建筑被动式绿色节能设计论文

2021-06-13 论文

　　摘要：被动式绿色节能设计可通过对建筑的整体与局部设计来降低能耗，在建筑整体方面通过建筑场地的选址和建筑群的布局来降低能源消耗，在建筑局部方面可通过设计具体的户型和绿化建筑本身降低能源消耗，住宅建筑被动式绿色节能设计不仅仅是一种技术，更是一种理念和一种思路，只有不断地增强这种设计理念并付诸实践，才能将住宅能源的消耗降至最低。

　　关键词：住宅建筑；绿色节能设计；被动式

　　1建筑节能与住宅被动式节能的概念

　　1.1建筑节能

　　建筑节能可以从狭义和广义两方面来定义:广义的建筑节能为在建筑的建造、使用到拆除的过程中通过一定的技术手段达到降低能源的消耗；而狭义的能源消耗是指在建筑使用过程中通过建筑本身来降低电能，煤炭等能源的消耗。由于建筑的能源消耗主要发生在建筑建造完成后的使用过程，因此，本研究主要是从狭义的角度进行建筑节能的研究。建筑节能按其方式可分为主动式节能和被动式节能。主动式节能主要是指在建筑使用的过程中通过对设备的节能来实现建筑节能，被动式节能主要是通过对建筑本身进行结构设计，从而最大限度地利用诸如阳光、气温等自然条件来降低能源的消耗，强调优化建筑设计、降低建筑使用时所需的负荷。

　　1.2住宅被动式节能

　　住宅的被动式节能始于1920年美国通过设计住宅利用太阳能，被动式设计的核心是根据建筑当地的环境气候，利用环境控制技术结合住宅功能和满足的需求，对住宅进行设计使其本身具有适应环境和调节气候的能力。这种设计不需要借助外部设备，依靠当地的阳光、温度、地形和风力等自然因素就能完成自动调节建筑内部环境。被动式节能设计简单，不需要像主动式节能那样对设备进行依赖，技术要求相对较低。这种节能方式是从根本上降低维持建筑内部环境所需的负荷，不需要额外的能源消耗，因此，节能效果比主动式节能明显。由于被动式节能只需要自然因素，所以成本低廉。

　　2住宅建筑的被动式节能设计

　　2.1住宅建筑场地的选址与节能

　　住宅与人们的生活息息相关，住宅场所的选取至关重要，对于住宅场所的选址应先对当地的地形进行考察，结合住宅所需满足的要求，充分利用有利的地形因素和当地的气候特征进行选择。建筑选址的基本原则为不破坏当地的保护区（自然景观、文物、湿地、农田），远离自然灾害经常发生的地带，避免周围有大的噪声和其他危险源。与主要自然因素的关系如下所示：选址与光照：光照是影响当地气候的重要因素，光照中的红外线具有大量辐射热，是住宅建筑的外部热源，光照时间的长短直接影响温度，同时，光照中的紫外线具有杀菌的作用，如何获得充足的光照与选址有关。选址与风：风是另外一个重要的自然环境，夏季充足的风可以起到降温的作用，但也不能选择太大、灰尘太多的风环境场所，在山区容易形成“风口”这种灾害，选址时应避免，同时也不宜选择低洼场地，这样会造成通风不足。对于风这个因素应该考虑冬季风较小，夏季风较大的地方。

　　2.2建筑群体的布局与节能

　　在建筑群体布局上，根据当地的环境因素进行合理的`规划，通过改善建筑群体的布局可以改善建筑与建筑之间的微气候，从而达到节能的效果。将建筑群体按统一的朝向进行布置的方式成为行列式，这样的布局有序，显得比较整齐，可以获得充足的光照，利于建筑与建筑之间的通风，这种布局方式应用比价广泛。将住宅沿着街道进行布局称为周边式布局，这种布局容易造成住宅得不到足够的光照，建筑之间通风也不畅快，适合寒冷的地区。将住宅前后进行交错式排列称为自由式布局，这种方式在节约土地的同时，还可以得到足够的光照，增加了住宅室外活动的空间。

　　2.3建筑单体的设计与节能

　　设计光照分区：对于用户来说，不同的房间对光照的需求不同，一般的按用户活动时间长短将房间划分，其中主卧活动时间最长，次卧次之，然后是书房等房间。在对住宅建筑设计时，首先要根据光照因素设计用户主要活动的房间，将光照弱的区域设置为次要房间。设计采光分区：在设计住宅时，将对采光需求大致一样的房间布局到一块儿，比如主卧和起居室对采光要求较高可设置为南向，而对光照需求较低的厨房和卫生间可设置为北向。通风设计：在小户型的住宅中，常会出现卧室和客厅缺风、厨房的油烟无法全部排除等问题，这与设计之初对通风的设计有关，为了达到较好的通风，需要对住宅进风和出风口进行合理设计。根据对进风口和出风口的大小和位置的设计区别，获得的通风效果也不一样，为了获得充足的通风，在布局时要尽量减少气流迂回，尽量保持进风口与出风口对位。设计动静分区：在满足用户建筑使用功能的前提下，将对噪音要求类似的房间布局在一起，比如厨房、卫生间对噪音要求较小可设计在一起，而卧室和书房对噪声要求较高，可设计布局在一起。墙层保温设计：建筑墙层保温主要包括外立面和外墙内保温和外墙外保温，外立面主要是通过颜色来实现保温，当采用浅色墙面的时候，建筑对光照反射的作用会加强，而采用深色则会降低墙面的反射作用。

　　2.4建筑窗户的设计与节能

　　建筑中的窗户连接着建筑的外部和内部，光照、通风等都是通过窗户来进行的，窗户的设计在整个建筑设计中起到关键的作用。根据建筑所在地的不同，对窗户的面积、朝向等的设计也会不同。建筑的窗墙比为建筑窗户的总面积比上建筑的总面积，由于窗户具有高的耗热特性，当窗占比较大时，室内散热量也会增大，但室内的采光和通风比较好，当窗占比较小时，散热量减小，同时室内的采光和通风也会随之下降，如何设置窗占比，应该结合当地的气候环境和住户对采光和通风的要求来综合考虑。

　　2.5建筑绿化与节能

　　建筑的绿化包括墙体的绿化和屋顶的绿化，绿化的作用主要是降低建筑内部的温度来达到节能的效果，当建筑体进行绿化之后，太阳对建筑的热辐射一部分被植物的叶子遮挡，同时，植物的光合作用也消耗了一部分热辐射，这就大大降低了建筑的热辐射，从而降低了建筑内部的温度。

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