住宅建筑被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)探索

時(shí)間:2022-06-25 09:54:43

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住宅建筑被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)探索

【摘要】可持續(xù)發(fā)展不斷深化背景下,節(jié)能降耗成為住宅建筑設(shè)計(jì)中的核心內(nèi)容,被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)能更好地適應(yīng)住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的需求,能夠通過對(duì)自然資源的合理應(yīng)用為居民提供舒適的居住環(huán)境的同時(shí),實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)。論文從被動(dòng)式節(jié)能的概念出發(fā),就住宅建筑被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究和討論。

【關(guān)鍵詞】住宅建筑;被動(dòng)式;節(jié)能設(shè)計(jì)

1引言

在城鄉(xiāng)一體化進(jìn)程不斷加快的背景下,我國住宅建筑的數(shù)量和規(guī)模迅速增長,數(shù)據(jù)顯示,最近10年間,我國住宅建筑面積增加了2.3倍以上,而單位面積的能耗增加了27%,在這種情況下,住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)受到了越來越多的關(guān)注。對(duì)比常規(guī)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)模式,被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)的成本更低,節(jié)能效果也更好,因此,逐漸被廣泛應(yīng)用到住宅建筑中。

2被動(dòng)式節(jié)能的概念

被動(dòng)式節(jié)能主要是針對(duì)配備各類節(jié)能設(shè)備的主動(dòng)式節(jié)能而言,強(qiáng)調(diào)通過對(duì)各種自然元素的合理利用,降低建筑對(duì)能源的損耗,減輕運(yùn)行負(fù)載。住宅建筑被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)的核心,是借助相應(yīng)的技術(shù)手段,對(duì)建筑所處區(qū)域的微環(huán)境氣候進(jìn)行調(diào)節(jié),換言之,被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)能夠使住宅建筑更好地適應(yīng)周圍的環(huán)境和氣候,在不增加外部輔助設(shè)施的情況下,借助陽光、風(fēng)力、地形等因素,完成對(duì)建筑室內(nèi)環(huán)境的有效調(diào)節(jié)。被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)不需要設(shè)置外部輔助設(shè)施,因此,設(shè)計(jì)相對(duì)簡單,在建筑使用過程中,對(duì)先進(jìn)技術(shù)沒有很強(qiáng)的依賴性,而且能夠顯著降低建筑需要承受的負(fù)載,有效減少能源消耗[1]。被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下3個(gè)方面:(1)可以對(duì)陽光、植被等自然資源進(jìn)行直接利用,配合相應(yīng)的節(jié)能設(shè)計(jì)優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)方案,無論是實(shí)施還是推廣,都有很強(qiáng)的便利性;(2)借助被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì),能夠減少對(duì)各類機(jī)械設(shè)備的需求,保證節(jié)能效果的同時(shí),還可以有效降低建筑的設(shè)計(jì)成本;(3)被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)在住宅建筑中適用性極強(qiáng),能夠很好地滿足不同人群對(duì)建筑的個(gè)性化需求。

3住宅建筑被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)

3.1科學(xué)選址

科學(xué)選址是住宅建筑被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié),因?yàn)榻ㄖ苓叚h(huán)境直接關(guān)系著居民的日常生活。在建筑選址的過程中,設(shè)計(jì)人員需要到現(xiàn)場做好現(xiàn)場地形條件的考察,對(duì)地形中存在的有利因素進(jìn)行合理利用,同時(shí)確保建筑能夠遠(yuǎn)離自然景觀、農(nóng)田和濕地等區(qū)域。具體來講,被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)中,住宅的選址應(yīng)考慮2個(gè)比較核心的問題:1)光照的影響。光照對(duì)建筑節(jié)能的影響巨大,陽光中的紅外線可以為建筑提供外部熱源,建筑接受光照的時(shí)間以及強(qiáng)度不同,內(nèi)部環(huán)境的溫度也會(huì)有所不同。因此,在建筑選址中,應(yīng)考慮光照的影響。2)風(fēng)的影響。夏季天氣炎熱,太陽輻射劇烈,建筑在長時(shí)間光照的情況下,內(nèi)部溫度會(huì)大幅度升高,影響居住的舒適性,在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中,往往只能借助空調(diào)等設(shè)備進(jìn)行降溫。但是,這樣必然導(dǎo)致能耗的增大,而良好的通風(fēng)條件可以起到一定的降溫作用。因此,在被動(dòng)式住宅建筑設(shè)計(jì)中,應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn),合理考慮建筑的朝向,充分利用自然風(fēng)。但需要注意,建筑選址應(yīng)避開灰塵過多的風(fēng)環(huán)境以及風(fēng)口區(qū)域[2]。

3.2關(guān)注綠化設(shè)計(jì)

