【摘 要】被动式节能是指经过运用自然气候资源的生态建筑设计原理,赋予建筑自身节能自然特点而完成的建筑节能,所以更为绿色环保,更对人类生存环境的可持续发展有利,变成建筑节能主动倡导的方向。本文将对建筑设计中的被动式节能设计实施探讨,
【关键词】建筑设计;节能设计;被动式设计
引言:被动式节能技术是指在建筑规划设计中经过对建筑朝向的科学布置、设置遮阳、建筑围护构造的保温隔热技术、对自然通风的建筑开口设计有利等方法完成对自然资源的充分运用,使室内光、热环境对机械设备的依赖程度降低,来达到建筑物冬季采暖、夏季制凉的结果。所以,实现建筑被动式节能变成了建筑业减少资源消耗的头等任务,这样不单能够缓解中国资源短缺的问题,还能够适应社会的发展主题,保护环境,做到不断发展。
1、自然采光的策略
1.1场地分析。在确定建筑的朝向和自然采光技术以前,确定自然光的进入形式是非常关键的,设计者首先一定要确定哪些活动需要直射自然光而什么是需要非直射自然光。为了确保在一天或一年中的合理时候得到太阳照射,设计者一定要建设设计准则,来分别何时何地将要太阳光或自然光。然后,这些信息就能够用于对目前的场地条件实施评估,并确定得到太阳光照的设计办法。比如,场地四周的建筑或树木也许会影响到自然采光,而入射角度的分析可以确定建筑在场地的适当部位以确保充足的自然采光。因为自然采光与日照紧密相关,对于居住建筑来说(还包含以院病房大楼、疗养建筑、幼儿园、托儿所、中小学教学楼等),还要考虑有关日照要求。
1.2空间布局。经过Ecotect软件计算出某市建筑最好的朝向,这样为根据来实施空间布局。在平面上,保证性住房以高层为主,对土地开发强度进行控制,起到土地集约运用的目的。高层建筑沿基地南侧与北侧用地边界直线布置,巧妙地利用起地块,留出开放空间。南北侧高层建筑互相错开,不但对争取更长的日照时间有利,也对建筑自身的自然通风有利。 地下空间应用光导管把室外的自然光引进到室内地下空间,明显提升日光的运用效率,优化地下空间环境质量,全面提高应用的舒适度。光导管照明在97%以上的光能运用率,室内都为漫射自然光,光线柔和,照度分布平均而且不用耗能。
1.3采光方位。因为太阳的高度与方位随着季节与每天时间的改变而改变,一定要科学的确定建筑的采光方位以最大化采光潜力并防止太多的太阳辐射与眩光。北向是自然采光的最好方向,因为来自这个方向的光线相对稳定。就算来自北向的光线数量相对少,但质量却相对高。并且这个方向也非常少遇到直接照射的阳光带来的眩光问题。特别在气候炎热的区域,因为一定要思考止射阳光带来的太多热量,南向的窗常常需要添加控制太阳光的建筑部件(像遮阳板),所以朝北的方向更合适。朝南的方向也是得到自然采光的相对好方向。不管是在每一天还是在每一年里,建筑物朝南的位置得到的阳光都是最多的。这一些额外的阳光在冬季和阴雨天气可以供应比北向多的采光。另外,在严寒与寒冷区域,南向窗所形成的温室效应,可以供应额外的热量以使满足采暖的需求得到部分,所以南向更合适。东向与西向是最不利的方向。太阳在东方或者西方时,在天空中的位量相对低。所以,会带来特别严重的眩光与阴影遮蔽等问题。
2、建筑设计中保证自然通风
2.1建筑体型设计
在设计建筑体型方面,留意下面多个方面:(1)扭曲平面的巧妙设计,增大朝向夏季主导风向的外表面积,优化吸风面的风环境。(2)由于势利导设计尖劈平面,用“尖劈”的形体朝向冬季主导风向,防止和冬季主导风向成垂直关系,以把冬季不利风流的影响削弱。(3)科学设计通透空间,在建筑的每层的合理高度设置开窗,能使室外风流大大疏通,对夏季通风有利。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆(4)掏空的空间在建筑中设置,以利于疏导和释放太大的室外风流。
