浙江省省直建筑设计院浙江杭州310000
摘要：最近几年以来，一些发达国家针对超低能耗建筑进行了详细的研究，并且还建设出了相关的示范工程。紧接着我国也开始对超低能耗建筑进行了初步的研究，但是怎样从传统的设计方法转变到超低能耗的设计方法，其还是值得人们认真去研究的问题。
关键词：超低能耗；建筑设计方法；典型案例；研究
近些年，我国建筑行业也掀起了建设超低能耗建筑的新高潮。国家政府相关部门也针对节能减排出台了一些政策，但是同时也制定了适合我们国家发展的目标。本篇文章对超低能耗建筑设计的方法与典型的案例进行了研究，并且在此基础上提出了一些自己的看法，希望能够为相关人员提供一些帮助。
1、超低能耗建筑的传统设计方法
1.1传统的设计方法
目前，我国很多建筑均是采用我国现行的建筑方面的设计规范以及方法设计的，在相关的设计规定中也对建筑的暖通以及节能性的指标做出了详细的规定。这种传统的设计方法最大的特点是其分工比较明确。如下图1所示。其在设计中是以国家现行的相关设计标准为设计原则，来满足用户对建筑各项功能的需求。这其中，每个团队都在进行着自己应该履行的职责。但是这种方法却也存在着一些局限性，因此就满足不了超低能耗建筑的设计目标。1）这种设计方法智能满足建筑的功能性和安全性，却不能有效的对设计的大小进行把控，经常会造成资源的浪费，导致设计的成本增加或者设计被闲置；2）我国大部分设计标准并不能实现预期的节能目标；3）这种设计方法的局限性导致专业的设计人员不能进行灵活的设计。
图1我国传统设计方法的流程图
1.2超低能耗建筑设计方法
目前，在德国有一种建筑叫被动房，此种建筑由于有着超低能耗，被很多人认可并开始使用。此种建筑的能耗如下表1所示：
表1德国的被动房的能耗表
这种设计方法不仅满足了建筑的使用功能，还对建筑的各项性能进行了优化和提升。这种方法在设计中各个分支均以建筑的性能和耗能的指标为核心目标。
这种设计方法的特点是：1）其有着明确的导向，使得各个分支都能够将自己的主观能动性发挥出来，设计出更加优秀的建筑方案；2）这种设计方法能够对建筑的形体以及各项参数进行把控，降低建筑能源的需求，将被动优化与主动优化结合了起来；3）这种设计方法对整个建筑的节能措施并没有明确的规定，只是对建筑的耗能情况最为最后的目标，以对适用节能的技术和设计的方案整合在一起进行设计。
2、超低能耗建筑设计方法
2.1关键参数限额法
这种方法的导向是减少建筑的耗能。将建筑所在区域的自然条件和气候特征充分合理的利用起来，对建筑的外墙、屋面、外窗的传热系数等一些指标进行严格的控制。在此过程中，再结合一种新型的高效的热回收技术，最大限度的满足用户居住条件的一种设计方法。这种方法并不用进行模拟计算，因为其并不是依赖可再生资源而生存的。这种方法的实质是提高现有节能标准的控制指标。利用这种方法可以使建筑物具备更多的超低能耗建筑的能力。这种方法的流程图如下图2所示：
图2关键参数限额法的设计流程图
使用这种方法有以下几个特点：1）提高了建筑物围护结构的热工性能和整体的气密性。果建筑物的外墙、屋面以及外窗等结构的传热系数达到了超低能耗建筑所规定的值，这样也就最大限度地提高了建筑的保温性能和气密性；2）这种方法将被动式的技术技能充分的利用了起来。比如自然的采光、自然的通风、太阳能取暖等资源的利用，有效的降低了建筑能源的需求以及对一些机械设备的依赖；3）这种技术的热回收系统能够有效的保障室内的空气质量和需热的环境。
2.2交叉平衡法
