西北五省地區(qū)民居被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)策略模擬

丁育陶 夏博 韓靖 趙敬源

摘?要：在城鎮(zhèn)及鄉(xiāng)村建筑設(shè)計(jì)之初，氣候經(jīng)驗(yàn)與現(xiàn)代化樣式自然成為民居建筑設(shè)計(jì)的基本依據(jù)與遵循標(biāo)準(zhǔn)，西北五省地區(qū)也不例外。調(diào)研結(jié)果顯示，在西北五省地區(qū)新建與改建的鄉(xiāng)村民居住宅中，室內(nèi)居住熱環(huán)境與建筑節(jié)能效果并不明顯，不太符合環(huán)保節(jié)能與綠色發(fā)展的要求。因此，如何在保證經(jīng)濟(jì)性與熱舒適性的同時(shí)，最大限度地降低建筑能耗，便成了鄉(xiāng)村民居被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略選擇上的一大問(wèn)題。文中結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驍?shù)據(jù)，利用Climate Consultant氣候分析軟件對(duì)焓濕圖、當(dāng)?shù)販囟扰c太陽(yáng)輻射量進(jìn)行分析對(duì)比，得出適用于當(dāng)?shù)亟ㄖ谋粍?dòng)式設(shè)計(jì)策略，并通過(guò)Design Builder對(duì)其進(jìn)行模擬驗(yàn)證。結(jié)果表明，合理設(shè)置建筑窗墻比與陽(yáng)光間、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)參數(shù)以及增設(shè)南側(cè)窗戶(hù)遮陽(yáng)，可有效降低鄉(xiāng)村民居建筑能耗。同時(shí)針對(duì)不同被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)策略與組合式被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略對(duì)降低建筑能耗效果的對(duì)比，為當(dāng)?shù)卦诟慕ɑ蛐陆窬舆x擇設(shè)計(jì)方案時(shí)提供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：西北五省地區(qū);氣候數(shù)據(jù);鄉(xiāng)村民居;被動(dòng)式策略;軟件模擬

中國(guó)分類(lèi)號(hào)：TU 11

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1672-9315（2020）02-0275-09

DOI：10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2020.0212開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Simulation of design strategy about passive dwellings

in five Northwesternprovinces

DING Yu-tao，XIA Bo，HAN Jing，ZHAO Jing-yuan

（College of Architecture，Changan University，Xian 710061，China）

Abstract：At the beginning of urban and rural architectural design，climate experience and modern style naturally became the gist and standard of residential architectural design，andfive Northwestern provinces are no exception.The results show that in the new and rebuilt rural residential buildings in the five provinces of Northwest China，the effect of indoor thermal environment and building energy saving is not obvious，which is not in line with the new concept of environmental protection，energy saving and green development.Therefore，it is a major problem in the passive design strategy to ensurethe economy and thermal comfort and minimizeenergy consumption in building.Based on the local climate data，this paper analyzes the enthalpy and humidity diagram，local temperature and solar radiation by using climate consultant climate analysis software，and obtains the passive design strategysuitable for local buildings，which is simulated and verified by Design Builder.The results show that the energy consumption of rural residential buildings can be effectively reduced by reasonably setting the heat transfer coefficient parameters of area ratio of window to wall，sunshine room and heat transfer coefficient of external building envelope，and setting sunshade at south side windows.At the same time，according to the comparison of different passive building design strategies and combined passive design strategies to reduce building energy consumption，the reference about passive design scheme can be provided for local rural residential to build or rebuild.

Key words：five Northwestern provinces;climate data;rural residence;passive strategy;software simulation

