試述被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論與方法

李筱峰

摘 要：在我國(guó)綠色建筑領(lǐng)域的發(fā)展過程中采暖系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)以及照明系統(tǒng)等方面的設(shè)計(jì)均屬于綠色建筑設(shè)計(jì)中的主動(dòng)設(shè)計(jì)，而建筑工程所在地的地形地貌以及氣候條件等方面的設(shè)計(jì)則屬于被動(dòng)設(shè)計(jì)。加強(qiáng)這些被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)，不僅可以降低建筑能源的消耗，還可以有效提升建筑物的舒適度，提升綠色建筑的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。基于此，本文重點(diǎn)圍繞被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論與方法展開了分析。

關(guān)鍵詞：被動(dòng)式建筑;設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論;設(shè)計(jì)方法

與傳統(tǒng)建筑相比，被動(dòng)式建筑有著非常突出的優(yōu)勢(shì)。其中尤以節(jié)能方面的優(yōu)勢(shì)最為突出。加強(qiáng)被動(dòng)式建筑的應(yīng)用，不僅可以提升城市居民日常居住條件的健康度和舒適度，還可以有效減少建筑物在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的費(fèi)用，加強(qiáng)建筑預(yù)算控制。另外，被動(dòng)式建筑的設(shè)計(jì)核心就是節(jié)能與環(huán)保，所以加強(qiáng)被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)，有利于我國(guó)氣候保護(hù)以及可再生資源的合理利用。

1 被動(dòng)式建筑及其設(shè)計(jì)的相關(guān)概述

被動(dòng)式建筑最先由德國(guó)提出，指的是在密閉結(jié)構(gòu)下進(jìn)行房屋的建設(shè)。在被動(dòng)式建筑的建設(shè)過程中，保溫建筑構(gòu)件是最主要的施工材料，所以在不安裝傳統(tǒng)的空氣系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)的情況下，也可以讓人們有一個(gè)舒適的體驗(yàn)，且整個(gè)建筑系統(tǒng)的耗能非常低。這種建筑類型的提出與發(fā)展，對(duì)于世界建筑領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生了影響，并引導(dǎo)人們開始形成舒適、健康、低能耗的生活方式。但是這種類型的被動(dòng)式建筑對(duì)于建筑構(gòu)件的要求比較苛刻、例如施工材料應(yīng)當(dāng)還是用保溫性能較好、具有一定外隔熱性能的材料，而窗戶也要優(yōu)先選擇具有較強(qiáng)保溫、隔熱性能的窗戶。與此同時(shí)，為了避免熱橋現(xiàn)象的出現(xiàn)，不僅要確保建筑外殼的氣密性能非常好，還要安裝上新風(fēng)系統(tǒng)，對(duì)熱量進(jìn)行有效的回收。

2 被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論

1）被動(dòng)式建筑的相關(guān)定義。被動(dòng)式建筑指的是通過分析建筑物與當(dāng)?shù)貐^(qū)域氣候之間的關(guān)系，并通過合理的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)二者之間平衡，從而在滿足城市居民對(duì)建筑物基本使用需求的基礎(chǔ)上降低資源消耗，提升建筑物運(yùn)行穩(wěn)定性。在被動(dòng)式建筑的建設(shè)過程中，要想盡可能的避免各種能量的不必要損失，就必須要對(duì)當(dāng)?shù)氐膮^(qū)域氣候進(jìn)行詳細(xì)的分析，合理把握區(qū)域氣候的變化規(guī)律，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行建筑朝向、保溫層厚度以及外墻厚度等指標(biāo)的確定。這樣一來，既可以滿足人們對(duì)于建筑物的使用需求，又可以提升整個(gè)建筑運(yùn)行的節(jié)能效果。

