试析被动式节能技术在绿色居住建筑中的应用论文_戴琳娜

试析被动式节能技术在绿色居住建筑中的应用论文_戴琳娜

天津市建筑节能推广培训中心 天津市

摘要:现如今,我国经济的快速发展,各种项目也都如火如荼地展开,建筑业逐渐发展起来。本文以某建筑工程为例,该建筑工程应用了典型的被动式节能技术,通过总结分析,总结该工程中应用的主要技术为被动节能建筑设计、节能围护结构保温技术、绿色节能照明技术、场地风环境控制技术、光环境控制技术、场地绿化技术,实践证明,被动节能技术能够有效降低建筑能耗,营造出良好的居住环境。

关键词:被动式节能技术;绿色居住建筑;应用

引言

近几年来,绿色建筑技术在国内外获得飞速进步以及广泛运用。在国内,也开展了众多绿色建筑的技术实践以及研究。国家规范《绿色建筑的评价标准》修订与发布对绿色建筑方面的普及起到有效的作用。这个标准强化了对于被动式节能以及室内的环境质量等多个方面的需要。并且伴随绿色建筑普及,怎样充分的运用该被动式的技术使得能源消耗得到有效减少的问题,现在已经愈来愈受到各方面的关注。本文在保证了绿色建筑物舒适健康居住环境前提之下,且于绿色建筑的照明以及空调等多种耗能降低角度发起,对冬冷夏热区域绿色居住的建筑之中适宜被动式的节能技术进行了相关的分析探讨。

1绿色居住建筑中被动节能技术概述

被动式节能技术是指在建筑规划设计中通过对建筑朝向的合理布置、遮阳的设置、建筑围护结构的保温隔热技术、有利于自然通风的建筑开口设计等手段实现对自然资源的充分利用,降低室内光、热环境对机械设备的依赖程度,来达到建筑物冬季采暖、夏季制凉的效果。“被动式设计”与“主动式设计”是一对相对的概念,后者通过建筑设备对建筑施加能量来维持建筑的舒适条件,而被动式节能设计是通过建筑本身的合理设计和调节来达到目的,其一方面可以节省常规能源的消耗,另一方面可以节省投资。当前,随着国家一直号召节能环保,绿色节能环保建筑开始得到了广泛推广。

1.1利用自然资源

利用竖向热环境被动设计以及平面被动设计,利用采光、通风、采暖等等自然要素,提高建筑的保温、隔热能力。在竖向热环境被动设计中,主要是利用天窗、智能电动高窗,根据季节变换来调整建筑的通风方式,以此来提高建筑在夏季的通风效果,提高建筑在冬季的保温效果。在平面被动设计中,一般建筑朝向讲究“南北朝向”,居住空间内,南侧需要布置能够采光的采光房,并且结合采光窗、天窗、天井等等设施,来提高建筑在不同季节的节能水平。

1.2围护结构设置

结合寒冷地区的气候特征,可通过合理设置围护结构来提高建筑节能水平:①屋面采用倒置式屋面设置,从而提高防水层的可靠性以及使用寿命,还可采用种植屋面来进一步提升其实用价值;②墙体要采用外保温、内保温技术,结合经济性、安全性、实用性等等因素,合理选择保温材料;③楼板可采用保温隔声一体化的辅助楼板,从而有效降低噪音影响;④门窗是建筑物中能耗最大的部位,所以门窗应该具有良好的保温、通风性能,同时在门窗和建筑结构接缝处,要采取密封措施进行处理。

1.3利用再生能源

在建筑节能方面,可利用的再生能源主要为热能、光能、风能。从未来的发展来看,建筑被动节能设置,应该从周围自然环境以及生态平衡等角度出发,充分利用建筑周围的自然环境以及可再生能源来提高建筑的保温性能。①可利用太阳能建立储水热水系统,从而满足人们的热水需求;②可利用地源热泵,冬天实现热供应。总的来说,绿色居住建筑被动节能技术的应用,不仅要因地制宜,同时还要根据实际情况,利用主动技术辅助被动节能技术。

2夏热冬冷地区居民用能特点

2.1居住建筑空调特点

大部分居住建筑采用分体式空调即间歇性空调;少部分建筑采用集中式空调系统即连续性空调,此类系统多用于高档小区,以营造恒温恒湿、远离雾霾的高舒适室内环境,可满足国际化生活模式的人群需求。

