區(qū)振勇

（深圳市天華建筑設(shè)計有限公司，廣東 深圳 518052）

1 超低能耗建筑的前景分析

2018 年，北京和石家莊先后提出了推動超低能耗建筑發(fā)展的相關(guān)議題后，2020 年，在“十四五”計劃中，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部正式提出了超低能耗建筑、近零能耗建筑再到零碳建筑的三步規(guī)劃。2021 年，重慶、深圳、廣州等城市紛紛出臺對應(yīng)的措施推動超低能耗建筑的發(fā)展建設(shè)。

2 基于地產(chǎn)角度的超低能耗建筑設(shè)計要點

2.1 設(shè)計達(dá)標(biāo)

如今，我國推出了對超低能耗建筑的補(bǔ)助措施，個別企業(yè)存在以超低能耗建筑騙取補(bǔ)助的行為，因此，為了嚴(yán)格限制該類行為，我國各地區(qū)推出相應(yīng)的超低能耗建筑審核標(biāo)準(zhǔn)，從地產(chǎn)設(shè)計角度來看，需做好基礎(chǔ)設(shè)計。

基礎(chǔ)設(shè)計指標(biāo)主要包括關(guān)鍵部分的材料控制、空間氣密性水平（公共建筑無此要求）、入戶門的傳熱系數(shù)及建筑內(nèi)部的安全性論證。在達(dá)到基本要求后，相關(guān)建筑企業(yè)可通過上報參與評審的方式獲得補(bǔ)助。通過審批，并且建設(shè)完成符合申報設(shè)計的建筑后，方可獲得補(bǔ)助。這意味著，在提出超低能耗建筑建設(shè)理念后，需做好對應(yīng)點的設(shè)計監(jiān)管。

2.2 成本優(yōu)先

成本優(yōu)先的設(shè)計理念是從地產(chǎn)角度提出的。雖然國家對超低能耗建筑提出了500～1 000 元/m2的補(bǔ)助力度，但超低能耗復(fù)合材料成本較高，為尋求地產(chǎn)企業(yè)的持續(xù)發(fā)展，必須做好成本管控，在打造超低能耗建筑時盡量獲取更多的利潤[1]。

2.3 實況設(shè)計

在超低能耗建筑理念提出后，各方專家在技術(shù)上提出了多種現(xiàn)代超低能耗建筑的設(shè)計方法。在設(shè)計中，必須遵從實況進(jìn)行設(shè)計，在構(gòu)建施工設(shè)計圖時，不能獨立進(jìn)行，需結(jié)合周邊地質(zhì)環(huán)境、人文環(huán)境、氣候環(huán)境及客戶需求進(jìn)行多方考量。如果建筑地點長年陰雨，則需要重點考慮太陽能系統(tǒng)設(shè)備的必要性，轉(zhuǎn)而開發(fā)適用性更高的雨水收集處理系統(tǒng)?？傊?，超低能耗建筑設(shè)計需因人而異、因地制宜。

3 基于地產(chǎn)角度的超低能耗建筑施工圖優(yōu)化

地產(chǎn)角度的超低能耗建筑的設(shè)計宗旨是，減排的同時要加強(qiáng)可再生能源的利用，以外界能源補(bǔ)償推動實現(xiàn)超低能耗的目標(biāo)，在實現(xiàn)超低能耗建筑目標(biāo)上，以下3 個建筑施工優(yōu)化方向非常值得嘗試，分別是太陽能系統(tǒng)的建筑施工優(yōu)化、通風(fēng)系統(tǒng)的施工優(yōu)化和保溫隔熱系統(tǒng)的設(shè)計優(yōu)化。

3.1 太陽能系統(tǒng)施工優(yōu)化

從地產(chǎn)設(shè)計角度進(jìn)行太陽能系統(tǒng)施工圖的優(yōu)化需要從兩方面進(jìn)行：

1）建筑本身的采光設(shè)計；

2）太陽能系統(tǒng)和建筑內(nèi)部功能的融合設(shè)計。

在建筑采光設(shè)計中，“逐層設(shè)計”的建設(shè)理念非常值得推廣。該設(shè)計理念的實現(xiàn)方式是在建筑立面或中庭空間設(shè)計中，采用由下而上逐層推進(jìn)的方式盡量減少上層建筑對下層建筑的阻擋，讓每一層建筑都能自然采光，該設(shè)計理念比較符合高層建筑中多戶居住的情況。在光照特別強(qiáng)烈的地方，尤其是夏季，需要考慮使用逐層外挑的方式提升上層對下層的光源阻擋效果，避免建筑整體溫度過高的情況出現(xiàn)。在同一建筑的設(shè)計中，可考慮在不同的朝向選擇使用逐層退進(jìn)或者逐層外挑的方式進(jìn)行設(shè)計。該理念使建筑在溫度控制方面具有零能耗的可能性，可有效減少能源消耗。