2）被動(dòng)式建筑的設(shè)計(jì)理念。分析被動(dòng)式建筑的設(shè)計(jì)理念，發(fā)現(xiàn)其主要是圍繞建筑物的空間形態(tài)以及環(huán)境結(jié)構(gòu)來展開設(shè)計(jì)工作的，目的是達(dá)到降低能耗的目標(biāo)。結(jié)合區(qū)域氣候變化規(guī)律進(jìn)行建筑物設(shè)計(jì)，需要對(duì)區(qū)域氣候進(jìn)行有效的控制，確?？梢詾槿藗儬I(yíng)造出一個(gè)相對(duì)舒適的室內(nèi)環(huán)境。一般情況下，對(duì)于區(qū)域氣候的控制方法主要有兩種：第一種是被動(dòng)式方法，即圍繞建筑物本身，縮小室外氣候與室內(nèi)舒適氣候的差距;第二種是主動(dòng)式方法，即借助一定的設(shè)備來加強(qiáng)區(qū)域氣候的控制。目前，我國(guó)主要是通過被動(dòng)式方法來使建筑物進(jìn)行氣候的調(diào)節(jié)，即通過對(duì)不同建筑元素的處理，來提升建筑物的使用性能，使其滿足人們對(duì)于氣候的需求。

3）被動(dòng)式建筑的設(shè)計(jì)目標(biāo)。被動(dòng)式建筑的設(shè)計(jì)目標(biāo)主要涉及以下三方面。首先是經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)，即在招投標(biāo)模式不斷發(fā)展的形式下，施工單位能夠獲得的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)也越來越小。在這種情況下，必須要加強(qiáng)被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)控制，確保施工成本合理的基礎(chǔ)上順利的完成施工建設(shè)，提升施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。其次是環(huán)境保護(hù)目標(biāo)，即被動(dòng)式建筑的設(shè)計(jì)需要盡可能的降低對(duì)各種資源與能源的消耗，降低建設(shè)過程中建筑廢棄物和建筑垃圾的排放，實(shí)現(xiàn)建筑工程與周圍生態(tài)環(huán)境之間的協(xié)調(diào)發(fā)展。最后是社會(huì)價(jià)值目標(biāo)，即在完成被動(dòng)式建筑的建設(shè)之后，要確保建筑物的惠民性、資源利用性以及公平性符合當(dāng)前的社會(huì)價(jià)值要求。只有這樣，被動(dòng)式建筑才會(huì)產(chǎn)生較高的社會(huì)價(jià)值[1]。

3 被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)需要遵循的原則

1）以人為本原則

任何建筑物的施工建設(shè)，都是為了將更好的服務(wù)提供給區(qū)域居民，滿足區(qū)域居民的日常生活需求。在這種情況下，就需要遵循以人為本的原則展開被動(dòng)式建筑的設(shè)計(jì)工作。首先，設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)區(qū)域居民對(duì)建筑物使用需求的調(diào)研與分析，并根據(jù)實(shí)際情況確定被動(dòng)式建筑的風(fēng)格、戶型以及大小等，保證被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)結(jié)果的適用性。其次，設(shè)計(jì)人員要對(duì)區(qū)域氣候進(jìn)行充分的了解，從而通過綠色植物的合理分布來提升居住環(huán)境的舒適度，加快綠化工程的建設(shè)[2]。

2）生態(tài)建設(shè)原則。隨著建筑工程施工技術(shù)的日益完善，建筑工程的施工規(guī)模也越來越多。在這種情況下，越來越多的建筑小區(qū)內(nèi)部環(huán)境也開始形成一個(gè)個(gè)小型的生態(tài)系統(tǒng)，使得小區(qū)居民的生活條件有了很大的提升。在這種情況下，需要遵循生態(tài)建設(shè)的原則展開被動(dòng)式建筑的設(shè)計(jì)工作。例如，可以對(duì)被動(dòng)式建筑結(jié)構(gòu)中的采光窗、側(cè)窗以及天窗等位置進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，確保建筑與小區(qū)空氣循環(huán)體系進(jìn)行充分的融合，提升小區(qū)環(huán)境的氣候流通率。

