基于被動式節(jié)能理念的建筑設(shè)計應考慮的因素

(沈陽建筑大學 遼寧 沈陽 110168)

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，工業(yè)化水平的提高，與其他工業(yè)化國家一樣，我國的環(huán)境污染問題是與工業(yè)化相伴而生的。五十年代前，我國的工業(yè)化剛剛起步，工業(yè)基礎(chǔ)薄弱。環(huán)境污染問題尚不突出，但生態(tài)惡化問題經(jīng)歷數(shù)千年的累積，已經(jīng)積重難返。五十年代后，隨著工業(yè)化的大規(guī)模展開，重工業(yè)的迅猛發(fā)展，環(huán)境污染問題初見端倪。到了上個世紀七十年代，人們開始逐漸認識到工業(yè)的飛速發(fā)展給環(huán)境帶來了各種各樣的問題。我國雖然資源豐富，但我國人口眾多，資源的人均占有量少，并且隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們對于居住舒適度要求的增加，使得空調(diào)的使用越來越普遍，使得資源的消耗量增加，人均資源占有量減少。因此，在建筑設(shè)計中，節(jié)能設(shè)計是我們應該重點考慮的設(shè)計因素，其中，被動式建筑設(shè)計是節(jié)能設(shè)計中的一個重要方面，“被動式建筑設(shè)計是指在規(guī)劃建筑方案設(shè)計過程中，根據(jù)建設(shè)基地區(qū)域氣候特征，遵循建筑環(huán)境控制技術(shù)基本原理，綜合建筑功能要求和形態(tài)設(shè)計等需要，合理組織和處理各建筑元素，使建筑物不需依賴空調(diào)設(shè)備而本身具有較強的氣候適應和調(diào)節(jié)能力，創(chuàng)造出有助于促進人們身心健康的良好建筑內(nèi)外環(huán)境”[1]本文將對節(jié)能設(shè)計中的被動式節(jié)能進行簡單的列舉與總結(jié)。

一、地域性對被動式建筑設(shè)計的影響

(一)環(huán)境因素

環(huán)境因素可以分為氣候、場地風環(huán)境及場地地形環(huán)境三方面。首先是關(guān)于氣候，我國土地廣闊，南北緯度跨度達近五十度，東西經(jīng)度跨度達六十多度，因此我國不同地區(qū)氣候差異較大，對于不同的氣候地區(qū)，其被動式建筑設(shè)計的方法也不同。綜合來看，我國的氣候大致可以分為五種類型，即嚴寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)、溫和地區(qū)。對于嚴寒地區(qū)與寒冷地區(qū)，要重點考慮保證冬季的保溫，減小建筑的體型系數(shù)，在保證室內(nèi)采光的情況下盡量降低窗墻比；對于夏熱冬冷地區(qū)，要重點考慮夏季的隔熱問題以及冬季的保溫問題，建筑的體型系數(shù)不宜過小，適當增加窗戶的面積，設(shè)置遮陽板并考慮室內(nèi)的自然通風；對于夏熱冬暖地區(qū)，要重點考慮太陽的輻射問題，外墻面盡量采用淺色飾面，屋頂要考慮隔熱，同時設(shè)置遮陽板；對于溫和地區(qū)，墻體及屋頂?shù)葒o結(jié)構(gòu)要采用蓄熱性能材料，同時也要設(shè)置遮陽板。其次是關(guān)于場地風環(huán)境，風環(huán)境是建筑室外環(huán)境的重要因素，良好的風環(huán)境可以提高場地的舒適性，同時也為單體被動式建筑設(shè)計減輕負擔。場地風環(huán)境設(shè)計重點從兩個方面進行考慮。一方面，“冬季防風設(shè)計：利用建筑阻隔冷風，即通過適當布置建筑物來降低風速；設(shè)置風障；避開不利風向，主要開口部位和街道避開冬季主導風向”[2]。另一方面，“夏季或過渡季通風設(shè)計：建筑主立面宜以一定的夾角迎向過渡季和夏季的主導風，建筑面寬不宜過大；建筑間距應適當避開前面建筑的漩渦區(qū)；為了促進通風，建筑布局應盡量采用行列式和自由式”[2]最后是關(guān)于場地地形環(huán)境，場地按地形來分共分為兩種，一種是平地，另一種是坡地，平地設(shè)計較為簡單，“對于坡度較大的地形要盡量保護地表原有的地形和植被，盡量采用少接地的被動式建筑設(shè)計；合理設(shè)計建筑形體達到與地段整體環(huán)境的和諧”[3]對于不同的地形，要采取不同的被動式規(guī)劃設(shè)計，這樣既減少了在施工前期平整場地的麻煩，降低成本，同時又能使建筑與環(huán)境更好的結(jié)合，還能形成新穎的建筑造型，例如賴特的流水別墅。

