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被动式超低能耗建筑的发展趋势及应用研究

作者

李亮

上海宝冶集团有限公司 上海 200000

建筑环境性能与能源效率的矛盾长期制约行业发展。根据国际能源署的数据显示,建筑的运行能源消耗占据了全球终端能源消耗的近 40% ,因此在传统的设计模式中,高能耗的问题迫切需要得到解决。被动式超低能耗建筑遵循“被动优先,积极优化”的核心思想,通过设计具有高气密性和高保温隔热性能的围护结构来实现其目标,将自然通风,太阳能利用和其他被动技术相结合,以达到建筑能耗和舒适度兼顾。近年来随着高性能保温材料,智能控制系统在技术上取得了突破性进展,该项技术对严寒和夏热冬冷气候区适应性的研究也不断深入,针对不同地域的建筑节能改造和新建工程提供多元化的解决方案,促进建筑节能技术向着更高的层次发展。

一、被动式超低能耗建筑的应用

(一)居住建筑领域

就居住建筑而言,被动式超低能耗的使用正在逐步增加。以国内部分地区的被动式超低能耗住宅项目为例(见表 1),这些住宅在设计和建造过程中,充分运用了相关技术。例如高效外墙保温技术的应用,针对国内不同的气候区域,建筑类型,建筑高度和朝向等诸多影响因素与专业企业联合开发出科学配方,保证保温材料在防火,保温和强度等级方面达到性能要求,并合理设置厚度,密度及安装方式以对建筑物起到很好的保温作用。与此同时被动窗技术被广泛使用,被动窗保温性能极高,使用寿命极长,使用了防水隔汽膜和防水透气膜作为密封材料,基于项目的实际需求,我们进行了科学的计算,并实施了特定的无热桥和气密性保护措施,这些都是确保整栋建筑保温效果的核心要素[1]。

表 1:部分被动式超低能耗住宅项目情况

此外,室内环境自动调控技术是被动式建筑“呼吸系统”之一,对居住建筑具有举足轻重的影响。该项技术集智能控制,新风置换,双重高效过滤,能量回收,辅助供暖和制冷于一体,功率仅为空调 1/6 ,功能却比空调多了 5 倍,能智能调节室内温度,湿度和空气质量,使室内环境四季如春,极大地减少了污染物排放给房间带来的冲击,其热回收效率高达 82% ,与传统的空调相比,它更为舒适、节能且更为经济。

(二)公共建筑领域

公共建筑因其密集的人群和长时间的使用,能耗普遍较大。被动式超低能耗建筑技术是公共建筑节能的一种有效手段。被动式超低能耗建筑技术已开始应用于部分新建学校、医院、办公楼及其他公共建筑。例如,在学校建筑中(见表 2),通过合理的建筑朝向设计,充分利用自然采光,减少人工照明能耗。同时利用高效密封技术并联合世界著名密封材料生产企业针对国内建筑特点,专门开发防水隔汽膜和防水透气膜密封材料,兼具气密性和延展性,同时精细化施工降低了室内外空气对流带来的能量损耗。医院建筑新风热回收技术显得格外重要,它可以在确保室内空气新鲜的前提下进行热量回收,减少供暖与制冷能耗。为了在夏天有效地阻挡阳光的直接照射、降低室内温度并减少空调的使用频次,办公楼可以考虑安装高效的遮阳设备[2]。

表 2:部分被动式超低能耗公共建筑项目情况

二、被动式超低能耗建筑的未来发展趋势

(一)政策推动与市场需求增长

在政策方面,政府越来越关注建筑节能问题,并出台了促进被动式超低能耗建筑发展的有关政策。欧盟在 2002 年颁布并在 2010 年进行了修订的《建筑能效指令》(EPBD)规定,欧盟成员国必须确保在 2020 年之前,所有新建的建筑物都能达到近乎零的能源消耗水平。我国也积极响应,住房和城乡建设部印发的《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》提出,到 2025 年,要建设超低能耗、近零能耗建筑 0.5 亿平方米以上。

各个地区也逐步推出了详细的执行政策和目标,例如河北省计划在 2025 年之前,完成总计 1350 万平方米的被动式超低能耗建筑的建设;北京市已经设定了一个目标,即到 2025 年,全市将努力推广超低能耗的建筑规模,目标是达到 500 万平方米。这些政策的推出将大大推动被动式超低能耗建筑市场。在环保意识不断强化,生活品质需求越来越高的背景下,被动式超低能耗建筑市场需求量会不断增加。消费者更愿意选择节能,舒适,环保的生活与办公环境,从而进一步促进了被动式超低能耗建筑的市场推广。

(二)技术创新与成本降低

未来,被动式超低能耗建筑技术将不断创新与完善。一方面在原有技术的基础之上,比如围护结构保温技术和新风热回收技术都会得到进一步的优化,从而提高能源的利用效率。如新型保温材料研究与开发将向更加高效,更加轻薄和更加环保等方向迈进,不仅可以改善保温性能还可以降低建筑自重。另一方面,随着科技的不断进步,将有更多新的技术应用于被动式超低能耗建筑领域,如智能建筑控制系统的应用,能够实现建筑能源消耗实时监控和精准调控,并进一步降低能耗[3]。

与此同时,被动式超低能耗建筑的建造成本也会伴随着市场的不断扩大以及技术的不断成熟而逐步下降。规模化生产会使材料、设备等费用下降,施工工艺改进会使施工效率提高、人工成本下降。当造价降至接近传统建筑乃至更多的时候,被动式超低能耗建筑才会有更加广阔的空间和真正意义上的大范围推广。

三、结语

在全球可持续发展目标驱动下,被动式超低能耗建筑突破了技术应用界限,实现了由理念探索到实践深化的建筑节能转型。它通过多技术协同创新和跨领域融合重构了建筑和环境之间的共生关系,既有效缓解了能源和环境矛盾,又促进了建筑行业朝着绿色高要求高质量地发展。未来在政策引导和市场需求双向推动下,这一技术将不断为建筑全生命周期赋能,是实现“双碳”发展目标和建筑可持续发展最核心的支持力量。

参考文献

[1]刘玲.超低能耗被动式建筑施工技术及应用效果[J].四川水泥,2025,(03):111-113.

[2]黄金帅,许凤美.被动式超低能耗建筑设计策略探究[J].城市建设理论研究(电子版),2025,(02):67-69.

[3]吴傲立,王彬彬,岳仁亮.新风系统在我国超低能耗建筑中的应用及思考[J].制冷与空调(四川),2024,38(05):692-704.