超低能耗建筑中的常用技术研究

摘要：随着国家对超低能耗建筑的重视程度逐步提升，建筑能效作为实现可持续发展的核心环节，已成为建筑行业发展的重要方向。为提升建筑节能效果，超低能耗建筑技术不断发展，涵盖围护结构、能源供应、空调通风技术、智能遮阳等多个领域。文章首先对上述超低能耗建筑中常用技术的应用原理与关键技术进行阐述，随后提出其具体应用要点，旨在为相关技术的实施提供科学依据，促进超低能耗建筑技术的有效落地与推广应用。

关键词：超低能耗建筑；技术；应用要点

引言

随着全球气候变化问题日益严峻，节能减排已成为各国政府亟待解决的重大课题。我国在“十四五”规划中明确提出要加强绿色建筑发展，推动建筑行业的绿色转型，同时加大对超低能耗建筑的研究与实施支持，预计到2025年时城镇新建建筑中绿色建筑占比达到70%以上[1]。超低能耗建筑是指通过采用高效设计、施工和运营技术，最大限度减少建筑能源消耗，达到甚至低于一定能耗标准的建筑形式[2]。其中，相关超低能耗建筑技术的有效应用设计关键，不仅能够帮助完善建筑领域的节能技术体系，还能够提升建筑的综合能效和可持续发展水平，进而为行业提供更加科学高效的技术方案，降低建筑能耗，减少碳排放，为我国实现绿色发展目标贡献力量。

1超低能耗建筑中常用技术类型

1.1建筑外壳与围护结构

在超低能耗建筑中，建筑外壳与围护结构起着至关重要的作用，其中的技术应用直接决定建筑的能效表现与热能管理效率，具体包括以下几个方面。

1.1.1外墙与屋顶的保温技术

外墙与屋顶的保温技术在超低能耗建筑中扮演着至关重要的角色，直接关系到建筑的能效水平和能源消耗[3]。其核心目标是通过有效隔离建筑内部和外部的热交换，减少热量流失或过多外部热量进入，从而降低建筑能耗。在外墙保温技术应用方面，建筑师和工程师首先根据建筑所在地的气候条件和能效要求选择合适的保温材料。目前，常见的外墙保温材料包括聚苯乙烯泡沫板、挤塑聚苯板、岩棉板以及聚氨酯等，这些材料均具有低导热系数，能够有效阻隔热量传导。例如，在寒冷地区，通常会选择厚度较大的聚苯乙烯泡沫板板或岩棉板，进而抵抗外界湿气侵入，防止墙体结露。而在温暖地区，可能采用相对较薄的保温材料，以保证外墙具有足够的热阻性能，同时兼顾成本和能效的平衡。屋顶保温技术方面，由于屋顶在建筑能量流动中扮演着更加直接的角色，对热量传递与保留具有更为显著的影响，因此屋顶保温设计通常采用双层屋面结构，其中上层结构可以采用轻质屋面板、瓦片等具有良好隔热效果的材料，下层则布置保温层和防水层。保温材料的厚度通常根据当地的气候条件进行合理配置，在寒冷地区厚度较大，在温暖地区则相对较薄。此外，为提高屋顶的能效表现，还可采用绿色屋顶技术，通过在屋顶种植植被，利用植物和土壤的隔热作用进一步提高屋顶的保温性。

1.1.2玻璃窗及幕墙

玻璃窗和幕墙设计在超低能耗建筑中的应用旨在实现对在建筑围护结构的热性能优化。近几年，大面积玻璃窗或幕墙的广泛应用成为现代建筑设计的趋势，但同时也成为热能流失的重要途径。为了确保建筑的节能效果，窗户设计通常采用双层或三层玻璃结构并结合低辐射技术，进一步提高窗户的热隔离性能。例如，低辐射玻璃通过在表面涂覆一层微薄的金属膜，即可有效反射回建筑内部的热量，减少热量损失，同时透过适量的自然光，减少人工照明的能耗。在幕墙系统的设计中，通常采用结构化玻璃或单元化玻璃幕墙，既能有效提升建筑外立面的美观度，也能够通过双层玻璃或真空玻璃的技术，形成隔热层，提高墙体的热阻性能。