0?引?言

在國(guó)家倡導(dǎo)低炭環(huán)保、綠色發(fā)展的大背景下，綠色節(jié)能建筑已經(jīng)成為城鄉(xiāng)建筑設(shè)計(jì)的趨勢(shì)和潮流。節(jié)能建筑主要通過(guò)對(duì)建筑進(jìn)行合理設(shè)計(jì)和選材，從而降低建筑物的運(yùn)行能源消耗，通過(guò)科學(xué)的方法提高建筑的科技含量，最大限度地為居住者提供一個(gè)健康、舒適、生態(tài)的居住空間[1]?！?018年中國(guó)建筑能耗研究報(bào)告》顯示：2016年我國(guó)居住建筑運(yùn)行能耗占到全國(guó)建筑總能耗的61.5%，其中城鎮(zhèn)居住建筑和農(nóng)村居住建筑分別占建筑總能耗的37.7%和23.7%[2]。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部在組織開(kāi)展建筑節(jié)能工作時(shí)，就地區(qū)與建筑類(lèi)型方面計(jì)劃實(shí)施的原則是：先北方（嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)），然后中部（夏熱冬冷地區(qū)）和南方（夏熱冬暖/溫和地區(qū)）;先居住建筑，后公共建筑。2000—2016年間，城鎮(zhèn)居住建筑單位面積能耗趨勢(shì)較平穩(wěn)，但鄉(xiāng)村居住建筑能耗強(qiáng)度卻逐年上升，單位面積能耗由2000年的3.51 kgce/m2上升到2016年的8.86 kgce/m2，增長(zhǎng)2.5倍，年均增長(zhǎng)5.96%;單位面積電耗增速較快，由2000年的2.62 kWh/m2上升到2016年的15.97 kgce/m2，增長(zhǎng)6.1倍，年均增長(zhǎng)12.0%[2].因此，降低鄉(xiāng)村居住建筑能耗便成為我國(guó)建筑節(jié)能實(shí)施計(jì)劃的重要環(huán)節(jié)。

在西北五省地區(qū)城市中，大部分居住建筑已執(zhí)行相關(guān)節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[3]，建筑能耗顯著降低且室內(nèi)熱環(huán)境明顯提升。但在該地區(qū)的鄉(xiāng)村，當(dāng)?shù)厝艘褟?0 a前解決有其居、居其定的局面轉(zhuǎn)變?yōu)榫悠溥m、居其安的需求，鄉(xiāng)村居民開(kāi)始對(duì)原有居住建筑進(jìn)行改善與重建。鄉(xiāng)村建筑與城市建筑不同之處在于建筑住戶(hù)直接控制建設(shè)過(guò)程，建筑手法靈活但缺乏科學(xué)設(shè)計(jì)[4]。當(dāng)?shù)厝藢?duì)民居建筑需求的不斷提升，致使居民在自建房屋時(shí)對(duì)原有居住建筑提出了更高的要求，有些居民放棄了當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)民居建筑，熱衷于追求舒適的現(xiàn)代化樣式的民居建筑，但在使用過(guò)程中因建筑自身設(shè)計(jì)缺陷、熱工性能差等缺乏被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略導(dǎo)致室內(nèi)熱環(huán)境較差。甚至在冬季，居民不得不采用并長(zhǎng)時(shí)間使用電器或燃燒煤等主動(dòng)措施進(jìn)行采暖[5]，這無(wú)疑增加了建筑能耗與資源浪費(fèi)。目前鄉(xiāng)村民居的被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略研究已受到眾多學(xué)者重視，但也僅限于普適性的設(shè)計(jì)思路與方法，或是單一的被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略適應(yīng)性分析。因此，如何在不影響西北五省地區(qū)居民追求更加舒適居住環(huán)境的前提下采取多重、適宜、經(jīng)濟(jì)的民居建筑被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的，便成為能源儲(chǔ)量相對(duì)富裕、生態(tài)環(huán)境卻極其脆弱地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題[6]。

文中擬采用Climate Consultant氣候分析軟件對(duì)西北五省地區(qū)氣候特點(diǎn)進(jìn)行分析，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際氣候數(shù)據(jù)得出相對(duì)適用的民居建筑被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略，以期達(dá)到利用建筑設(shè)計(jì)來(lái)改善室內(nèi)熱環(huán)境與減少能耗的目的，同時(shí)通過(guò)Design Builder能耗模擬軟件對(duì)建筑采用單一策略與組合策略進(jìn)行模擬分析，為當(dāng)?shù)匦陆ê透脑燹r(nóng)村居住建筑設(shè)計(jì)提供重要的參考依據(jù)。

