被动式超低能耗建筑设计基础与应用论文_王浩,李慧博

被动式超低能耗建筑设计基础与应用论文_王浩,李慧博

王浩 李慧博

中航天建设工程集团有限公司 北京 100070

摘要:随着社会的不断进步,人们环保意识的增强,绿色建筑的深入人心和更新迭代,各种绿色建筑概念命名层出不穷,如:“主动房”和“被动房”,“超低能耗建筑”“近零能耗建筑”“零能耗建筑”,还有“被动式设计”,“主动式设计”。

关键词:被动式;超低能耗;建筑设计;基础;应用

引言

在现阶段新时代的背景下,在进行建筑业有关工作期间,不单单要确保建筑的质量,还要保证建筑资源必须要对能源进行合理的利用。我国的能源消耗随着城市化水平的提高而不断提升,因此加强对被动式超低能耗建筑的研究非常重要。在我国采用被动式建筑节能设计,可以有效的进行建筑资源的节省,促进我国资源与能源的可持续发展。

1被动式超低能耗建筑设计应用的意义

伴随着绿色节能理念的不断深入,人们对于人居环境的绿色、环保要求也随之提高。如何降低能耗、提升人居环境的绿色稳定性成为了当前建筑行业的重要研究方向。除了建筑效益之外,作为一名优秀的建筑设计师还要从建筑文化、建筑质量以及建筑效益等方面进行科学的综合测评。由于工业时代到来和推进,建筑能耗升高、污染度加大等问题都在困扰着建筑设计行业的发展,阻碍了人居环境建设。因此,在设计人居环境的同时,我们不仅要考虑室内环境的舒适度,还应当充分结合和利用气候环境对建筑设计的影响,加强对室内清洁能源的利用力度,如风能、太阳能等自然资源。提升人居空间的整体环保节能效益,考虑到这些因素,常被应用的建筑设计是被动式超低能耗建筑设计。

1.2被动式超低能耗建筑节能设计原理

建筑节能设计的最终目标为在节约与充分利用资源的前提下,保障居住环境的舒适度,在不同环境下的室内温度与湿度有着明显的差异,因此气候与室内环境是建筑设计的重要影响因素,即建筑节能设计需要立足于具体的气候与室内环境条件合理开展。例如,当整体环境为夏暖冬热的状态时,在门窗关闭且无其他通风措施的情况下,会严重影响居民的居住体验。适宜居住的环境条件是:室内温度不超过28℃,室内空气相对湿度不超过60%。根据适合居住的环境条件要求,在进行设计的时候,要保障室内正常的空气流动,并且要加强室外的遮阳程度促使环境达到舒适的居住环境。此外,被动式建筑空间设计需要减少现代设备的数量,从而达到节省资源的目的

2被动式超低能耗建筑的优化设计

2.1气候环境

对建筑环境进行考察分析在对被动式超低能耗建筑的设计过程中是非常重要的一个环节。目前的情况来看,对建筑环境进行定量计算的估测以及预测工具都有很多不足。目前在国内,较为广泛应用的分析方法是表格分析法及图像影响分析法。我国地域辽阔,受国内地理环境差异的影响,环境差异非常巨大,应该尽快建立一套完整的分析系统对数据进行准确把控和分析,因为舒适度的各项指标差异难以通过图像法和表格法加以清晰的辨识和区分。

2.2保温隔热系统

在进行被动式超低能耗建筑设计的分析过程中,要结合某个城市的建筑来进行分析。由于每个城市在温度上存在差异,就需要对保温隔热系统进行调研,被动式超低能耗建筑在这方面的使用比较多,取得了一定的成效。比如北方地区冬季比较长,为了人们在室内不被冻着,就需要对墙体的设计进行加厚,通过保温隔热系统可以利用模塑苯板,这样的材料有一定的导热功效,能够有效的吸收一些光线,在吸收的过程中可以进行传导作用,提高自身的吸热能力。在使用苯板时要考虑到人们对热量的需求,对其进行个性化的分析,还要在周围安装防火隔离带,这样可以保证外墙既可以保温又可以防火。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在进行安装这一系统的过程中,要考虑到施工现场的实际情况,在材质方面要选择双层保温板,保证地板或瓷砖之间都有美缝,这样可以尽可能减少膨胀、破碎的可能性。

