淺談建筑被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)

文/趙雪 大連都市發(fā)展設(shè)計(jì)有限公司 遼寧大連 116021

我國(guó)的人口數(shù)量龐大，國(guó)家的能源負(fù)擔(dān)將會(huì)加重，建筑物的總能源消耗及其所占比例將會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)，因此，節(jié)能設(shè)計(jì)是當(dāng)前的一項(xiàng)迫切任務(wù)。在掌握專(zhuān)業(yè)綠色建筑技術(shù)之前，每位建筑師應(yīng)先從設(shè)計(jì)本身出發(fā)，通過(guò)建筑環(huán)境、體形、空間、構(gòu)件的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)的理念，然后研究一些更專(zhuān)業(yè)的主動(dòng)節(jié)能技術(shù)。本文試圖通過(guò)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的查詢(xún)和以往設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，從多個(gè)方面對(duì)相關(guān)的被動(dòng)節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，以期獲得一些設(shè)計(jì)方法和啟示。

1、建筑被動(dòng)節(jié)能設(shè)計(jì)的意義

1.1 能夠更大程度節(jié)省能源

目前在建筑當(dāng)中應(yīng)用被動(dòng)節(jié)能方式進(jìn)行設(shè)計(jì)可以在很大程度上對(duì)我國(guó)能源進(jìn)行有效節(jié)省，這是目前采用此種節(jié)能技術(shù)一個(gè)非常主要的特點(diǎn)。在建設(shè)過(guò)程中如果應(yīng)用節(jié)能設(shè)計(jì)可以大大減少其在以后應(yīng)用當(dāng)中對(duì)能源的使用，從而就起到了節(jié)能作用。通過(guò)采用這樣方式可以使目前社會(huì)上能源緊缺問(wèn)題獲得很大緩解，與此同時(shí)也為社會(huì)更好更快發(fā)展提供了充足的能源，對(duì)于整個(gè)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展有很大推進(jìn)作用。

1.2 外遮陽(yáng)策略

水平遮陽(yáng)是根據(jù)太陽(yáng)高度角的變化達(dá)到遮陽(yáng)效果的措施。遮陽(yáng)板一種是水平挑出建筑，遮陽(yáng)效果與其寬度有關(guān)；另一種是平行遮擋在建筑窗前，對(duì)于層高較高或采光窗開(kāi)得很大的建筑，此種方式非常有效，但需精心設(shè)計(jì)遮陽(yáng)板，使之與建筑立面相協(xié)調(diào)并滿(mǎn)足使用功能要求。

1.3 總平面布局的合理安排

我們知道，建筑是其周?chē)h(huán)境的有機(jī)組成部分，建筑物的總體布局反映了建筑與周?chē)h(huán)境的對(duì)應(yīng)關(guān)系，它對(duì)建筑的節(jié)能潛力亦具有重要影響。商場(chǎng)建筑在與基地條件相協(xié)調(diào)的過(guò)程中，應(yīng)充分尊重微氣候環(huán)境，通過(guò)合理的平面布局達(dá)到有利于建筑的整體節(jié)能效果。建筑在基地中應(yīng)坐北朝南，南側(cè)留出尺度上許可的室外空間，以利于爭(zhēng)取較多的冬季日照和過(guò)度季節(jié)的通風(fēng).這種方法要視基地具體條件、氣候狀況以及使用者的要求而定。

2、建筑被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)的策略

2.1 被動(dòng)節(jié)能式場(chǎng)地設(shè)計(jì)

被動(dòng)節(jié)能建筑在場(chǎng)地上的設(shè)計(jì)是非常廣泛的，它主要是將建筑當(dāng)?shù)氐牡匦蔚貏?shì)結(jié)合進(jìn)去，在整體環(huán)境優(yōu)化的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)置，以達(dá)到節(jié)能減排的效果。場(chǎng)地環(huán)境主要包括水資源利用、周邊植物生長(zhǎng)程度、地形地勢(shì)等等。例如：設(shè)計(jì)者可以利用光能的走向和場(chǎng)地位置的結(jié)合來(lái)遮擋陽(yáng)光，利用空氣、溫度等條件避免風(fēng)襲來(lái)時(shí)使整體溫度降低，以致出現(xiàn)過(guò)于潮濕的情況。以杭州市的建筑研究場(chǎng)所的設(shè)計(jì)為例，來(lái)探究場(chǎng)地設(shè)置對(duì)整個(gè)大環(huán)境的影響。在這個(gè)項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)者根據(jù)地勢(shì)的不同判斷出西北角是陽(yáng)光的集中點(diǎn)，所以它在建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)建筑西北角的布局上進(jìn)行創(chuàng)新，在兩邊種上一些高大的落葉喬木。這樣就可以達(dá)到夏日避免陽(yáng)光輻射，冬日透光的作用。另外，最重要的是設(shè)計(jì)者懂得利用太陽(yáng)能的輻射作用來(lái)吸收或者是稀釋陽(yáng)光，為建筑的節(jié)能性創(chuàng)造了良好的條件。第二，建筑者在場(chǎng)地的東南角的土坡上建立了籃球場(chǎng)，籃球場(chǎng)具有一定的高度，可以擋住一部分從西北角傳來(lái)的風(fēng)速，為主導(dǎo)風(fēng)向起到了至關(guān)重要的作用。