1?分析軟件的選定

在建筑方案設(shè)計(jì)的初期階段，居住的熱舒適度應(yīng)綜合氣候、人體熱舒適度和方案設(shè)計(jì)3個(gè)方面的因素，提出適宜當(dāng)?shù)貧夂虻谋粍?dòng)式設(shè)計(jì)策略[7]。氣象參數(shù)是影響建筑物能耗的主要原因，且氣溫與水平太陽(yáng)輻射等對(duì)采暖能耗影響更為顯著[8]。目前常用的氣候分析軟件有Ecotect Analysis，Climate Consultant和Ladybug&Honeybee，三者均可根據(jù)氣象資料，如風(fēng)速、風(fēng)向、太陽(yáng)能、太陽(yáng)輻射、降水量等對(duì)所處地區(qū)的地理優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)進(jìn)行分析，通過(guò)可視化圖形或者圖表進(jìn)行展示。3款軟件均能通過(guò)Energy Plus讀取某地全年8 760 h的氣象數(shù)據(jù)，而且都能將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為便于理解的圖示語(yǔ)言，在此方面3款軟件功能基本相同[9]。但針對(duì)文中所涉及的建筑被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略研究，Climate Consultant可提供13種被動(dòng)式建筑策略，可進(jìn)行大范圍地區(qū)、多種策略的統(tǒng)計(jì)與分析，因此選用該軟件來(lái)分析西北五省地區(qū)的氣象數(shù)據(jù)。

2?舒適模型的選擇

Climate Consultant軟件中列舉了4種熱舒適分析模型，分別為California Energy Code舒適模型、現(xiàn)行的ASHRAE Standard 55的PMV舒適模型、2005年ASHRAE舒適模型以及ASHRAE Standard 55—2010中的適應(yīng)性舒適模型[10-12]。其中California Energy Code舒適模型由于舒適范圍設(shè)定較窄，僅適用于溫和地區(qū)和采用集中空調(diào)的建筑類(lèi)型;ASHRAE Standard 55的PMV舒適模型未設(shè)置濕度下限，西北五省大部分地處干旱與半干旱區(qū)，過(guò)低的濕度也會(huì)影響人體熱舒適性;ASHRAE Standard 55—2010適應(yīng)性舒適模型適用于采用自然通風(fēng)的建筑，僅針對(duì)自然通風(fēng)策略進(jìn)行分析。因此針對(duì)西北五省地區(qū)的氣候特點(diǎn)選擇2005年ASHRAE舒適模型對(duì)當(dāng)?shù)剜l(xiāng)村民居進(jìn)行分析。

3?西北五省地區(qū)氣候條件分析

西北五省包括陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆五地，該地區(qū)面積大、范圍廣，根據(jù)建筑氣候區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)，西北五省在我國(guó)建筑氣候區(qū)劃上大部分屬于嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)[14]。在一座城市中，非城鎮(zhèn)常住人口數(shù)量可以直接體現(xiàn)出其鄉(xiāng)村民居的落成量，因此各省代表城市的選定依據(jù)各省2018年統(tǒng)計(jì)年鑒中各城市非城鎮(zhèn)常住人口數(shù)據(jù)，選擇非城鎮(zhèn)人口數(shù)排名前四的城市作為研究對(duì)象。

各省市氣象數(shù)據(jù)來(lái)源于專(zhuān)業(yè)氣象分析軟件Energy plus所用的EPW數(shù)據(jù)格式[15]，選擇居住建筑生成焓濕圖，得到所有被動(dòng)式建筑策略適用時(shí)間（圖1），統(tǒng)計(jì)后如圖所示（圖2）。

由統(tǒng)計(jì)表（圖2）可看出，在選擇的20個(gè)代表城市中，適宜采用“被動(dòng)式太陽(yáng)得熱+高蓄熱”設(shè)計(jì)策略的城市為19個(gè)，適宜采用“窗戶(hù)遮陽(yáng)”設(shè)計(jì)策略的城市為16個(gè)。因此就該2種民居被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)策略進(jìn)行分析與模擬，確定其對(duì)降低建筑能耗的作用。

4?西北五省地區(qū)民居氣候適應(yīng)性策略分析

在常規(guī)的鄉(xiāng)村居住建筑設(shè)計(jì)上，當(dāng)?shù)厝藚⒄找酝?jīng)驗(yàn)與已有建筑形式進(jìn)行建造，或是在追求現(xiàn)代化居住形式和功能的同時(shí)，往往忽略了高效的氣候適應(yīng)性設(shè)計(jì)策略組合。

4.1?被動(dòng)式太陽(yáng)得熱

根據(jù)中國(guó)建筑氣候區(qū)劃圖，Ⅱ類(lèi)地區(qū)均為寒冷地區(qū)，以蘭州為例;Ⅵ類(lèi)地區(qū)中僅ⅥA在西北五省范圍內(nèi)，嚴(yán)寒地區(qū)以西寧為例;Ⅶ類(lèi)地區(qū)中ⅦA，ⅦB，ⅦC嚴(yán)寒地區(qū)以烏魯木齊為例，ⅦD寒冷地區(qū)以吐魯番為例。根據(jù)軟件分析，寒冷地區(qū)兩地冬季最冷月1月的平均最低氣溫低于-10 ℃，嚴(yán)寒地區(qū)兩地冬季最冷月1月的平均最低氣溫甚至低于-15 ℃（圖3），從上述焓濕圖（圖1）中也能看出，冬季的室內(nèi)熱環(huán)境無(wú)法滿(mǎn)足人體熱舒適的要求。

