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【摘 要】随着全球环境的逐步恶化，在建筑行业中绿色建筑的理念正逐步受到人们越来越多的重视，除了环保和节能的优点之外，人们更加青睐其可持续发展的建筑理念，作为被动式低能耗甚至零能耗的建筑，它更注重建筑对社会发展、自然环境和经济发展的协调，它不再像其他建筑注重短期效应，而是具有前瞻性和长期性。因此，建立和完善可持续建筑评估体系已成为世界建筑业的发展趋势，至今全世界已有30 多个国家和地区使用了可持续建筑评估体系。但在整个评估体系中，被动式低能耗设计的建筑所占比例较小或被忽略，因此对被动式低能耗建筑设计的策略及其评估方法进行深入研究尤为重要。
【关键词】建筑节能；被动式低能耗建筑；设计；评估
Passive Low Energy Architecture Design Research
Gui Rui-xin，Tian Chen-yue
（Zibo City， Shandong Province Architectural Design and Research Institute Zibo Shandong 255000）
【Abstract】With the gradual deterioration of the global environment， the concept of green building in the construction industry is gradually receiving more and more attention. Apart from the advantages of environmental protection and energy conservation， people are increasingly favoring the concept of sustainable development as a passive low energy Consuming even zero-energy buildings， it pays more attention to the coordination of architecture with social development， the natural environment and economic development. Instead of focusing on short-term effects of other buildings， it is forward-looking and long-term. Therefore， the establishment and improvement of sustainable building assessment system has become the development trend of the world's construction industry. So far， more than 30 countries and regions in the world have used the sustainable building assessment system. However， the proportion of passive low-energy-consumption buildings in the whole assessment system is relatively small or neglected， so it is particularly important to conduct an in-depth study on the strategies and assessment methods of passive low-energy buildings.
【Key words】Building energy efficiency；Passive low energy buildings；Design； Assessment
1. 被动式低能耗建筑设计概述
1.1 设计理念的提出。
（1）被动式低能耗建筑设计是20 多年前由美国建筑师巴鲁克·吉沃尼最早提出。这种设计方法对建筑设计和原材料的要求都比较高，其最终目的是尽可能减少能源消耗，并与建筑周围的气候因素、建筑设计及结构特点相呼应。