2.2间歇空调使用特点

间歇空调模式时,在冬夏季极端气候条件下开启空调设备。夏季空调用能高峰出现在8、9月,冬季空调用能高峰出现在1、2月。

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3被动节能技术在绿色居住建筑中的应用

3.1优良节能围护的结构体系

针对于当地的气候特点,优良节能围护的结构体系需要具体是:①外墙方面:外墙要做到外保温与内保温还有墙体的自保温等多种技术都能够运用,能够对安全性与耐候性以及经济性等多个因素充分考虑并加以选取。②屋面方面:应该应用到倒置式的屋面保温方式,其防水层能够获得充分的保障,使得防水层运用的年限得到延长,应当运用着种植屋面的方式。③分户楼板方面:应当运用着隔声保温一体化的辅助楼板,能够使得邻里间噪音的影响得到明显降低。④外窗方面:需要有着优良的气密、隔热、保温、抗风压、水密、通风、采光以及隔声等多种性能,其门窗作为建筑物的热传导以及热交换上最为敏感、活跃的位置,为围护结构的保温中薄弱的环节。

3.2优化自然能利用率的被动式建筑设计

充分利用平面被动式设计、竖向热环境被动式设计,使建筑充分利用被动采暖、采光、通风等自然资源。其中,平面被动式设计中,建筑朝向优先考虑南北朝向,常用的居住空间宜朝南向,南侧布置阳光房,非居住空间朝北向,合理设计采光窗、天窗、天井等有助于自然采光的技术措施。竖向热环境被动式设计,合理设置拔风天井且配合智能电动高窗,可根据季节和天气变化采用不同的自然通风策略,夏季通风、冬季升温。

3.3室外环境设置

结合本工程周边自然环境以及道路布置,建筑布局为南北朝向,小区中设置有中心花园以及小型水景,整体呈中心开敞、北密南疏的状态。建筑中人经常使用的房间位于南侧,使用较少的房间位于北侧,利用门斗、走廊、中庭等区域实现温度中和,降低外墙热损失。并且小区内有较为宜人的光照,可通过自然采光来避免建筑内部热量流失。本工程建设秉承“以人为本”的建设理念,在建设区域中设置有大面积的绿色植物,同时设置有景观水生植物以及适应性较强的乡土植物,既营造出良好的生态环境,同时也展现了当地的地域特色,整体布局错落有致、层次分明、配置合理,绿地率高于平均水平,达总面积的40%。

3.4室内舒适度测试

3.4.1冬季室内舒适度测试

于1月、3月对该小区的室内温度进行了测试,室内平均测试温度、湿度满足《绿色建筑评价标准》(中华人民共和国国家标准),冬季北向室内最低温度为19℃,,冬季南向室内最低温度为18℃,且1~6层门窗气密性不低于7级,7层及以上不低于7级。考虑当地资源情况,环境保护情况以及能源效率,合理设置采暖方案,起到了良好的采暖效果,且在一定程度上减少了居民的采暖费用。测试数据表明,被动节能技术在该工程中发挥重要作用,在冬季营造出了一个良好的室内居住环境。

3.3.2夏季室内舒适度测试

2015年7—9月对小区典型绿色居住建筑的室内工作区域温湿度进行了测试,测试的室内平均温度、湿度均满足GB/T50378《绿色建筑评价标准》等相关标准;在有人居住时室内平均温湿度都比无人居住时偏高,其中,高出的温度最高不超过1℃,高出的湿度最高不超过7%,最高温度均不超过28.5℃。测试结果表明,小区作为被动式绿色建筑的典型案例,在空调间歇运行时,夏季室内热环境良好

结语

综上所述,被动节能技术在建筑工程中的应用,应该遵循“被动为主、主动为辅”的原则,需要因地制宜,结合小区周边实际情况来设置建筑物以及周边环境。绿色居住建筑建设要充分考虑到太阳能、风能等等可再生自然能源,其次需应用地热、空调等等主动节能干预方式,既要确保节能减排的实际效益,同时也要确保营造出良好的居住环境。

参考文献

[1]郑峥,王立雄,郭娟利,等.低能耗绿色建筑中针对被动式太阳能技术应用评价方法研究[J].建筑节能,2017(05):73-78.

[2]蔺瑞山,田斌守,邵继新,等.太阳能-热泵互补系统在绿色民居采暖中的应用研究[J].建筑节能,2018(6):31-37.

[3]曲磊,柏云.被动式超低能耗绿色建筑节能系统与技术应用分析——以济南市某公建项目为例[J].建筑节能,2018.

论文作者:戴琳娜

论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期

论文发表时间:2019/8/5

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