劉 鑫 太原市建筑節(jié)能管理中心

1 被動(dòng)式、超低能耗綠色建筑概述

所謂的被動(dòng)式超低能耗建筑是指保證整個(gè)建筑能夠符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，充分利用自然情況完成建筑內(nèi)部的光照、通風(fēng)、采光保證室內(nèi)無(wú)供暖情況下的得熱因素，最大限度的提高建筑外圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能以及窗戶(hù)的氣密性，充分利用太陽(yáng)能以及可再生能源，降低供暖、空調(diào)使用能耗，完成室內(nèi)溫度與外界自然的共同生存建筑，這種建筑被稱(chēng)為被動(dòng)式超低能耗建筑。

超低能耗建筑相比傳統(tǒng)模式建筑的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在四個(gè)方面：第一提高了居住舒適性，超低能耗建筑有效的實(shí)現(xiàn)了建筑內(nèi)部環(huán)境的溫度濕度的恒定；建筑物內(nèi)部墻體具有更好的保溫，隔音性能，有效的降低外界不利環(huán)境環(huán)境對(duì)于建筑物內(nèi)部的影響，實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定，大大提高了居民居住舒適性。第二提升了室內(nèi)空氣質(zhì)量：新風(fēng)控制系統(tǒng)的加入，能夠有效的加大室內(nèi)空氣的流動(dòng)程度，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空氣的及時(shí)更換，同時(shí)新風(fēng)控制系統(tǒng)加入了空氣凈化設(shè)備，有效的確保了流入室內(nèi)空氣的質(zhì)量。第三提高了節(jié)能性能：超低能耗建筑有效利用了外界有利因素，實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，降低了建筑物的供暖、供冷需求，很大程度上降低了不可再生能源的消耗。第四提高施工質(zhì)量：超低能耗建筑的設(shè)計(jì)會(huì)涉及到更高的設(shè)計(jì)工藝，為了確保建筑物的高氣密性和保溫性能施工過(guò)程中將會(huì)嚴(yán)格選用高品質(zhì)的材料，細(xì)化施工工藝以及建筑裝飾一體化等技術(shù)，從而使建筑高質(zhì)量發(fā)展。

2 我國(guó)建筑能耗的概述

從我國(guó)的建筑方面來(lái)講。這些年來(lái)，根據(jù)住房需求及客戶(hù)對(duì)整體裝修度的要求提高導(dǎo)致我國(guó)建筑呈現(xiàn)出耗能上升的表現(xiàn)，已達(dá)占到社會(huì)發(fā)展能源消耗的三分之一,房屋建設(shè)工程消耗能源還在逐年的遞增，建筑總能耗將逐漸占據(jù)全國(guó)能源消耗的大部分比例。

我國(guó)建筑住宅使用空置率較高也是另外的一個(gè)因素，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明我國(guó)建筑住宅使用空置率達(dá)到30%左右。住宅空置率致使戶(hù)與戶(hù)之間熱損耗加大和供暖、制冷設(shè)備負(fù)荷率更低是對(duì)建筑能耗的主要影響。我國(guó)建筑能耗高的原因：一方面是隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)建筑空間和環(huán)境品質(zhì)的需求不斷提高；另一方面是在快速城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，城鎮(zhèn)建筑缺乏對(duì)傳統(tǒng)地域建筑文明的繼承和發(fā)揚(yáng)。

3 綠色建筑發(fā)展原則

3.1 發(fā)展和政策導(dǎo)向

我國(guó)現(xiàn)階段較少能源消耗建設(shè)示范點(diǎn)已經(jīng)和國(guó)際先進(jìn)科學(xué)合作，自合作以來(lái)已在我國(guó)綠色建筑工程中建造了一系列的試點(diǎn)工程，例如，長(zhǎng)三角地的綠地集團(tuán)總部大樓、張江集電港大樓、蘇州工業(yè)園區(qū)、南京幸福城，深圳建科院的辦公大樓，蘇州工業(yè)園，萬(wàn)科深圳四季花城。2016年，全國(guó)省會(huì)以上城市保障性住房、政府投資公益性建筑以及大型公共建筑開(kāi)始全面執(zhí)行綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)；北京、天津、上海、山東等地已在城鎮(zhèn)新建建筑中全面執(zhí)行綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)。截至2016 年底，全國(guó)城鎮(zhèn)累計(jì)竣工強(qiáng)制執(zhí)行綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目面積5億平方米。

