建筑被动式节能设计探讨 沈泽君

建筑被动式节能设计探讨沈泽君

发表时间：2019-12-17T14:38:00.157Z 来源：《建筑细部》2019年第14期作者：沈泽君

[导读] 被动式建筑节能技术是以非机械电气设备干预手段实现建筑能耗降低的节能技术。

华汇工程设计集团股份有限公司浙江绍兴 312000

摘要：住宅建筑的被动式节能设计能够行之有效地减少建筑能耗，同时也是一种通过对建筑的整体布局和局部设计来降低热损失从而实现建筑节能的设计理念，因此，本文针对住宅建筑中被动式节能设计进行了分析。

关键词：建筑；被动式；节能；设计

被动式建筑节能技术是以非机械电气设备干预手段实现建筑能耗降低的节能技术，具体指在建筑规划设计中，通过对建筑朝向的合理布置、遮阳的设置、建筑围护结构的保温隔热技术、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。相对“被动式”技术的是主动式技术，即指通过机械设备干预手段为建筑提供采暖空调通风等舒适环境控制的建筑设备工程技术，主动式节能技术则指在主动式技术中以优化的设备系统设计、高效的设备选用实现节能的技术。

1 被动式建筑的概念与特点

被动式建筑是指不依赖自身耗能的建筑设备，而完全通过建筑自身的场地、空间形态以及构件的设建筑计来实现节能的建筑。采用非机械电气设备干预手段的被动式节能技术，构造保温隔热性能良好的建筑围护结构，极大限度地提高建筑的保温性与气密性，并利用新风系统对热（冷）进行循环回收与再利用，不使用或减少使用主动供应的能源，使建筑达到舒适温度的要求。被动式建筑是继可持续建筑、绿色建筑、生态建筑、低碳建筑后当今世界上节能技术领先的建筑，与普通建筑相比有着极其明显的特点，一是高效的节能性，其总体节能比例可高达90% 以上；二是在低耗能条件下，可得到极为舒适的建筑室内环境；三是建筑的使用寿命可极大的延长。

2 建筑被动节能设计的意义

首先，作为建筑被动节能，主要是通过利用有效资源，发挥出更大节省效果，包括能源的收集与使用过程，都是被动式设计完成的，从很大程度上看，是对能源的有效利用与节省，在具体建设与设计过程中，减少了日后资源的浪费，在设计方面通过建筑节能的应用，进一步起到了节能作用，对于目前能源问题是很好的助力，若发展完善，会给社会提供充足的能源，对于整个社会发展来说都有积极意义，也会不断推动社会的可持续发展。其次，建筑被动节能设计，提高了建筑的整体建设效率，建筑物是周围环境的反映，与周围环境之间有着必然联系，建筑的节能往往提高了环境质量，例如商场建筑与相关地基条件协调方面，应该充分考虑微气候因素，合理的布局，完善的配套，都有利于建筑整体节能效果的提升，建筑设计过程中，被动式节能反映出现阶段城市发展水平，也符合社会总体发展，可以说有着历史性的意义。是发展过程中必不可少的一部分。

3 建筑被动式节能设计策略

3.1 建筑的布局设计

建筑布局设计主要考虑的因素就是日照、风环境。从日照因素的角度来看，应该严格设计建筑实际接受日照的间距，使住宅建筑的能够获得充足的日照。例如关要求显示，在我国东北地区建筑应结合所属城市纬度位置对建筑进行合理布局，通常大城市在冬至日（纬度因素导致的太阳高度出现最低值）应保证2h 以上日照时数，较小的城市建筑在冬至日则需要保证不低于3h 的日照时数，同时这一数值还受建筑物所属城市的气候区域影响。同时，日照间距受太阳高度角、建筑物高度的影响，所以日照间距实际确定时，需要根据相关规范对建筑物的高度进行调整，在大城市住宅建筑的周围建筑较多时，其日照高度基本是稳固的，所以只需要计算建筑高度即可做出相应的调整，从而做出合理的设计。而在比较偏僻的地区，周围的建筑物较少，就会增大日照高度，在设计建筑的时候采用坡屋顶的设计是比较合理的。从自然风环境因素的角度来看，主要考虑的是上风向、下风向的影响，为了使建筑能够受风均匀，就可以采用自由式的住宅建筑布局，从而保证住宅建筑的可以发挥夏季通风、冬季防风的效能。以此来减少建筑消耗过多的能源。

3.2 建筑的单体设计

所以根据建筑的实际情况来看，采用被动式节能设计时可以采用控制建筑体型系数的方式，根据相关的建筑体型系数规范可知，当建筑体型系数每增加1%的时候，就会增加2.5%的建筑热能耗指标。关于住宅建筑节能设计应用在相对寒冷地区，做出了明确的建筑体型系数要求，对于小于或等于3 层的建筑，则其限制的住宅建筑体型系数值为0.5；对4~8 层的建筑，则其限制的住宅建筑体型系数值为0.3；对于9~13 层的建筑，则其限制的住宅建筑体型系数值为0.28；对于大于或等于14 层的建筑，则其限制的住宅建筑体型系数值为0.25。所以在被动式节能设计应用在建筑单体中时，对建筑体型系数需要严格的控制。另外对户型的设计也应当加大重视，居住空间的设计需要依照各房间的热环境需求量来确定。如对于主要的居住空间卧室来说，对采光的热、太阳辐射的热需要设置在最佳的位置上，同时为了使住宅的自然通风效果良好，可以在卧室设置可以活动的门窗，从而保障住宅建筑能够符合人们的居住需求。

3.3 建筑绿化设计

被动式节能设计在建筑绿化设计中主要体现为墙体绿化，通常这种空间绿化形式将垂直立面绿化作为主要载体，虽然这种绿化形式的占地面积比较小，但是其生态效能却非常大，可以有效降低建筑能耗。可以利用墙面嵌入器在墙面盛装植物，或者种植一些藤蔓植物等，这都是比较常见的墙面绿化形式。但是实际工作中应该注意的问题很多，例如植物的选择，应该选择夏季长叶冬季落叶的，选择枝叶繁密的，页面较宽大的，可以将其吸热能力充分发挥出来。此外，注意植物与墙体之间应保持一定距离，这样可以保证空间的畅通，还可以在屋顶进行绿化设计等等。

3.4 被动式太阳能采暖设计

实际上被动式太阳能采暖设计就是利用对建筑朝向的合理规划以及对内部空间的巧妙处理，在冬季获得太阳能实现采暖，在这种设计理念的影响下，建筑中一部分应起到集散热气的作用，从间接上对太阳能进行利用。但是这种设计理念和地域环境直接相关，小城镇通常可以使这种要求得到满足。从当前的实际情况来看，“直接受益式” 通常体现为比较简单的采暖系统，当前已经得到了广泛应用，这种设计理念下房间起到了集热器、储热器的作用，太阳光会从建筑南侧的窗户进入到室内，由建筑墙体将热量吸收并存储，将这些热量用在室内