(二)文化因素

文化因素包括歷史、風俗習慣及凝聚地方特色的事物這三方面。歷史是指當?shù)爻霈F(xiàn)的歷史事件、遺留的歷史事物等，例如我國的古建筑中的寺廟、佛寺、佛塔等。風俗習慣指的是該地區(qū)內(nèi)，人們的生活習慣，即在特定社會文化區(qū)域內(nèi)歷代人們共同遵守的行為模式。凝聚地方特色的事物指的是能代表地區(qū)精神或者該地區(qū)特產(chǎn)的事物等。這三項因素將會控制著建筑設(shè)計中的多個方面，如建筑的朝向、平面的形式、建筑使用的材料等。所以在建筑設(shè)計的過程當中，建筑師應該注意考慮當?shù)氐奈幕O(shè)計出合理、符合當?shù)靥厣谋粍邮浇ㄖ?/p>

(三)技術(shù)因素

技術(shù)因素主要包括結(jié)構(gòu)、材料及細部設(shè)計這三方面。結(jié)構(gòu)是建筑能夠建成的重要因素，結(jié)構(gòu)直接影響著建筑的空間形式、建筑形態(tài)、屋頂形式以及建筑的造價等。材料既是建筑表現(xiàn)的重要方面，又關(guān)系著建筑的保溫隔熱、建筑的采光以及建筑的遮陽等，建筑師在選擇建筑材料時，要結(jié)合當?shù)氐臍夂蛱攸c，盡量選擇當?shù)氐牟牧希缥覈鞅辈康貐^(qū)的窯洞，巧妙的利用當?shù)氐狞S土材料，使室內(nèi)環(huán)境保持冬暖夏涼的特點，既保證了室內(nèi)的舒適度，又減少了能源的消耗，節(jié)約了環(huán)境，同時還降低了建筑的造價。

二、建筑設(shè)計中應為被動式節(jié)能設(shè)計考慮的因素

(一)總體環(huán)境布局

在建筑的總體布局上，考慮建筑朝向的同時也應考慮太陽的角度的變化。在西方國家曾經(jīng)出現(xiàn)過可以旋轉(zhuǎn)的建筑，即采用向日葵始終朝向太陽的仿生原理，建筑也會隨著太陽的旋轉(zhuǎn)而不斷調(diào)整角度，進而最大限度的接收太陽能來進行太陽能發(fā)電，而且這幢建筑追蹤太陽所消耗的電力僅為太陽能發(fā)電的1%。

(二)建筑空間

在進行建筑設(shè)計時，要考慮季節(jié)、氣候等的變化，盡可能的利用自然界中的風能、光能，從而減少建筑中的人工照明及通風，減少能源的消耗。

(三)建筑的維護結(jié)構(gòu)

建筑的維護結(jié)構(gòu)即建筑的墻體、門窗以及屋頂。對于建筑的墻體，盡量采用空心墻體，即在墻體中形成空氣層，由于空氣的導熱系數(shù)較小，這樣既減少了室內(nèi)外熱量的傳遞，起到很好的阻隔作用，同時又減少了建筑用料，降低了造價。對于建筑的門窗，是整棟建筑內(nèi)熱量損失最大的部位，隨著建筑技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)并普及了雙層玻璃、low-e玻璃等，對于減少熱量傳遞、提高室內(nèi)的舒適程度起到了很大的作用。在我國南部地區(qū)，建筑設(shè)計時在門窗部位要考慮遮陽板的設(shè)置。

在我國，隨著生活水平的不斷提高，建筑的能量消耗的在不斷增加，在我國環(huán)境惡化、資源緊缺的情況下，被動式建筑是減少建筑能耗的重要方法，在減少建筑耗能的情況下，提高人們生活環(huán)境的舒適程度。

【參考文獻】

[1]夏偉.基于被動式設(shè)計策略的氣候分區(qū)研究[D].北京：清華大學，2008：38

[2]張小玲.我國被動式房屋發(fā)展現(xiàn)狀[J].建設(shè)科技，2015(15):16-27

[3]宋曄皓，王嘉亮，朱寧.中國本土綠色建筑被動式設(shè)計策略思考[J].建筑學報，2013(07):94-99