寒冷地區(qū)以蘭州與吐魯番為例，兩地全年11%的時(shí)間每小時(shí)水平面總輻照量在316～474 Wh/m2，18%的時(shí)間每小時(shí)水平面總輻照量超過(guò)474 Wh /m2（夜間時(shí)間占全年的50%）。嚴(yán)寒地區(qū)以西寧與烏魯木齊為例，兩地全年9%～12%的時(shí)間每小時(shí)水平面總輻照量在316～474 Wh /m2，12%～17%的時(shí)間每小時(shí)水平面總輻照量超過(guò)474 Wh /m2（夜間時(shí)間占全年的50%）（圖4）。由于西北地區(qū)太陽(yáng)能資源較為豐富，在居住建筑空間布局上可將居住空間布置在南側(cè)，并開(kāi)大窗以利于采光。同時(shí)，在南朝向設(shè)置被動(dòng)式太陽(yáng)房，可在冬季將陽(yáng)光引入轉(zhuǎn)化成熱量，提高室內(nèi)溫度，減少能耗[16]。

4.2?高蓄熱

西北五省處于內(nèi)陸高海拔地區(qū)，緯度較高，再加上高原、山地地形對(duì)濕潤(rùn)氣流的阻擋，導(dǎo)致晝夜溫差較大。而高蓄熱是將白天多余的熱量?jī)?chǔ)存在建筑物外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，在晚上當(dāng)室外溫度低于白天時(shí)，可利用蓄熱材料中的熱量散發(fā)來(lái)提高室內(nèi)溫度。因此，利用外圍護(hù)結(jié)構(gòu)蓄熱材料的瞬時(shí)儲(chǔ)熱特性，通過(guò)冷負(fù)荷和熱負(fù)荷來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)熱環(huán)境，使室內(nèi)空氣的溫度在舒適的區(qū)間變動(dòng)，可減少部分冬季室內(nèi)得熱和夏季機(jī)械系統(tǒng)冷卻降溫所消耗的能耗[17]。

4.3窗戶(hù)遮陽(yáng)

通過(guò)圖1中各城市的焓濕圖中可看出，寒冷地區(qū)（除青海?。┯?.6%～13.3%的時(shí)間需要進(jìn)行窗戶(hù)遮陽(yáng)，而嚴(yán)寒地區(qū)有4.5%～16.7%的時(shí)間需要進(jìn)行窗戶(hù)遮陽(yáng)，時(shí)間主要集中在5至10月。因此在被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖的過(guò)程中，南向窗戶(hù)采用開(kāi)大窗的方式為冬季提供熱量，為消除夏季防熱與冬季得熱的矛盾，可設(shè)置可控的水平遮陽(yáng)板。

5?策略驗(yàn)證——以寧夏、新疆地區(qū)為例

對(duì)Climate Consultant得出的適宜當(dāng)?shù)貧夂虻谋粍?dòng)式設(shè)計(jì)策略進(jìn)行驗(yàn)證，因西北五省地區(qū)夏熱冬冷范圍較小，該地區(qū)經(jīng)濟(jì)水平相對(duì)嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)較高。且在對(duì)西北五省地區(qū)現(xiàn)階段民居住宅使用和建造情況的調(diào)研過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，因地域與文化差異的因素，各地鄉(xiāng)村民居的平面形式也相差較大。

王霞與張群等學(xué)者分別對(duì)寧夏寒冷地區(qū)與新疆嚴(yán)寒地區(qū)的鄉(xiāng)村民居建筑平面進(jìn)行了研究，并從戶(hù)型優(yōu)化、太陽(yáng)能利用與圍護(hù)結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)[18-19]。因此，選擇上述文獻(xiàn)中的建筑平面作為基準(zhǔn)平面，如圖1所示，對(duì)其采用被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略前后的建筑能耗使用Design Builder進(jìn)行模擬分析，對(duì)比使用前后的能耗差異。