（2）被动式低能耗建筑设计通过最大限度地利用太阳能等自然能源，为建筑的使用者提供较为舒适的居住和工作环境，它倡导的是绿色环保、节能减排的新能源建筑理念，不用或少用采暖和制冷的传统建筑设备系统，符合时代发展的潮流。广义的被动式低能耗设计涵盖的内容较多，本文主要研究的是建筑过程中的被动式低能耗設计。它主要针对建筑设计本身而言，需要考虑日照、热工性能、建筑通风等方面，以体现其有机结合的设计方法。
1.2 设计特点。
被动式低能耗建筑设计不受地区气候影响，是当今世界上较为先进的节能建筑类型，因此也被称为低能耗建筑或零能耗建筑。其特点是： 能耗低，是普通建筑的10% 左右； 其低能耗技术主要通过高隔热、隔声、密封性强的建筑外墙，并充分利用太阳能等自然资源、地源等可再生能源实行被动采暖和制冷； 与普通建筑相比，经过被动式低能耗设计的建筑可节能90% 左右，这将成为未来节能减排的重要途径。
2. 被动式低能耗建筑设计的评估路径
在传统评估体系中，倾向于建筑设备系统性能的评估，然而建筑设备系统对建筑的节能降耗效果甚微，而被动式低能耗建筑的设计较好地弥补了建筑设备系统的不足，达到了低能耗或零能耗，是可持续建筑发展的重要改进。
2.1 可持续建筑评估体系中的被动式低能耗设计。 被动式低能耗设计的评估方法绝大部分以生物气候学解释为依据，这最早是由匈牙利建筑师维克多·欧尔焦伊提出的。其主要内容是： 被动式低能耗设计通过建筑设计压缩室外温度曲线波动范围，其他部分则由建筑设备系统来调节，以达到人体感觉舒适的温度范围。如果片面强调建筑设备系统的作用，不对被动式低能耗设计有所考虑，只能通过消耗大量的能源把温度调节到最佳适宜范围，但是这种消耗与真正的可持续建筑标准相差甚远，不利于客观科学地评估建筑的可持续性。
2.2 被动式低能耗建筑设计评估方法。
2. 2.1 评估方法。
（1）被动式低能耗建筑设计的评估方法首先是把它和建筑设备系统性能区分评估，根据它们各自的贡献来分配相应的分数。在世界建筑业能耗评估中，只有国家新加坡的被动式低能耗设计的分数比重多于建筑设备系统性能。这是因为新加坡的评估体系中区分了被动式低能耗建筑设计和建筑设备系统性能的做法，依据二者对建筑节能的贡献多少进行重新分配，这样计算的结果是被动式低能耗建筑的分数远高于建筑设备系统性能的分数。图2 为被动式低能耗设计和建筑设备性能所占比重。
（2）这种将建筑性能和系统性能分开进行相应分数分配的方法，适用于所有的可持续建筑评估体系。但是因地域和自然环境的差异，其被动式低能耗设计策略也会有所不同。每个国家和地区需根据自身实际情况和传统习俗等进行相应调整，以使被动式低能耗设计与建筑节能相匹配，达到符合自己国家和地区的评估方式和比重。
2. 2.2 程序。
在对被动式低能耗设计的分数权衡之后，应再对各项指标逐一细化。如被动式低能耗建筑设计对于建筑布局、朝向等评估要以定性评价为主，再从热工性能、视觉舒适、建筑通风等方面入手； 最后经过计算机模拟或者实际测量计算进行全面评估，最后得出一个符合各方面要求的标准。
3. 实例分析。
（1）室内温度的评估方法。
对于室内环境来说，不同使用者对不同建筑设计策略的期望价值也不相同。例如在自然通风条件下，相同的建筑热舒适范围也会因季节和风速的不同有差异； 即使在相同气候条件下，不同的使用者对舒适度的感受也不相同。当前对室内环境质量的评估指标采用的是美国工程师学会制定的标准。这个标准较为简便易行，它是指在空调系统调节下来评判人们对室内温度的舒适指数。但这种评估方法不适用于被动式低能耗建筑设计，因为它的测定前提是一个相对稳定的温度环境，而被动式低能耗建筑突出的是低能耗或零能耗，其最终目的是达到使用者对室内热环境的满意，它会因不同的使用要求、气候条件和时间范围而给出相应的舒适范围，所以被动式低能耗建筑中的热环境舒適范围应更具弹性。
（2）室内自然采光的评估。
对自然采光的评估分指标性评估和基于性能评估两种方法。指标性评估结果会出现偏差，因为该指标评估相对简单，没有把建筑物周围的环境与气候条件考虑在内，同时也不能完全保证室内获得充足的采光； 而基于性能的评估不但考虑房间和窗户的面积，还要考虑房间形状、玻璃类型和折射率、室内和室外的反射率以及气候和外部的遮挡物等因素，通过对性能要求的严格测试进行评估。当前基于性能的采光评估模拟测试技术已趋于成熟，但由于大部分评估体系中给出的标准和要求都非常低，这些采光系数并不能科学地反映一个建筑室内空间是否都满足采光要求。因此这一指标评估还需进一步改善和修正。
4. 结语