3.2 綠色建筑指標(biāo)和技術(shù)明晰

判定綠色建筑的指標(biāo)為建筑各方面能效性能指標(biāo)是否接近建筑零能耗建設(shè)約束標(biāo)準(zhǔn)的性能要求，室內(nèi)環(huán)境的各項(xiàng)參數(shù)是否保持穩(wěn)定建筑能源消耗是否符合相關(guān)的約束性控制標(biāo)準(zhǔn)。

綠色建筑施工的基本技術(shù)路徑是指可再生能源系統(tǒng)和建筑主動(dòng)式高性能能源控制系統(tǒng)的應(yīng)用，以及建筑工程中能源消耗的被動(dòng)式設(shè)計(jì)，從最大限度上節(jié)制不可再生能源的消耗。綠色建筑的技術(shù)路徑可以從以下途徑進(jìn)行證明：

（1）加強(qiáng)可再生能源的使用率，可再生能源再建筑工程中也得到了很多的利用，很大程度上能夠代替不可再生能源的作用，因此在建筑工程施工建設(shè)中要充分利用可再生能源，發(fā)現(xiàn)建筑周邊區(qū)域的可再生能源應(yīng)用的潛力，進(jìn)行合理有效的利用。例如，可以充分利用太陽(yáng)能來(lái)替代煤炭的使用，達(dá)到室內(nèi)溫度的穩(wěn)定，降低不可再生能源的使用，實(shí)現(xiàn)建筑本身能源消耗水平接近于零消耗。

（2）主動(dòng)式高效能源控制。建筑物對(duì)能源系統(tǒng)和設(shè)備的依賴(lài)，能源系統(tǒng)產(chǎn)生的能效的提升是對(duì)建筑能耗降低的重要因素，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮選用能效等級(jí)更高。效率更優(yōu)化的系統(tǒng)和設(shè)備。能源系統(tǒng)通常是指供暖通、制冷空調(diào)系統(tǒng)、庭院照明及電氣設(shè)備系統(tǒng)。

（3）被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)。被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)是指在整個(gè)建筑布局上能夠有效的利用外界能源，合理設(shè)計(jì)建筑布局、房型朝向、體形系數(shù)以及相應(yīng)的使用功能等各方面，同時(shí)體現(xiàn)出建筑節(jié)能的不同理念理念以及相應(yīng)特點(diǎn)，注重當(dāng)?shù)氐臍夂蜃兓邓L(fēng)向變化等因素。同時(shí)采用高氣密性外窗、以及無(wú)熱橋的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)，不斷提高整體建筑物的氣密性，穩(wěn)定室內(nèi)的溫度，建設(shè)出相對(duì)穩(wěn)定的室內(nèi)環(huán)境，減少對(duì)能源消耗的需求。通過(guò)整體的建筑設(shè)計(jì)加大樓間距提升室內(nèi)采光程度和采光時(shí)長(zhǎng)并做好室內(nèi)的保溫措施，加強(qiáng)房屋的通透性實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空氣的自然流通。

4 綠色超低能耗建筑施工技術(shù)措施

綠色超低能耗建筑施工中以被動(dòng)式超低能耗建筑的核心要素，不可再生能源零消耗為終極目標(biāo)，在建筑施工過(guò)程中加入保溫隔熱性能更高的非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)；保溫隔熱性能和氣密性能更高的外窗；無(wú)熱橋的設(shè)計(jì)與施工；建筑整體的高氣密性；高效新風(fēng)熱回收系統(tǒng)；充分利用可再生能源。它并不是高科技的堆砌，其更重要的內(nèi)涵是回歸建筑的原始狀態(tài)，合理科學(xué)規(guī)劃施工建設(shè)方案全力創(chuàng)造高質(zhì)量綠色建筑。

