摘要：建筑设计中的被动节能是指以非电气设备控制为主要手段，达到节能减排目的的一种新型节能技术。在建设项目规划设计的早期阶段，采用合理的建筑朝向布置、遮阳棚的优化设置、有效的围护和保温技术，优先采用自然通风的设计方法，以减少通风和暖通空调的实际能耗。
关键词：住宅建筑；被动式节能；设计策略
前言
被动式设计，是指通过分析建筑所在地区的气候特征，依据建筑环境控制技术的基本原理，使建筑物具有气候调节和适应能力的设计。因此，依靠自然环境如风力、植物和地形等条件，借用合理的建筑设计方法，就能达到不依靠机械设备和外部能源，为居住者提供良好居住环境的目的。
1住宅建筑被动式节能设计概述
1.1定义
被动式建筑这一概念最早是由欧洲的科学家于1988年所提出。被动式设计主要是指根据建筑所在地气候特征，遵循建筑环境控制技术基本原理，综合建筑功能、形态等需要，合理组织和处理建筑元素，使建筑物具有气候适应调节能力。住宅建筑被动式节能设计也就应运而生。
1.2优势
住宅建筑被动式节能设计的优势主要体现在以下方面：一是简便易行，技术要求比较低。相较于主动是节能设计，被动是节能设计更加的简便，容易实施，而且能够取得不错的效果。技术门槛较低，一般的住宅将都能够操作。二是节能效果十分显著。主动式节能设计虽然效果明显，但是消耗额外的能源。而被动式节能设计不需要消耗额外能源就能达到节能效果。三是成本比较低廉。与主动式节能设计相比，被动式节能设计所需要使用的机械设备较少，因而投入的成本较低。四是更加适合住宅建筑。被动式节能设计具有较强的灵活性，更高根据不同地域和人群进行相应设计。住宅建筑多是以家庭为单位，具有规模小、类型多样的特点。被动式节能设计恰恰满足这一需要。
2住宅建筑具体的被动式节能设计
2.1住宅建筑的布局设计
首先，应该按照建筑实际可以接受到日照的间距展开设计，这样建筑可以获得足够的日照。相关要求显示，东北地区建筑设计应该按照其城市维度进行合理布局，一般情况下冬至日时太阳高度位于最低值，这时应该保证超过2h的日照时数。日照主要受到建筑高度、太阳高度角的影响，因此确定日照间距的时候，应该结合相关规定适当调整建筑物高度，如果大城市中住宅建筑周围存在较多的建筑，其日照高度又是固定的，因此只需要对建筑高度进行计算即可得到合理的设计。对于相对偏远的地区，住宅建筑周围的建筑数量较少，日照高度会增大，因此在建筑设计中所采用的坡屋顶设计都是比较合理的。从自然风的角度来考虑，需要对上风向、下风向的影响进行主要考虑，为了保证建筑的受风更加均匀，应利用自由式住宅布局，保证夏季建筑的通风性和冬季建筑的防风性能发挥，这样就可以有效减少建筑能源消耗。
2.2住宅建筑的单体设计
住宅建筑的采暖方面的能耗主要是受建筑形体的影响，对建筑的体型系数进行有效的控制，有利于实现控制建筑采暖能源消耗量的目标。所以根据住宅建筑的实际情况来看，采用被动式节能设计时可以采用控制建筑体型系数的方式，根据相关的建筑体型系数规范可知，当建筑体型系数每增加1%的时候，就会增加2.5%的建筑热能耗指标。关于住宅建筑节能设计应用在相对寒冷地区，做出了明确的建筑体型系数要求，对于小于或等于3层的建筑，则其限制的住宅建筑体型系数值为0.5；对4-8层的建筑，则其限制的住宅建筑体型系数值为0.3；对于9-13层的建筑，则其限制的住宅建筑体型系数值为0.28；对于大于或等于14层的建筑，则其限制的住宅建筑体型系数值为0.25。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以在被动式节能设计应用在建筑单体中时，对建筑体型系数需要严格的控制。另外对户型的设计也应当加大重视，居住空间的设计需要依照各房间的热环境需求量来确定。如对于主要的居住空间卧室来说，对采光的热、太阳辐射的热需要设置在最佳的位置上，同时为了使住宅的自然通风效果良好，可以在卧室设置可以活动的门窗，从而保障住宅建筑能够符合人们的居住需求。
