關(guān)于住宅建筑被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)的探討

文/劉青　南京長(zhǎng)安建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司　江蘇南京　211102

關(guān)于住宅建筑被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)的探討

文/劉青南京長(zhǎng)安建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司江蘇南京211102

本文從建筑節(jié)能與住宅被動(dòng)式節(jié)能的概念出發(fā)，介紹了主要闡述了被動(dòng)式建筑節(jié)能的特點(diǎn)，對(duì)住宅建筑被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)分析。

住宅建筑；被動(dòng)式；節(jié)能設(shè)計(jì)

目前能源短缺以及環(huán)境污染已經(jīng)成為全世界面臨的重要問題，建筑行業(yè)作為一個(gè)消耗巨大的行業(yè)，進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)是十分重要和必要的，進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)能夠有效的減少對(duì)環(huán)境的污染和節(jié)約能源。

1、建筑節(jié)能與住宅被動(dòng)式節(jié)能的概念

1.1建筑節(jié)能的概念

對(duì)于建筑節(jié)能的描述可以從廣義和狹義這兩個(gè)角度來描述，建筑節(jié)能廣義的描述是：通過利用技術(shù)手段在建筑的整個(gè)生命周期盡可能的減少對(duì)能源的消耗。狹義角度的建筑節(jié)能是這樣描述的：在建筑的使用期間通過對(duì)建筑本身進(jìn)行改造，降低對(duì)電能、煤炭等產(chǎn)熱能源的消耗。而建筑產(chǎn)生能源消耗大多是在建筑竣工之后的使用上。

對(duì)于建筑節(jié)能的方式可劃分為主動(dòng)式節(jié)能和被動(dòng)式節(jié)能兩種。主動(dòng)的節(jié)能方式是通過給建配備節(jié)能設(shè)備來實(shí)現(xiàn)建筑的節(jié)能。而被動(dòng)式節(jié)能方式則更多的是在建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上下功夫，運(yùn)用科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方式盡可能的實(shí)現(xiàn)建筑的節(jié)能。被動(dòng)式的節(jié)能方式強(qiáng)調(diào)對(duì)自然界的陽光、氣溫等等自然元素的利用，通過利用這些自然元素降低對(duì)能源的使用，降低建筑物的負(fù)載情況。

1.2住宅被動(dòng)式節(jié)能的概念

住宅建筑的被動(dòng)式節(jié)能首例案例是美國(guó)建筑設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)的利用太陽能供能的住宅。住宅建筑被動(dòng)式設(shè)計(jì)的核心是利用科學(xué)技術(shù)調(diào)控建筑所在區(qū)域的環(huán)境氣候服務(wù)于住宅建筑供能等方面的需求。采用被動(dòng)式設(shè)計(jì)的住宅建筑更能適應(yīng)于周圍的環(huán)境和氣候。即便不配備有外部的輔助設(shè)備也能吸收當(dāng)?shù)氐年柟狻囟?、地形、風(fēng)力等方面的自然因素實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑內(nèi)部的調(diào)節(jié)。

被動(dòng)式的節(jié)能設(shè)計(jì)不需要外部的輔助設(shè)備，設(shè)計(jì)的整體相對(duì)變得簡(jiǎn)單，在建筑的使用期間也不需要過多的技術(shù)支持，被動(dòng)式的節(jié)能方式大幅度的降低了建筑內(nèi)部環(huán)境要承擔(dān)的負(fù)載壓力，減少了能源的消耗，再加上被動(dòng)式的節(jié)能方式依賴的是來自自然環(huán)境中的元素，降低了建筑的建造成本。

2、住宅建筑被動(dòng)式節(jié)能特點(diǎn)

住宅建筑被動(dòng)式節(jié)能指以非機(jī)械電氣設(shè)備干預(yù)手段實(shí)現(xiàn)建筑能耗降低的節(jié)能技術(shù)，具體指在建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)中通過對(duì)建筑朝向的合理布置、遮陽的設(shè)置、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱技術(shù)、有利于自然通風(fēng)的建筑開口設(shè)計(jì)等實(shí)現(xiàn)建筑需要的采暖、空調(diào)、通風(fēng)等能耗的降低。主要具有密封性好、講朝向、通風(fēng)性好以及低水耗四個(gè)方面的特點(diǎn)：

