城市住宅被动式超低能耗建筑技术探讨

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摘要：本文对城市住宅被动式超低能耗建筑技术应用进行了深入的探讨，介绍了建筑工程中城市住宅被动式超低能耗的概述，论述了城市住宅被动式超低能耗技术的应用意义，阐述了被动式建筑的主要优势，提出了被动式超能低耗建筑技术在应用中遇到的基础问题，最后论述了城市住宅被动式超低能耗建筑技术应用，希望能够为建筑行业在绿色发展方面提供一些启发。

关键词：被动式；超低能耗；建筑技术；应用

就目前而言我国的市场经济在飞速发展，随之而来的是大众的物质生活水平有了质的飞跃。因此，大众对生活居住的环境提出了更高的要求，并对节能降耗以及环保设计进行广泛的关注。近些年，被动式超低能耗建筑开始走进大众的视野中，并且越来越多的建筑投资企业开始利用这个理念进行建筑工程建设，在促进我国城市绿色发展的同时实现了节能减排的目标。

1建筑工程中城市住宅被动式超低能耗的概述

就目前而言，新型的被动式超能低耗技术主要有两项指标：第一项指标，建筑物是为了人类服务的，因此超低能耗要注重大众的居住体验。第二，作为超低能耗的建筑，要在使用的过程中体现出比较低的能源损耗。为了能够保证建筑的质量和超低的能耗效果，就要在建设施工的过程中选择环保的材料，还要保障好大众居住的舒适度。比如说在进行建筑的建设过程中应用了高效保温系统以及被动式建筑外窗，这样的新技术能够将被动式超低能耗建筑的能量消耗降到最低，并且建筑的舒适度也不会受到影响，在炎热的夏季也能够起到比较不错的去热效果。

2城市住宅被动式超低能耗技术的应用意义

首先，在我国已经建成的被动房的施工建设中，将被动式理论和我国的建筑实践进行结合，使得两者具有相互促进的作用。被动式超低能耗技术为今后的建筑节能打开了新的思考方向。其次，最近几年，我国的房屋建筑行业进入了发展的快车道，对城市建设也起到了极大地推动作用，但是因此而产生的能源消耗是一项不可忽视的问题。随着我国对可持续发展战略的不断深化，使得大众的环保意识不断增强，环保问题已经在社会中受到了极大的关注。因此，既能够满足大众对高质量生活的需求，还能够实现节能减排是当前我国房地产建筑行业未来发展的必经之路。大众对房屋使用方面，一方面要满足大众对房屋的基本需求，另一方面也要满足大众对居住舒适度的要求[1]。所以，通过实施城市住宅被动式超低能耗技术已经成为现代建筑行业中急需解决的课题。

3被动式建筑的主要优势

3.1高舒适度

城市住宅被动式住宅具有高保温隔热、高气密性的围护结构，它的外窗是具有传热系数在0.8W/m2以下的外窗，具有非常良好的遮阳设施。同时被动式建筑在新风机组方面具有高效的热湿回收功能，可以为被动式建筑提供冷热保障：在冬季，被动建筑的室内气温保持在20℃以上，辐射温度的不均衡性保持在4k以下；在夏季，被动建筑的室内气温保持在22℃-25℃，如果在自然通风的情况下能够将超温频率保持在10%以内。在被动房建筑住宅中都会配置上具有高质量的新风系统，可以利用新风系统来有效的隔绝外界的空气污染，如果新风系统能够一直保持良好的运转功能，那么新风系统中的风要比自然通风能够更好地保持室内空气的质量，在雾霾天气、沙尘等极端天气的情况下尤为明显。此外，被动式房屋住宅安装了高质量的围炉结构，能够很好的隔绝外界的噪音。

