天元建设集团有限公司 山东临沂 276000
摘要：虽然从2009年住建部引进德国被动式超低能耗建筑技术以来，全国陆续开展节能建筑行动，建立多个示范项目及颁发一系列政策，但是目前技术规范设计标准体系建立并不完善。基于此，以下对被动式建筑节能门窗关键技术创新进行了探讨，以供参考。
关键词：被动式建筑；节能门窗；关键技术创新
引言
在我国的能源消耗中有超过一半的能源用于建筑的建造、使用和维护。随着社会的进步和发展，越来越多的人为了追求更好的室内舒适度，开始大量安装和使用空调设备、铺设和使用供暖设备和热水器等电子产品。而另一方面，大量的能源消耗所带来的资源枯竭、环境污染等问题。由此开始提倡了要采取被动式节能的方法来降低建筑的能耗。而风能和太阳能作为最原始、最基本的方式在控制室内气候方面发挥着重要作用。
1超低能耗被动式建筑含义
超低能耗被动式建筑指能够适应自然条件及气候特征，采用气密性能更好，保温隔热性能更突出的围护结构，配套新风热回收技术，充分利用可再生能源，实现室内环境舒适可控的建筑形式。由此可见，超低能耗被动式建筑具备自然条件广泛适应、冬暖夏凉、透气性好、环保材料应用多等特征。相比普通建筑及一般节能建筑，超低能耗被动式建筑在室内温度调节上不需进行加热或降温，借助新型建筑材料性能及科学设计，能将能源消耗最小化。
2开展绿色建筑及被动式建筑应用的背景
被动式建筑主要是指通过节能设计，依靠自身优越的保温性能及气密性，从建筑技术层面综合利用建筑物可获得的包括太阳、照明、人体、电器散热等所有自然得热方式，以及余热回收新风系统，从而达到同时实现较高的居住舒适性和较低的能源消耗。近几年，我国国内大力发展大气污染治理、绿色建筑等相关低碳产业，建筑节能任务以量化指标层层分解到各级政府部门，为了配合国家完成节能减排的目标，以摈弃传统采暖方式为特色的被动式超低能耗建筑技术脱颖而出，成为各级政府中节能绿色建筑管理部门的主要扶持和发展方向。被动式超低能耗建筑作为更高节能性能建筑，是建筑节能的中短期目标，欧美发达国家均将超低能耗建筑作为建筑节能的发展方向和现有节能标准的重要补充。欧盟是当今全球仅次于美国的能源消耗大户，其中建筑能耗比重较大，占欧盟总能源消耗的40%，建筑领域温室气体的排放已达到世界温室气体排放总量的30%左右，因此欧盟更加关注超低能耗建筑的发展。1991年在德国的达姆施塔特（Darmstadt）建成了第一座“被动房”建筑，这些房屋都是不用主动的采暖和空调系统，采用高效的隔热层、隔热窗、热回收功能，就可以维持舒适室内热环境的建筑。德国被动房研究所是国外最早成立的被动式超低能耗建筑研究机构，由“被动房之父”菲斯特博士（Wolfgang Feist）创建，是现今研究被动房技术最权威的认证机构之一。全世界在低能耗建筑研究领域还有很多技术体系，各国的不同体系都有自身特色，但主要研究方向还是围绕建筑的绿色节能、舒适性，以解决人们对居住和工作环境的更高需求为目标。
3被动式建筑节能门窗关键技术创新
3.1运用建筑气候分析技术，设计气候分区
建筑在应用中要达到超低能耗要求，需要认识到能耗与气候之间的关系，将气候因素先加以考虑。在具体进行设计实践时，可运用建筑气候分析技术，对室外总体气候状况、室内微气候、居住者热感觉等要素加以罗列，然后采用科学精准的测量仪器对小气候进行观测。具体到建筑气候分析方法的应用上，结合人体热舒适度，可根据实际情况选用表格分析法或图形分析法，或两者加以结合应用，全面分析超低能耗被动式建筑区域气候状况及演变规律，为后续设计提供技术参考。针对不同区域气候环境的复杂性及多样性，借助大数据技术及计算机技术，可以将不同气候环境下的气候分析技术及标准规范加以收集，方便设计人员参照具体施工环境灵活调用。
3.2被动式太阳能利用