2.1密封性好

相比于普通住宅建筑，被動(dòng)式住宅技術(shù)通常不需要暖氣設(shè)備。要想對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行保持，首先就是要對(duì)房子的密封性以及良好的保溫層進(jìn)行依靠，對(duì)住宅建筑進(jìn)行高效保溫設(shè)計(jì)，對(duì)門窗進(jìn)行特殊的保溫隔熱處理。

2.2講朝向

為了對(duì)能源損失進(jìn)行減少，被動(dòng)式住宅建筑在設(shè)計(jì)中會(huì)對(duì)外墻面積進(jìn)行盡量的減少，所以住宅建筑的房屋南北朝向是非常重要的，這與是否能夠更好的對(duì)太陽能進(jìn)行利用具有十分重要的關(guān)系。東西向很少開窗，如果想大面積開窗必須有相應(yīng)的自然或人工遮陽設(shè)施（樹木、百頁、遮陽篷）。

2.3通風(fēng)性好

因?yàn)楸粍?dòng)式住宅建筑具有較高的密封性，所以被動(dòng)式節(jié)能住宅的通風(fēng)顯得更為重要，以防止霉變。但是通風(fēng)會(huì)損失大部分能量，所以出現(xiàn)新一代的通風(fēng)設(shè)備：新鮮空氣被吸入首先進(jìn)入主臥和起居等房間，污濁空氣被從衛(wèi)生間和廚房排出，同時(shí)通過熱循環(huán)交換器，使新風(fēng)被舊風(fēng)加熱，盡可能減少通風(fēng)熱損失。

2.4低水耗

為了減少水消耗，雨水被收集起來用于沖刷廁所、花園和沖洗其他。水通過屋頂太陽能加熱器被加熱，如果熱水需求較高，會(huì)補(bǔ)充天然氣加熱。在這個(gè)消耗量上，傳統(tǒng)房子一年需要天然氣1500～2500L，而被動(dòng)式節(jié)能住宅只需150～250L。

3、住宅建筑的被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)

3.1科學(xué)的建筑選址能實(shí)現(xiàn)住宅的節(jié)能

住宅建筑周邊的情況關(guān)系著住宅內(nèi)居民的日常生活，使得在住宅建筑的選址上變得尤為重要。在進(jìn)行住宅場(chǎng)所的建設(shè)選址上要先對(duì)建筑區(qū)周邊的地形進(jìn)行考察，充分利用地形中的有利因素，結(jié)合地區(qū)的氣候特征滿足住宅的需求。在進(jìn)行住宅建筑的選址上，基本原則為遠(yuǎn)離當(dāng)?shù)氐谋Ｗo(hù)區(qū)（自然景觀、文物、濕地、農(nóng)田），遠(yuǎn)離自然災(zāi)害頻發(fā)的地帶，遠(yuǎn)離有噪聲或危險(xiǎn)源的區(qū)域。具體參考方式如下：

（1）光照對(duì)建筑選址影響很大

光照是自然元素中影響建筑節(jié)能的重要因素。光照中的紅外線蘊(yùn)含大量輻射熱，能給予住宅建筑大量的外部熱源，光照時(shí)間的長(zhǎng)短、強(qiáng)度影響著建筑的溫度，此外光照中的紫外線則具有殺菌的作用，因而光照對(duì)建筑的選址有重大影響。

（2）風(fēng)對(duì)建筑的選址有重大影響

建筑物在夏季受到長(zhǎng)時(shí)間的光照，建筑的溫度大幅上升，而充足的風(fēng)可以起到降溫的作用。但對(duì)于建筑的選址上，要避免那些灰塵太多的風(fēng)環(huán)境場(chǎng)所，此外還要避免那些容易形成“風(fēng)口”的區(qū)域，選址上也要避免低洼區(qū)域，低洼區(qū)域會(huì)出現(xiàn)通風(fēng)不足的情況。建筑物的選址上最好是選那些冬季風(fēng)小、夏季風(fēng)大的地區(qū)。