3.2长期的经济效益

经济效益主要包括以下三点：第一，可以用比较低的经济投入来进行高质量和高品质的建筑的建设活动。第二，被动房对能源的依赖性相对来说比较小，能够很好的降低对暖通空调设备的投入，有效的减少的资金的支出。比如说，能够节约住宅小区的市政供暖接入费用，使得空调系统的制冷和制热方面能够进行大幅度的下降，所以在选择设备的时候选择那些更加小型的经济的设备。第三，当前被动式建筑的投资回报期为15-20年，在建筑运行期间节约下的能源价值就能够远远的超过初期增加的投资额。

4被动式超能低耗建筑技术在应用中遇到的基础问题

4.1外部环境具有差异性

在通常情况下，建筑的舒适程度和外部的环境以及气候条件都有非常直接的关系，不同气候类型条件下被动式超能低耗建筑技术所发挥的作用也具有很大的差异性。其主要差异性表现在：第一，东部人群热舒适规律。我国东部地区的经济是比较发达的，并且人口密度大。东部地区主要受到海洋气候的影响，气候比较湿润、气温日较差和年较差相对比较小。由于东部地区的平均海拔低于1000m，所以其地区的气温垂直变化没有明显的差异性。由于受到纬度的影响，从北向南一次为严寒、寒冷、夏热冬冷以及夏热冬暖四种气候。所以说，温度是东部地区气候特征中主要的因素。可以看出东部人群的热舒适温度是随着室外的平均气温的变化而发生变化的，具有明显的季节性。第二，西部人群热舒适规律。和我国东部沿海地区相比，除了四川盆地之外，西部地区主要受到大陆性气候的影响，并且影响的程度比较大。我国西部地区的辐射非常强烈，并且属于干旱少雨的气候，气温年较差和日较差具有明显的差异。我国西部地区在气候方面不仅仅要受到气温的影响，还和湿度与辐射具有密切的关系。第三，农村人群热舒适规律。热舒适不仅仅会受到室外气候的直接影响，还会与室内的环境有直接的关系。我国在农村地区，由于经济条件相对有些不足，使得室内环境和控制方式和城市中具有比较大的差异性。在城市中主要是以主动式设备进行调节室温为主，建筑的自然调节为辅，农村地区则是刚好相反的。由于长期的居住环境的不同使得农村居民的热舒适规律和城市居民的热舒适规律具有明显的不同。第一，农村人群可以接受的温度变化范围更大，对环境变化的适应能力也更强，尤其是冬季比较明显。第二，在自然条件下，热舒适温度受到的室外气候影响要明显大于室内微气候的影响[2]。

4.2具有很强的可实现性

城市住宅被动式超低能耗建筑技术在应用的过程中更加重视对本土特征的吸收，通过有效的结合地域环境、自然气候以及社会环境等因素，制定出科学合理的节能降耗的措施，与此同时，还能够通过对绿色植物的培育和养护来对室内温度进行调节。

4.3建筑群的能耗比较高

从客观的角度看，气候、环境等自然因素对建筑的耗能具有直接的影响。但是我国的建筑仍旧是高耗能建筑类型，在保温性能、隔热功能以及门窗空气密闭性等方面都还有很大的提升空间和提升需求，这就迫使住户不得不采取供暖、冷气以及空调等设备，即便是很多建筑能够具备高能源和高热量的特点，但是居住人的体验感仍比较低。通过调查发现，我国的居民建筑正处于从多层建筑向着高层建筑进行发展，但是在很多城市中还是以多层建筑为主。这样的建筑之间呈现出密度比较高、占用面积比较大、在公共空间方面比较宽敞的特点，使得进行被动式超能低耗建筑改革遇到了很大的困难。在多层建筑中，过高的空置率会让建筑的耗能增加，在用户与用户之间的传热出现很大的热能损失，在这样的客观条件下会对建筑的耗能产生负面的影响。