在世界建筑业飞速发展的今天，被动式低能耗设计已成为可持续建筑中不可或缺的重要因素，应对其进行重新审视与正确评价。通过被动式低能耗建筑设计的阐述，特别是对被动式低能耗即太阳能的应用实例，明确了在可持续建筑的评估中，把建筑设备系统性能和被动式低能耗设计区分开来，根据它们对节能的贡献，在建筑能耗评估中给予相应比重的分数，有助于建筑的节能和可持续性； 通过室内热环境和自然采光的评估实例，在基于建筑实际功能的基础上，不但要考虑使用者的满意程度，还要通过正确的程序进行测评，从而得出科学、客观、准确的评估结果。
【关键词】建筑节能；被动式低能耗建筑；设计；评估
Passive Low Energy Architecture Design Research
Gui Rui-xin，Tian Chen-yue
（Zibo City， Shandong Province Architectural Design and Research Institute Zibo Shandong 255000）
【Abstract】With the gradual deterioration of the global environment， the concept of green building in the construction industry is gradually receiving more and more attention. Apart from the advantages of environmental protection and energy conservation， people are increasingly favoring the concept of sustainable development as a passive low energy Consuming even zero-energy buildings， it pays more attention to the coordination of architecture with social development， the natural environment and economic development. Instead of focusing on short-term effects of other buildings， it is forward-looking and long-term. Therefore， the establishment and improvement of sustainable building assessment system has become the development trend of the world's construction industry. So far， more than 30 countries and regions in the world have used the sustainable building assessment system. However， the proportion of passive low-energy-consumption buildings in the whole assessment system is relatively small or neglected， so it is particularly important to conduct an in-depth study on the strategies and assessment methods of passive low-energy buildings.
【Key words】Building energy efficiency；Passive low energy buildings；Design； Assessment
1. 被动式低能耗建筑设计概述
1.1 设计理念的提出。
（1）被动式低能耗建筑设计是20 多年前由美国建筑师巴鲁克·吉沃尼最早提出。这种设计方法对建筑设计和原材料的要求都比较高，其最终目的是尽可能减少能源消耗，并与建筑周围的气候因素、建筑设计及结构特点相呼应。
（2）被动式低能耗建筑设计通过最大限度地利用太阳能等自然能源，为建筑的使用者提供较为舒适的居住和工作环境，它倡导的是绿色环保、节能减排的新能源建筑理念，不用或少用采暖和制冷的传统建筑设备系统，符合时代发展的潮流。广义的被动式低能耗设计涵盖的内容较多，本文主要研究的是建筑过程中的被动式低能耗設计。它主要针对建筑设计本身而言，需要考虑日照、热工性能、建筑通风等方面，以体现其有机结合的设计方法。
1.2 设计特点。