与使用太阳能光伏板不同，被动式太阳能板依赖于设计师的巧妙建筑设计和构造设计，来实现太阳能的利用。
被动式太阳能的利用受地域环境限制，但有技术含量低、前期投入少的特点，有利于普及和推广。被动式太阳能有以下几种方式。
3.2.1直接受益的方式
通过采光口和反光板的合理设计提高窗地比，可以让更多的光线进入室内，不仅利于增加建筑进深，提高建筑的使用率还可以提高建筑的采暖和采光。外墙采用的蓄热材料（如：混凝土、砖、夯土等）可以在白天阳光直射的时间段储存大量的太阳能，在无直射的时间段，如夜晚时段缓慢放热，为建筑室内升温。
3.2.2蓄热墙体
蓄热墙体是将向阳墙面做成双层墙，内侧厚重实墙，外层设玻璃幕墙（上、下留洞口），两者之间为空气间层。内墙向外侧涂黑并安有遮阳板，墙上在合适位置留出采光洞口，在内侧墙面的上、下留洞口。冬季时，外层玻璃幕墙洞口关闭，一是可通过阳光直射内墙面吸热，并通过缓慢放热，为室内升温；二是可以通过室内的冷空气从下洞口进入空气间层区，受直射阳光和内墙散热升温，再经由上部洞口进入室内，形成空气循环。夏季时，内墙和玻璃幕墙上的洞口均开启并拉下内墙遮阳板，通过阳光直射加热间层空气，热空气上升排出，由此形成通风对流。
3.2.3附加日光间
在建筑南侧的灰空间（如：阳台、廊到、门厅等）加盖透明玻璃房间成为阳光间，其中设置一定的蓄热体（如：涂黑墙面、水墙等）。在冬季，太阳辐射的作用下，阳光间迅速升温，一部分由蓄热体贮存，一部分则通过窗洞进入室内，由此提高室内的温度。也可在该空间种植，作为花房使用。但在夏季需要有遮阳设施。
3.3超低能耗被动式建筑保温隔热设计
在超低能耗被动式建筑的保温隔热设计上，应根据区域气候状况，以室内温度稳定保持为原则，采用双墙隔热设计的方式，借助中间隔层作用，使室内温度均衡。需要注意的是，根据外墙保温方式的差异，在选用具体保温隔热材料时应因地制宜。此外，在建筑保温隔热上也可引入节能屋面保温隔热技术，在具体实施中，将绝热板铺设于建筑物屋顶上部，发挥其热量传播阻断功能。如被动式建筑采用斜面设计，应采用双隔面设计方法，在原有基础上增设一层通风百叶，确保空气正常流动，同步实现室内温度改善及能源高效利用的效果。
3.4强化被动式建筑项目组织领导
智慧建设下的被动式建筑项目参与主体众多且任务面广量大，必须强化组织保障、形成与之配套的组织集成，才有可能圆满完成各项任务、实现整个项目的预期目标。智慧建设组织集成实现路径应秉持组织扁平化、机构精简化、运作柔性化和边界模糊化的总体原则，着力构建层级简单、人员精干、响应快速、高效协同的智慧建设组织管理团队。
结束语
随着社会经济发展及建筑技术的成熟，在建筑领域内各种低能耗技术逐渐涌现并应用。相比国外发达国家，我国在超低能耗被动式建筑应用上尚有极大潜力及提升空间。在具体开展超低能耗被动式建筑智能化设计时，应充分采用太阳能、自然风及地理地形等天然条件，借助高性能的维护结构和良好的气密性及遮阳可调节技术弥补超低能耗被动式建筑设计缺陷，提高建筑的性能表现。
参考文献：
[1]张春霞.被动式住宅节能因素浅析[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2020（11）：176-177.
[2]边可仁.浅谈被动式建筑外窗[J].建设科技，2020（08）：34-36+45.
[3]徐建民.浅谈被动式建筑设计要点[J].建筑，2019（19）：78-80.
[4]于永刚，聂建卫，陈凯，魏建文，王淳.提高被动式超低能耗建筑防水隔汽构造系统质量的探讨[J].墙材革新与建筑节能，2019（07）：13-20.
[5]赵学全，杨华荣，龚兴勇，沈佳.被动式建筑中高性能门窗幕墙的应用研究[J].施工技术，2019，48（S1）：522-525.