在被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)中,住宅建筑的綠化設(shè)計(jì)十分重要,一般是將垂直墻面作為綠化載體,通過較小的占地獲得較大的生態(tài)效益,將建筑能耗降低。比較常見的墻面綠化形式是種植藤蔓植物。但是,對(duì)于設(shè)計(jì)人員而言,在實(shí)際操作中需要注意的問題有很多,如應(yīng)做好綠化植物的合理選擇,不能選擇常綠植被,否則,會(huì)阻擋冬季陽光的照射,應(yīng)選擇枝葉茂盛、葉面寬大的落葉植物,充分發(fā)揮其熱量調(diào)節(jié)的作用。植被和墻體之間應(yīng)保持一定的距離,確??臻g暢通。也可以在建筑屋頂進(jìn)行綠化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)被動(dòng)節(jié)能的同時(shí),迎合綠色建筑的要求。3.3關(guān)注建筑布局在對(duì)建筑群的布局進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員需要充分考慮建筑所處區(qū)域的環(huán)境和氣候條件,制訂科學(xué)合理的規(guī)劃方案。建筑布局會(huì)對(duì)建筑區(qū)域微氣候的形成產(chǎn)生顯著影響,合理的建筑布局能夠?qū)ξ夂蜻M(jìn)行優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)良好的節(jié)能效果。例如,借助統(tǒng)一朝向的建筑群,可以實(shí)現(xiàn)布局的有序性,增加光照面積的同時(shí),保證建筑通風(fēng)的流暢性,這樣的布局方式在住宅小區(qū)中十分常見。很多沿街道設(shè)置的住宅建筑很容易出現(xiàn)光照不足的情況,并且建筑之間的通風(fēng)不暢,這樣的布局形式在北方寒冷地區(qū)具有一定的適用性,有助于冬季建筑保暖。而借助前后交錯(cuò)的排列布局方式,能夠有效節(jié)約土地資源,增大光照面積,同時(shí)也可以增加戶外活動(dòng)的空間[3]。

3.4建筑節(jié)能設(shè)計(jì)

3.4.1體形系數(shù)設(shè)計(jì)建筑形體對(duì)于能耗影響巨大,通過對(duì)建筑體形系數(shù)的合理設(shè)計(jì),能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)能耗尤其是供暖能耗的有效控制。結(jié)合實(shí)際情況分析,當(dāng)建筑體形系數(shù)增加1%時(shí),采暖能耗指標(biāo)會(huì)增加2.5%。因此,在針對(duì)單體住宅建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),需要做好體形系數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。3.4.2建筑戶型設(shè)計(jì)戶型設(shè)計(jì)同樣是被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)中需要關(guān)注的重要問題之一。從實(shí)際操作的角度,在針對(duì)住宅建筑的居住空間進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)充分考慮不同房間對(duì)熱環(huán)境的需求,從采光以及太陽輻射的角度,對(duì)各房間的布局進(jìn)行合理安排。從實(shí)現(xiàn)最佳通風(fēng)效果的角度,在實(shí)施戶型整體平面布局的過程中,應(yīng)盡量減少氣流的迂回路線,確保進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口對(duì)位,可以通過在臥室等位置設(shè)置活動(dòng)門的方式,使住宅建筑在夏季能夠形成相應(yīng)的風(fēng)道,保證通風(fēng)效果,冬季則可以減少寒冷氣流引發(fā)的熱量損失[4]。3.4.3圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下2個(gè)方面。1)做好墻體保溫設(shè)計(jì),可以采用2種方式:外墻內(nèi)保溫和外保溫。在一些經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū),可以選擇外墻內(nèi)保溫系統(tǒng),這種保溫系統(tǒng)的建設(shè)成本和維護(hù)成本相對(duì)較低,外墻外保溫體系則更適用于高層住宅建筑,二者都具備較為理想的保溫效果。2)做好窗體節(jié)能設(shè)計(jì):一方面,應(yīng)合理確定窗墻比,相對(duì)而言,較大的窗戶采光和通風(fēng)效果好,但同時(shí)室內(nèi)熱量消耗大;較小的窗戶采光通風(fēng)效果差,但是散失的熱量小,設(shè)計(jì)人員應(yīng)在充分考慮區(qū)域氣候以及用戶需求的情況下,確定最佳窗墻比,另一方面,應(yīng)關(guān)注窗體節(jié)能設(shè)計(jì),通過選擇雙層中空玻璃、強(qiáng)化氣密性等方式保證窗戶的節(jié)能效果,同時(shí)也應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇開窗的方式(推拉、內(nèi)開、外開)[5]。

4結(jié)語

住宅建筑被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)是節(jié)能設(shè)計(jì)中一種非常有效的形式,能夠減少各類輔助設(shè)備的使用,通過建筑的選址、布局、綠化等方式實(shí)現(xiàn)被動(dòng)式節(jié)能,還要結(jié)合區(qū)域氣候條件,充分考慮建筑采光、通風(fēng)等設(shè)計(jì),為居民提供舒適的居住環(huán)境。

【參考文獻(xiàn)】

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【2】丁育陶,夏博,韓靖,等.西北五省地區(qū)民居被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)策略模擬[J].西安科技大學(xué)學(xué)報(bào),2020(2):275-283.

【3】陸松延.探析被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)在綠色居住建筑中的應(yīng)用[J].建材與裝飾,2020(4):115-116.

【4】舒平,趙晨宇.寒冷地區(qū)辦公建筑被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)研究———以北方某辦公樓為例[J].建筑節(jié)能,2019(12):33-36.

【5】盧醒秋.低碳經(jīng)濟(jì)下民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)分析[J].低碳世界,2019(6):177-178.

作者:馮俊 單位:北京天潤建設(shè)有限公司