淺談建筑被動式節(jié)能設計

文/趙雪 大連都市發(fā)展設計有限公司 遼寧大連 116021

我國的人口數(shù)量龐大，國家的能源負擔將會加重，建筑物的總能源消耗及其所占比例將會繼續(xù)增長，因此，節(jié)能設計是當前的一項迫切任務。在掌握專業(yè)綠色建筑技術之前，每位建筑師應先從設計本身出發(fā)，通過建筑環(huán)境、體形、空間、構件的設計，實現(xiàn)節(jié)能設計的理念，然后研究一些更專業(yè)的主動節(jié)能技術。本文試圖通過對相關數(shù)據(jù)的查詢和以往設計的經(jīng)驗，從多個方面對相關的被動節(jié)能設計進行研究，以期獲得一些設計方法和啟示。

1、建筑被動節(jié)能設計的意義

1.1 能夠更大程度節(jié)省能源

目前在建筑當中應用被動節(jié)能方式進行設計可以在很大程度上對我國能源進行有效節(jié)省，這是目前采用此種節(jié)能技術一個非常主要的特點。在建設過程中如果應用節(jié)能設計可以大大減少其在以后應用當中對能源的使用，從而就起到了節(jié)能作用。通過采用這樣方式可以使目前社會上能源緊缺問題獲得很大緩解，與此同時也為社會更好更快發(fā)展提供了充足的能源，對于整個社會可持續(xù)發(fā)展有很大推進作用。

1.2 外遮陽策略

水平遮陽是根據(jù)太陽高度角的變化達到遮陽效果的措施。遮陽板一種是水平挑出建筑，遮陽效果與其寬度有關；另一種是平行遮擋在建筑窗前，對于層高較高或采光窗開得很大的建筑，此種方式非常有效，但需精心設計遮陽板，使之與建筑立面相協(xié)調(diào)并滿足使用功能要求。

1.3 總平面布局的合理安排

我們知道，建筑是其周圍環(huán)境的有機組成部分，建筑物的總體布局反映了建筑與周圍環(huán)境的對應關系，它對建筑的節(jié)能潛力亦具有重要影響。商場建筑在與基地條件相協(xié)調(diào)的過程中，應充分尊重微氣候環(huán)境，通過合理的平面布局達到有利于建筑的整體節(jié)能效果。建筑在基地中應坐北朝南，南側留出尺度上許可的室外空間，以利于爭取較多的冬季日照和過度季節(jié)的通風.這種方法要視基地具體條件、氣候狀況以及使用者的要求而定。

2、建筑被動式節(jié)能設計的策略

2.1 被動節(jié)能式場地設計

被動節(jié)能建筑在場地上的設計是非常廣泛的，它主要是將建筑當?shù)氐牡匦蔚貏萁Y合進去，在整體環(huán)境優(yōu)化的基礎上進行設置，以達到節(jié)能減排的效果。場地環(huán)境主要包括水資源利用、周邊植物生長程度、地形地勢等等。例如：設計者可以利用光能的走向和場地位置的結合來遮擋陽光，利用空氣、溫度等條件避免風襲來時使整體溫度降低，以致出現(xiàn)過于潮濕的情況。以杭州市的建筑研究場所的設計為例，來探究場地設置對整個大環(huán)境的影響。在這個項目中，設計者根據(jù)地勢的不同判斷出西北角是陽光的集中點，所以它在建筑設計的過程中，對建筑西北角的布局上進行創(chuàng)新，在兩邊種上一些高大的落葉喬木。這樣就可以達到夏日避免陽光輻射，冬日透光的作用。另外，最重要的是設計者懂得利用太陽能的輻射作用來吸收或者是稀釋陽光，為建筑的節(jié)能性創(chuàng)造了良好的條件。第二，建筑者在場地的東南角的土坡上建立了籃球場，籃球場具有一定的高度，可以擋住一部分從西北角傳來的風速，為主導風向起到了至關重要的作用。

2.2 被動式太陽能設計

提高建筑的節(jié)能減排，必然不能將太陽能脫離開來，它對整體的節(jié)能性規(guī)劃起到了重要作用。新型能源的合理利用使建筑的發(fā)展更加快速，更加符合當前的生活規(guī)律。

2.2.1 利用太陽能直接得熱

它是通過門窗的設計與歸位來實現(xiàn)的一種途徑，設計者根據(jù)建筑的朝向來規(guī)劃門窗的位置。它的工作原理是太陽光線通過門窗、玻璃、墻面等物質(zhì)直接照射在上面，光輻射在墻上或是門窗上會形成熱量的傳遞，在循環(huán)的過程中產(chǎn)生對流，使熱量分散為三個部分。第一部分通過空氣的阻隔散發(fā)出去，第二部分被墻面或者是窗戶吸收，進而使室內(nèi)溫度升高。第三個部分則是熱量在地面儲存，在地面溫度過低的時候釋放出來。由于直接得熱的傳遞速度非常的快，所以它能夠使教室或者是住宅區(qū)在白天的時候獲得足夠的熱能，達到節(jié)能性設計的作用。

2.2.2 間接式太陽能傳遞

間接式太陽能傳遞是利用集熱蓄熱墻來完成的。在此項目的設計當中，陽光通過擴大照射面積來向玻璃傳遞熱能，玻璃再將熱量發(fā)射到墻體當中，墻體有自動保溫的功效，它能夠?qū)崃吭谄鋬?nèi)部儲存，再將這部分熱量分步的傳送到室內(nèi)當中，保證室內(nèi)的溫度在一定范圍，達到節(jié)能建設的效果。

2.3 自然采光和通風的應用

在節(jié)能建筑的設計之中，自然采光與通風的應用必不可少。采光和通風設計必須貫徹國家的技術經(jīng)濟政策，充分利用自然光，創(chuàng)造良好的光環(huán)境，這是因為自然光環(huán)境是人們長期習慣和喜愛的工作環(huán)境。我國大部分地區(qū)處于溫帶，天然光充足，為利用天然光提供了有利條件，在白天的大部分時間內(nèi)能滿足視覺工作要求。這在我國電力緊張的情況下，對于節(jié)約能源有重要的意義。自然采光設計有以下幾個基本步驟：確定性能目標、確定自然采光的基本策略、確定外窗的基本策略、窗玻璃材料的選擇、開天窗的策略、與人工照明的整合。導光板的工作原理是采用不吸光的材料制成，但此種材料的反射強度必須在高頻的條件下，如鋁制材料就比較適用。導光板可以將光源在更遠的距離外進行反射，使陽光在建筑物頂部進行散射，它可以調(diào)節(jié)進入房屋當中的陽光數(shù)量，減少光伏的能源消耗，避免陽光刺眼等現(xiàn)象的發(fā)生。由于導光板的成本非常少，而利用效率又很高，所以它也是目前建筑節(jié)能設計中實用效率最高的物質(zhì)。在陽光強的時候，導光板的片狀金屬環(huán)可以作為遮擋源，避免強烈性輻射對人體的損害。在陽光弱的時候，它可以通過垂直收集功能，使陽光進入房間。

結語：

綜上所述，我們要充分利用被動式節(jié)能設計的設計要點進行合理的建筑節(jié)能設計，提高建筑的綜合利用效益，促進建筑節(jié)能事業(yè)的發(fā)展。