摘要:被动式超低能耗建筑是建筑行业发展的重要产物,具有舒适性和低能耗的突出特点,对于实现社会的可持续发展具有很大意义,所以需要从生活建筑着手,加强低能耗建筑的工作研究,为社会的可持续发展提供更多的新的思路。
关键词:被动式;超低能耗;建筑设计;基础;应用
1被动式超低能耗建筑的相关知识简介
1.1被动式超低能耗建筑的基本概念
被动式超低能耗建筑是根据建筑本身的能耗来说的,这种定义是指建造节能的建筑物,因此也被称为被动式建筑及建筑等,最重要的特点就是可以降低能耗,将室内调节到合理的温度,从而降低空调等高能耗电器的使用频率,区别于传统建筑的是被动式建筑,不需要进行主动加热,它可以收集太阳,人体和家电所产生的热量,通过热回收装置,使得室温能够保持到一个比较舒适的温度,而非依靠主动热源的供给,有效地降低了热源能耗。
1.2被动式超低能耗建筑设计的重要性
被动式超低能耗建筑设计主要应用被动式的设计策略,旨在降低我国建筑群的能耗,并利用建筑物周围的环境与气候等因素提升建筑群在实际应用中的舒适度。被动式的设计完全区别于我国现行的传统的主动式人工环境控制方式,化主动为被动,不再主动消耗不可再生能源或二级能源对建筑物中的环境的舒适度进行维护,而是在建筑设计中利用巧妙的设计对建筑物内、外部的气温环境进行协调,促使外部环境主动维护建筑物内部的温度、环境。这种建筑设计最大的特色是利用周边的可再生能源对建筑物进行设计,例如,对太阳能、风能、水能、潮汐能等可再生能源的利用。利用太阳能进行采暖供热,利用自然风能对建筑物进行通风。这些方式不仅保障了建筑物的舒适度,也在一定程度上降低了建筑群的能效,进而减少建筑能效的消耗,为促进我国各方面环境的可持续发展做贡献。
1.3被动式超低能耗建筑的设计原则
被动式超低能耗建筑在设计过程中遵循可持续发展、安全环保等原则进行设计。它在设计过程中以低能源消耗为设计目标,并在此基础上和气候、环境等外在条件实现完美搭配。在不同气候区,设计师为了实现可持续发展、节约能源、减轻消耗的目标,在进行设计前就先对施工现场以及当地气候条件、自然条件等进行考察,并根据不同的地点、气候等“因地制宜”进行合理规划和设计。与此同时,设计者还要考虑建筑风格,使建筑在兼具美感的基础上实现节能减排的目标。除此之外,设计师还要考虑建筑成本等预算,将预算控制在合理范围之内,最终实现可持续发展的目标。
2被动式超低能耗建筑设计的基础和应用具体分析
2.1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。
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2.2被动式的蓄热通风技术
在被动式建筑设计中,我们可以充分利用建筑蓄热技术来迅速降低人工环境设备的依赖性,降低人工热岛效应,这种方法可以有效的降低空调的能耗。在这种技术中,我们需要利用建筑的隔热蓄热性能来保存夜间冷风的温度,这样可以有效的减少室内外之间的温度差与辐射的温度,减小了室内气温的波动,这样可以实现室内外温度高峰的错峰,有利于节约建筑能耗,提升建筑物的舒适性。不过目前气候主要以大陆性作为主导,因此昼夜起伏温差比较大,这是独特的气候资源优势。我们可以利用实验的方法,接受夜间通风降温的技术规律性,从而提出了被动式的需要通风设计方法。进行被动式通风设计时,最为关键的是对于蓄热体的设计。蓄热体的位置大小以及布置的方式社会对于建筑节能的效果产生直接的影响。如果按照蓄热体的位置方式,主要分有外部的蓄热体、内部的蓄热体以及附加的蓄热体三种形式。通过研究我们可以发现,在实际的建筑设计中,建筑物的外部蓄热体对于建筑物能耗影响以及舒适度影响极为有限,但是内部蓄热体至于建筑物的舒适度具有极大影响。内部蓄热体面积的差异对于室内环境影响比较显著,三是随着蓄热体面积的增加,居住的舒适度并不随之产生新的变化,当面积增加到一定程度时,由于室内温度的调节作用越来越小。
2.3开发利用可再生能源
可再生能源的利用是被动式超低能耗建筑物设计中的重点内容,再生能源的利用将降低建筑物能源消耗,并合理改善建筑物的内部环境。例如,在哈尔滨,一年中,冬季与夏季的温差可达到60℃,因此,建筑物要适应较大的环境温差并利用外部能源进行节能设计具有较大的挑战。在开发利用可再生能源对建筑进行节能设计时,可以建立以消耗太阳能为主的采暖设施,对建筑进行供热供暖,减少对煤炭等不可再生能源的大量消耗,在节约不可再生能源的同时积极响应我国可持续发展战略。
2.4因地制宜地做出调整
被动式超低能耗建筑是低能耗建筑的总称,但并不适用于世界各个地方,在寒冷地区和温暖地区维持温度基本不变,但是实际的操作过程当中,很多技术都要针对当前的气候和温度环境来进行调整,根据当地的气候条件,房屋建筑结构的材料用量有时候会进行调整,同时,不同地区的墙体厚度也有所不同,在炎热的地区,更关心的是房屋制冷的方法,而在寒冷的地区,则关注到了墙体的厚度和保温层的厚度,所以被动式房屋的设计都需要根据当地的气候条件来进行不同的调整。
2.5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。
结束语
随着经济和社会的进步,人们在追求较高生活质量的同时,也注重环保、可持续发展等,因此,为了满足人们的需求,在建筑工程中应用了新型的被动式超低能耗建筑设计,这种设计在建筑行业被广泛应用。在建筑设计中,不但要保证建筑材料的质量,还要保证建筑材料能达到环保标准,甲醛等含量也要达到一定标准,不影响人们健康,以促进生态、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,才能更好的实现可持续发展。综上所述,以上内容就是对被动式超低能耗建筑设计基础与应用的论述。
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[4]高娴.对被动式超低能耗建筑发展的一些思考[N].中国建材报,2017-10-26(007).
论文作者:陈振南
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/7
标签:被动式论文; 建筑论文; 超低论文; 蓄热论文; 气候论文; 建筑设计论文; 建筑物论文; 《基层建设》2018年第34期论文;