被動式節(jié)能在住宅建筑設(shè)計中的應(yīng)用

馮騫 趙宇

關(guān)鍵詞：被動式節(jié)能;住宅;建筑設(shè)計

以往建筑節(jié)能設(shè)計中主要依賴電氣設(shè)備對建筑的耗能情況進行控制，這種方式雖然在節(jié)能上具有一定地優(yōu)勢，但是后期維護上需要耗費大量的時間、精力，容易增減建筑設(shè)計的成本。被動式節(jié)能設(shè)計的出現(xiàn)不僅改善了建筑設(shè)計的能耗量，而且也可以也解決了上述設(shè)計成本高的問題，逐漸被建筑行業(yè)和住戶所重視，加強對被動節(jié)能技術(shù)的研究，將會成為未來建筑行業(yè)的主流趨勢。

1被動式節(jié)能住宅建筑的現(xiàn)實意義

1.1緊跟時代步伐，加強環(huán)境保護

作為世界第一的人口大國，我國的領(lǐng)土地域廣闊，物產(chǎn)豐富，但是隨著人口的直線增長給國家形成了巨大的壓力。巨大人口下的人們在當(dāng)下社會享受生活中各種便利，人們還沒有意識到環(huán)境的問題，隨著各種不可再生的資源不停減少，人們的生態(tài)環(huán)境也在加以惡化，所以保護環(huán)境已經(jīng)列為人們最為重要的任務(wù)。我國最常見建筑類型便是住宅建筑，我國的建筑規(guī)模以及建筑數(shù)量是相當(dāng)宏大的，但是建造宏大的建筑都會造成能源遭到極大的浪費，所以被動式節(jié)能設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用一定要加強，這樣經(jīng)過改良的房屋結(jié)構(gòu)以及布局可以有效的減少住宅在使用時所產(chǎn)生的能源消耗問題，這樣做法也會降低其對環(huán)境造成的不良影響，也是時代發(fā)展所要求的變化，也是現(xiàn)實保護環(huán)境的需求。

1.2充分發(fā)揮各類資源價值，降低建設(shè)成本

住宅建筑是需要使用各種建筑材料所建設(shè)的，所以在施工中一定要合理的使用建筑材料運用優(yōu)秀的施工方法，這樣才可以讓各種建筑材料發(fā)揮出自身的價值，于此同時不僅可以降低建筑成本還可以實現(xiàn)能源降低的根本目標[1]。首先要從設(shè)計員工著手要根際當(dāng)下建筑方法創(chuàng)造出節(jié)約的社會要求，其次在施工中合適的使用來自大自然的各種資源，還要在配置資源時要合理的配備，這樣建造完成的建筑極大的減少了房屋的成本，也降低了業(yè)主的房屋使用成本，最后也為建筑后期的運用環(huán)節(jié)也降低了能源消耗問題。。

2被動式節(jié)能在住宅建筑設(shè)計中的應(yīng)用

2.1建筑布局設(shè)計

住宅建筑設(shè)計中關(guān)鍵的一步就是要制定建筑整體的布局計劃，繪制符合實際施工需求的施工圖紙。這就需要設(shè)計人員依照建設(shè)地點的維度來設(shè)計布局，符合居民良好采光的需求。在北方，處于高緯度位置的地區(qū)，冬季會出現(xiàn)明顯晝短夜長的現(xiàn)象，這種情況下會使建筑室內(nèi)的光線強度受到嚴重的影響，在冬季此地區(qū)會長時間缺乏陽光的照射，促使室內(nèi)溫度逐漸降低。根據(jù)居民對居住環(huán)境正常光照的需求，日常平均采光時間不可以低于2h。很多住宅建筑在布局設(shè)計中為了更好地適應(yīng)北方自然的條件，通常會選擇集中建設(shè)的方式來實現(xiàn)集群效應(yīng)，提高居民居住的舒適度。

2.2建筑功能設(shè)計

建筑功能的設(shè)計包括兩大方面，分別為自然通風(fēng)、太陽光照。例如：以當(dāng)?shù)丶撅L(fēng)氣候為基準，合理調(diào)整夾住的結(jié)構(gòu)，科學(xué)規(guī)劃門窗的位置，并通過對風(fēng)向?qū)ㄖ锏挠绊懞侠碓O(shè)計臥室、廚房和衛(wèi)生間的位置，科學(xué)布局，優(yōu)化樓梯通道開口位置的設(shè)計，確保其所產(chǎn)生的氣壓出現(xiàn)不同程度的變化，促使每個建筑內(nèi)部空間受風(fēng)向的影響都是均勻的。為了避免部分建筑內(nèi)部的自然通風(fēng)情況與當(dāng)?shù)丶撅L(fēng)氣候形成互相垂直干擾的現(xiàn)象，在設(shè)計方式上通常選擇彎曲和多節(jié)段的方式進行設(shè)計，這種方式有利于將建筑迎風(fēng)坡和背風(fēng)坡的壓力差控制在合理范圍內(nèi);日照時間的控制上可以根據(jù)太陽的具體高度和具體建筑方案進行設(shè)計[2];通過采用中庭的設(shè)計方案，可以將地面與建筑中庭底部之間的距離拉開在安全范圍之內(nèi)，通過設(shè)置天窗，合理選擇天窗的位置可以有效提升建筑物自身的通透性，引導(dǎo)自然風(fēng)的流向，增強空氣對流，促使陽光照射的面積可以逐漸增加，提升建筑室內(nèi)的通風(fēng)效果和采光效果，符合現(xiàn)代住戶的居住需求，提高住戶的生活質(zhì)量。

