陈玉凤 耿文强
湖州东成建设工程检测股份有限公司
摘要：被动式建筑能够有效降低建筑能耗，营造一个人与自然、房屋三者和谐共处的建筑环境。而随着被动式建筑设计理念与技术的不断成熟，其为实现建筑的节能降耗提供了切实有效的解决方案，为建筑行业的健康发展带来了积极的促进作用。
关键词：被动式；建筑空气；质量保证措施
中图分类号：TU723
文献标识码：A
引言
1988年，来自瑞典的博·亚当姆森教授和来自德国的沃尔夫冈·菲斯特教授首次共同提出了“被动式房屋”（PassiveHouse）理念。其设计要点是根据建筑物所在当地的气候和自然条件，尽可能采用被动式设计的方法，减少对化石燃料等主动能源的利用，让室内拥有一个舒适的采光与热湿环境。技术措施包括：高保温隔热和高气密性的外围护结构；高效的新风热回收系统；优化建筑物体型与规划布局，让自然通风、自然采光在建筑物运行过程中得到充分的利用；同时尽量采用可再生能源作为备用能源，降低建筑物二次能源的消耗量，做到节能减排，保护环境。在我国，被动式房屋也被称为被动式超低能耗建筑。
1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（WolfgangFeist）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。
2被动式建筑空气质量保证措施
2.1建筑遮阳
建筑遮阳可降低进入室内的太阳辐射量，同时防止产生眩光影响视线。按遮阳设备的布置位置可将建筑遮阳分为室外遮阳和室内遮阳。室外遮阳的隔热遮光效果要优于室内遮阳，而室内遮阳的目的主要是防止眩光。按遮阳方式的不同又可分为水平式、垂直式和挡板式。水平式能够有效遮挡太阳高度角较大时的来自上方的直射阳光，适合布置在南向或接近南向的窗口；垂直式能够遮挡太阳高度角较低时从窗户两侧照射过来的阳光，适合布置在东西向窗口。挡板式能够阻挡从窗口正前方射来、太阳高度角较小的直射阳光，适合布置在东西向的窗口。在设计建筑遮阳时，应综合考虑建筑朝向与设计要求，选择适宜的遮阳措施。还可采用活动遮阳的方式，根据需求适时调整摄入室内的太阳辐射量，兼顾冬季采暖与夏季防晒的需求。
2.2自然通风
良好的自然通风系统可以显著提高室内空气品质，降低建筑通风系统能耗。在被动式建筑中，常采用的通风方式包括：穿堂风、单侧通风和中庭通风。从原理上来说可分为：风压通风和热压通风。风压通风，即建筑迎风面对气流的阻挡导致迎风面静压升高，而背风面静压下降，当人打开窗户，由于建筑两侧存在风压差，导致气流从正压区流入建筑物，从负压区流出建筑物，形成穿堂风或单侧通风。利用自然通风原理，在进行建筑规划时可将建筑主要功能间设在正压区，而设备间、卫生间等空气质量要求不太高的房间设在负压区，让室外新鲜空气从正压区流入建筑，从负压区流出，最大限度地改善室内空气品质。热压通风又称烟囱效应，当室外空气进入室内被加热后，其密度减小，向建筑物上方流动，经过顶部出风口排到室外，空气密度较低的底部区域卷袭室外新鲜空气进入室内，如此往复循环。热压通风通常应用在建筑进深较大或气流组织流动较差的场合。中庭通风，即是典型的热压通风实例，通过在建筑物内部设置竖井空间或烟囱空间，可有效促进室内空气快速流动，改善室内空气品质。
2.3围护结构
围护结构热工性能的好坏对建筑的节能效果有着显著的影响，选择合适的围护结构，是降低建筑能耗的重要手段之一。建筑的围护结构可分为非透明围护结构（外墙、屋面）和透明围护结构（窗）两类，在设计策略上各有不同。
外墙：外墙在围护结构中所占面积最大，据研究其传热耗热量可达到围护结构总传热量的25%，故需对外墙的热工参数进行严格控制。根据墙体中保温层的安装位置可将其分为外墙外保温、外墙内保温、外墙自保温和外墙夹心保温。外墙外保温具有适用范围广、技术可靠、施工便捷且效益良好的特点，从而被我国重点推广。保温材料应选择导热能力较弱且热惰性较强的材料，常用的有膨胀聚苯乙烯板(EPS)、挤塑聚苯乙烯板（XPS）。外墙表面还可涂刷吸收太阳辐射的浅色光滑材料，降低吸收太阳辐射热量。屋顶通常会吸收最多的太阳辐射热量，需设置适宜厚度的保温层。同时，屋顶还需兼具防积水功能和良好的水密性，在设计时需兼顾二者。如今，我国普遍采用正置式和倒置式的防水保温构造。正置式屋面构造简单，工程做法是在紧贴屋面设置一道防水隔气层，在其上方铺设保温层，再在保温层上方设置防水层，倒置式屋面则与其相反，是将保温层安装在防水层上方，起缓冲作用，而防水层处于密封状态，可避免受外界条件侵蚀发生老化。
外窗：外门窗是极易与外界产生热量交换的地方，据统计，通过门窗的热损失占到了建筑总体热损失的40%以上，是建筑在进行设计时需要注意的重点。降低外窗的热损失主要从两个方面着手：一是减少外窗的传热能耗；二是提高窗户的气密性。可通过选取传热系数低、遮阳系数高的节能玻璃和节能窗框来减少传热能耗。通过对窗框与墙体、窗框与玻璃之间的缝隙用耐久性良好的密封材料进行密封，加设密封条，可有效提高外窗的气密性，降低空气渗透造成的热损失。
结束语
被动式建筑自德国诞生至今，经过欧洲各国政府的大力推行，现已成为主流的建筑类型。我国被动式建筑的标准体系形成较晚，技术水平与科研开发与上述欧洲国家还存在一定差距，但是被动式建筑作为一种经过大量实践证明的建筑形式，以其健康、舒适、节能的特点，在我国未来的建筑类型中必将扮演重要角色。被动式建筑注重对当地气候与自然环境的利用，在实际应用过程中，建筑师应综合考虑建筑规划布局、体型设计、围护结构、自然通风、自然采光、建筑遮阳对建筑能耗与舒适性的影响，因地制宜地选取合适的设计策略组合，尽可能依靠被动式的方法，在降低建筑能耗的同时营造一个健康舒适的建筑环境。
参考文献
[1]清华大学建筑节能研究中心.中国建筑节能年度发展研究报告2020[M].北京:中国建筑工业出版社,2020:10-12
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