綠色建筑設計中被動設計與性能工具的應用思路與策略研究

文/方銳 湖北鑫晨光建設工程有限公司 湖北襄陽 441000

近些年來，性能工具的出現與廣泛應用給綠色建筑設計工作帶來的全新的發展契機，促使精確模擬環境性能、評估建筑活動內容成為可能。根據實際應用情況來看，像太陽輻射、空氣溫度、空氣濕度等因素都可以視為影響綠色建筑設計效果的直接因素。因此，進行綠色建筑設計工作時，設計人員往往需要借助設計手法，如主動式設計、被動式設計，達到改善建筑環境、空間構造等設計目標，借此優化建筑性能。至于選擇何種設計手法，需要設計人員結合建筑實際情況，進行合理選擇，盡量達到預期的設計效果。

1、關于綠色建筑性能設計工具與要素問題的相關研究

1.1 組成要素

綠色建筑設計過程很有可能會對周圍環境帶來較多影響，舉例而言，建筑性能主要以熱環境、光環境以及風環境等性能為主、建筑被動設計主要以采暖、降溫以及采光等設計因素為主。介于室內采光需求不同，大面積開窗設計很容易給建筑設計工作帶來較多的熱負荷問題。因此，在進行光環境設計工作時，最好優先考慮建筑熱環境對周圍環境的實際影響。根據實踐設計經驗來看，風環境基本上可以是為影響建筑設計效果的主要因素[1]。

一般來說，風主要來源于空氣流動當中，是有效改善建筑環境的基本方法。目前，自然通風主要以風壓通風與熱壓通風兩種方式為主。多數情況下，設計人員會采取二者結合作用的方式，目的在于最終的通風效果，如煙囪效應等都是借鑒上述作用方式。除此之外，建筑所處地域的氣候特征、性能參數等，都需要考慮到。建議設計師在設計過程中，應該堅持揚長避短原則，利用氣候性能與周圍環境因素，制定符合當地建筑物性能的設計方案。

1.2 設計工具

對于建筑設計工作而言，建筑師通常會借助經驗累積法與結合性能工具實施設計的模擬法。其中，經驗累積法主要是針對建筑設計以往經驗而言，要求建筑設計師借鑒傳統地域建筑設計經驗展開設計工作。而結合性能工具實施設計的模擬法主要以建筑性能參數模擬建筑設計過程。結合目前情況來看，結合性能工具實施設計的模擬法發展前景更加廣闊[2]。

在具體設計過程中，建筑師會借助計算機技術自動化生成人工圖紙設計方案。多種性能參數模擬軟件的應用無疑是為綠色建筑設計工作提供了全新的發展契機，至少在提高設計效率與描述建筑環境等方面得到了顯著加強。但是需要注意的是，在進行參數調整時，設計人員最好借助參數化計算方法，規避傳統人工調整參數存在的不足。

2、綠色建筑設計中被動設計與性能工具的應用思路與策略

2.1 綠色建筑熱環境被動設計與性能工具

目前，熱環境在綠色建筑設計中主要以采暖與降溫兩種處理方式為主。在具體應用過程中，主要以控制熱傳遞途徑方式為主，達到降低建筑能耗目的。結合實際應用經驗來看，綠色建筑熱環境被動設計與性能工具以熱環境人工圖紙模擬設計、熱環境數字性能模擬設計為主要應用工具。其中，熱環境人工圖紙模擬設計主要結合綠色建筑與性能工具應用優勢，準確地針對建筑熱環境涉及到的太陽輻射度問題進行模擬。

并在此基礎上，借助剖面設計手段對不同時間段的太陽高度角進行合理模擬與分析。而熱環境數字性能模擬設計方案主要結合數字軟件應用方式，針對太陽輻射強度等參數進行精準模擬與分析。并通過合理組織建筑形體布局形式，立面設計等內容，打造出一個舒適、安全的建筑熱環境體系。舉例而言，大梅沙萬科中心在設計過程中，參照立面太陽輻射強度進行分析與模擬，形成具備藝術特色的建筑外觀[3]。

2.2 綠色建筑光環境被動設計與性能工具

照明能源作為建筑能耗問題的主要因素，需要借助天然采光，降低人工照明能耗問題。在進行建筑光環境設計過程中，設計人員需要集中考慮建筑熱環境以及光環境需求，以確保最終的設計結果科學、合理。建筑立面遮陽設計工作作為建筑光環境設計的主要方式，主要利用遮陽板的設計性能，反射并吸收大量太陽熱能，防止出現太陽直射室內產生的眩光問題。

與此同時，利用光線路徑圖紙模擬設計方法，如借助剖面設計與構件設計，適當改變光的入射路徑，確保建筑室內始終可以獲得均勻、穩定的采光資源。對于低層建筑設計工作而言，設計人員需要針對屋面形式以及天窗設計內容，確保室內光環境得以改變。舉例而言，利用天窗功能，借助天空漫散光實現照明過程，為室內提供源源不斷的自然光源。

2.3 綠色建筑風環境被動設計與性能工具

綠色建筑風環境被動設計與性能工具主要以風的流動路線作為圖紙模擬依據。重點針對空氣流動的進風口與出風口位置，針對建筑風環境設計內容進行合理分析。舉例而言，漢諾威展廳風環境設計方案就是借助上述原理，實現熱壓通用風與風壓通風的有機結合。與此同時，設計人員主要利用流線型屋面設計方案，加速屋面附近空氣流動速率，確保室內風壓通風效果，以期可以打造宜人、舒適的建筑環境。

結論：

總而言之，性能工具的廣泛應用無疑是給綠色建筑設計工作帶來了全新的發展契機。如手工模擬設計方法逐漸轉化為動態模擬技術設計方法、性能工具逐漸升級等。在這樣的態勢下，綠色建筑被動式設計與主動式設計無論是在設計理念，還是設計內容方面，均得到明顯加強。最重要的是，通過合理調整與優化性能參數，往往可以直接推斷出合理的建筑形式，確保性能的理性需求與外觀美學效果得以體現出來。相信通過全體人員的不斷努力，綠色建筑設計工作勢必會發展的越來越好。