綠色建筑的超低能耗實(shí)現(xiàn)主要依據(jù)的是建筑設(shè)計(jì)施工過(guò)程中利用先進(jìn)的建筑技術(shù)，例如，在建筑施工過(guò)程中加入保溫隔熱性能更高的非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)建筑的氣密性、室內(nèi)空氣自調(diào)節(jié)能力、采光時(shí)長(zhǎng)及強(qiáng)度。多種技術(shù)的集成，如何提供一個(gè)基于被動(dòng)式理念的系統(tǒng)解決方案。被動(dòng)式的核心理念明確強(qiáng)調(diào)直接利用場(chǎng)地自然條件如：太陽(yáng)光、風(fēng)力、地形、植被等，通過(guò)對(duì)建筑設(shè)計(jì)及規(guī)劃的優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)建筑在非機(jī)械、不耗能或少耗能的條件下，全部或部分滿(mǎn)足建筑供暖、降溫及采光等對(duì)多重需求，達(dá)到降低建筑使用能量需求進(jìn)而降低能屈、提高室內(nèi)環(huán)境性能的目的。因此，為提升建筑設(shè)計(jì)的科技含量和附加值實(shí)現(xiàn)被動(dòng)式超低能耗建，我們需要采取更新進(jìn)的建筑施工技術(shù)以及設(shè)計(jì)更科學(xué)的施工過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)綠色的被動(dòng)式超低能耗建設(shè)。

超低能耗建筑具有六大技術(shù)特征：

（1）保溫性更高的不透明色圍護(hù);

（2）氣密性能更強(qiáng)的窗戶(hù)結(jié)構(gòu)；

（3）無(wú)熱橋的設(shè)計(jì)與施工；

（4）保證室內(nèi)結(jié)構(gòu)的氣密性；

（5）高效新風(fēng)熱回收系統(tǒng)；

（6）可再生能源替代不可再生能源；

圍護(hù)結(jié)構(gòu)高效保溫：應(yīng)用良好的保溫材料包裏整個(gè)建筑，包括屋頂、墻體、底板或地下室頂板。典型的保溫水平因氣候而異。通常情況下，屋面的保溫應(yīng)優(yōu)于墻面，墻面優(yōu)于底板。

高舒適節(jié)能外窗：使用高品質(zhì)低輻射(Low-E)玻璃，用惰性氣體充填。在許多氣候條件下傳熱系數(shù)U 值約6W/(m2·k),太陽(yáng)的熱系數(shù)g 值50%～60%的三玻窗是合適的。在溫和氣候區(qū)，低輻射雙玻窗可能就足夠了。對(duì)于制冷需要為主的炎熱地區(qū)，帶遮陽(yáng)的雙玻或三玻窗是正確的選擇。

高效熱回收新風(fēng)系統(tǒng)：通過(guò)有熱交換的機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，持續(xù)提供新風(fēng)。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和上述的氣密性?xún)?yōu)點(diǎn)機(jī)上。熱回收的效率應(yīng)達(dá)到75%至90%,該數(shù)字受氣候影響。對(duì)于冬季嚴(yán)寒或夏季潮濕的氣候，應(yīng)使用含濕度回收的熱量回收通風(fēng)系統(tǒng)(全熱交換新風(fēng)系統(tǒng))。

氣密性：周密考慮氣密設(shè)計(jì)，建立一個(gè)非常氣密的外圍護(hù)。所有節(jié)點(diǎn)和接口都要設(shè)計(jì)為氣密。氣密性能夠有效的保證室內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性，減少資源消耗并降低未經(jīng)控制的潮濕氣流損害熱圍護(hù)地風(fēng)險(xiǎn)。通常在每個(gè)被動(dòng)房氣密外圍護(hù)完成后，都要以“鼓風(fēng)門(mén)測(cè)試”測(cè)量氣密性，在50Pa(n50)的壓力差下，換氣次數(shù)應(yīng)低于0.6次/h。