5城市住宅被动式超低能耗建筑技术应用

5.1超低能耗建筑技术在自然能源方面的应用

在城市住宅被动式超低能耗建筑技术中，对太阳能、地热、雨水回收系统以及风能等各种自然能源的利用是被动式超低能耗建筑的一个特点。就目前而言，应用最广的自然能源是太阳能。太阳能作为一种洁净型能源具有零污染和可持续再生的特点。因此在进行城市住宅被动式超低能耗建筑建设的时候，在建筑物的顶部配置好相应的太阳能电池板，将太阳能利用太阳能电池板转化为电能，可以利用太阳能来进行光伏发电。产生的电能输送到建筑内部中，可以满足建筑物的常规电能消耗。太阳热水系统指的是通过收集太阳能量将太阳能装置中的水进行加热。就目前而言，太阳能在我国的应用中最具有经济价值。在太阳城热水系统中得到最广泛应用的是太阳能热水器，它能将太阳的辐射能源转化成热能，从而能够让太阳能装置中的水从低温变为高温，可以满足大众在生活和生产中的需要。太阳能热水系统具有很强的分散性，每个家庭都能设置一个单独的太阳能热水系统。在我国太阳能热水器具有不同的规格，大众可以根据自己的实际情况选择最适合的规格。通过太阳热水系统，一方面能够为大众的生活带来便利，降低了家庭支出，一方面能够有效的降低建筑的消耗。

5.2超低能耗建筑技术在保温系统方面的应用

第一，保温系统材料的应用。在进行建筑保温系统材料的选择时，要根据建筑设计的需求尽量选择具有环保性能和节能性能的材料。在近些年保温隔热系统的应用中，基础材料可以选择新型的保温材料，例如无机保温砂浆、纳米隔热板等等，并对保温材料进行科学的控制，对保温层的厚度进行合理的设计。第二，外墙保温系统的应用。在进行超低能耗建筑技术的应用过程中，围护结构的优化主要表现在两个方面，第一个方面是隔热散热设计的应用，第二是保温设计的应用。对于隔热设计的应用来说，其会直接受到区域技术的影响。比如说在南方的外墙隔热设计应用中主要采用墙面垂直绿化、无机保温砂浆内保温以及通风墙等。从保温设计的应用方面来看，在我国北方冬季，建筑物室内热量的散失是一个比较严重的问题，可以将苯板复合材料作为墙体中间的夹层应用到建筑的建设中，可以最大限度的减少室内热量的过度流失。第三，在屋面、地板的保温体统的应用。在被动式超低能耗建筑中可以利用通风隔热的屋面来作为室内的保温手段。比较常见的类型有：第一，在屋面进行蓄水或者是进行绿植种植来帮助室内进行保温。第二，安装带通风空气层的金属夹心隔热的屋面来帮助室内进行保温。第三，安装带老虎窗的通气阁楼的屋面来帮助室内进行保温。在这三种类型当中以种植屋面为例，可以在屋面覆盖能够进行植物种植厚度的土层，并且将一些绿色植物种植在土层中，不仅可以改善空气的质量减少灰尘，还能够缓解热岛效应。通过对绿植的设计能够打造出具有特色的屋顶花园，还能够增加观赏性。除此之外，屋面的种植还能够对雨水形成节流，能够对城市雨水进行有效缓解[3]。

5.3超低能耗建筑技术在节能一体化方面的应用

在进行节能一体化应用方面将会成为被动式场地能耗建筑中主要的发展方向。在进行节能一体化应用的过程中，要对技术的品质进行有效合理的整合，从而最大限度避免出现“高性能、低品质”的情况。在城市住宅被动式超低能耗建筑技术应用中充分地利用节能一体化的优势，不仅仅能够帮助建筑延长使用寿命，还能够极大地推动低碳化城市建设。

5.4超低能耗建筑技术在无热桥设计方面的应用

在城市住宅被动式超低能耗建筑中利用超低能耗建筑技术将阳台的主体结构与主板进行有效的分离，并将挑梁作为阳台板的主要支撑，在阳台中填充适量的保温材料，通过这种形式可以实现对热桥的阻断效果。为了能够保证建筑的无热桥，在进行保温施工建设的过程中会进行细节处理，比如说对建筑的阴阳角保温材料实施错缝搭接，从而使得保温材料能够将窗框进行最大程度的覆盖；在女儿墙方面要将保温材料进行全面的铺设，让保温厚度能够和墙体保持一致的状态；在室外的雨水管道和空调机支架等方面要利用隔热材料将其与基层墙隔开，并将密封支架穿透保温层的缝隙中，从而实现良好的无热桥效果。