被动式低能耗建筑设计不受地区气候影响，是当今世界上较为先进的节能建筑类型，因此也被称为低能耗建筑或零能耗建筑。其特点是： 能耗低，是普通建筑的10% 左右； 其低能耗技术主要通过高隔热、隔声、密封性强的建筑外墙，并充分利用太阳能等自然资源、地源等可再生能源实行被动采暖和制冷； 与普通建筑相比，经过被动式低能耗设计的建筑可节能90% 左右，这将成为未来节能减排的重要途径。
2. 被动式低能耗建筑设计的评估路径
在传统评估体系中，倾向于建筑设备系统性能的评估，然而建筑设备系统对建筑的节能降耗效果甚微，而被动式低能耗建筑的设计较好地弥补了建筑设备系统的不足，达到了低能耗或零能耗，是可持续建筑发展的重要改进。
2.1 可持续建筑评估体系中的被动式低能耗设计。 被动式低能耗设计的评估方法绝大部分以生物气候学解释为依据，这最早是由匈牙利建筑师维克多·欧尔焦伊提出的。其主要内容是： 被动式低能耗设计通过建筑设计压缩室外温度曲线波动范围，其他部分则由建筑设备系统来调节，以达到人体感觉舒适的温度范围。如果片面强调建筑设备系统的作用，不对被动式低能耗设计有所考虑，只能通过消耗大量的能源把温度调节到最佳适宜范围，但是这种消耗与真正的可持续建筑标准相差甚远，不利于客观科学地评估建筑的可持续性。
2.2 被动式低能耗建筑设计评估方法。
2. 2.1 评估方法。
（1）被动式低能耗建筑设计的评估方法首先是把它和建筑设备系统性能区分评估，根据它们各自的贡献来分配相应的分数。在世界建筑业能耗评估中，只有国家新加坡的被动式低能耗设计的分数比重多于建筑设备系统性能。这是因为新加坡的评估体系中区分了被动式低能耗建筑设计和建筑设备系统性能的做法，依据二者对建筑节能的贡献多少进行重新分配，这样计算的结果是被动式低能耗建筑的分数远高于建筑设备系统性能的分数。图2 为被动式低能耗设计和建筑设备性能所占比重。
（2）这种将建筑性能和系统性能分开进行相应分数分配的方法，适用于所有的可持续建筑评估体系。但是因地域和自然环境的差异，其被动式低能耗设计策略也会有所不同。每个国家和地区需根据自身实际情况和传统习俗等进行相应调整，以使被动式低能耗设计与建筑节能相匹配，达到符合自己国家和地区的评估方式和比重。
2. 2.2 程序。
在对被动式低能耗设计的分数权衡之后，应再对各项指标逐一细化。如被动式低能耗建筑设计对于建筑布局、朝向等评估要以定性评价为主，再从热工性能、视觉舒适、建筑通风等方面入手； 最后经过计算机模拟或者实际测量计算进行全面评估，最后得出一个符合各方面要求的标准。
3. 实例分析。
（1）室内温度的评估方法。
对于室内环境来说，不同使用者对不同建筑设计策略的期望价值也不相同。例如在自然通风条件下，相同的建筑热舒适范围也会因季节和风速的不同有差异； 即使在相同气候条件下，不同的使用者对舒适度的感受也不相同。当前对室内环境质量的评估指标采用的是美国工程师学会制定的标准。这个标准较为简便易行，它是指在空调系统调节下来评判人们对室内温度的舒适指数。但这种评估方法不适用于被动式低能耗建筑设计，因为它的测定前提是一个相对稳定的温度环境，而被动式低能耗建筑突出的是低能耗或零能耗，其最终目的是达到使用者对室内热环境的满意，它会因不同的使用要求、气候条件和时间范围而给出相应的舒适范围，所以被动式低能耗建筑中的热环境舒適范围应更具弹性。
（2）室内自然采光的评估。
对自然采光的评估分指标性评估和基于性能评估两种方法。指标性评估结果会出现偏差，因为该指标评估相对简单，没有把建筑物周围的环境与气候条件考虑在内，同时也不能完全保证室内获得充足的采光； 而基于性能的评估不但考虑房间和窗户的面积，还要考虑房间形状、玻璃类型和折射率、室内和室外的反射率以及气候和外部的遮挡物等因素，通过对性能要求的严格测试进行评估。当前基于性能的采光评估模拟测试技术已趋于成熟，但由于大部分评估体系中给出的标准和要求都非常低，这些采光系数并不能科学地反映一个建筑室内空间是否都满足采光要求。因此这一指标评估还需进一步改善和修正。
4. 结语
在世界建筑业飞速发展的今天，被动式低能耗设计已成为可持续建筑中不可或缺的重要因素，应对其进行重新审视与正确评价。通过被动式低能耗建筑设计的阐述，特别是对被动式低能耗即太阳能的应用实例，明确了在可持续建筑的评估中，把建筑设备系统性能和被动式低能耗设计区分开来，根据它们对节能的贡献，在建筑能耗评估中给予相应比重的分数，有助于建筑的节能和可持续性； 通过室内热环境和自然采光的评估实例，在基于建筑实际功能的基础上，不但要考虑使用者的满意程度，还要通过正确的程序进行测评，从而得出科学、客观、准确的评估结果。