2.3通风设计

(1)总体规划的通风设计。通风性是影响居民居住体验与舒适度的重要因素,也是建筑设计的重点,在规划设计过程中,需要综合房间分布、采光以及气候环境等多种因素,对风势走向等进行科学合理的把握。(2)平面建筑通风设计。为了保障居住环境舒适度,需要对基础设施布置与安排的合理性加以重视。以人员集中活动、流动性较大的客厅为例,该区域的设计需要重视空气对流的设计部分,充分保障气体的正常流动,并借助"空气龄"这一指标科学衡量室内空气的流动性。(3)建筑立体的通风设计。外墙设计的工作内容包含了以下方面:①在不影响建筑功能的情况下,尽量减少外墙设计的表面积;②勘查并掌握当地气候环境及其带来的影响,从而在居住需求的基础上对门窗等部分进行设计,从而解决室内上层热空气与外界气体的交换问题,有效提升室内环境的质量,并环节外界温度对室内环境的影响,减少资源浪费等不良现象的存在。

2.4反光板

朝南设置的反光板主要作用是将光线反射到顶棚,再通过顶棚反射到室内深处,提高室内远窗处的照度值,进而改善整个室内的照度均匀性,并能有效地减少采光面产生的直接眩光。反射板材料的选择不仅要考虑建筑室内外造型美观而且还需要综合考虑其反射系数、结构强度等多种因素。铝质板材是比较合适用在室外的,因为其反射系数高,耐久性好,容易清洁和维护。

2.5门窗系统

在进行门窗系统设计的过程中,要考虑到实际的情况,对其进行实际的操作。在门窗系统的安装过程中,需要突出保温、防水、密闭性的特点,这也是门窗系统在处理的过程中比较难的地方。通过实际调查可知,在建筑能耗的损失中门窗消耗占到30%左右。为了解决这一问题,就需要对施工现场进行分析,要对建筑工程进行设计和应用,采用被动式超低能耗建筑设计理念,通过这一基础,可以在门窗系统的建设中采取科学的方法。在分析的过程中可以把太阳、湿度考虑到其中,有针对性的进行分析,这样可以进一步提高门窗系统的安全系数,保证其更加的合理。在建筑物的门窗材料的选择和使用上,在材质方面可以选择PVC塑料,把发芯材填充到其中。在玻璃的选择上可以选择复合型玻璃,这样双层既具有一定的保温性,还可以在清洁的过程中省事,在窗户的压条上可以采用现代技术材质比较好的铝合金隔条。

3被动式超低能耗建筑设计的基础与应用

建筑设计与能源消耗之间有着密不可分的联系。特别是在被动式超低能耗的建筑设计中,气候环境带来的影响直接关系到建筑物的质量结构。因此,在被动式超低能耗建筑设计的过程中,首要条件就是要正确认识室内与室外的环境气候之间的关系。就现阶段的建筑设计情况来看,虽然大部分的设计人员都对环境气候有着深刻的了解,但在实际操作设计的过程中,还是会受到很多由于计算技术的影响,导致在设计时对环境气候的分析利用的结果不理想,而被动式超低能耗建筑设计能够解决关于传统建筑设计的存在问题。被动式超低能耗建筑设计的关键在于结合多种技术,从室内建筑的高性能围护结构、可调遮阳、新风热回收以及气密性等多个方面进行改善,提升室内建筑的舒适度。此外,被动式超低能耗建筑设计还可以通过对太阳光、植被、风力、建筑地形等室外条件的优化设计和科学规划来充分满足人们对室内环境的采热、采光及温度的需求,通过强化对非机械的条件利用来实现超低能耗或不耗能的建筑目标。

结语

总之,我们在进行建筑设计的过程中除了要考虑建筑的文化性、安全性、实用性之外,还应当充分结合人们对城市建筑和人居环境的绿色要求,充分研究和分析当地的建筑环境,合理利用室外环境的资源和空间,为室内环境的建设提供有利条件。被动式超低能耗建筑设计在有效在完成建筑物文化传承的同时,还将将节能环保的理念引入到建筑业,推动人居环境更稳定的可持续发展建设。

参考文献:

[1]王玮璐.被动式超低能耗建筑优化设计研究[J].建材与装饰,2019(2):125-126.

[2]王选,孙峙峰,袁静,等.被动式超低能耗居住建筑太阳能新风系统的应用分析及其优化设计[J].建筑科学,2017,33(2).

[3]王丽颖,谢美君.严寒地区被动式低能耗建筑外墙构造优化设计研究[J].智能建筑与智慧城市,2018(3):61-62,66.

论文作者:王浩,李慧博

论文发表刊物:《建筑细部》2019年第13期

论文发表时间:2019/12/4

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