無(wú)熱橋：例如陽(yáng)臺(tái)造成的突出混凝土板，或在非釆暖制冷的地下室中，穿入地下室頂替板砌體內(nèi)墻。窗戶(hù)應(yīng)安裝在保溫層內(nèi)。為地下室保溫層選擇既能承重又能保溫的材料。盡可能使保溫層以均勻的保溫效果圍繞:整個(gè)建筑，選擇高度隔熱的斷橋窗框。

5 綠色建筑被動(dòng)式超低能耗設(shè)計(jì)

綠色建筑超低能耗的綠色超低能耗建筑施工中以被動(dòng)式超低能耗建筑的核心要素，不可再生能源零消耗為終極目標(biāo)根據(jù)施工當(dāng)?shù)氐木唧w環(huán)境，及其季節(jié)變化，氣候條件等情況，科學(xué)合理的選擇綠色建設(shè)的建設(shè)方案，利用好當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件，建立起符合當(dāng)?shù)鼐用裆罘绞降牡湍芎木G色施工建筑。

相對(duì)于傳統(tǒng)的施工建筑設(shè)計(jì)，綠色超低能耗建筑設(shè)計(jì)中要運(yùn)用更加先進(jìn)的施工技術(shù)以及品質(zhì)更高的施工材料用來(lái)滿(mǎn)足綠色超低能耗建筑的要求，新技術(shù)，新理念的加入導(dǎo)致房屋建設(shè)施工中將會(huì)存在更多的問(wèn)題，這就要求施工企業(yè)要設(shè)計(jì)更多施工方案然后進(jìn)行更加科學(xué)的選擇，因此促使施工設(shè)計(jì)更加的復(fù)雜，延長(zhǎng)施工工期，增加施工成本。

在設(shè)計(jì)綠色超低能耗建筑中要應(yīng)遵循“一體化”設(shè)計(jì)原則。將所有的施工人員與這項(xiàng)施工建設(shè)有緊密的聯(lián)系，深度了解設(shè)計(jì)理念，科學(xué)合理規(guī)劃施工過(guò)程，保證這個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程、施工過(guò)程、建筑物驗(yàn)收能夠一體化。

在一體化設(shè)計(jì)中，應(yīng)把握的重點(diǎn)內(nèi)容：

（1）目標(biāo)明確：綠色超低能耗建筑施工中以被動(dòng)式超低能耗建筑的核心要素，不可再生能源零消耗為終極目標(biāo)。

（2）協(xié)調(diào)管理：整個(gè)施工組織之間的人員之間的合理管理，組織協(xié)調(diào)，有效提升施工效率。

（3）優(yōu)化設(shè)計(jì)：解決設(shè)計(jì)中的問(wèn)題應(yīng)強(qiáng)調(diào)次序優(yōu)化，有效克服施工方案選擇不當(dāng)引起的后期設(shè)計(jì)施工問(wèn)題。

（4）果斷決策：處理各方互相矛盾的并解決設(shè)計(jì)方案中的前后沖突。

（5）多方參與：開(kāi)展參建單位集體討論，廣泛聽(tīng)取參建各方的意見(jiàn)，認(rèn)真歸納相關(guān)技術(shù)討論結(jié)果，將相關(guān)反饋內(nèi)容及意見(jiàn)作為依據(jù)指導(dǎo)設(shè)計(jì)全過(guò)程。

（6）專(zhuān)業(yè)配合：各專(zhuān)業(yè)之間開(kāi)展有深度的交流，設(shè)施工程師是整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的主要人員，更是與各參建單位的配合平臺(tái)，更要及時(shí)控制各專(zhuān)業(yè)人員之間的有效配合。

綠色超低能耗建筑設(shè)計(jì)是以被動(dòng)式超低能耗建筑的核心要素，不可再生能源零消耗為終極目標(biāo)。因此，合理的設(shè)計(jì)施工是保證整個(gè)項(xiàng)目工程有效利用自然因素降低不可再生能源的消耗使用，綠色被動(dòng)式超低能耗建筑的設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)合理運(yùn)用高舒適節(jié)能外窗、高效熱回收新風(fēng)系統(tǒng)、保證整個(gè)室內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性，減少不可再生能源的消耗。