住宅建筑被動式節(jié)能設(shè)計研究論文
1住宅建筑具體的被動式節(jié)能設(shè)計
1.1住宅建筑的布局設(shè)計
建筑布局設(shè)計主要考慮的因素就是日照、風環(huán)境。從日照因素的角度來看，應(yīng)該嚴格設(shè)計建筑實際接受日照的間距，使住宅建筑的能夠獲得充足的日照。例如相關(guān)要求顯示，在我國東北地區(qū)建筑應(yīng)結(jié)合所屬城市緯度位置對建筑進行合理布局，通常大城市在冬至日（緯度因素導(dǎo)致的太陽高度出現(xiàn)最低值）應(yīng)保證2h以上日照時數(shù)，較小的城市建筑在冬至日則需要保證不低于3h的日照時數(shù)，同時這一數(shù)值還受建筑物所屬城市的氣候區(qū)域影響。同時，日照間距受太陽高度角、建筑物高度的影響，所以日照間距實際確定時，需要根據(jù)相關(guān)規(guī)范對建筑物的高度進行調(diào)整，在大城市住宅建筑的周圍建筑較多時，其日照高度基本是穩(wěn)固的，所以只需要計算建筑高度即可做出相應(yīng)的調(diào)整，從而做出合理的設(shè)計。而在比較偏僻的地區(qū)，周圍的建筑物較少，就會增大日照高度，在設(shè)計建筑的時候采用坡屋頂?shù)脑O(shè)計是比較合理的。從自然風環(huán)境因素的角度來看，主要考慮的是上風向、下風向的影響，為了使建筑能夠受風均勻，就可以采用自由式的住宅建筑布局，從而保證住宅建筑的可以發(fā)揮夏季通風、冬季防風的效能。以此來減少建筑消耗過多的能源。
1.2住宅建筑的單體設(shè)計
規(guī)劃與設(shè)計住宅建筑的采暖方面的能耗主要是受建筑形體的影響，對建筑的體型系數(shù)進行有效的控制，有利于實現(xiàn)控制建筑采暖能源消耗量的目標。所以根據(jù)住宅建筑的實際情況來看，采用被動式節(jié)能設(shè)計時可以采用控制建筑體型系數(shù)的方式，根據(jù)相關(guān)的建筑體型系數(shù)規(guī)范可知，當建筑體型系數(shù)每增加1%的時候，就會增加2.5%的建筑熱能耗指標。關(guān)于住宅建筑節(jié)能設(shè)計應(yīng)用在相對寒冷地區(qū)，做出了明確的建筑體型系數(shù)要求，對于小于或等于3層的建筑，則其限制的住宅建筑體型系數(shù)值為0.5；對4~8層的建筑，則其限制的住宅建筑體型系數(shù)值為0.3；對于9~13層的建筑，則其限制的住宅建筑體型系數(shù)值為0.28；對于大于或等于14層的建筑，則其限制的住宅建筑體型系數(shù)值為0.25。所以在被動式節(jié)能設(shè)計應(yīng)用在建筑單體中時，對建筑體型系數(shù)需要嚴格的控制。另外對戶型的設(shè)計也應(yīng)當加大重視，居住空間的設(shè)計需要依照各房間的熱環(huán)境需求量來確定。如對于主要的居住空間臥室來說，對采光的熱、太陽輻射的熱需要設(shè)置在最佳的位置上，同時為了使住宅的自然通風效果良好，可以在臥室設(shè)置可以活動的門窗，從而保障住宅建筑能夠符合人們的居住需求。
1.3住宅建筑屋面節(jié)能設(shè)計
在這種住宅建筑屋面設(shè)計中，倒置式屋面的設(shè)計方法具有很好的節(jié)能效果。倒置式屋面是將傳統(tǒng)的建筑屋面構(gòu)造中防水層與保溫層倒置，將保溫層置于防水層的上部，這就要求保溫層的材料具有憎水性，不僅降低了以往的'造價，還避免防水層面因熱干擾而變形，延長防水層的使用壽命。
1.4住宅建筑門窗節(jié)能設(shè)計
