被动式超低能耗建筑可持续发展研究

被动式超低能耗建筑可持续发展研究被动式超低能耗建筑可持续发展研究

摘要：随着全球能源危机的加剧与气候变化的威胁，人们越来越关注建筑行业所产生的巨大能源消耗与碳排放。为此，被动式超低能耗建筑被提出，其通过利用自然能源并优化建筑能量系统，降低能耗和碳排放。本文从被动式超低能耗建筑的概念、原理和构成入手，分析了其设计、施工及运营管理的特点，并结合实际案例剖析了被动式超低能耗建筑的可持续性发展。

关键词：被动式超低能耗建筑；可持续性发展；能源效率；自然能源；碳排放

一、引言

建筑行业是全球能源消耗和碳排放的主要来源，约占全球能耗的40%。为了应对能源危机和气候变化的威胁，建筑行业不断探索节能减排的新模式，被动式超低能耗建筑便是其中一种。被动式超低能耗建筑通过最大限度地利用自然能源和优化建筑能量系统来实现高能效、低耗能的目标，将成为未来建筑行业的发展方向。本文将从被动式超低能耗建筑的概念、原理和构成入手，分析其设计、施工及运营管理的特点，并结合实际案例剖析了被动式超低能耗建筑的可持续性发展。

二、概念、原理与构成

（一）概念

被动式超低能耗建筑是指在建筑能量系统设计中，最大限度地利用自然能源，通过减少活动面积、增加建筑隔热性和采用高效的可再生能源利用技术，实现最低的建筑能耗和碳排放水平的建筑。其主要特点是通过被动手段实现能源节约和减排，并不依赖于机械设备来维持舒适的室内环境。

（二）原理

被动式超低能耗建筑的原理可以用“热交换”、“加热”、“降温”、“照明”、“通风”等词语概括。其核心思想是在保证舒适的室内环境条件下，通过合理地利用自然能源，最大限度地减少对化石燃料的依赖，从而实现低耗能和减排的目标。

（三）构成

被动式超低能耗建筑的构成要素包括建筑结构、建筑外墙、屋顶、采光、通风、供暖、制冷等方面。

1.建筑结构：采用透明、导热系数较低的材料和轻质、高强度的材料，提高建筑的隔热性能和保温性能。

2.建筑外墙：采用双层外墙或夹层外墙，增强隔热性能，同时通过制定合理的通风方式，实现室内空气的流通。

3.屋顶：采用草皮、太阳能光伏板等可再生材料，实现夏季隔热和冬季保温的效果，同时实现雨水的储存和利用。

4.采光：通过合理的窗户布置和采用高效的控制系统，最大限度地利用日光和自然的采光，提高建筑的自然保养和舒适性。

5.通风：通过合理的通风系统，利用自然的气流和温差，实现室内呼吸空气的新陈代谢，并保持良好的室内空气质量。

6.供暖：通过利用太阳能热量、地热能、地下水等自然能源，降低建筑的取暖能耗。

7.制冷：通过采用夜间制冷、蓄冰制冷等技术，实现建筑的制冷，并通过利用太阳能、地热能等自然能源，减少对化石燃料的依赖。

三、设计、施工及运营管理特点

（一）设计

被动式超低能耗建筑的设计要以减少能耗和减少碳排放为目标，关注全局和细节，将建筑的能源系统优化、整合和组合，实现最佳的自然元素的利用效果。设计要侧重于以下几点：

1）当前和未来的自然条件对建筑的影响：包括当地的风、雨、气温、光照、日照等信息。

2）建筑面积、高度、朝向、地形等自然条件的特点。

3）采用自然元素的能力：如太阳能、地热能、雨水等。

4）自然采光、通风等能力。

5）建筑设备方案和能源系统的分析，包括太阳能集热器、地热泵、风能发电、雨水收集利用等。

（二）施工

被动式超低能耗建筑的施工要依据设计方案和建筑规范进行，注重建筑节能材料的选用和专业技术的实现，确保建筑实现技术标准和品质规范，保证被动式超低能耗建筑的功能达到设计要求。施工要侧重于以下几点：

1）采用节能材料：如可再生材料、酚醛泡沫、轻质混凝土等。

2）夹芯板：选择导热系数较低的材料，如聚氨酯等。

3）窗户：选择采光、隔热、噪音、安全等性能好的窗户。

4）隔热材料、保温材料的选用。

5）施工制度、标准化操作等。

（三）运营管理

被动式超低能耗建筑的运营管理要注重建筑全寿命周期的管理，从节能、减排、建筑环境质量等角度对建筑进行管理和维护。运营管理要侧重于以下几点：

1）节能技术及设备的管理。

2）碳排放量、能源使用量等指标的监测和分析。

3）建筑环境质量的维护和改进。

4）灯光控制、风机控制等系统控制的优化。

四、实际案例分析

（一）雾台市政府办公楼

该项目采用“绿色生态、技术领先”的设计理念，通过整合被动隔热技术、太阳能发电技术和地源热泵技术，充分利用太阳光和地热能源，实现低耗能、低碳排放和高能效的建筑，被评为中国绿色建筑示范工程。

