被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑一體化設(shè)計(jì)策略分析

陳茜

摘 要：現(xiàn)階段我國(guó)處于快速發(fā)展時(shí)期，各個(gè)地區(qū)越來(lái)越重視節(jié)能建筑。關(guān)于節(jié)能型建筑首先會(huì)考慮到的就是太陽(yáng)能建筑，隨著科技的進(jìn)步被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑一體化設(shè)計(jì)也越發(fā)成熟，不僅具有很高的技術(shù)含量，資源消耗較低，同時(shí)還可以有效實(shí)現(xiàn)可再生能源的利用，進(jìn)而對(duì)我國(guó)環(huán)境保護(hù)作出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：被動(dòng)式;太陽(yáng)能建筑;一體化設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.104

近幾年在我國(guó)可再生能源戰(zhàn)略背景下，基于太陽(yáng)能技術(shù)的建筑得到了迅速的發(fā)展，同時(shí)相關(guān)整合技術(shù)也愈發(fā)成熟，一體化設(shè)計(jì)也逐漸完善。被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑會(huì)受到多種因素的影響，因此需要在設(shè)計(jì)時(shí)認(rèn)真分析，考慮到所有因素促進(jìn)建筑一體化。只有這樣才可以提高被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑的效果。

1 被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑外部環(huán)境設(shè)計(jì)策略

太陽(yáng)能建筑主要是利用自然資源來(lái)為人們創(chuàng)造更加舒適的生活環(huán)境，并且減少人們對(duì)自然環(huán)境的影響，所以外在的環(huán)境會(huì)對(duì)被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑的實(shí)際效果產(chǎn)生最為直接的影響。

1.1 充分考慮建筑周?chē)匦?/p>

被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑在選擇地址時(shí)必須要謹(jǐn)慎，因?yàn)橹車(chē)匦螘?huì)對(duì)被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑物的采光效果產(chǎn)生直接影響。主要是因?yàn)槎镜臍饬鲿?huì)在凹區(qū)形成“霜洞”效應(yīng)，這樣建筑的能耗也會(huì)大大增加。在一些較為炎熱的區(qū)域，可以選擇靠近水面的位置，這樣當(dāng)進(jìn)入夏季后，通過(guò)蒸發(fā)作用會(huì)帶走部分的熱量，其次水面邊的風(fēng)也會(huì)讓人們感到清爽。所以被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑設(shè)計(jì)者應(yīng)認(rèn)真研究基地條件，只有這樣才可以與之緊密結(jié)合，充分發(fā)揮出被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑的效果。除此之外，還可以根據(jù)基地的周?chē)h(huán)境及地貌特點(diǎn)，了解當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)構(gòu)成，進(jìn)而能夠更加有效的保護(hù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境資源，優(yōu)化小區(qū)域的環(huán)境氣候。

1.2 與氣候相結(jié)合

氣候條件由多個(gè)因素所組成，最?？紤]到的是日照情況以及炎熱寒冷程度，陽(yáng)光是被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑所使用的主要能源，因此若氣候條件較好，才可以充分發(fā)揮出被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑的作用，因此在一體化設(shè)計(jì)時(shí)要充分分析當(dāng)?shù)氐奶?yáng)高度、日照情況等。

1.3 與周?chē)ㄖ嘟Y(jié)合

周?chē)慕ㄖ锸窃O(shè)計(jì)被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑所必須考慮的因素，建筑物之間必須要保持足夠的日照距離。同時(shí)針對(duì)不同的建筑，可以通過(guò)圍合、退臺(tái)以及錯(cuò)位等方式進(jìn)行布局，爭(zhēng)取太陽(yáng)能的最大化利用。

2 被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑本體設(shè)計(jì)策略

在一體化設(shè)計(jì)時(shí)，建筑物的外部形狀結(jié)構(gòu)會(huì)影響到內(nèi)部的采暖以及空調(diào)使用情況，因此在確定主題建筑形態(tài)時(shí)必須要考慮到外部的環(huán)境因素，全面衡量冬夏兩季的優(yōu)勢(shì)來(lái)進(jìn)行確定。

2.1建筑體型系數(shù)設(shè)計(jì)

建筑體系系數(shù)只有科學(xué)合理，才可以盡可能的減少能量流失的速度。通過(guò)對(duì)建筑體型系數(shù)分析可知：當(dāng)系數(shù)越大，則說(shuō)明散熱面積越大，因此所需要的能耗更高，反之亦然。被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑必須保持在較低的體型系數(shù)下，同時(shí)盡量增加建筑物的南向面積，只有這樣才可以充分利用光能，進(jìn)而發(fā)揮出被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑本應(yīng)有的作用。