氣象參數(shù)分別采用銀川與烏魯木齊的氣象數(shù)據(jù)，作為寒冷地區(qū)與嚴(yán)寒地區(qū)室內(nèi)模擬計(jì)算的依據(jù)。在設(shè)置參數(shù)時(shí)，僅對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)（窗墻比、陽(yáng)光間）、外墻傳熱系數(shù)（高蓄熱性）、南側(cè)有無(wú)可控遮陽(yáng)進(jìn)行調(diào)整，其余參數(shù)保持不變。

5.1?圍護(hù)結(jié)構(gòu)（窗墻比、陽(yáng)光間）

調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，改建或新建的住宅中東南西北向的開(kāi)窗比并沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，各向開(kāi)窗的大小完全取決于該朝向是否存在居住空間或是否需要采光，因此典型模型中各朝向窗墻比初始值設(shè)為0.25.在進(jìn)行被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略驗(yàn)證參數(shù)設(shè)置時(shí)，南側(cè)窗墻比設(shè)為0.35，北側(cè)不開(kāi)窗，東西側(cè)窗墻比設(shè)為0.1，可形成南向開(kāi)敞、三面幾乎封閉的建筑形式，有利于防止室內(nèi)熱量散失。增設(shè)陽(yáng)光間在造價(jià)增加不多的前提下，提高了冬季室內(nèi)溫度，同時(shí)擴(kuò)大了生活使用空間，易被當(dāng)?shù)厝怂邮躘20]。所以在南朝向設(shè)置陽(yáng)光間，寬度為1.5 m，可有效滿(mǎn)足冬季太陽(yáng)能采暖的要求，并在夏季一定程度上遮蔽太陽(yáng)輻射[21]。

利用Design Builder模擬原典型模型與調(diào)整上述參數(shù)的窗墻比和增設(shè)陽(yáng)光間的模型并進(jìn)行全年建筑能耗對(duì)比，見(jiàn)表1.

5.2?高蓄熱

結(jié)合技術(shù)條件與成本造價(jià)限制，利用太陽(yáng)能蓄熱技術(shù)應(yīng)主要以房屋圍護(hù)結(jié)構(gòu)自身來(lái)完成集熱、貯熱和放熱功能[22]。針對(duì)西北鄉(xiāng)村民居而言，建筑外墻與屋頂蓄熱性能的優(yōu)劣對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境的影響是較大的[23]。當(dāng)?shù)剜l(xiāng)村民居中，寒冷地區(qū)傳統(tǒng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)外墻大部分采用300 mm厚燒結(jié)粘土磚墻（嚴(yán)寒地區(qū)大部分采用400 mm厚燒結(jié)粘土磚墻），內(nèi)外各為20 mm厚水泥砂漿，屋頂大部分采用120 mm厚預(yù)制鋼筋混凝土空心樓板+110 mm厚爐渣、找坡層+20 mm厚砂漿結(jié)合層+防水，無(wú)保溫層結(jié)構(gòu)。目前可應(yīng)用于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的材料主要有空心磚、粘土磚、夯實(shí)土、鋼筋混凝土等，其熱物性見(jiàn)表2.

因此本次模擬選擇采用潛熱蓄熱性能優(yōu)良的鋼筋混凝土作為建筑外墻與屋頂?shù)闹饕牧?。同時(shí)，根據(jù)《既有居住建筑節(jié)能改造指南》相關(guān)規(guī)定中第20條的說(shuō)明，外保溫系統(tǒng)宜優(yōu)先采用聚苯板（EPS）薄抹灰系統(tǒng)[24]。因此，本次模擬擬定在寒冷地區(qū)的外墻中采用370 mm鋼筋混凝土（嚴(yán)寒地區(qū)采用400 mm鋼筋混凝土）+120 mm厚膨脹聚苯板（嚴(yán)寒地區(qū)采用140 mm厚膨脹聚苯板）+內(nèi)外20 mm厚水泥砂漿，而屋頂統(tǒng)一擬定采用200 mm鋼筋混凝土+80 mm聚苯板。

利用Design Builder模擬原典型模型與調(diào)整上述外傳熱系數(shù)的模型并進(jìn)行全年建筑能耗對(duì)比，見(jiàn)表3.