2.2室外环境设计。
(1)掌握南向开敞空间,争取相对多的冬季日照与夏季通风。(2)充分运用自然空调,在建筑南侧能设置水面植被等,这样一方面能够运用水体蒸发来优化炎热条件,另一方面也能够在冬季加强太阳辐射的反射功能。(3)经过科学的设置灌木乔木部位,在建筑南侧引导风流进入建筑室内,而且让建筑北侧起到屏障的功能。(4)灵活组合构筑物挡风墙与导风板,并结合绿化整体设计,指引夏季风流,阻挡冬季恶性风流。
3、外遮阳策略
水平遮阳是以据太阳高度角的改变达到遮阳结果的方法。遮阳板一种是水平挑出建筑,遮阳效果和其宽度相关;另一种是平行遮挡在建筑窗前,对于层高相对高或采光窗开得非常大的建筑,这种方式特别有效,但要精心设计遮阳板,让其和建筑立面相协调并使应用功能要求得到满足。像某交通大学校区体育馆二层观众休息廊的外遮阳板不但有遮阳功能,更变成建筑造型的一部分,遮阳板使用渐变式穿孔铝板,高处遮阳板穿孔率低,能更有效地遮挡日光,穿孔率高的下部,不影响室内人们的视线通透性,这一种设计同时处理了遮阳板的平常清洁难题,板上的开孔对雨水冲刷灰尘有帮助。
竖向遮阳是依据太阳的方位角改变来达到遮阳效果的方法。像某大学商船学院楼的竖向构件随着弧形墙面开展,产生非常强的韵律感,不但具备非常好的遮阳结果,并且使建筑增添了美感。对比竖向遮阳与水平遮阳:在纬度低的位置,水平遮阳效果相对好;纬度愈高的位置,更理想的竖向遮阳效果;此外竖向遮阳对室内日照采光影响相对小,而水平遮阳尤其是阴天时,对室内自然采光的影响更显著。
4、保温隔热设计
4.1 西外墙双墙隔热设计
示范公寓南北外墙和东山墙使用200厚砂加气砼砌块。针对西晒问题在西山墙处使用带空气间层的双层墙体结构(双层砌块厚100mm+100mm,带100厚空气间层),这样产生加气混凝土自保温节能系统。检验结果表明:西墙内表面温度比相同材料相同厚度低2-3℃的单一外墙。
4.2 节能屋面保温隔热技术
示范公寓使用倒置式屋面保温隔热体系,在屋面防水层上铺设40厚绝热挤塑聚苯乙烯泡沫板作保温隔热层,能有效阻隔与延迟热量的传入。保温板上做40厚细石混凝土保护层,为屋面供应有效而持久的保温隔热功能。斜屋面处使用双层板构造,再加上通风百叶老虎窗在斜屋面设置一定的数量,让闷顶层空气流通,从而使夏季顶层宿舍室内温度降低了,完善了室内热环境,起到了非常好的节能结果。
结语:
总体而言,建筑的被动式节能设计不是一项容易的系统项目,它牵涉到通风设计、遮阳设计等几个方面的项目问题,所以在建筑设计经过中,一定要把建筑节能设计理念融入到设计中,尽量使用低技术被动式节能方式设计高品质建筑,一方面使人们对建筑质量需求得到满足,另一方面让人们对建筑的环保需求得到满足,所以要大力宣传被动式节能设计,这样推动节能建筑的发展,从而完成中国建筑行业不断、健康的发展。
参考文献
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[3]于鹏,赵晨. 被动式节能设计策略在体育建筑中的应用[J]. 建筑技艺,2014,03:110-113.
论文作者:刘迎1,宝艳春2
论文发表刊物:《低碳地产》2016年9月第17期
论文发表时间:2016/11/8
标签:建筑论文; 遮阳论文; 被动式论文; 采光论文; 节能论文; 自然论文; 遮阳板论文; 《低碳地产》2016年9月第17期论文;