被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究

文/王香兵 山西四建集團(tuán)有限公司 山西太原 030000

1、被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)的重要意義

這幾年，房地產(chǎn)業(yè)快速的發(fā)展，加快了現(xiàn)代化城市建設(shè)的發(fā)展，與此同時(shí)也增加了能源的消耗。政府就開始倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，每個(gè)人都開始重視對(duì)環(huán)境的保護(hù)。環(huán)境保護(hù)與節(jié)約能源的消耗與人們的生活是離不開的，人們生活質(zhì)量的提高加快了能源的消耗，帶來的污染問題也比較多?，F(xiàn)在人們不僅對(duì)住房的結(jié)構(gòu)有所要求，還對(duì)住房的舒適度要求十分高。所以，在對(duì)建筑方面的材料質(zhì)量要求就不斷提高。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)理念現(xiàn)在都不能夠達(dá)到人們的要求。那么我們就可以把被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)加入在房屋建筑當(dāng)中，將其納入建筑設(shè)計(jì)成已成為時(shí)代的主題。

2、設(shè)計(jì)原則

2.1 因地制宜

因?yàn)槲覈且粋€(gè)占地面積十分大的國家，每個(gè)地區(qū)的環(huán)境都不一樣，所以采用的建筑設(shè)計(jì)方式都是不同的。比如：北方的冬季是比較寒冷且十分干燥，相對(duì)于南方來說就需要抵制寒冷保暖設(shè)計(jì)加厚的墻部，將被動(dòng)建筑設(shè)計(jì)運(yùn)用其中還要考慮天氣寒冷的因素，在保證房屋溫度適宜的前提下節(jié)約能源的損耗。與此相反，對(duì)于夏季的南方來說，天氣是又熱又潮，我們要考慮房屋要朝著向陽的方向，還要通風(fēng)散熱，在選擇材料和房屋設(shè)計(jì)是就要考慮該地的天氣和環(huán)境。

2.2 資源循環(huán)

節(jié)約能源的損耗是資源循環(huán)利用的重要方法，同時(shí)也是被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)中的重要理念，為了保證室內(nèi)居住的舒適與環(huán)保，就要將資源合理的重復(fù)利用達(dá)到節(jié)約成本的目的。舉個(gè)例子，北方的哈爾濱，四季分明的城市，冬季冷的寒風(fēng)入骨，最寒冷的時(shí)候溫差達(dá)到六十?dāng)z氏度，對(duì)于被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)就是一個(gè)難題。為了保證自然資源的合理化使用，我們?cè)谠O(shè)計(jì)建筑時(shí)用的是太陽能來取暖，少用煤炭來保暖。其實(shí)我們都知道，北方的冬天用煤炭的燒火取暖，最易導(dǎo)致環(huán)境污染，霧霾很嚴(yán)重，因此，利用可再生的資源取暖，可以減少污染的排放，環(huán)保又節(jié)能。

2.3 氣候分區(qū)

地點(diǎn)和氣候的區(qū)別是被動(dòng)式建筑在設(shè)計(jì)的重要階段，分析各個(gè)地方的氣候來運(yùn)用被動(dòng)式技術(shù)，就可以掌握氣候的不同之處。運(yùn)用被動(dòng)式技術(shù)就要考慮氣候的因素，比如說太陽，輻射熱量和室外溫度是提高其利用率的主要原因，它們都是不可或缺的，少了其中一個(gè)都無法發(fā)揮最大的利用率。夏天預(yù)熱的過程中需要通風(fēng)系統(tǒng)的配合，例如屋外的氣候溫度過高，風(fēng)力過大，通風(fēng)系統(tǒng)都不會(huì)達(dá)到想要的效果。總的來說，要想將被動(dòng)式技術(shù)運(yùn)用到實(shí)際生活當(dāng)中，就要把握好氣候因素。

根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，東北北部、南海諸島、昆明、廣東、廣西以及青藏高原等地區(qū)都不是四季分明的城市，其余城市基本都是冬天冷夏天熱，氣候變化較大。當(dāng)然對(duì)四季溫差大的城市，該怎么運(yùn)用被動(dòng)式設(shè)計(jì)呢？我們可以分析各個(gè)地區(qū)的氣候，劃分地域，保證設(shè)計(jì)方案的有效性。

3、被動(dòng)式超低能耗建筑的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

3.1 采光通風(fēng)系統(tǒng)

節(jié)約能源的消耗的有效方法就是通風(fēng)系統(tǒng)和良好的采光的運(yùn)用，選光就要選自然光。要想光線好，房屋設(shè)計(jì)就要選擇坐北朝南的方向，室內(nèi)裝修顏色選擇亮色，還可以選擇墻體、地板、反光的器材增加室內(nèi)的光線。降低溫度首選的就是門、窗戶的自然通風(fēng)，采用智能化通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度，節(jié)約能源的消耗。另外，還要考慮建筑物的設(shè)計(jì)遮蔽陽光，防止陽光照射到室內(nèi)增加溫度的上升。遮陽方法可以分為三種分別是：水平遮陽、擋板遮陽、垂直遮陽。擋住窗戶上部的陽光就是水平遮陽，適用于南向外窗；運(yùn)用百葉窗和花格遮蔽陽光就是擋板遮陽；遮蔽窗戶兩邊的陽光就是垂直遮陽，適用于北向外窗。

