被动式超低能耗建筑设计基础与应用论文_刘琪,娄周军

被动式超低能耗建筑设计基础与应用论文_刘琪,娄周军

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摘要:近几年,人们对环保及节能减排方面的工作产生更多重视,被动式超低能耗建筑设计的应用越来越多。该设计具有较高的科学性,能够结合热舒适度、建筑设计技术、方法等方面的内容,建筑室内微气候和外界气候间的相互作用为被动式超低能耗建筑设计基础,本文对基础及应用方面的内容进行研究分析,以期为建筑设计等方面工作的开展提供一定可供参考的建议。

关键词:被动式超低能耗;建筑设计;基础;应用

为了促进我国可持续发展目标的实现,建筑设计人员需要对建筑能耗方面的问题进行更多考虑,其中被动式超低能耗建筑设计进入人们的视野,为建筑行业发展和生态文明建设工作提供更多支持。下面对被动式超低能耗建筑设计基础和应用方面的工作进行分析,希望对建筑设计工作有所帮助,促进建筑能源消耗量的减少,在保证人们居住环境的同时减少能源浪费问题。

一、被动式超低能耗建筑设计基础

(一)建筑室内微气候和人体热舒适

建筑设计人员开展设计工作时需要使建筑微气候向人体热舒适要求方面进行靠拢,进而达到降低能耗的目的。基于此在被动式超低能耗建筑设计过程中,设计人员需要对热舒适及微气候间的关系进行研究分析,结合本地的地域特点、气候环境特点、本地人群的人体热舒适规律等开展设计工作,将季节变化等因素进行考虑,为被动式超低能耗建筑设计工作的开展奠定坚实基础。

(二)对建筑环境气候进行分析

建筑室内环境、室外气候间具有一定关联,设计人员在被动式超低能耗建筑设计时需要对外界自然气候对室内环境的影响进行分析,对人体热舒适、室内微气候、室外自然气候之间的关系进行掌握,对暖通空调工程设计工作的科学性及合理性进行提升,在保证建筑内人群舒适的同时减少建筑能耗。主动式室内热环境控制设计和被动式超低能耗建筑设计具有较大的差异,后者对室内微气候和外界环境气候间的相互作用较为关注,并且两者运行状态一直保持在较为自由的状态,能够对外部环境气候的作用和价值进行最大限度的发挥,为室内微气候的调控提供更多支持。

在室内外气候间相互作用的基础上,借助空气焓湿图能够完成两种环境中空气性质的分析工作,其中横纵坐标即温湿度交叉的位置即为有效温度,能够对建筑内热环境舒适程度进行描述。在此过程中设计人员能够对建筑外部自然气候、建筑内人感到最舒适的热环境区间等进行掌握,进而结合相应的区间范围对被动式超低能耗建筑设计目标进行制定和明确,为建筑热环境设计等设计工作的开展提供方向。

(三)建筑外自然气候精细化表征法

以人体热舒适、建筑热环境的角度对建筑外气候特征的分析同样为被动式超低能耗建筑设计的基础,通过精确的数字能够对其进行描述,下面对气象年数据表达步骤进行分析:对30年原始气候资料进行搜集——对相关数据进行整理和查缺补漏——从中选择典型月日辐射、风速及湿度等方面气候要素——对上述日辐射、干球湿度等方面的要素数据进行研究——通过CDF对其进行处理——获取气候要素相关的累计分布函数——根据上述结果开展加权,对时间段进行选择——待格式转换工作完成,获取典型年的相关结果。建筑设计人员需要对上述建筑外自然气候精细化表征法进行更多的考虑,为设计工作奠定坚实基础。

二、被动式超低能耗建筑设计应用

(一)对被动式设计技术进行应用

设计人员需要从建筑本体空间布局、细节处理、材料构造等方面入手,对被动式设计的理念进行有效应用,使微气候和人体感到舒适的水平更加贴近。气温较低的情况下,被动式超低能耗建筑设计能够借助自然光源辐射完成供暖设计,并且在气温较高的情况下通过蓄热方式降低能耗。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆设计人员需要对上述被动式技术进行科学合理的应用,并且结合气候分区、设计计算方法等内容提高其应用效果,实现降低能耗的目标。

(二)对建筑热桥进行阻断式设计进行应用

热桥现象在建筑工程中有所体现,究其原因便是因为建筑构件保温层厚度一类的原因,并且其在阳台等方面的设计工作中有更多体现。设计人员在被动式超低能耗建筑设计时,需要使主体结构和阳台板隔开,将保温材料应用至二者之间,并且将其厚度控制为与墙体厚度相同。此外通过阳台门的内形式设计,或是通过保温材料对门窗进行包覆设计同样可以对建筑保温效果进行改善,减少能源的浪费问题。

(三)对保温隔热系统设计进行应用

被动式超低能耗建筑设计在我国温度较低的供暖区域使用频率较高,保温隔热系统的设计便是其中的典型代表。例如,某建筑中设计人员选择B1级模塑聚苯板(EPS)作为建筑外墙材料,并且将其厚度控制在0.2-0.25m的范围内;模塑聚苯板导热系数未超过零点零三二W/(m℃)其成分内蕴含红外吸剂,可以对热辐射进行有效吸收和处理。设计人员将0.3m宽防火隔离带设置于EPS周围,进而对其保温层防火性能进行提升;此外通过双层保温板的设计对保温隔热系统进行优化,并且借助粉聚苯颗粒保温砂浆对地板缝方面的问题进行处理。

(四)对建筑门窗系统设计进行应用

门窗结构气密性、防水效果、保温效果等均为设计人员需要考虑的重点和难点,此部分能源消耗约占据建筑整体能耗百分之三十,因此设计人员对被动式超低能耗建筑设计进行应用时,需要将其门窗传热系统进行优化设计,对自然光透射比一类的问题进行考量,将PVC材料应用至窗户设计中,将高效发芯材当作填充物。此外设计人员可以将复合真空玻璃融入窗户的设计工作中,并且对耐性极强的暖条进行应用,最终通过自粘性预压自膨胀的密封带对窗框、窗洞等方面进行处理。

(五)对自然通风和采光设计进行应用

自然通风和采光设计的应用对被动式超低能耗建筑设计而言具有重要意义,其节能效果较好,设计人员在参考生态建筑标准的基础上,能够对自然条件进行更多的考虑和利用,对建筑结构进行科学合理地设计进而对太阳光进行充分的利用,改善建筑室内光环境,对建筑使用者工作和生活等方面的需求进行满足。我国多数地域是温带气候,太阳光较为充足,为建筑自然光源的利用和设计创造有利条件,设计人员需要首先对自然采光方案进行制定,将其当作依据对天窗设计、窗户材料的选择等方面进行考虑。以某地被动式超低能耗建筑设计工作为例,设计人员将铝制挡光板应用至设计工作中,既可以实现利用太阳光源的目的,同时能够对辐射进行反射,避免产生过多的建筑能耗。

结束语:

总结全文,随着人们生活品质的提升,对环保和节能减排等方面工作产生更多重视,被动式超低能耗建筑设计的相关概念逐渐被设计人员所熟知。上文从几方面对被动式超低能耗建筑设计基础和应用方面的内容进行分析,希望建筑设计工作者能够参考文中观点对设计工作进行调整,在掌握被动式超低能耗建筑设计理论的基础上对其进行有效的应用,为建筑行业发展贡献出更多的力量。

参考文献:

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论文作者:刘琪,娄周军

论文发表刊物:《基层建设》2017年第9期

论文发表时间:2017/7/24

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