1.1.3外围结构气密性与热桥控制

气密性是指建筑外部空气与室内空气之间的交换程度。气密性差的建筑容易导致热量流失和外界气候对室内的影响，因此提高建筑的气密性是超低能耗建筑设计中的关键任务之一。在具体实践中，通常采用气密性门窗及密封条，并在设计和施工过程中精确控制接口和接缝的处理，确保建筑围护结构的完整密封。热桥控制方面，建筑结构中的热桥是指建筑外围结构中，由于材料热导率差异或结构不连续性，导致热量流失部位，具体包括窗框、外墙接缝、阳台等结构。热桥的存在会造成能量的损失，影响建筑整体能效，因此，通常采用低热导率包裹等热桥隔离技术来减少热量传导。此外，通过采用连续保温层覆盖建筑外立面，也可避免因保温层中断而导致的热桥效应。

1.2可再生能源利用

太阳能、风能和地热能作为清洁可再生能源已广泛应用于建筑的能源供应中[4]。其中，太阳能作为最常见的可再生能源，主要通过太阳能光伏系统和太阳能热水系统的方式为建筑运行提供支持。在光伏系统中，通过在建筑屋顶或外立面安装光伏板，将太阳能转化为电能，以此满足建筑日常的电力需求，同时通过并网功能将多余电能反馈到电网，达到节能减排效果，广泛适用于对于具备较大屋面面积的建筑。与此同时，太阳能热水系统则通过太阳辐射加热水体，满足建筑的生活热水需求，减少传统电热水器或燃气热水器的使用，从而减少能源消耗。地热能作为一种相对稳定且持续的能源，通常应用于建筑中的地源热泵系统，其通过埋设地下热交换管道，将地下的低温热能转移至建筑内进行加热或制冷，进而减少建筑对传统能源的依赖，还能通过系统优化调节，实现建筑冬季取暖和夏季降温的需求。

1.3热回收通风系统

通风系统主要用于保证室内空气质量，但传统机械通风系统在工作过程中会带走室内热量，造成不必要的能源损失，在冬季和夏季极端温度条件下，会进一步加重空调系统或加热系统负担。为实现超低能耗建筑，热回收通风系统得到应用。具体而言，热回收通风系统包含一个高效的热交换器，其主要是由两组相互独立但通过传热介质相连接的空气流道组成，其中一个流道用于排放室内空气，另一个流道引入外部新鲜空气。通过设置热交换器，将排放的废气中的热量回收并传递给新鲜的室外空气，使其在进入建筑前进行预热或预冷，从而显著减少制热或制冷系统的负担。这一技术不仅能够提高建筑的能效，也能降低空调系统的运行负荷，进而优化能源使用结构。在冬季，热回收通风系统能够有效减少室外冷空气对室内环境的冲击，同时利用废气的余热降低室内加热需求，提升能源的利用效率。

1.4智能遮阳技术

智能遮阳技术的核心在于根据室内外环境变化自动调节遮阳系统，从而实现对太阳辐射的有效控制，减少建筑的热负荷。例如，在夏季高温时节，智能遮阳技术通过精确调节太阳能的辐射进入量，能够避免过多热量进入室内，从而减少空调系统的运行时间和能耗。随着技术发展，智能遮阳技术通过将百叶窗、窗帘和遮阳板等传统遮阳设备与传感器、控制器和自动化技术进行融合，进而形成一种高效灵活且自适应的遮阳管理模式。具体而言，其将电动遮阳百叶窗安装在窗户外部或窗框内，同时通过太阳能辐射传感器、温度传感器、光照传感器等多种传感设备，实时监测室内外环境的变化数据，并将这些数据传递给中央控制系统。通过智能算法，系统根据环境参数实时计算出最佳的遮阳角度和遮阳设备的开启程度，并通过电机驱动调整百叶片角度。

2超低能耗建筑中常用技术应用要点

2.1完善超低能耗建筑技术标准

在超低能耗建筑建设过程中，技术标准是确保建筑能效目标实现的前提。对此，制定和完善一系列具有针对性和可操作性的技术标准至关重要。一方面，应在《建筑节能工程施工质量验收规范》（GB 50411-2016）等文件指示下，结合建筑所在地区气候特征，制定其建筑外立面、屋顶、窗墙的热性能标准，具体包括外墙保温厚度、屋顶隔热材料种类以及窗户热传导系数等[5]。同时，还需将标准范围扩展到空调通风、光伏发电、太阳能供热等系统的能效要求方面，进一步确保在建筑运行过程中能够实现最优化的能源利用。另一方面，针对不同建筑类型和用途的超低能耗建筑，则应保证标准的灵活性。以住宅建筑和公共建筑为例，标准的差异化设计能够更精准定位每种建筑所需的能效技术措施，避免一刀切的做法带来的浪费和不必要的设计成本。总之，通过不断完善和细化超低能耗建筑的技术标准，能够最大化提升建筑设计和施工过程中技术措施的精准性和可操作性，推动建筑行业节能减排目标的实现。

