被动式绿色建筑设计要点分析

被动式绿色建筑设计要点分析
摘要：国家环保发展理念的提出，一定程度上推动了绿色建筑发展，很多建筑企业亦在积极转型，以此来适应市场变化趋势，为进一步凸显绿色节能优势，很多企业开始有意识地引入被动式设计理念、方法，充分利用自然可再生能源，降低建筑后期的能源消耗，并取得了较好的效果。

文章就被动式绿色建筑设计要点展开了重点论述与分析。

关键词：绿色建筑；被动式；设计；要点
研究被动式绿色建筑设计要点，需对其基本概念有清楚的了解，从而按照固定的流程来完成被动式绿色建筑设计工作，在设计过程中需根据建筑要求、标准做好基础工作，比如地址、气候分析、规划布局等，以此来提升建筑与周边环境的契合度，提升建筑性能优势的同时，维护当地自然环境，推动被动式绿色建筑的稳定发展。

1.被动式绿色建筑简述
被动式建筑，是指通过使用保温性能较高的材料和传热系数较低的门窗，采用优化的建筑构造做法达到高效的保温隔热性能，并利用清洁能源和家电设备的散热为室内提供热源，减少或不使用主动供应的能源，使建筑达到舒适温度要求的一种建筑。

因其低能耗、健康等特征而广受建筑行业欢迎，该种建筑方式能够更好地利用太阳能、风能等各种再生能源，以此来降低各种不可再生能源的利用率，提升建筑物本身的利用价值，且对建筑使用人员的健康来说也有着较大的益处。

在被动式绿色建筑规划设计时，需重点关注其绿色化特征，营造出更适宜人们居住的绿色环境，且该种建筑类型一般不会用到其他额外的技术手段、辅助设施等，多是针对建筑本身的结构、所处环境来展开优化布置，从而优化风能、太阳能等的应用成效，以此来实现绿色节能。

常见被动式绿色建筑如下图1所示：
图1 被动式绿色建筑图
2.被动式绿色建筑设计要点
2.1选址、气候分析
在展开被动式绿色建筑设计前，选址是首要步骤，若是当地气候条件、地理
位置、地形地貌等不具备被动式绿色设计条件，很难保证其绿色性、节能性特征，故而需对当地各项资源加以分析，包括一年四季、每日各个阶段的太阳辐射强度、日照时间、云量、降雨量、主导风向、风速、气候分区、湿度等，以此来综合各
项特征来选择适宜、先进的被动式技术，比如具体应该散热还是保温，应当采取
何种途径来散热与保温，散热与保温的具体条件等，以此来做好准备工作，保证
被动式设计实效；此外，在完成气候特征分析活，还需对当地的基地地形展开分析，考虑地形对基地产生的小气候影响，因复杂异常的地形会对被动式建筑设计
提出更高的要求，需协调好各个方面的因素，保证环境与建筑设计的和谐程度，
如此才可以更好地保护环境，保证建筑性能优势[1]。

2.2规划布局
在对当地地形地貌、气候特征等关键因素加以了解的条件下，需结合各项因
素来展开规划布局，建筑规划布局主要包括平面布局、建筑朝向、建筑间距三个
方面的内容，关注以下要点：①建筑朝向。

结合当地主导方向与各个阶段的强度
布置建筑朝向、门窗朝向、大小，组织自然通风，冬季时建筑南向太阳辐射量最大，可选择朝南，以此来减少冬季供暖能耗；与此同时还需关注建筑物、地形可
能引起的地形风，地表下垫面不同引起的地形风，以此来优化冬季遮挡效应、夏
季热通风效果；②建筑间距。

若是建筑间距过小，会下建筑下迎风面、背风面产
生局部空间风压高小的问题，严重时产生涡旋，对自然通风不利，且建筑群过密，会让各个建筑相互遮挡，减少日照光亮，对防火控灾极其不利。

可结合冬至日阳
光高度角设定建筑群之间的距离、高度差，按照阳光辐射变化安排太阳能有效利用；结合当地各个阶段的降雨量安排雨洪控制、雨水收集；③平面布局，针对是
从宏观层面考虑，综合日照辐射、风向、障碍遮挡等各项因素产生的整体化影响，借助合理布局，来提升建筑物的节能效果，常规布局方式包括自由式、周边式、
斜列式、错列式、并列式等，应结合实际情况选择适宜的布局方式。

前期的规划
布局，很大程度上影响着被动式设计效果，前期准备越充分、资料收集越完整、
投入成本越低、绿色节能效果越好，且可更好地改善场地或者园区的舒适度，为
后续的被动式建筑施工奠定良好的基础[2]。

2.3体型设计
建筑体型设计是被动式绿色建筑设计的核心内容，合理、先进的体型设计可
为绿色建筑被动式节能设计留下更多的发挥空间，以此来实现事半功倍的目的。

主要涉及以下两点：①体形系数。

体型系数指的是绿色建筑与外部大气接触的面积、建筑包围体积的比值，建筑的节能效果与体系系数呈反比例关系，体型系数
越大，就会造成建筑的热损失越大，因此需要通过各种布局与施工手段来控制体
型系数，可从以下数点着手；其一，简化绿色建筑整体布局，避免出现较多的凹
凸面；其二，在允许范围内增加更多的建筑层面、建筑体量；其三，增加建筑进深、减少其面宽；②窗墙比。