（二）维罗纳市体育馆

该项目采用“零碳排放的构思”，通过利用太阳能、地热能、地下水等自然能源，实现建筑的取暖、制冷和照明，最大限度地减少对化石燃料的依赖，达到零碳排放的目标。

（三）声域国际商务中心

该项目采用典型的被动式超低能耗建筑设计，包括双层外墙、草皮屋顶、清洁能源等设计元素，通过优化建筑能量系统，实现高能效、低耗能的效果。

五、结论

被动式超低能耗建筑是21世纪的建筑发展方向，其核心思想是采用自然元素，实现最高效的能量利用效果，降低能耗和碳排放。本文分析了被动式超低能耗建筑的概念、原理、构成、设计、施工及运营管理特点，并结合实际案例对被动式超低能耗建筑的可持续性发展进行了深入的剖析。随着科技进步的推进和全球环境保护意识的不断提高，被动式超低能耗建筑将成为建筑行业未来的发展方向六、建议与展望

尽管被动式超低能耗建筑具有许多优点，但实现这样的建筑仍然受到许多限制和挑战。例如，被动式超低能耗建筑的设计和建设需要高水平的专业知识和技能，从而需要建筑师、工程师和技术人员进行充分的培训和教育。此外，由于被动式超低能耗建筑的成本较高，其在建筑市场上的推广和应用也面临一定的挑战。因此，建议采取以下措施，以促进被动式超低能耗建筑的可持续发展：

首先，政府应该加强对被动式超低能耗建筑开发和应用的支持和引导，例如提供税收优惠和补贴等政策措施，帮助企业和个人减少建造和运营成本，促进被动式超低能耗建筑的推广和应用。

其次，建筑行业应该加强技术创新，推广和应用最新的科技成果，例如信息技术、物联网技术和人工智能技术等，以提高被动式超低能耗建筑的设计、建设和运营管理水平。

最后，应该加强对被动式超低能耗建筑的宣传和推广，提高公众对此类建筑的认识和理解，以推动全社会对可持续建筑的关注和支持，促进被动式超低能耗建筑的可持续发展。

总之，被动式超低能耗建筑是建筑行业未来的发展方向，它不仅是一种更加环保和可持续的建筑方式，也是一种更高效和更经济的建筑纪律，有望在未来的发展中发挥更大的作用，为建筑行业的可持续发展做出更大的贡献除了上述措施之外，还可以从以下几个方面进一步促进被动式超低能耗建筑的可持续发展。

一是加强国际合作和交流。各国在被动式超低能耗建筑的发展中都有各自的经验和优势，可以通过加强国际合作和交流，分享经验和资源，共同推动被动式超低能耗建筑的发展和创新。

二是制定更严格的建筑节能标准和法规。政府可以通过制定更严格的节能标准和法规，推动建筑业向被动式超低能耗建筑转型，促进这一领域的发展和成熟。

三是培养更多的人才。被动式超低能耗建筑的设计和建设需要高水平的专业知识和技能，因此需要培养更多的人才，包括建筑师、工程师、技术人员等，为行业的可持续发展提供坚实的后盾。

四是建立更加完善的市场体系。被动式超低能耗建筑的成本较高，因此需要建立更加完善的市场体系，包括建筑材料和设备的供应链、融资和保险等方面的支持，以降低企业和个人的风险和成本，促进这一领域的发展和扩大规模。

总之，被动式超低能耗建筑是未来建筑行业必然的发展方向，其具有重要的环保和经济效益，可以为建筑行业实现可持续发展做出重要贡献。政府、企业和社会应该共同合作，加强支持和引导，推动这一行业的发展和壮大五是通过政策和财政支持鼓励建设被动式超低能耗建筑。政府可以通过财政支持，如提供补贴、税收优惠等方式，鼓励企业和个人建设被动式超低能耗建筑，促进这一领域的推广和普及。

六是加强科技创新和研发的投入。科技创新和研发是被动式超低能耗建筑发展的关键，政府和企业可以通过加强科技创新和研发的投入，推动被动式超低能耗建筑的技术进步和创新。

七是引导和培育被动式超低能耗建筑市场。政府和企业可以通过引导和培育被动式超低能耗建筑市场，鼓励企业和个人投入和参与这一市场，促进市场的成熟和发展。

八是加强监管和评估，确保被动式超低能耗建筑的质量和可持续性。政府可以通过加强监管和评估，确保被动式超低能耗建筑的质量和可持续性，保障公众利益和生态环境的可持续发展。

被动式超低能耗建筑是建筑行业未来的发展趋势，是实现可持续发展的重要途径