2.3住宅建筑屋面节能设计
在这种住宅建筑屋面设计中，倒置式屋面的设计方法具有很好的节能效果。倒置式屋面是将传统的建筑屋面构造中防水层与保温层倒置，将保温层置于防水层的上部，这就要求保温层的材料具有憎水性，不仅降低了以往的造价，而且还防止防水层面因热干扰而变形，延长防水层的使用寿命。
2.4住宅建筑门窗节能设计
玻璃是建筑物室内外热交换最为活跃的部位，在不影响建筑使用功能的情况下，尽可能地减少窗墙比。此外，高性能玻璃比普通中空玻璃的保温隔热性能提高一倍。高性能玻璃如Low-E中空玻璃，空气层宽度为12mm，其传热系数约为1.6W/（m2•K），而普通双层中空玻璃，在空气层宽度同样为12mm时，传热系数约为3W/（m2•K），可见使用高性能玻璃可以有效地降低室内外的热传导。热桥部位热传导能力强，不仅造成冷热量的大量损失，还会造成局部结露、发霉。窗框与窗洞口的连接处容易形成热桥，窗户结合外墙采用断桥铝合金窗框加中空玻璃，加强窗框与窗洞口连接处断桥的节点处理，通过提高窗户制作、安装的精确度和安装窗户密封条等方法，尽可能地提高门窗的气密性，减少室内外空气的渗透。
2.5住宅建筑外墙节能设计
外墙占全部围护结构的60%以上，其能耗占建筑物总能耗的40%。外墙体的节能设计，主要在于控制外墙体的保温隔热系数，热桥效应是减少墙体保温隔热性能的关键点，将保温层置于外墙体结构层的外侧，可以形成建筑的有效保温层，减少外界环境如温度、湿度等对其的影响，减少热桥产生，从而提高墙体的保温隔热性能。保温层置于墙体结构的外侧，与外饰面之间形成空气层，有利于保护保温层。
2.6户型设计
①应该结合不同房间热环境的需求量展开居住空间设计，例如住宅建筑中卧室是主要居住的空间，那么将其作为第一活动空间，从采光得热和太阳辐射的角度上来看，应该对卧室进行主要房间设置。②为了使住宅建筑获得最好的自然通风效果，应该从户型平面布局上减少气流迂回的路线，保证进出风口对位，为了达到这种效果，应该将活动门设置在卧室的等位置上，这样在夏季就可以形成风道，同时冬季也可以减少热量的损失。③在单体被动式节能设计过程中，还要对围护结构设计的相关问题进行充分考虑。
2.7住宅建筑的绿化设计
被动式节能设计在对建筑绿化进行设计的时候主要是进行墙体绿化，这种空间绿化形式主要是载体为建筑垂直立面的绿化，虽然具有较小的占地面积，但是墙体绿化的生态效能非常强，促进建筑能耗的降低。墙面嵌入容器来承装植物、在墙体种植藤蔓植物是比较常见的墙体绿化形式。但是在实际实施的时候还需要注意相关的问题，如藤蔓植物的选择，应当选择枝叶茂密、叶面较大的，以便发挥较强的吸热能力；植物的选择需选冬季落叶和夏季长叶的；另外墙体和植物之间要留有距离，保证空间畅通。或者是在住宅建筑的屋顶进行绿化设计，在屋顶保温时可以适当的选用覆土及种植屋面设计。
结束语
由此可见，在住宅设计中，通过合理地使用被动式节能技术，可以做出经济、舒适、节能的生态可持续建筑。
参考文献
[1]何明.住宅建筑被动式节能设计研究[J].建筑与文化,2015,(7).
[2]邹海云.住宅建筑被动式节能设计分析[J].住宅与房地产,2016,(1).
论文作者:张哲,王晓明
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/18
标签：建筑论文; 被动式论文; 住宅论文; 节能论文; 系数论文; 体型论文; 日照论文; 《建筑学研究前沿》2018年第35期论文;