这种方法的导向是耗能的指标和舒适度。在对建筑结构进行优化时，还可以将再生能源应用在其中，建筑所消耗的能量由可再生能源来提供，能够更好的保证建筑能量供需平衡。这种方法的特点是：1）对关键参数限额法的被动设计方法进行了合理的优化，同时对建筑物的体形、遮阳、自然通风和采光进行了合理的调节，最大限度的减少了建筑物对燃料的需求；2）这种方法还对建筑系统性的功能进行了优化，在优化后，使用了一些新型的设备和先进的技术。比如：节能灯具、变频空调等，有效的提高了能源的使用效率；3）这种方法合理的利用了可再生能源。比如风能、太阳能等，最大限度的满足了建筑物对能源方面的需求。
2.3经济环境决策法
这种方法的导向是在交叉平衡法导向的基础上增加了一个经济性的导向。其是对建筑物本身的围护结构进行优化的同时，还对建筑物周围的环境和周围的可再生资源进行了有效的利用，其中考虑到经济性的因素，对建筑设计的方法进行着不断地优化，直到建筑物的各项指标满足设计标准的要求。这种方法的特点有：1）同时满足低耗能、舒适度以及经济性；2）将主动优化设计充分的利用起来，进行循环式的优化，从而得到最优的设计方案；3）可以对经济的可行性进行分析，能够对节能和投资之间的数额关系进行核算，最后选择出最合适的方案。
3、超低能耗建筑的典型案例研究
3.1国外—美国的一座实验室办公大楼
在美国的科罗拉多州的一座实验室办公大楼，占地面积达到了2万平方米，能够同时容纳800多人，此项目是一个超低能耗建筑。在2011年的时候，此建筑被评为了LEED白金级建筑。此建筑在设计中采用了双向交叉平衡的方法。主要有一些几个步骤：1）对建筑物附近的环境、建筑物各个方向上的辐射情况、建筑物所在区域的风向情况等进行了详细的分析，将分析出来的结果进行保存，为后期的照明设计和通风设计做参考；2）对建筑物进行被动设计，设计采光窗来利用自然采光，设计观光窗来进行遮阳；3）对建筑物进行主动优化。将建筑的么一个系统都与智能化的控制系统结合在一起，安装二氧化碳传感器来控制通风情况；4）利用可再生能源，用太阳能取代化石能源。
3.2国内—新疆自治区某工程
在新疆自治区的某工程，建筑面积达到了7667.9m2，此建筑工8层，地下2层，地上6层，被动式建筑的区域面积为4361.6m2，此建筑的耗能极少，近乎于零。此建筑在设计中采用了关键参数限额法。此建筑生活水、供热、制冷极易用电的总耗能为54（kW•h）（m2•a），通过计算得出每平方米的耗能只有1.5m3的燃气。此种设计方法的主要步骤为：1）对建筑围护结构的热工参数限值进行规定，及时做好相关措施。建筑围护结构的K值上限投入下表2所示：
表2建筑围护结构的K值上限
除此之外，建筑物的屋顶还增加了绿化设计，对相关的供热管道以及设备等都做好了保温措施。2）利用了自然光与自然环境，减少了照明和空调的耗能；3）此建筑所处的环境是夏季干热，冬季严寒，因此，选用了高温水与干工况的制冷空调，利用地面的辐射进行供冷。在冬季供热时，选择了高温燃气锅炉，还有循环节能水泵对建筑物供热和供水，其中可以对
锅炉的工作量进行自动调节；4）利用热回收机组，对建筑中的热回收率达到了75%以上，在节约了能源的基础上还有效的保证了室内的空气质量。
4、结束语
总之，要量对建筑进行超低能耗的设计，需要从多个方面一一去落实。对我们国家来说，建设超低能耗建筑也是我们走上可持续发展的必然选择。因此，相关人员要积极的对超低能耗建筑进行更加深入的研究，建设出适合更多地方发展的超低能耗建筑，进一步推动我国节能事业的健康发展。
参考文献：
[1]王学宛，张时聪，徐伟等超低能耗建筑设计方法与典型案例研究[J].建筑科学，2016，32（04）：44-53.
[2]冯心怡.超低能耗建筑设计方法与典型案例研究[J].建材与装饰，2017，（13）：83-84.
[3]李晓萌.超低能耗建筑设计方法与典型案例研究[J].建材与装饰，2017，（23）：86-87.