2.2节能技术交底

节能技术交底作为超低能耗建筑建设过程中的关键环节之一，具有不可忽视的重要性。具体而言，节能技术要求设计人员与施工人员之间进行充分的技术沟通，确保各项节能技术和措施得以高效且规范应用于工程实践。在交底过程中，设计人员应重点阐明建筑围护结构、能源系统、空调通风系统等节能措施的关键设计要点和实施要求，帮助施工人员理解并掌握每项技术的核心内容。例如，在墙体和屋顶的保温设计中，交底内容应明确保温材料种类、厚度要求、施工细节以及任何可能施工偏差；在窗户与幕墙的设计中，交底应强调玻璃性能、窗框密封性等要求。值得注意的是，对于涉及新型节能技术应用，交底的内容应当更加细致，以确保施工团队对系统安装、运行调试要求形成清楚认知。全面而细致的节能技术交底，不仅能够确保施工队伍精准实施每一项技术措施，避免因误解或操作不当导致的能效损失，还能为施工过程中解决技术难题提供必要的理论支持和实践依据。

2.3创新高性能材料与构造技术

超低能耗建筑技术的实际应用效果依赖于使用材料的具体性能。随着科技发展，建筑材料的种类和性能也在不断变化，落后材料的使用在一定程度上会影响超低能耗建筑目标的实现。对此，需要意识到高性能保温材料的使用是提升建筑围护结构热工性能的关键之一。例如，在外墙、屋顶、地板等围护结构的施工中，应逐渐引入并使用气凝胶、真空隔热板等高效保温材料代替传统保温材料；热断桥铝合金窗框、真空玻璃等创新材料的出现也为建筑外窗和幕墙系统的材料使用也提供全新选择。恰当材料的使用可以更加有效减少建筑外窗的热损失和热增益，进一步提高建筑的能效表现。此外，构造技术的创新也是提升建筑能效的重要手段。即在建筑施工中，采用不断引进先进的无缝施工工艺和精准的构造细节处理，例如外墙保温一体化施工、立体连接方式、节点部位的热桥消除等，以便能够有效避免因接缝、节点等处存在热桥现象，进一步提升围护结构的整体热工性能。对此，超低能耗建筑技术人员应当通过新闻报道、同行交流会等途径持续了解建筑领域节能减排材料和构造技术的发展，并尝试在具体建设中进行应用。

2.4持续监测施工过程

施工过程监测也是确保超低能耗建筑技术要求落实的重要保障。具体而言，在建筑施工过程中，全面监测能够实时跟踪节能技术的实施情况，及时发现并解决潜在的技术问题，从而确保建筑节能目标能够顺利达成。首先，应当制定包含设计方案实施每个环节的全程质量监控计划，同时建立起明确的责任体系，对每个环节质量控制的责任人或小组进行划分，以此保证各项工作有序进行，避免出现因责任不明确而导致的质量问题。其次，采用建筑信息模型技术，对建筑项目进度、质量、成本等数据进行实时监控反馈，并将检测结果进行数字化记录，以便于后期的复核与追溯。最后，针对超低能耗建筑技术中的特殊要求，例如热桥控制、外墙保温层完整性等，应该设立专项技术审查小组，根据施工进度、设计要求以及实际情况，定期对关键技术落实进行专项评估和验收。

结论

综上所述，超低能耗建筑技术涵盖围护结构、能源供应、热回收通风系统、智能遮阳等几个常用方面，其核心目标是通过系统优化和先进技术手段实现建筑能效的最大化。同时，通过通过技术标准遵守、技术交底、材料构造创新、全程监控等能够不断提升超低能耗建筑技术的应用效果，进而有效实现提升能效、降低能耗的建筑目标。展望未来，随着绿色建筑技术的不断发展，未来超低能耗建筑在实现零碳排放、能源自给等方面将逐步迈向更高层次，技术创新与政策支持将为行业的发展提供强大动力。

参考文献

[1]孙明，王瑶，渊博，等.基于国产自主BIM技术的天然采光节能量算法研究[J].建筑科学，2024，40（10）：1-9，29.

[2]李悦，王沁芳，许鸣，等.夏热冬冷地区超低能耗公共建筑外围护结构保温技术分析[J].绿色建筑，2024（6）：139-143.

[3]乔颖.建筑工程施工中超低能耗技术的应用[J].城市情报，2024（7）：235-236.

[4]郭超.城市住宅被动式超低能耗建筑技术应用要点探究[J].建筑与装饰，2023（9）：181-183.

[5]武廷超.超低能耗被动式建筑施工关键技术[J].施工技术（中英文），2022，51（15）：118-121.