山东省枣庄市市中区建筑设计院山东枣庄277100
摘要：实现人居环境与建筑环境质量、节能减排及地域文化传承的协调发展至关重要，被动式建筑设计技术的应用能够以建筑所在地气候和资源环境条件为基础建设超低能耗建筑，这对于促进人居环境的可持续发展有着重要的意义。基于以上，本文从被动式设计概述入手，分析了被动式设计的原理和关键技术，并探讨了被动式超低能耗建筑设计基础及具体应用，旨在为相关被动式超低能耗建筑设计实践提供参考。
关键词：建筑设计；被动式；超低能耗；建筑设计
1引言
随着我国社会经济的快速发展，我国环境污染问题日益加剧，能源消耗总量不断上升，给人们的正常的生产生活带来了严重的影响，因此必须大力提高节能环保意识，减少能源消耗，加强环境保护，这对我国社会的发展具有重要意义，而作为建筑设计工作者，必须大力发展被动式节能建筑，以此减少建筑能源消耗，保护环境。
2建筑节能的分类
2.1主动式建筑节能
主动式建筑节能是指对非常规能源进行采集和储存，并组合成完善的强制能源系统，以此取代常规能源的使用，这种主动式建筑节能主要表现在两个方面，一方面为投资费用高，技术维修管理难度大，另一方面对常规能源的需求量较大。
2.2被动式建筑节能
被动式建筑节能是指通过对建筑朝向、内部空间以及外部形体的合理布置，并对采集非常规能源的使用装置进行合理设计，从而使建筑物能够达到冬暖夏凉的效果，以此减少建筑能源消耗，由此可以看出被动式建筑节能具有低投资、低技术的特点。
3被动式设计概念
3.1被动式超低能耗建筑设计应用的意义
在城市化进程不断加快的背景下，如何促进人类居住环境的可持续发展至关重要，在进行建筑设计的过程中，不仅需要考虑到建筑质量，同时还要考虑到建筑的节能效益、环保效应以及传统地域建筑文明和文化的传承。在现代工业文明的大背景下，现代建筑体系难以实现上述要求。在满足人们对人类居住环境要求的同事，导致了高耗能、高污染以及地域建筑文明破坏等问题的出现，形成了人类居住环境可持续发展的矛盾。因此，需要以建筑所在地气候条件和经济社会文化背景为基础，充分保障建筑室内环境的舒适性，积极利用太阳能、风能等清洁型能源，实现环保效益和节能效益，这种方法就是被动式超低能耗建筑设计。
3.2被动式超低能耗建筑设计技术原理分析
被动式设计改变了人工主动控制环境的方法，利用建筑设计来创建室内热舒适，协调建筑与室外环境和气候的作用。对于主动式设计来说，主要利用采暖、空调等方式来进行环境控制，维持室内热环境的舒适状态，这种方式与室外自然环境和气候相隔离，不仅能耗比较高，而且不利于人们的身体健康。人体适宜温度为18℃－26℃之间，而我国多数地区室外环境能够满足此温度条件的要求，因此可以采用太阳能采暖、自然通风等技术来充分利用室外自然冷热量，降低建筑能耗，将室内环境与室外环境融为一体，实现建筑的超低能耗或者是零能耗，这就是被动式设计技术的主要原。
被动式节能建筑为运用非机械电气设备干预手段降低建筑能耗的建筑，具体指在建筑规划设计中通过合理布置建筑朝向、设置遮阳、采用建筑围护结构的保温隔热技术和有利于自然通风的建筑开口设计等实现建筑需要的采暖、空调、通风等能耗的降低。建筑体型与场地气候相呼应，根据石家庄市典型年气象数据，采用日照模拟技术，对冬夏两季室外日照环境进行模拟计算。冬季建筑受周边建筑遮挡较少，能够获得充足的日照；夏季需注意各立面及屋顶的遮阳隔热措施。朝向北侧的建筑边缘最小，受光面多，四周均可享受到阳光的照射。根据石家庄市典型年气象年数据，采用计算流体力学技术，对冬夏两季室外风环境进行模拟计算，得到满足人室外舒适度的方案优化设计。方案体型朝向不利风向的建筑边缘最小，有利于将冬季寒风分流，降低冷风的渗透。