5.3?南側(cè)可控遮陽(yáng)

合理布置外遮陽(yáng)可以起到在不影響室內(nèi)光環(huán)境的前提下，有效降低建筑制冷能耗，提高節(jié)能率的作用[25]。實(shí)際在西北城鎮(zhèn)及鄉(xiāng)村地區(qū)，因其使用成本與復(fù)雜程度的原因，可控的遮陽(yáng)方式僅限于可拆卸的簡(jiǎn)易式遮陽(yáng)，多采用鋼架支撐的彩鋼板或簡(jiǎn)易捆綁支撐彩條布，這種低廉、易拆卸、易更換維修的遮陽(yáng)方式在一定程度上也能起到夏季遮陽(yáng)冬季被動(dòng)采暖的作用。但在Design Builder軟件模擬參數(shù)設(shè)置中遮陽(yáng)方式只提供4種：遮陽(yáng)百葉、布簾等漫反射遮陽(yáng)百葉、透明隔熱材料、由光電自動(dòng)控制的遮陽(yáng)裝置，因此為滿(mǎn)足模擬要求，采用選取由光電自動(dòng)控制的遮陽(yáng)裝置來(lái)代替上述被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖策略。同時(shí)，位置參數(shù)選擇“Switchable（可變的外遮陽(yáng)）”，控制類(lèi)型選擇“根據(jù)太陽(yáng)光線(xiàn)情況變化”。

利用Design Builder模擬原典型模型與增設(shè)上述可控遮陽(yáng)的模型并進(jìn)行全年建筑能耗對(duì)比，該策略對(duì)采暖能耗無(wú)較大影響，對(duì)制冷能耗有約8%與2%的下降，見(jiàn)表4.

5.4?多策略組合驗(yàn)證

在驗(yàn)證單一被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略后，在一定程度上降低了建筑能耗。因此將上述策略進(jìn)行組合，具體參數(shù)設(shè)置見(jiàn)表5.

屋頂構(gòu)造120 mm厚預(yù)制鋼筋混凝土空心樓板+110 mm厚爐渣、找坡層+20 mm厚砂漿結(jié)合層+防水增加60 mm厚膨脹聚苯板，其它不變120 mm厚預(yù)制鋼筋混凝土空心樓板+110 mm厚爐渣、找坡層+20 mm厚砂漿結(jié)合層+防水增加60 mm厚膨脹聚苯板，其它不變窗墻比東、南、西、北均0.25南0.35，北0.1，東、西0東、南、西、北均0.25南0.35，北0.1，東、西0陽(yáng)光間無(wú)有無(wú)有遮陽(yáng)無(wú)可控遮陽(yáng)無(wú)可控遮陽(yáng)將Design Builder模擬優(yōu)化前后的全年建筑能耗情況進(jìn)行對(duì)比，采用所推薦被動(dòng)式設(shè)計(jì)組合策略的采暖能耗與制冷能耗見(jiàn)表6.寒冷地區(qū)采暖能耗與制冷能耗下降幅度均在25%以上，嚴(yán)寒地區(qū)采暖能耗與制冷能耗下降幅度均在15%以上。由此可以看來(lái)，采用Climate Consultant分析軟件給出的被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略可在一定程度上減少建筑的能耗，且組合使用效果更為明顯。

6?結(jié)?論

模擬數(shù)據(jù)能夠說(shuō)明Climate Consultant氣候分析軟件推薦采用的被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略的有效性。

1）通過(guò)采用Climate Consultant氣候分析軟件，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驍?shù)據(jù)分析出適用于當(dāng)?shù)孛窬咏ㄖ脑O(shè)計(jì)策略，可在最大限度地滿(mǎn)足人們生存基本需求的同時(shí)，減少建筑使用過(guò)程中能源的消耗。

2）在文中涉及的地區(qū)中，鄉(xiāng)村民居建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)蓄熱性的優(yōu)良以及南側(cè)遮陽(yáng)的有無(wú)都對(duì)降低建筑能源消耗量起著不小的作用，并且相對(duì)于其它被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略成本較低、技術(shù)簡(jiǎn)單、易于推廣和普及[26]。

3）鄉(xiāng)村地區(qū)建設(shè)缺乏專(zhuān)業(yè)的施工隊(duì)伍與相關(guān)的科學(xué)技術(shù)支持，并且在建造過(guò)程中對(duì)成本控制的要求較高。因此，可針對(duì)不同氣候地區(qū)采用文中類(lèi)似方法進(jìn)行分析，根據(jù)自身經(jīng)濟(jì)水平尋找最優(yōu)被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)策略的組合，比如在采用“被動(dòng)式太陽(yáng)得熱+高蓄熱”與“窗戶(hù)遮陽(yáng)”策略的基礎(chǔ)上再采用其它被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略，可更大限度地降低建筑建成后的使用能耗。

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