2.2 被動(dòng)式太陽(yáng)能設(shè)計(jì)

提高建筑的節(jié)能減排，必然不能將太陽(yáng)能脫離開(kāi)來(lái)，它對(duì)整體的節(jié)能性規(guī)劃起到了重要作用。新型能源的合理利用使建筑的發(fā)展更加快速，更加符合當(dāng)前的生活規(guī)律。

2.2.1 利用太陽(yáng)能直接得熱

它是通過(guò)門(mén)窗的設(shè)計(jì)與歸位來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種途徑，設(shè)計(jì)者根據(jù)建筑的朝向來(lái)規(guī)劃門(mén)窗的位置。它的工作原理是太陽(yáng)光線(xiàn)通過(guò)門(mén)窗、玻璃、墻面等物質(zhì)直接照射在上面，光輻射在墻上或是門(mén)窗上會(huì)形成熱量的傳遞，在循環(huán)的過(guò)程中產(chǎn)生對(duì)流，使熱量分散為三個(gè)部分。第一部分通過(guò)空氣的阻隔散發(fā)出去，第二部分被墻面或者是窗戶(hù)吸收，進(jìn)而使室內(nèi)溫度升高。第三個(gè)部分則是熱量在地面儲(chǔ)存，在地面溫度過(guò)低的時(shí)候釋放出來(lái)。由于直接得熱的傳遞速度非常的快，所以它能夠使教室或者是住宅區(qū)在白天的時(shí)候獲得足夠的熱能，達(dá)到節(jié)能性設(shè)計(jì)的作用。

2.2.2 間接式太陽(yáng)能傳遞

間接式太陽(yáng)能傳遞是利用集熱蓄熱墻來(lái)完成的。在此項(xiàng)目的設(shè)計(jì)當(dāng)中，陽(yáng)光通過(guò)擴(kuò)大照射面積來(lái)向玻璃傳遞熱能，玻璃再將熱量發(fā)射到墻體當(dāng)中，墻體有自動(dòng)保溫的功效，它能夠?qū)崃吭谄鋬?nèi)部?jī)?chǔ)存，再將這部分熱量分步的傳送到室內(nèi)當(dāng)中，保證室內(nèi)的溫度在一定范圍，達(dá)到節(jié)能建設(shè)的效果。

2.3 自然采光和通風(fēng)的應(yīng)用

在節(jié)能建筑的設(shè)計(jì)之中，自然采光與通風(fēng)的應(yīng)用必不可少。采光和通風(fēng)設(shè)計(jì)必須貫徹國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，充分利用自然光，創(chuàng)造良好的光環(huán)境，這是因?yàn)樽匀还猸h(huán)境是人們長(zhǎng)期習(xí)慣和喜愛(ài)的工作環(huán)境。我國(guó)大部分地區(qū)處于溫帶，天然光充足，為利用天然光提供了有利條件，在白天的大部分時(shí)間內(nèi)能滿(mǎn)足視覺(jué)工作要求。這在我國(guó)電力緊張的情況下，對(duì)于節(jié)約能源有重要的意義。自然采光設(shè)計(jì)有以下幾個(gè)基本步驟：確定性能目標(biāo)、確定自然采光的基本策略、確定外窗的基本策略、窗玻璃材料的選擇、開(kāi)天窗的策略、與人工照明的整合。導(dǎo)光板的工作原理是采用不吸光的材料制成，但此種材料的反射強(qiáng)度必須在高頻的條件下，如鋁制材料就比較適用。導(dǎo)光板可以將光源在更遠(yuǎn)的距離外進(jìn)行反射，使陽(yáng)光在建筑物頂部進(jìn)行散射，它可以調(diào)節(jié)進(jìn)入房屋當(dāng)中的陽(yáng)光數(shù)量，減少光伏的能源消耗，避免陽(yáng)光刺眼等現(xiàn)象的發(fā)生。由于導(dǎo)光板的成本非常少，而利用效率又很高，所以它也是目前建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中實(shí)用效率最高的物質(zhì)。在陽(yáng)光強(qiáng)的時(shí)候，導(dǎo)光板的片狀金屬環(huán)可以作為遮擋源，避免強(qiáng)烈性輻射對(duì)人體的損害。在陽(yáng)光弱的時(shí)候，它可以通過(guò)垂直收集功能，使陽(yáng)光進(jìn)入房間。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，我們要充分利用被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行合理的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，提高建筑的綜合利用效益，促進(jìn)建筑節(jié)能事業(yè)的發(fā)展。