被动式超低能耗建筑设计基础与应用论文_何嘉伟

被动式超低能耗建筑设计基础与应用论文_何嘉伟

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摘要:为了满足人们的需要,一种新型的被动式超低能耗建筑设计被应用于建筑工程中。这种设计在建筑业中得到了广泛的应用。在建筑设计中,不仅要保证建筑材料的质量,还要保证建筑材料能够达到环保标准,甲醛含量也必须达到一定的标准,在不影响人民健康的前提下,促进生态经济可持续发展。被动式超低能耗在建筑设计中的应用需要建立在建筑学和建筑气候学的基础上,才能更好地实现可持续发展。

关键词:被动式;超低能耗;建筑设计;应用;节能环保

实现人居环境与建筑环境质量、节能减排及地域文化传承的协调发展至关重要,被动式建筑设计技术的应用能够以建筑所在地气候和资源环境条件为基础建设超低能耗建筑,这对于促进人居环境的可持续发展有着重要的意义。

一、被动式超低能耗建筑概述

被动式超低能耗建筑具有良好的气候特征、自然条件适应性,主要采用高性能的保温隔热、气密围护结构及新风热回收技术实现舒适的居住环境,且可再生资源利用率高。被动式建筑的主要特点如下:

1.要求高。被动式房屋的关键技术参数对建筑材料、结构和技术设备都有极高的要求,其中控制性指标主要有两套,一套是能耗指标,一套是室内舒适度指标。且被动式房屋的关键技术要点包括高效的外保温系统、被动式建筑外窗、有高效热回收装置的新风系统、极佳的气密性和无热桥设计。

2.低能耗。由于被动式建筑拥有高性能的外保温、无热桥的设计再加上气密性良好的外围护结构,使得它比普通建筑节能90%以上,即使是相对于新型建筑依旧可以节约75%的能耗。

3.舒适性。设计被动式房屋的初衷,最重要的就是保暖,在严寒之中加一层类似羽绒服的保温层,保持室内恒温,在烈日之中也可以保持室内的凉爽。而除此之外就是尽可能的降低能耗,节能减排同时又可以保持人体舒适度,实乃建筑设计的一项里程碑式的成就。

4.经济性。为保证被动式房屋的质量,在初始建造过程需要进行周密的设计以及采用高性能的建筑组件,因此其建造费用会相对传统建筑较高一些,通常被动式房屋建筑成本要比传统房屋高出5~7%,但纵观建筑的全寿命周期,由于被动式房屋较低的运营以及维护费用,这样从长远来看,反而具有长期的成本优势。

二、被动式设计技术应用要点

在进行被动式超低能耗建筑设计的时候,首先需要考虑的因素就是人文的因素。当地人的习惯决定了他们对建筑的需求,因此设计应当是围绕着使用者进行的。当地人如果喜欢温暖,那么就要在建筑内多引入阳光,如果当地人喜欢干燥的气候,那么就需要在建筑中多建设通风结构。这些都是被动式设计最需要考虑的问题。毕竟,建筑的最终目的就是供人们使用,如果不能以人为核心,那么其建筑设计就是不合理的。无论多么符合科学原理,都是不能够被人们所接受的。另一个需要考虑的情况就是当地的实际情况,当地的温度,湿度,光照度等都是被动式设计需要考虑的,因为设计需要根据这些细节来针对人们的使用作出调整。例如在温度较高的地区建设过多的采光结构,显然是不恰当的。这就需要大量的数据整合,才能让设计合理。被动式超低能耗建筑设计在设计中也是需要参考原有的设计的。原有的传统设计虽然有着高能耗的缺点,但是却是非常符合当地人们居住的。因此,在进行被动式超低能耗建筑的设计的时候,就要根据现有主动式建筑设计进行对照,采用主动与被动式相互结合的设计。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这样才能做到真正的适合使用。例如在一间房屋中,如果应用了太阳能能源,那么其采暖效果一定是非常好的,但是在夏季的时候,天气炎热,让人们生活的不舒服。因此就需要空调机的建设,空调机就是主动式的建设。当然,超低能耗建筑设计就应该在这个基础上再进一步,做到全被动式。因此,就需要设计到能源转换和抵消的问题。一旦房屋使用了太阳辐射作为自身的采暖系统,那么就需要开辟出足够多的通风系统,这样才能利用自然通风将热气散发出去。因此,被动式超低能耗建筑设计是需要参考多方面的指标,尤其是曾经存在的主动式建筑设计的数据,更是参考的重点。