3）因地制宜原則。一般情況下，被動(dòng)式建筑的建設(shè)模板并不相同，其相應(yīng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容也需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。在這種情況下，就必須要遵循因地制宜的原則展開被動(dòng)式建筑的設(shè)計(jì)工作。對(duì)此，設(shè)計(jì)人員要意識(shí)到前期調(diào)研以及資料準(zhǔn)備工作的重要性，確?？梢詼?zhǔn)確的保溫區(qū)域氣候的變化規(guī)律。只有這樣，設(shè)計(jì)人員才能夠通過合理的設(shè)計(jì)提升建筑對(duì)自然氣候的利用率，減少各種資源與能源的消耗與浪費(fèi)。

4 被動(dòng)式建筑的設(shè)計(jì)方法

1）建筑體型的設(shè)計(jì)。一般情況下，溫帶地區(qū)的建筑物的設(shè)計(jì)需要盡可能的適應(yīng)溫帶氣候的變化規(guī)律，熱帶地區(qū)的建筑物的設(shè)計(jì)需要盡可能的適應(yīng)熱帶氣候的變化規(guī)律。而這也就決定了不同地區(qū)的建筑風(fēng)格有著明顯的差異。所以，結(jié)合區(qū)域氣候的變化規(guī)律來進(jìn)行被動(dòng)式建筑體型的設(shè)計(jì)非常重要。如果是在寒冷地區(qū)，那么可以采取緊湊的方式設(shè)計(jì)建筑體型，確保被動(dòng)式建筑的采暖效果。而在氣候相對(duì)溫和的地區(qū)，建筑體型的選擇上就更加豐富。隨著被動(dòng)式建筑的發(fā)展，其相應(yīng)的建筑體型設(shè)計(jì)也形成了一定的標(biāo)準(zhǔn)。例如，狹長(zhǎng)的伸展性建筑體型在采光方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，既可以避免相鄰建筑之間的遮擋，又可以節(jié)約土地面積，降低建筑對(duì)土地的占有面積。再例如“L”型和“U”型的建筑形式在通風(fēng)效果方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，可以通過區(qū)域氣候的風(fēng)速與風(fēng)向來確定建筑的開口方向。

2）被動(dòng)式建筑的規(guī)劃布局。針對(duì)被動(dòng)式建筑的規(guī)劃布局，需要從宏觀角度分析，從而可以對(duì)原有的地理?xiàng)l件以及生態(tài)平衡進(jìn)行有力的保護(hù)，又可以保證被動(dòng)式建筑布局的科學(xué)合理性，實(shí)現(xiàn)被動(dòng)式建筑與周邊生態(tài)環(huán)境的和諧相處。首先，在選址的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員就要充分考慮到地形地貌對(duì)建筑物采熱制冷、太陽輻射以及通風(fēng)換氣等方面的影響。其次，針對(duì)被動(dòng)式建筑朝向的設(shè)計(jì)，不僅要保證夏天可以避開過多的太陽輻射，還要保證冬天可以獲得充足的陽光照射。最后，針對(duì)被動(dòng)式建筑的群體布局，必須要對(duì)各個(gè)建筑之間的距離進(jìn)行科學(xué)的把握，確保不會(huì)因?yàn)榫嚯x不合理而影響被動(dòng)式建筑的通風(fēng)效果和采光效果。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著綠色建筑的發(fā)展，被動(dòng)式建筑的設(shè)計(jì)與應(yīng)用越來越受到業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。而要想保證被動(dòng)式建筑的設(shè)計(jì)效果，就必須要合理的利用被動(dòng)式建筑的基礎(chǔ)理論，遵循以人為本、生態(tài)建設(shè)以及因地制宜的原則展開被動(dòng)式建筑的設(shè)計(jì)與建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

[1]李敬.被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論與方法研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2020，（6）：848.

[2]于振華.被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論與方法研究[J].智能城市，2020，6（2）：35-36.