2.2 建筑屋頂一體化設(shè)計(jì)

被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑的屋頂在設(shè)計(jì)時(shí)需要做到炎熱時(shí)吸熱少，寒冷時(shí)熱量流失少，只有這個(gè)才可以對(duì)熱能進(jìn)行有效的控制，進(jìn)而降低建筑內(nèi)部的供熱與制冷。首先在建筑采暖冷卻方面，寒冷區(qū)域的被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑應(yīng)盡可能的吸收太陽(yáng)的輻射，建筑頂部在設(shè)計(jì)時(shí)選擇性吸收膜的不銹鋼板，下部則可以設(shè)計(jì)通風(fēng)管道，使用供氣風(fēng)扇將經(jīng)過(guò)太陽(yáng)能輻射后的熱空氣輸送到室內(nèi)進(jìn)行取暖，防水材料可以選擇具有良好保溫性能的，盡可能的降低建筑屋頂?shù)纳崴俣?炎熱地區(qū)的被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑屋頂應(yīng)盡量進(jìn)行散熱設(shè)計(jì)，可以安裝通風(fēng)夾層，通過(guò)熱壓作用實(shí)現(xiàn)自然通過(guò)散熱，加快屋頂?shù)纳崴俣?，其次還可以在屋頂設(shè)計(jì)水池或者種植植物，進(jìn)而達(dá)到隔熱的效果，同時(shí)還可以達(dá)到建筑綠化環(huán)保的效果。

2.3 建筑墻體結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)

被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑墻體部分的作用可以分為隔熱保溫、集熱與蓄熱三個(gè)方面。首先在炎熱區(qū)域，通過(guò)遮陽(yáng)技術(shù)可以最大幅度降低太陽(yáng)輻射，這樣室內(nèi)空調(diào)制冷的能耗也會(huì)大大降低。遮陽(yáng)技術(shù)分為外置與內(nèi)置兩種，外置的設(shè)計(jì)基本可以遮擋100%的太陽(yáng)直射，遠(yuǎn)強(qiáng)于內(nèi)置設(shè)計(jì)。其次在建筑墻體保溫設(shè)計(jì)方面，一體化的理念會(huì)將保溫與隔熱結(jié)合起來(lái)，通過(guò)相互配合讓建筑物具有更加優(yōu)秀的性能，可以使用新型的絕熱材料增強(qiáng)保溫隔熱效果，也可以在外墻種植爬藤植物。最后在建筑墻體集熱與散熱方面的設(shè)計(jì)，一般是運(yùn)用于寒冷區(qū)域或者冬季較長(zhǎng)的區(qū)域，建筑南面的墻體在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)最大限度獲得太陽(yáng)輻射，同時(shí)盡可能的降低其它面的散熱速度，在中間部分的設(shè)計(jì)需要考慮到蓄熱問(wèn)題，可以設(shè)置陽(yáng)光間，讓經(jīng)過(guò)太陽(yáng)輻射加熱的空氣能夠流動(dòng)到室內(nèi)。

2.4 建筑窗戶(hù)一體化設(shè)計(jì)

在被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑隔熱保溫方面，窗戶(hù)與其它構(gòu)件相比較總的傳熱系數(shù)最大，通過(guò)窗戶(hù)進(jìn)出的熱能最多，因此在一體化設(shè)計(jì)時(shí)首先需要確保窗戶(hù)的密封效果，這對(duì)于建筑整體能耗的節(jié)約而言具有著重要的意義?，F(xiàn)階段所采用的基本為雙層中空玻璃結(jié)構(gòu)，與常規(guī)的玻璃相比較能夠減少約一半的熱散失，具有良好的節(jié)能效果。被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑窗戶(hù)的設(shè)計(jì)不僅需要有效控制陽(yáng)光，同時(shí)還需要對(duì)輻射熱的進(jìn)入量進(jìn)行控制。目前最為先進(jìn)的是日本所使用的熱感應(yīng)隔熱窗戶(hù)，通過(guò)熱壓作用來(lái)對(duì)進(jìn)出室內(nèi)的熱量進(jìn)行有效的控制。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑必須綜合多方面的因素去考慮，科學(xué)合理的設(shè)計(jì)建筑形態(tài)、體型系數(shù)、屋頂及窗戶(hù)等，這樣才可以充分發(fā)揮出被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑的作用，進(jìn)而真正實(shí)現(xiàn)一體化設(shè)計(jì)理念。

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