在基于實際場景下的建筑采光設(shè)計中，先要繪制建筑的采光剖面圖。在設(shè)計中，除了考量建筑某一立面的采光效果，還要考慮不同層次的采光效果，對不同層進(jìn)行不同的設(shè)計，比如，在大進(jìn)深或大開間的建筑中增加中庭空間，同時控制中庭空間的寬高比，達(dá)到有效調(diào)整采光效果的目標(biāo)[2]。

在太陽能系統(tǒng)設(shè)計方面，從地產(chǎn)角度先行考慮太陽能系統(tǒng)的成本問題，采光面積不足、光照時間短及光照強(qiáng)度差的地區(qū)，要慎重考慮是否安裝太陽能能源系統(tǒng)。目前，我國大力發(fā)展太陽能光伏產(chǎn)業(yè)，太陽能轉(zhuǎn)換效率和成本都有較大的優(yōu)化，這意味著在未來的建筑中安裝太陽能能源系統(tǒng)將會更加普及。

在安裝太陽能能源系統(tǒng)中，要注意系統(tǒng)和常規(guī)能源系統(tǒng)的匹配度，設(shè)計時要盡量保證太陽能系統(tǒng)效率的最大化，需安裝蓄電池，使該系統(tǒng)在日間能夠?qū)Χ嘤嗄茉催M(jìn)行儲存，同時在夜間進(jìn)行釋放，還要考慮日間直接使用太陽能能源的問題。為降低損耗，提升能源利用率，可在系統(tǒng)中安裝逆變器。

3.2 通風(fēng)系統(tǒng)的施工優(yōu)化

通風(fēng)效果是衡量建筑舒適度的重要指標(biāo)。為提升通風(fēng)效果，改善通風(fēng)質(zhì)量，不少家庭還安裝有空氣凈化器、空氣加濕器以及最經(jīng)典的空調(diào)機(jī)，這些設(shè)備總功率一般相對較高，是住戶能源消耗的主要去向，因此，加強(qiáng)建筑的通風(fēng)設(shè)計，改善通風(fēng)效果，降低通風(fēng)能耗，是打造低能耗建筑的重要渠道。

在結(jié)合實際環(huán)境的通風(fēng)設(shè)計中，應(yīng)考慮氣候環(huán)境以及建筑房間的分布，從地產(chǎn)設(shè)計角度來看，需重點考慮整體規(guī)劃、平面通風(fēng)設(shè)計及立面通風(fēng)設(shè)計3 個方向。

在整體規(guī)劃方面，主要結(jié)合本地風(fēng)勢走向進(jìn)行設(shè)計。對通風(fēng)要求較好的工業(yè)建筑和商業(yè)建筑，需將其作為建筑內(nèi)部的主要設(shè)計項目進(jìn)行考量，對通風(fēng)效果和整體成本進(jìn)行控制；在民宅中，通風(fēng)設(shè)計則要注重差異化打造和精細(xì)化設(shè)計，以滿足不同用戶的居住需求。

在平面設(shè)計中，以平面設(shè)計圖或剖面設(shè)計圖為指導(dǎo)，將通風(fēng)系統(tǒng)的管道布局和各管道之間的排放方式標(biāo)明，盡量從精簡角度考慮成本優(yōu)化的相關(guān)問題，在不同通風(fēng)管道堆疊時，要加強(qiáng)管道之間的獨立性設(shè)計，降低管道的熱交換效果。在平面的通風(fēng)設(shè)計中，要落實區(qū)域概念，盡量將不同面積和不同人流區(qū)域的通風(fēng)效果進(jìn)行平衡設(shè)計。在平面設(shè)計中，應(yīng)使用“空氣齡”這一指標(biāo)衡量室內(nèi)空氣的流動性。

