住宅建筑被動式節能設計分析

符靖輝

摘 要 在住宅建筑工程設計中，被動式節能設計系統性比較強，要求綜合考慮建筑環境以及各類結構設計要點。對此，本文首先對被動式節能設計概念進行介紹，然后對被動式節能設計的優勢進行分析，并對住宅建筑被動式節能設計要點進行詳細探究，以期為實際工程提供借鑒。

關鍵詞 建筑;被動節能設計;必要性

引言

在以往的住宅建筑節能設計中，主要采用各類電氣設備提升建筑節能效益，前期投入比較大，在各類電氣設備使用維護管理中所需費用較高。通過對建筑工程進行被動式節能設計，優化建筑布局，合理應用通風、采光、遮陽、隔熱措施，可有效降低建筑能耗。因此，對被動式節能設計技術在住宅建筑工程設計中的應用進行深入研究意義重大。

1被動式節能設計的概念

在住宅建筑工程節能設計中，可采用主動式設計方式和被動式設計方式。其中，在被動式設計方式的應用中，要求綜合考慮住宅建筑建設區域氣候環境特征，同時聯合應用建筑環境控制技術，提升住宅建筑對于氣候的適應能力。因此，在住宅建筑被動式節能設計中，無須應用外部能源以及各類機械設備，只需依靠地形、植物以及風力等因素，即可為人們提供良好的居住環境。這就要求在被動式設計方式的實際應用中，首先需考慮建筑工程建設區域環境氣候特征以及地理特征，優化建筑工程布局形式以及體形設計方案，不僅可提升建筑節能效果，同時還可降低建筑工程建設成本[1]。

2被動式節能設計的優勢

在住宅建筑節能設計中，被動式節能設計方式的應用優勢主要體現在以下幾點：第一，在被動式節能設計中，可利用各類自然資源，包括陽光、植物等，對建筑工程設計方案進行優化處理。第二，在住宅建筑被動式節能設計中，所需應用的機械設備比較少，不僅能夠提升建筑節能效果，同時還可降低建筑設計成本。第三，被動式節能設計方案對于建筑工程的適應性比較強，住宅建筑使用人群一般比較固定，節能設計的目標在于有效滿足人們日常生活實際需要[2]。

3住宅建筑被動式節能設計

3.1 建筑地質氣候特征分析

在住宅建筑工程選址方面，應充分考慮建筑工程建設區域氣候環境特征，比如在考慮日照條件的基礎上對建筑吸收太陽光的情況進行分析，盡量選擇仰角比較小的區域進行設計。另外，還應綜合考慮建筑工程四周通風條件。

3.2 建筑布局優化

在住宅建筑設計中，首先需制定建筑整體布局，并繪制施工圖。設計人員需了解項目建設區域緯度，改善建筑采光條件，通常情況下，要求住宅建筑平均日采光時間在2h以上。另外，在住宅建筑規劃設計中，還應綜合考慮太陽照射仰角以及俯角。

3.3 建筑單體被動式節能設計

（1）戶型設計。戶型設計是住宅建筑設計的重點，要求根據住宅建筑中不同房間熱環境的實際需要進行空間優化設計，保證建筑采光以及太陽輻射。另外，在戶型設計方面，還應盡量減少氣流迂回路線，保證進出口對位，對于活動門可設置在臥室位置，夏季即可在住宅建筑內部形成穿堂風，提升室內舒適度，而冬季則可減少建筑內部熱量損失。

（2）圍護結構設計。在住宅建筑圍護結構設計中，在保溫體系設計中，可采用外墻外保溫、內保溫或自保溫設計方式。在住宅建筑門窗設計中，應注意有些區域寒冷，窗戶能耗比較低，對此，可優化圍護結構設計形式，提升窗戶保溫性能。

3.4 節能設計

（1）屋面節能設計。在住宅建筑屋面設計中，倒置式屋面設計方案的節能效果比較好，要求將保溫層置于防水層上部，要求保溫層施工材料具有良好的憎水性，不僅能夠有效避免防水層面由于熱干擾而發生變形，同時還能夠有效降低建筑工程施工成本。

（2）門窗節能設計。在住宅建筑工程室內環境中，玻璃的熱交換比較活躍，對此，在住宅建筑被動式節能設計中，應在保證建筑正常使用功能的基礎上盡量減小窗墻比。另外，與普通中空玻璃材料相比，高性能玻璃的保溫隔熱性能比較好，比如Low-E中空玻璃的厚度為12mm，而傳熱系數則為1.6W/（m2·K），低于普通雙層中空玻璃的傳熱系數3W/（m2·K），進而降低住宅建筑室內外熱傳導。另外，窗框與窗洞口的連接位置容易產生熱橋，可利用斷橋鋁合金窗框，并加強窗戶密封條安裝控制，進而提升窗戶氣密性。

（3）外墻節能設計。在住宅建筑圍護結構中，外墻占60%，同時外墻的能耗是建筑總能耗的40%左右。對此，在建筑外墻節能設計中，應對保溫隔熱系數進行有效控制，減少熱橋效應，通過采用建筑保溫形式，減少熱橋的產生，提升外墻保溫隔熱性能。

3.5 自然通風設計

住宅建筑通風環境容易受到當地季風氣候的影響，在建筑自然通風設計中，應盡量選擇彎曲、多節段平面設計方式，減少由于空氣流通所造成的不良影響。設計人員必須詳細了解項目建設區域自然季風條件，有效控制建筑迎風坡以及背風坡的壓力差，如果壓力差比較大，則可促進建筑內部空氣流通，形成穿堂風，為居住者帶來新鮮空氣。另外，還可應用煙囪設計方式改善建筑內部通風條件，在建筑屋頂設計中，可設置天窗，提升建筑內部溫度。如果建筑內外溫差比較大，則當空氣熱脹冷縮時就會產生氣壓差，進而促進空氣交流。

3.6 綠化設計

在住宅建筑被動式節能設計中，綠化設計也是十分重要的內容。在建筑綠化設計中，墻體綠化為空間綠化形式，可將建筑垂直立面作為載體，不僅占地面積小，而且生態效益比較高，可有效降低建筑能耗損失。在墻面綠化設計中，在墻面可嵌入容器，用于種植植物。另外還應該注意，對于墻體與植物之間，需保持一定的距離，保證空氣流通。

4結束語

綜上所述，本文主要對住宅建筑工程被動式節能設計要點進行了詳細探究。在住宅建筑設計中，為了為人們營造宜居環境，要求綜合考慮項目建設區域地理地形條件、氣候環境特征、建筑結構等因素，提升建筑工程采光、通風等性能，降低能耗。

參考文獻

[1] 賴笑，王鋒，傅佳.被動式技術在夏熱冬冷典型地區住宅中的應用[J].建筑技術開發，2017，44（24）：52-53.

[2] 寧荍，張振元.居住建筑種植屋面節能設計與優化方法[J].建筑技術開發，2017，44（23）：132-134.