三、被动式超低能耗建筑设计的基础和应用具体分析

1.建筑气候分析技术。建筑与气候有着非常紧密的联系,在进行建筑方案设计时,设计人员要充分考虑气候对设计的影响,同时这也有利于建筑节能的实现。设计人员进行气候分析的关键内容就是需要对建筑室内具有的微气候以及室外气候条件与人体的热感觉要有充分的了解。随着科学的发展这些内容通过先进的设备仪器就能有效的做到非常方便。目前,对建筑气候分析方法广泛应用的可以分为两种:①较为常见的图形分析法;②表格分析法,其应用也非常的广泛。这两种分析法的共同点都是以人体的热舒适度为依据,并深入的分析建筑所在区域的气候特征情况,进而为被动式技术的选择提供可靠的依据。同时由于我国地域的跨度比较大,每个区域的气候环境都有很大的差异,且气候环境也比较复杂,因此针对我国的气候环境的特点,必须要建立一个符合我国国情的建筑设计实际需求的气候分析技术。

2.被动式气候分区。在某一区域要想明确被动式技术是否符合应用条件,以及采取什么样的技术,最主要的取决于室外的气候条件情况。因此,要科学的区划研究对气候的共性与差异、以及被动式采暖与降温区划。其中对气候区划主要是选取区划指标,而由于室外气候影响因素不同,对不同的被动式技术所涉及的建筑设计参数也不同。比如夏季通风技术,建筑降温除了利用建筑材料的降热属性,还要看建筑设计是否合理。再如利用太阳能进行取暖,直接将太阳能安在天台等阳光照射的地方,合理利用资源,而且降低了能源消耗,有利于生态环境的可持续发展。当然,利用太阳能加热,也要考虑季节,春季、夏季、秋季最为合适,使用太阳能也比较方便,但是,一到阴天、下雨或冬季,太阳能就不能发挥它的优势了。因此,对被动式太阳能采暖进行划分,有利于提升资源利用率,有助于建筑物充分利用太阳能资源,实现资源的高效利用,促进环保。

3.被动式超低能耗建筑指标体系的建立。被动式超低能耗建筑是指在合理利用资源的基础上,实现可持续发展的目标。它充分利用各种新型建筑材料,以帮助人们实现资源的合理配置和优化,要求设计师在设计的过程中根据低能耗、环保等特点进行建筑设计。(1)健康舒适的建筑室内环境标准。被动式超低能耗建筑要求冬季温度大于20℃,在夏季,通过开窗通风等自然风改变室内环境,以促进室内气候适宜,给人以舒适清爽的感觉。在冬季,通过供暖系统以使室内环境达到适宜温度,有利于促进心情愉悦。在夏季,保证室内温度,保证不同季节有不同的适宜温度。(2)科学合理的控制性性能指标的制定。控制性性能指标应该在设计之前制定好,设计师应该在建造施工之前就开始去勘察,了解一下施工现场场地、地形、气候等地貌,提前构建、设计好超能低耗建筑。控制性能指标可以从建筑材料、建筑功能、室内温度等多方面构成。

总之,随着全球变暖、环境污染的问题愈演愈烈,环境资源保护、可持续发展已然成为了一个最为迫切等待被解决的问题,在国民生活水平日益提升的今天,除了满足大家各方面的住房需求以外,能够在可持续发展的前提下建造房屋也是必不可少的环节,故而,全球的建筑设计必将向被动式房屋建筑设计理念进发。

参考文献:

[1]赵凤.被动式超低能耗建筑设计基础与应用实践.2017.

[2]许海生.被动式超低能耗建筑设计基础与工程应用探讨.2017.

论文作者:何嘉伟

论文发表刊物:《房地产世界》2019年8期

论文发表时间:2019/9/24

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