3.2 建筑熱橋阻斷

熱傳導(dǎo)性好的混凝土材料實(shí)質(zhì)上是物理效應(yīng)起的效果，房屋內(nèi)的保暖裝置做的好但是通風(fēng)系統(tǒng)卻不好，導(dǎo)致室內(nèi)外溫差過大，在冷熱溫度的壓力下墻體受熱不均勻就產(chǎn)生了熱橋效應(yīng)，室內(nèi)就會(huì)滲出水、有水珠接在地板上就會(huì)很潮以至于發(fā)霉。為了防止熱橋效應(yīng)，可以采用隔熱橋、中空的玻璃、保溫板等把取暖的空間包住，與墻體的厚度一樣。防止熱橋效應(yīng)的目的就是降低能源的損耗，是室內(nèi)的溫度達(dá)到冬暖夏涼的效果，這種方法就像被雪糕用厚的被子包裹起來隔熱，防止熱橋效應(yīng)產(chǎn)生。

3.3 減少建筑能耗

建筑物給人們提供了居住地和工作的場(chǎng)所，無形之中也成為了不可再生能源的一種消耗，利用被動(dòng)式超低能耗建筑的改良設(shè)計(jì)，將可再生的能源轉(zhuǎn)化為可利用的資源的損耗。中國現(xiàn)在在建筑方面能源消耗最大的就是制冷系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)，設(shè)計(jì)低耗能的技術(shù)時(shí)，把供暖系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)作為研究設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。針對(duì)供暖系統(tǒng)低能耗改良時(shí)，可以在外部的墻體中放入保溫板，起到保溫的作用，降低人們對(duì)取暖設(shè)備的依賴。針對(duì)制冷系統(tǒng)的低耗能改良時(shí)，依據(jù)太陽光的強(qiáng)度，安裝遮擋陽光的設(shè)備，減少陽光的射入，降低室內(nèi)溫度，使人們減少對(duì)空調(diào)的使用，降低電能源的消耗。

3.4 利用可再生能源替代傳統(tǒng)能源

對(duì)被動(dòng)式超低能耗建筑的優(yōu)化，提高了可再生能源的轉(zhuǎn)化率?？稍偕茉吹氖褂媒档土瞬豢稍偕茉吹膿p耗，提升了人們的生活質(zhì)量。我國西北地區(qū)可以通過建設(shè)風(fēng)能轉(zhuǎn)化設(shè)備，因?yàn)榈貏?shì)屬于平原地區(qū)，風(fēng)沙十分大，把可再生風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能提供電力，降低了電力能源的損耗；對(duì)于處于沿海地區(qū)的人們，可以利用水資源，通過水位差與水的流速，將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能的系統(tǒng)，原理就是能量之間的轉(zhuǎn)化，儲(chǔ)存電力，錯(cuò)開用戶用電的高峰期，降低火力發(fā)電廠的壓力；利用太陽光的照耀，把太陽能轉(zhuǎn)換成電能，可以用在家用的電視機(jī)、熱水器、空調(diào)等設(shè)備，降低電量的使用，用戶還可以儲(chǔ)存電力，供電局停電時(shí)，就能正常使用電；降低不可再生能源的損耗提高可再生能源的使用，減輕地球的壓力，提高人民的生活質(zhì)量。

3.5 創(chuàng)建環(huán)境技術(shù)

人們最喜歡的通風(fēng)方式就是打開窗戶，降低室內(nèi)溫度，自然的通風(fēng)方式，讓人們處于一種舒適的狀態(tài)之中，對(duì)于這一點(diǎn)被動(dòng)式超低能耗建筑的設(shè)計(jì)也考慮到了。除此之外，由于一些原因無法從外面獲得自然風(fēng)時(shí)，被動(dòng)式超低能耗建筑利用其有效的新風(fēng)設(shè)備給人們提供涼爽，保證室內(nèi)溫度的適宜。

結(jié)論：

總結(jié)全文，本文首先對(duì)被動(dòng)式超低能耗建筑的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了講解，接著對(duì)現(xiàn)代社會(huì)面臨的問題以及現(xiàn)狀分析，最后對(duì)其使用范圍研討，能夠降低建筑能源消耗、加強(qiáng)建筑物的通風(fēng)、提升建筑的采光性、提高可再生資源的利用率。希望我國的科學(xué)技術(shù)不斷提高，被動(dòng)式超低能耗建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠在更多的領(lǐng)域運(yùn)用，降低不可在生能源的損耗，提高人們的生活質(zhì)量。