在立面設(shè)計中，其設(shè)計理念、方案和平面設(shè)計有較大的共性，但在立面設(shè)計時，需注重利用熱空氣上升、冷空氣下降的特點進(jìn)行設(shè)計，在設(shè)計中要考慮到各個墻面、窗戶和屋頂對立面上空氣流動的影響。某低能耗建筑內(nèi)部空氣在冬季的流通示意圖如圖1 所示；建筑內(nèi)部空氣在夏季的流通示意圖如圖2所示。

圖1 某低能耗建筑內(nèi)部空氣在冬季的流通示意圖

圖2 建筑內(nèi)部空氣在夏季的流通示意圖

3.3 保溫隔熱系統(tǒng)的設(shè)計優(yōu)化

保溫隔熱設(shè)計是超低能耗建筑在低溫環(huán)境下需要關(guān)注的重要設(shè)計方向，特別是在我國北方地區(qū)，冬季溫度很低，建筑內(nèi)部普遍采用供暖設(shè)備，因此，加強(qiáng)保溫隔熱設(shè)計，降低能源消耗，是提升建筑綠色性能的重要方式。

在保溫隔熱設(shè)計中，普遍采用隔熱保溫效果優(yōu)質(zhì)的材料，其中，高性能保溫裝飾集成板、納米隔熱屏、泡沫玻璃及EPS泡沫板等材料都具有較好的保溫效果。但以上合成材料成本較高，從地產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性角度來看，會大幅提升建設(shè)成本，因此，其使用局限性較大。為此，通過設(shè)計上的優(yōu)化來替代部分保溫?zé)岵牧暇哂兄匾难芯恳饬x。

在設(shè)計圖優(yōu)化中，可采用雙層隔熱設(shè)計提升隔熱保溫效果，同時在熱交換中采用無熱橋設(shè)計降低熱交換效率，在保溫隔熱系統(tǒng)和建筑的融合中，可將建筑送熱系統(tǒng)內(nèi)置，降低外部熱散失。存在多個熱供應(yīng)需求的建筑，可在圖上確定中心熱源系統(tǒng)，將熱源集中處理，分別輸出，可有效降低熱源分散帶來的熱損耗問題。另外，處理屋頂時，在不使用高成本隔熱材料的前提下，可考慮在屋頂鋪設(shè)土層打造屋頂花園提升保溫效果。在墻壁處理上，可涂抹成本較低的保溫砂漿，在提升保溫效果的同時還能有效保護(hù)墻壁內(nèi)層。

3.4 超低能耗建筑的綜合化設(shè)計優(yōu)化

超低能耗的建筑設(shè)計優(yōu)化具有很多可能，除以上提到的主要能源消耗方向外，在照明系統(tǒng)、家電系統(tǒng)、天然氣能源系統(tǒng)及雨水系統(tǒng)等方面也有較大的優(yōu)化空間。在進(jìn)行低能耗建筑設(shè)計優(yōu)化時，可在設(shè)計圖上考慮各個系統(tǒng)的融合性，將獨立系統(tǒng)進(jìn)行整合，達(dá)到提升建筑整體能源效率的目標(biāo)，如雨水系統(tǒng)，將收集的雨水先供應(yīng)給屋頂綠化系統(tǒng)，這樣可有效降低使用額外水源澆灌屋頂綠植的成本；在夏季陽光過強(qiáng)的情況下，可考慮將陽光直接反射到太陽能系統(tǒng)中轉(zhuǎn)化為電能，這樣綜合利用能源不僅可降低能源消耗，還能增加能源來源，更科學(xué)快速地實現(xiàn)超低能耗建筑設(shè)計的優(yōu)化。

4 結(jié)語

我國的超低能耗建筑具有很大的發(fā)展空間，雖然有政策的大力支持，但在發(fā)展中也存在一些問題需要重視，如經(jīng)驗不足、技術(shù)不夠完善及地區(qū)差異性過大導(dǎo)致的技術(shù)實施效果差等問題，需要該行業(yè)的相關(guān)人員做好研究，積極尋找適合當(dāng)?shù)爻湍芎慕ㄖ慕ㄔO(shè)方向，將理論和實踐進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，不斷汲取經(jīng)驗，提升建設(shè)水平，要善于從地產(chǎn)建設(shè)的實用性和可持續(xù)性角度考量超低能耗建筑的商業(yè)化的可能性，真正推動行業(yè)的進(jìn)步和轉(zhuǎn)型。