根据自然光线照度变化大、光谱丰富以及与室外景致有机联系在一起的特点，向室内居住者提供天气气候变化、时间变化、光线方向和强弱变化以及各种动态信息所形成的白天室内自然时空环境之感。自然光线是房间照明最为经济、极为宜人的光源，利用自然采光可在室内创造富有情感和优美意境的环境。合理利用各种窗户，可以达到良好的装饰效果，比如，水平窗可使人感到舒展开阔，垂直窗使人犹如从室内观看条屏挂幅式构图景物，落地窗不但能增加房间明亮程度，还能有使室内外浑然一体的感觉。
4被动式超低能耗建筑设计基础及其具体应用
4.1环境气候分析
建筑与环节能够有着密不可分的关系对于被动式超低能耗建筑设计来说应当充分考虑气候环境对建筑的影响，以此来尽可能降低建筑能耗。明确室外气候环境与室内微气候环境之间的关系是被动式超低能耗建筑设计的基础。就目前来看，众多建筑设计人员都具有扎实的环境气候知识，但是在具体的设计实践中，受限于定量其后计算方法和分析工具的限制，往往应用效果并不是非常良好。
当前环境气候分析方法主要包括两类，分别是图像影响分析方法和表格分析方法，这两类方法能够从不同角度对人体热舒适性环境气候进行分析，但需要注意的是我国幅员辽阔，各个地区气候环境差异性十分明显，所以，有必要建立一套适用于我国环境气候特征的分析体系。
上述文中提到，环境气候分析的关键在于明确室外环境气候对人体热舒适度和室内微气候环境之间的关系，相较于主动式设计方式来说，被动式设计难以对室外气候与室内微气候进行准确科学的预测，需要有室外气候波动规律来进行调节。人体热舒适度是建筑热环境建设的标准控制指标，以此为基础来描述人体热舒适和空气性质形态，因此对环境的分析应当以环境温湿度分析得出的有效温度为指标。将有效温度作为变量可以建立建筑环境气候解析图，得到有效温度，以此来展现室外气候环境和室内人体热舒适度，并得出二者之间的距离，从而指导被动式超跌能耗建筑设计。
4.2室外环境气候精细化表征方法
以人体舒适度和建筑环境为基础来描绘室外气候特征是被动式超低能耗建筑设计的必要条件，相较于发达国家来说，我国建筑节能相关气候参数的研究还处于比较落后的地位，我国主要以稳态核算为主研究室外气候参数，建筑能耗的精细化数据一直处于空白，近年来，我国将能耗精确核算的动态规划办法列为了国家标准，在此基础上，需要结合精细化数据来研究室外环境气候精细化不要争方法，以此来为被动式超低能建筑设计提供依据。国内学者进行了深入探究，以典型年气候为基础，结合气象数据和建筑热环境需求，提出了我国典型气象年的室外环境气候表征方法，利用典型气象年来精确的反应建筑能耗变化，利用气象数据来反映典型气象变化，以此来实现室外环境气候的精细化表征。
4.3被动式超低能耗建筑设计技术的具体应用
上文中简要的分析了被动式设计技术的原理，在被动式超低能耗建筑设计中，应当应用被动式设计技术，例如太阳能采暖、自然通风党。我国被动式超低能耗建筑设计在众多地区有着良好的应用，例如在山西、宁夏等西部地区就建立了被动式超低能耗建筑示范工程，其节能环保效益良好，建筑结构安全可靠，同时还可以展现和传承西部地域传统文化和风貌。
结语
综上所述，被动式低能耗建筑项目方案设计充分运用被动式节能设计技术，体现了“四节一环保”的绿色建筑设计理念，发展被式低能建筑对我国社会发展具有重要意义，它可以减少建筑能源消耗，改善环境，因此在建筑设计过程中，必须将建筑节能设计理念融入到设计中，尽量采用低技术被动式节能方式设计高品质建筑，一方面满足人们对建筑质量需求，另一方面满足人们对建筑的环保需求，因此应大力推广被动式节能设计，以此促进节能建筑的发展，从而实现我国建筑行业持续、健康的发展。
参考文献：
[1]庄碧贤建筑设计中被动式节能的探讨[J]建材技术与应用2010
[2]邓勇浅析被动式节能策略在公共建筑设计中的应用[J]浙江建筑2010
[3]张辉被动式节能建筑设计的探讨[J]科技风2010