2.3建筑圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.3.1屋面節(jié)能設(shè)計

首先，站在屋面結(jié)構(gòu)形式分析，倒置式的屋面節(jié)能效果非常好，通過采用防水性能非常好的保溫材料可以有效增強防水層的穩(wěn)定性，同時將保溫層放置在防水層的最上層，可以充分實現(xiàn)實際應(yīng)用與防水作用的充分結(jié)合，促使二者處于平衡狀態(tài)，便于更好地延長防水層的使用壽命。其次，節(jié)能金屬屋面設(shè)計，科學(xué)劃分屋頂面積，合理利用材料構(gòu)建屋面金屬板、防水透氣膜、防潮隔汽層，對于提高防水層的防滲效果、增強隔熱的保溫性具有至關(guān)重要的作用[3];最后;，屋頂綠化設(shè)計，可以采用屋頂建造花園的方式增加保溫的隔熱效果。為了更好地提升屋面綠化的可實用性，設(shè)計過程中還需要將防水設(shè)計的標準提高，確保植物的健康成長，提高植物的成活率，對于后期屋頂?shù)木S護和管理來說，同樣具有重要意義。

2.3.2門窗節(jié)能設(shè)計

建筑門窗是房屋的重要組成部分，具有采光通風(fēng)的作用，隨著現(xiàn)代設(shè)計理念的不斷更新，很多異型窗、落地床成為當(dāng)代人們喜歡一種造型，同時也為建筑設(shè)計師提出了更高的要求，成為設(shè)計師今后不斷挑戰(zhàn)的主要方向[4]。由于玻璃熱交換具有一定的活躍性，窗墻比較大，加快了室內(nèi)熱量的消散速度，另外，窗框與窗洞口相互連接的位置會產(chǎn)生熱橋的作用，所以門窗節(jié)能設(shè)計中，在對玻璃材料選擇時，一定要結(jié)合窗戶數(shù)量和大小進行個性化的選擇，進一步提高門窗的氣密性，能充分起到防風(fēng)保溫的作用[5]。玻璃材料的選擇上主要有兩種方案，其一，高性能的保溫隔熱玻璃，其二，斷橋鋁合金的窗框，這兩種不同的方案各自起著不同作用，第一種能夠有效降低室內(nèi)室外的熱傳導(dǎo)，第二種則可以提高窗戶的散熱程度。

2.3.3外墻節(jié)能設(shè)計

外墻在整個設(shè)計中占據(jù)非常大，占總耗能的40%，節(jié)能設(shè)計中著重強調(diào)外墻的保溫性能，尤其是寒冷地區(qū)，節(jié)能設(shè)計時一定要與門窗保密性的設(shè)計有效結(jié)合，便于及時控制保溫的額隔熱系數(shù)，使其控制在合理范圍內(nèi)，有效避免增加外墻的散熱程度。結(jié)合建筑整體設(shè)計和布局需求選擇個性化的設(shè)計方案，最常用的方案包括墻外保溫、內(nèi)保溫、自保溫等，還有建筑企業(yè)選擇組合設(shè)計方案，以此來選擇最佳的保溫材料和合理的加密處理方式，便于更好地增強外墻的保溫性能和隔熱性能，另外，還可以采用綠化墻體的設(shè)計方案來提升建筑空間的綠化效果[6]。對于垂直空間而言，雖然綠化面積大，但是具有非常高的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益，在提高空氣凈化、降低節(jié)能消耗方面具有極大地促進作用，非常有利于達到降溫隔熱的效果。

結(jié)束語

綜上所述，住宅建筑實際投產(chǎn)使用過程中，為了給居民營造宜居的環(huán)境，在采光上耗費大量的能源，不符合現(xiàn)代可持續(xù)發(fā)展理念。通過在住宅建筑設(shè)計中采用被動式技能技術(shù)能夠?qū)Σ季纸Y(jié)構(gòu)合理調(diào)整，真正實現(xiàn)低能耗、綠色環(huán)保的生活方式，進一步促進建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻，

[1] 謝敬賢. 被動式節(jié)能在住宅建筑設(shè)計中的應(yīng)用分析[J]. 門窗，2021（21）：21-22.

[2] 金姍. 基于被動式建筑設(shè)計原理對住宅建筑節(jié)能設(shè)計的初探[J]. 建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2018（30）：837.

[3] 范婷婷，劉衛(wèi)東，洪燕. 基于被動式建筑概念的災(zāi)區(qū)臨時住宅 圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)研究[J]. 建筑節(jié)能，2019，47（12）：138-144.

[4] 羅成，胡靜. 被動式節(jié)能策略在住宅建筑設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2019（14）：229.

[5] 孫少楠，吳家偉. 基于BIM技術(shù)的被動式建筑節(jié)能因子多目標優(yōu)化研究[J]. 圖學(xué)學(xué)報，2021，42（1）：124-132.

[6] 杜宇，郝翠彩，李波. 活動外遮陽在被動式超低能耗建筑中的節(jié)能效果研究[J]. 城市住宅，2021，28（2）：71-73.