龚传强 王丰
中国建筑第二工程局有限公司 河北 石家庄 050000
摘要：随着人们生活水平的提高，对建筑行业的要求不断提高。目前，在住宅建筑节能设计中，被动式节能设计是一项非常复杂的系统工程，它关注的主要是自然通风以及隔热遮阳设计方面的问题。在被动式节能设计中，应该对建筑周围的环境以及其他各种因素进行全面的考虑和综合，保证被动式节能设计的最大化效益。本文主要阐述了住宅建筑被动式节能设计方面的内容。
关键词：被动式建筑；节能
引言
能源是现代社会运行和发展的重要驱动力，它涉及社会发展中的各行各业，甚至关系到一个国家的政治和安全。我国现有的房屋建筑绝大部分为高能耗型，建筑的相关总能耗已达全国能源总消耗量的46.7%。所以，通过建筑节能，降低社会能耗势在必行。“被动式建筑”和“低能耗建筑”几乎是两个相互替代的概念，又称会呼吸的建筑，是将自然通风、采光、太阳能辐射和室内非供暖热源等各种被动式节能手段与建筑围护结构高效节能技术相结合建造而成的低能耗建筑。在国家节能政策的引导下，随着建筑节能技术的研发，国家财政补贴力度加强，推动更低能耗建筑的发展，山东、河北、江苏、湖南、福建、黑龙江等7个省及自治区的13个城市在探索建设被动式建筑上走在了前列（见表1），其建筑类型涉及不同气候区、不同规模的学校、住宅、办公、政府公租房、展馆、被动房产业园区等公共及居住型建筑，被动建筑最大限度地提升了建筑质量，为提高建筑节能技术注入新的动力。
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表1不同气候及大规模的被动式建筑
1被动式住宅建筑的概念与特点
被动式住宅简称被动屋，属于国际公认的全新节能工程理念，被动屋也叫做被动式超低能耗节能建筑，集舒适性高、低能耗经济性为一体的节能工程。被称作被动屋的主要原因在于，其不会主动从外部索取资源，更无传统含义上的空调与暖气，但其却能够让屋内常年维持恒温、恒湿、恒氧以及适光状态下。在正常情况下，仅靠人体与室内电器设施就可以维持室温25℃左右，减少冬季取暖和夏天制冷的能源耗损，被动住宅通过提升工程保温隔热性能，然后借助新风系统对冷热实现循环回收，得到热循环应用75%，工程节能93%的环保绿化效果。在对被动式住宅建筑进行设计创造的过程中，主要是通过采取相关的技术手段以及设备，将自然通风、自然阳光采集、自然太阳光辐射与室内的相关供热设备进行有效的系统连接，从而有效实现通过利用天热的相关资源实现对房屋建筑能源消耗的满足，从而在最终层面降低对能源的消耗，实现节能效果。
2被动式住宅建筑节能设计
2.1优质门窗选择
门窗的热损失占建筑的总热损失的40%以上，外门窗是被动房能源得失的敏感部位，是整个被动式建筑节能的关键，在被动房整体节能因素中具有举足轻重的作用。这就对外门窗的节能提出了更高的要求，外门窗在满足采光通风基本质量功能的前提下，更重要的是保证足够的保温隔热性及密闭性，涉及框扇型材、压线、玻璃材料及配套件制作、安装等多项技术，下面只分析型材与玻璃。型材：目前市场三种节能型材为断桥铝合金型材、塑钢型材和木型材，鉴于铝的高导热系数，推荐采用后两种。例如，维卡82系列7腔三密封塑料型材、瑞好86系列5腔三密封塑料型材、奥润顺达130铝包木型材，其传热系数均低于1.0W/（m2·K）。玻璃：门窗中玻璃占比高达75%以上，玻璃节能主要是通过降低玻璃的传热系数实现。