5.5建筑的空调新风系统应用

在设计被动式超低能耗建筑的过程中会将围护结构和气密性进行科学的设计，能够极大的降低建筑的全年能耗。在冬季建筑中会被动变热，通过通风系统可以将有害的物质和异味排除到建筑物外，向建筑物中输送新鲜的空气，一方面能够降低室内的二氧化碳含量和浓度，一方面能够提升室内空气的质量。在每个住宅中都会安装一台能源循环机，利用这个循环机的各种功能，能够有效地降低建筑物的能耗。能源循环机的功能主要表现在以下几个方面：第一，能源循环机具有新风功能；第二，能源循环机具有热回收功能；第三，能源循环机具有辅助供暖和制冷的功能。在每个卫生间都设置了单独的排风装置，卫生间的空气会通过排风装置进入到排风竖井中通过风道排到室外中去。在排风设备和排风竖井之间会设置电动阀门，当电动阀门打开时会对卫生间的空气进行更换，当阀门为关闭状态下可以保证房间的气密性。在每个厨房会利用机械排风和自然补风的方式进行通风，补风会将室外的空气直接引入到室内，补风管道通过电动阀门进行控制，当排油烟阀门处于关闭状态时，能够形成密闭的空间，若排油烟阀门处于打开状态时能够有效的将厨房中的空气排出去。除此之外，在不同的季节新风系统会有不同的作用。在温度适宜的时候，若室外空气质量比较好，住户可以根据自己的需要手动控制实现自然通风，使得房间内的空气保持新鲜度；当室外空气质量比较差的时候，住户可以利用新风系统进行通风换气将室外中的有害物质阻挡在建筑之外。

5.6利用建筑外遮阳技术来降低建筑的耗能

对于建筑的遮阳效果，在建设的过程中要对建筑物的外窗机安装相关的遮阳产品，从而能够有效的遮蔽太阳辐射降低室内的温度。建筑遮阳技术在夏季能够对遮蔽太阳辐射；在冬季能够帮助室内留住热量，对热量外散起到阻碍的作用。通过安装与建筑匹配的遮阳设施，一方面能够有效的降低建筑的耗能，一方面能够对空调用电起到节约的效果。通过调查发现，将采用建筑遮阳技术的建筑与未采用建筑遮阳技术的建筑进行对比，能够节约25%的用电量。与此同时，建筑外遮阳技术还能够对窗外的保温性产生积极的影响，使得保温效果提高了很多。

结语

综上所述，被动式超低能耗建筑作为新型的建筑项目不仅仅能够满足大众的生活需求，还能够实现节能降耗。通过以下几个方面有效的实现了城市住宅宅被动式超低能耗建设：第一，超低能耗建筑技术在自然能源方面的应用；第二，超低能耗建筑技术在保温系统方面的应用；第三，超低能耗建筑技术在节能一体化方面的应用；第四，超低能耗建筑技术在无热桥设计方面的应用；第五，建筑的空调新风系统应用；第六，利用建筑外遮阳技术来降低建筑的耗能，对我国实现可持续发展战略具有重要的促进 作用。

参考文献

[1]王羽.被动式超低能耗建筑外窗技术在寒冷地区的应用研究[J].建筑施工,2021,43(06):1033-1035.

[2]王昊贤,叶芊蔚.被动式超低能耗建筑在夏热冬冷地区的应用分析[J].建设科技,2020(19):32-35.

[3]田天,约翰·罗赫特.浅谈被动式超低能耗建筑保温系统的应用技术[J].建设科技,2019(06):76-80.

作者：刘熙阅 单位：中国石油工程建设有限公司华北分公司