窗墙比指的是某一朝向外窗面积与墙面总面积比值，其中窗墙比的耗能规律主要是：窗墙比值增大时，会让窗户与外界直接接触的面
积变大，增加传热损失，但与此同时建筑的采光面积亦会增大，增强自然采光效果，减少照明损耗。

故而在进行窗墙比设计时，应综合考虑照明能耗、传热损失，选择最佳的窗墙比[3]。

2.4维护结构设计
被动式建筑维护结构热工性能亦会影响到本身的节能效果，故而应结合建筑
整体结构选择适宜的维护结构，当前的维护结构类型主要包括透明式维护结构、
非透明式维护结构两种类型，其在设计时，方法、策略有所不同。

以下进行详细论述：①外墙设计。

维护结构中外墙所占面积比例最大，其传热耗热量占据维护结构总传热量的25%，因此有必要通过适宜的手段来控制好外墙热工参数。

结合墙体中保温层装设位置的不同，可将其分为外墙夹心保温、外墙自保温、外墙内保温、外墙外保温等类型，其中外墙外保温本身有着效益良好、施工便捷、技术可靠、适用范围广等优势，可应用在被动式建筑设计中，保温材料可优选热惰性强、导热能力弱的绿色材料，比如挤塑聚苯乙烯板（XPS）、膨胀聚苯乙烯板（EPS）等，还可在外墙表面刷上一层可吸收阳光的浅色光滑材料，以此来降低热辐射热量；②屋顶设计、屋顶吸收的太阳辐射热量最多，故而需设置厚度适宜的保温层，并需保证水密性、防积水性能，在设计时需兼顾到各个方面的需求。

当前阶段屋顶防水保温多用的是倒置式、正置式两种构造方式，其中正置式构造方法简单，只需在紧贴屋面位置设置防水隔汽层，再在上方铺设一层保温层，上方覆盖防水层即可，而倒置式屋面的构造方法刚好相反，其是在防水层上方铺设保温层，以此来起到缓冲作用，让防水层可始终处于密闭状态，避免因外界因素影响而腐蚀老化，增加其使用寿命；③外窗设计。

外门窗是最易与外界进行热量交换的位置，经门窗损失的热量占据建筑整体热损失的40%，故而在被动式设计时需格外注意，可从以下两点来解决该项问题：其一，通过补充设备、额外技术手段减少外窗传热能耗；其二，提升门窗气密性，比如选择遮阳系数高、传热系数低的节能窗框、节能玻璃等，以此来减少传热能耗，门窗与玻璃、门框与墙体间的缝隙则可选择耐久性更好的密封材料来加以密封，设置封条，提升外窗气密性，避免因空气渗透而引发的热损失[4]。

2.5自然通风设计
良好、优质的自然通风系统可在一定程度上提升建筑内部空气品质并降低通风系统能耗，可从以下两点着手：①风压通风。

指的是建筑迎风面对气流阻挡带来的迎风面静压升高，但背风面此时静压下降，若是此时打开窗户，会在建筑物两侧形成风压差，让气流从正压区直接进入建筑物，并由负压区输送到建筑物外部，从而形成单侧通风或者穿堂风。

借助自然通风原理，在建筑规划设计时，可将建筑重要的功能间，如卧室、客厅布置在正压区，而卫生间、设备间等对空气质量要求不高的房间可布置在负压区，以此来让新鲜的空气不断流入正压区，从
而最大程度地改善室内主要空间的空气品质；②热压通风、即烟囱效应，在建筑外空气进入室内并加热后，会让其密度减小，在建筑上方流动，并经顶部出风口排到建筑外，空气密度低的地步区域卷袭建筑外新鲜空气到建筑内，形成往复循环风，该种通风形式多用在建筑内气流组合流动差、进深较大的场合，比如中庭通风，是一种比较典型的热压通风方式，可在建筑物适宜位置布置烟囱空间、竖井空间，以此来推动室内空气流动，优化室内空气品质。

2.6自然采光设计
太阳光是利用面最广的绿色能源，可借助自然采光来节约能源、减少照明能耗，而在被动式绿色建筑设计中，自然采光方式多为天窗采光、侧窗采光，其中侧窗采光可让人直接观看到建筑外部环境，有着广阔的事业，较好地满足人体视觉需求，建筑整体舒适度大大提升的，但因其采光面积有限，通常会用于进深不大的建筑采光，而天窗采光则有着更广的适用范围，其开窗限制少，整体采光效率高，多用于公共建筑、工业建筑，补充采光效果良好。

若是以上两种采光方式均不能满足日常采光所需，可加入辅助设备，比如光导管采光系统等，亦能起到较好的效果。

3.结语
综上，文章就被动式绿色建筑设计要点进行了论述与分析，强调了其重要性与必要性，建议给予其足够的重视，分析其优势与不足，发扬优势、弥补不足，针对被动式绿色建筑设计的具体要求来推动设计工作，并在后续的绿色建筑施工过程中针对具体情况来对设计方案加以调整与优化，以此来发挥其更大的价值与效用。

参考文献：
[1]罗能红，肖蓉，郭军.某住宅标准户型的被动式优化设计——以夏热冬冷地区为例[J].住宅科技，2020,(11):26-30.
[2]魏燕丽，许锦峰，疏志勇，吴志敏.超低能耗技术在绿色建筑中的应用研究[J].建筑节能，2019,(12):10-14+64.
[3]张瑶,杨东.严寒地区绿色建筑的被动式设计策略[J].建筑与文化,2019，(5):37-38.
[4]刘雪冰.谈中国本土绿色建筑被动式设计策略思考[J].建材与装饰,2019，(4):78-79.。