通常采取的手段为多片Low-E玻璃、增加玻璃的厚度、增加中空气体层厚度、充入惰性气体、暖边间隔条的中空玻璃、增加窗户主型材腔体的数量和型材厚度，被动式建筑的玻璃应选用三层及以上的中空玻璃。惰性气体氦、氖、氩、氪的活跃性差，可减缓中空玻璃内的热对流和热传导，改善水平充气后的中空玻璃，更不容易出现结露和上霜。Low-E玻璃即低辐射玻璃，在玻璃表面镀上多层银或其他化合物，对可见光有较高的透射率，对中远红外有很高的反射率，具有优异的透光性和隔热效果，比普通玻璃的传热系数降低30%。暖边间隔条是节能环保的重要一环，与普通铝质间隔条相比导热系数大大降低，隔热、隔音效果显著，保证窗户的室内侧温度较高，减少窗上的结露现象。
2.2遮避与利用太阳热能的被动节能
硬质地面采用遮荫措施或铺设太阳辐射吸收率低的浅色表面材料可有效降低地面的表面温度，减少热岛效应，提高行人室外活动的热舒适度。遮荫措施包括绿化遮荫、构筑物遮荫、建筑自遮挡，其中：绿化遮荫面积按照成年乔木的树冠投影面积计算；构筑物遮荫按照遮荫投影面积计算；建筑自遮挡面积按照夏至日8：00~16：00内有4h处于建筑阴影区域的硬质场地面积计算。坡屋面采用太阳辐射吸收率小于0.7的浅色饰面，平屋面采用太阳辐射吸收率小于0.5的浅色饰面，或同时采用太阳辐射吸收率低的屋面材料和绿化屋面，可降低建筑屋面表面温度，减少建筑能耗。建筑外墙采用太阳辐射吸收率小于0.6的浅面饰面，可减少外围护结构吸收得热，有利于空调系统节能。设置有顶盖的遮荫停车棚（库）或将停车位设置在地下车库。都可按比例认定为停车位有遮荫措施。
2.3外围护结构保温隔热
（1）外墙采用蒸压砂加气混凝土砌块自保温系统，采用导热系数为0.032W/㎡K的250mm厚石墨聚苯板（GEPS）板保温。施工时保温层不得出现结构性热桥。当外围护结构出现不同材料构造时，其冬季室内表面的温差不得超过3℃。屋面和外墙保温层靠室内侧宜设置防水隔气膜，室外一侧设置防水透气膜。大多数保温材料受潮后R值都会明显降低，通过设置隔汽层来降低通过围护结构的水蒸汽，防止保温材料受潮。（2）屋面做法：屋面外保温材料采用200mm挤塑聚苯板，水平防火隔离带处保温材料改为岩棉板，宽度为500mm。（3）女儿墙做法：女儿墙内部和外部均采用200mm厚石墨聚苯板（GEPS板）保温，顶部采用150mm厚石墨聚苯板（GEPS板）保温，采用型材一次安装，女儿墙顶部用金属盖板压紧并做出装饰线脚。
2.4屋面绿色低碳设计
在屋面进行绿色低碳设计，即通过在住宅建筑的相关区域进行适合于当地环境生长的绿色植物，使其能够在建筑使用的过程中有效保温隔热，从而提高整体建筑的舒适度和降低耗能。另外，在对其进行设计栽种的过程中要考虑长久性，因为住宅建筑物的使用期限是比较长的，所以所栽种的绿植不仅要适应当地的气候，更能够随着时间的推移便于自身的修剪等，在不影响居住使用空间的前提下实现对整体建筑环境的保温隔热，有效缓解城市热岛效应。
结语
被动式建筑通过各种被动性技术措施降低建筑能耗，提高住宅的舒适性能，减少住宅空调耗电量，绿色环保。被动式住宅设计建设完成后，在后期运营时也当对建筑的能耗进行监测，对于我国被动房的建设有参考意义。被动式建筑设计的节能理念应从小区的规划设计开始贯穿至业主使用的建筑全生命周期之中，为节约社会资源和生态可持续发展做出重要贡献。
参考文献
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