玻璃是建筑物室內(nèi)外熱交換最為活躍的部位，在不影響建筑使用功能的情況下，盡可能地減少窗墻比。此外，高性能玻璃比普通中空玻璃的保溫隔熱性能提高一倍。高性能玻璃如Low-E中空玻璃，空氣層寬度為12mm，其傳熱系數(shù)約為1.6W/（m2K），而普通雙層中空玻璃，在空氣層寬度同樣為12mm時，傳熱系數(shù)約為3W/（m2K），可見使用高性能玻璃可以有效地降低室內(nèi)外的熱傳導(dǎo)。熱橋部位熱傳導(dǎo)能力強，不僅造成冷熱量的大量損失，還會造成局部結(jié)露、發(fā)霉。窗框與窗洞口的連接處容易形成熱橋，窗戶結(jié)合外墻采用斷橋鋁合金窗框加中空玻璃，加強窗框與窗洞口連接處斷橋的節(jié)點處理，通過提高窗戶制作、安裝的精確度和安裝窗戶密封條等方法，盡可能地提高門窗的氣密性，減少室內(nèi)外空氣的滲透。
1.5住宅建筑外墻節(jié)能設(shè)計
外墻占全部圍護結(jié)構(gòu)的60%以上，其能耗占建筑物總能耗的40%。外墻體的節(jié)能設(shè)計，主要在于控制外墻體的保溫隔熱系數(shù)，熱橋效應(yīng)是減少墻體保溫隔熱性能的關(guān)鍵點，將保溫層置于外墻體結(jié)構(gòu)層的外側(cè)，可以形成建筑的有效保溫層，減少外界環(huán)境如溫度、濕度等對其的影響，減少熱橋產(chǎn)生，從而提高墻體的保溫隔熱性能。保溫層置于墻體結(jié)構(gòu)的外側(cè)，與外飾面之間形成空氣層，有利于保護保溫層。
1.6住宅建筑自然通風設(shè)計
1.6.1場地自然通風
場地設(shè)計時，結(jié)合場地冬夏季自然風的風向進行建筑平面設(shè)計，通過設(shè)計扭曲、轉(zhuǎn)折等方法增大朝向夏季主導(dǎo)風向的外立面，同時避免與冬季主動風向形成90°夾角，以此來爭取有利風向，減弱不利風向?qū)ㄖ挠绊�。在有利的主�?dǎo)風向作用下，建筑物的迎風面與背風面形成一定風壓差，促使建筑自然通風。在此基礎(chǔ)上，再根據(jù)立面的風壓分布情況，進行開啟扇適宜的形式設(shè)計，并且保證開扇數(shù)量達到30%以上。影響建筑自然通風設(shè)計的另一個關(guān)鍵是控制建筑的進深尺度。建筑設(shè)計時在一定程度上需要采用“切薄”的處理手法，以控制建筑物在進深方向不大于15m。超過15m的空間，即使雙面開窗也不利于室內(nèi)外空氣的自由交換。
1.6.2豎井自然通風
豎井又稱拔風“煙囪”，豎井的自然通風組織是利用煙囪的拔風作用來組織通風。豎井上方為玻璃天窗，太陽照射玻璃天窗，使豎井內(nèi)的空氣溫度升高，熱空氣密度低上升，于是在熱壓的作用下空氣發(fā)生流動，進風口為建筑的門窗，與豎井的玻璃天窗排風口存在的高度差，高度差產(chǎn)生風壓，通過風壓、熱壓的耦合作用下，進一步加強自然通風的流動。
1.6.3地道通風組織
地道風的特點是冬暖夏涼，溫度適宜。地下風道造價低廉，對新風進行預(yù)熱預(yù)冷的處理，夏季可以降溫2~8℃，冬季升溫2~4℃，降低了冬季的采暖與夏季的空調(diào)能耗。
1.7住宅建筑的綠化設(shè)計
被動式節(jié)能設(shè)計在對建筑綠化進行設(shè)計的時候主要是進行墻體綠化，這種空間綠化形式主要是載體為建筑垂直立面的綠化，雖然具有較小的占地面積，但是墻體綠化的生態(tài)效能非常強，促進建筑能耗的降低。墻面嵌入容器來承裝植物、在墻體種植藤蔓植物是比較常見的墻體綠化形式。但是在實際實施的時候還需要注意相關(guān)的問題，如藤蔓植物的選擇，應(yīng)當選擇枝葉茂密、葉面較大的，以便發(fā)揮較強的吸熱能力；植物的選擇需選冬季落葉和夏季長葉的；另外墻體和植物之間要留有距離，保證空間暢通�；蛘呤窃谧≌ㄖ奈蓓斶M行綠化設(shè)計，在屋頂保溫時可以適當?shù)倪x用泥土。
2結(jié)語
在住宅建筑被動式節(jié)能設(shè)計中，需要充分考慮地質(zhì)條件及氣候特點，全面考慮建筑的風向、日照、布局等方面，充分做好每一部分的設(shè)計，從而達到降低住宅建筑能源消耗的目的。
參考文獻
[1]邱樂.德國被動房在大連地區(qū)多層住宅中的設(shè)計與應(yīng)用研究[D].大連理工大學(xué)，2014.
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