3.2科學(xué)的建筑群體布局能實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能

在對(duì)建筑群進(jìn)行布局時(shí)要參考當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境情況，做出科學(xué)合理的規(guī)劃方案。建筑物之間會(huì)形成微氣候，合理的建筑群布局能改善建筑群之間的微氣候影響，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。統(tǒng)一朝向的建筑群在布局上更顯得整齊有序，增大了受光面積，建筑之間的通風(fēng)更流暢，因而這種布局方式用得比較多。而那些沿街而建的住宅容易造成住宅的光照不足，建筑間的通風(fēng)也不順暢，這種周邊式的布局方式更適合在較寒冷的地區(qū)。建造住宅時(shí)，采用前后交錯(cuò)的排列方式不但節(jié)約了土地，增大了光照面積，也增加了住宅的室外活動(dòng)空間。

3.3單體建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)

（1）光照分區(qū)的設(shè)計(jì)

根據(jù)使用時(shí)限長(zhǎng)短的不同，建筑物的室內(nèi)光照需求也是不同的。一般來說，住戶對(duì)主臥的使用時(shí)間是最長(zhǎng)的，次臥其次，再接著是書房等房間。因而在對(duì)建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，主要房間設(shè)置在光照強(qiáng)的區(qū)域，而光照弱的區(qū)域則是設(shè)置為次要的房間。

（2）采光分區(qū)的設(shè)計(jì)

在進(jìn)行建筑的采光區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)，可以將對(duì)采光需求一樣的房間布置在一起。例如：主臥和起居室有較高的采光需求，因而布置在南向。而廚房和衛(wèi)生間對(duì)采光要求較低則布置在北向。

（3）建筑通風(fēng)的設(shè)計(jì)

已建好的小型號(hào)的住宅建筑中，經(jīng)常出現(xiàn)住宅內(nèi)通風(fēng)不足的現(xiàn)象。這是因?yàn)樵谶M(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，建筑通風(fēng)的考慮不足造成的。在進(jìn)行建筑的通風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要設(shè)置好住宅的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口。進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口的大小和位置在設(shè)計(jì)上是有區(qū)別的。不同的大小、位置所產(chǎn)生的通風(fēng)效果是不一樣的。要保證充足的室內(nèi)通風(fēng)，在設(shè)計(jì)時(shí)要減少流向的迂回轉(zhuǎn)向，保持進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口的平行。

3.4建筑窗戶的節(jié)能設(shè)計(jì)

建筑物的窗戶是建筑內(nèi)部與外部的連接通道。建筑物的室內(nèi)光照以及建筑的通風(fēng)都是通過窗戶來完成的。建筑物的窗戶設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)。根據(jù)建筑物所處在的區(qū)域，窗戶的面積、朝向等等的設(shè)計(jì)都有著不同的要求。

（1）窗在墻上的面積比例

建筑的窗強(qiáng)比是通過建筑窗戶總面積比上建筑總面積獲得的。由于窗戶有高耗熱的特性，因而大比例的窗戶消耗室內(nèi)的熱量也大。但是，大比例的窗戶具有較好的采光、通風(fēng)效果。小比例的窗戶，室內(nèi)的散熱的能量也相對(duì)的減小。通風(fēng)和采光也隨之下降。因而窗戶比例的設(shè)置要考慮到當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境特點(diǎn)，以及居住用戶對(duì)采光和通風(fēng)的需求。

（2）窗的節(jié)能設(shè)計(jì)

建筑的窗戶由窗框、玻璃、窗樘構(gòu)成。由于窗的熱阻小，保溫能力差，很容易消耗室內(nèi)的熱能，造成建筑能耗的增加。改變這種情況的辦法是，對(duì)窗戶氣密性進(jìn)行強(qiáng)化。加強(qiáng)窗戶銜接處的密閉性。對(duì)特殊環(huán)境或者是特殊需求的窗戶進(jìn)行特殊處理。除了加強(qiáng)密閉性外，窗戶的開啟方式也是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的改進(jìn)點(diǎn)。窗戶的開啟方式影響著氣流的流向。常用的開啟方式有水平推拉、內(nèi)開、外開。根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)才能改善建筑通風(fēng)效果。

結(jié)語：

綜上所述，在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中，應(yīng)該做到首先考慮進(jìn)行被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)，根據(jù)工程實(shí)際情況采取合理的被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)，設(shè)計(jì)出符合環(huán)境品質(zhì)優(yōu)良的節(jié)能建筑。

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