良好的外遮阳效果，而在建筑南向则进行了固定形式的外遮阳设计。通过这样的设计，不仅让整个小区的设计风格保持协调一致，同时也可以达到良好的隔热保温效果，是本次绿色居住建筑被动式节能设计中的一项重要技术措施。

(4)分户间歇形式空调技术

在该小区中，所有的户型都进行了分户间歇形式的空调设计，包括分体形式的房间空调以及户式冷风形式的多联机空调。具体设计中，将户或者是房间作为单元，供暖空调系统或设备均设置为分散式。这种设计方法的主要优点在于供暖空调的应用十分灵活，调节起来也十分方便，可以在保障人体舒适度的基础上达到良好的节能效果。

4.室内舒适度测试分析

为有效保障被动式节能技术在绿色居住建筑中的应用效果，在本次工程项目中，特对被动式节能模式下的绿色居住建筑室内舒适度进行了测试，主要包括冬季室内舒适度测试以及夏季室内舒适度测试。具体情况如下：

(1)冬季室内舒适度测试

按照我国《绿色建筑评价标准》GB/T 50378中的规定，在冬季，室内温度应控制在6.5℃及以上，南向被动式供暖客厅温度应控制在13.9℃及以上；室内相对湿度应控制在20%-60%之间。基于此，在本次建筑工程施工完成之后的2019年1月到3月期间，特对该小区内的所有住宅均进行了室内舒适度测试。通过具体的测试结果发现，本次项目中各个住宅的冬季室内舒适度均符合标准，被动式节能技术的应用效果十分良好。以下是具体测试情况：

表3 冬季室内舒适度具体测试情况

(2)夏季室内舒适度测试

按照我国《绿色建筑评价标准》GB/T 50378中的规定，在夏季，室内的最高温度应控制在28.5℃及以下，且在有人居住的情况下，室内温度不得比无人居住条件下高出1℃以上，相对湿度不得高出7%以上。基于此，在本次建筑工程施工完成之后的2019年7月到9月期间，特对该小区内的所有住宅均进行了室内舒适度测试。通过具体的测试结果发现，本次项目中各个住宅的夏季室内舒适度均符合标准，被动式节能技术的应用效果十分良好。以下是具体测试情况：

表4 夏季室内舒适度具体测试情况

5.结束语

综上所述，在当今的建筑工程设计与建设中，节能环保已经成为了社会所关注的重点。而被动式节能技术的合理应用则是保障绿色居住型建筑节能效果的一项关键技术措施。具体设计与施工中，设计者和建筑单位应充分注重被动式节能技术的合理应用，使其在绿色居住型建筑工程中得以科学应用。同时，为有效保障该技术的具体应用效果，在完成施工之后，也应该进行科学的室内舒适度测试，并根据实际测试结果对不合理的位置加以科学改进。通过这样的方式，才可以让被动节能技术在现代绿色居住建筑工程项目中发挥出充分的技术优势，促进绿色居住建筑的良好应用与发展，在发展建筑行业与社会经济的基础上达到良好的节能环保效果。