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浅析被动式建筑的发展障碍

2015-6-2 17:12| 发布者: 秦臻| 查看: 627| 评论: 0|来自: 中国保温网

摘要: 被动式低能耗建筑设计是20多年前由美国建筑师巴鲁克·吉沃尼最早提出。这种设计方法对建筑设计和原材料的要求都比较高,其最终目的是尽可能减少能源消耗,并与建筑周围的气候因素、建筑设计及结构特点相呼应。被动式 ...

被动式低能耗建筑设计是20多年前由美国建筑师巴鲁克·吉沃尼最早提出。这种设计方法对建筑设计和原材料的要求都比较高,其最终目的是尽可能减少能源消耗,并与建筑周围的气候因素、建筑设计及结构特点相呼应。被动式低能耗建筑设计通过最大限度地利用太阳能等自然能源,为建筑的使用者提供较为舒适的居住和工作环境,它倡导的是绿色环保、节能减排的新能源建筑理念,不用或少用采暖和制冷的传统建筑设备系统,符合时代发展的潮流。广义的被动式低能耗设计涵盖的内容较多,本专题主要研究的是建筑过程中的被动式低能耗设计。它主要针对建筑设计本身而言,需要考虑日照、热工性能、建筑通风等方面,以体现其有机结合的设计方法。

●场地的地形分析
  设置在斜坡上的场地,朝向赤道能接收更多的太阳辐射,朝向两极则可避免更多地得热。山坡向阳表面受太阳辐射温度升高,加热了坡面的温暖空气使之上升;相反,背风的阴坡则很少降雨称为干坡。另外,被山川环绕的场地风速较小,而狭窄的山谷则能提高风速对下风处的热环境产生影响。位于山脚的场地,因山脚热稳定性较强夜晚山顶的温度下降比山脚的快,造成温差使得空气从山顶向山脚流动,这种高山风对于炎热地区的夜晚降温是极其重要的,而对于寒冷地区则应该避免。

●场地内建筑群体的布置
  建筑群体的布置方式对其热环境及风环境的影响显著,需要综合协调日照、通风间距与建筑密度等因素。对于夏季通风要求比较高的建筑群体,可以使夏季主导风沿向一定的角度(45°为最佳)吹向建筑群体,这样能大大地缩短建筑群体的间距。建筑群的冬季防风与夏季通风是有待解决的矛盾,有学者提出一种特殊的混合带状式布置方法,它利用不同体型及高度的建筑物进行由南至北的带状区域划分:北向带状区域外围建筑体型宽大、高度较高,有利于阻挡冬季冷风由北向进入场地。

●场地的水体
  靠近水体布置场地能减轻整个小气候的温度波动,同时,还能因为水体的热稳定性造成昼夜间场地和水体温差的波动,从而形成了两者之间的空气流动,这对于炎热地区的降温及缓解热岛效应非常有效。

●场地的植被
  绿色植被能够遮挡太阳辐射热量,影响周围的地表和空气温度。植物还能把雨水蓄存起来。植被的密度和高度则影响风速,通过植物和树木的组合布置甚至可以引导流经场地的风向和风速。

体型系数
  住宅的体量对其单位建筑面积采暖耗热影响很大,合理选择体量本身就是节能的开始。体型系数是影响建筑耗能水平的重要因素,体型系数越小,耗热量越小,就越节能,严寒、寒冷地区体型系数应控制在0.3 以下。

被动式太阳房
  被动式太阳房又称无源太阳房,在我国北方有一定的应用,新科技的发展则为太阳能保存和释放的综合利用提供了可能,并使其能达到冬季保暖、夏季制冷的要求。这体现在太阳房的墙体材料热工性能和南向阳光采集窗的物理特征地处理上。

●建筑内部平面设计

建筑内空间温度分区法

根据建筑各房间的使用要求及人们对热环

境的需要,对建筑平面采用“温度分区法”

进行合理分区。即把对热环境质量要求较

低的房间布置于冬季温度相对较低的区域

内,如厨房、厕所、走道等附属用房;把

舒适性要求较高的房间布置在向阳区域,

如居室和起居室等。在温度要求高的居住

空间和温度变化很大的室外空间之间,结

合使用情况设置阳光间、门斗等过渡区

域,可大大减少外墙的传热损失,并降

低了房间的冷风渗透量。

室内自然通风组织

自然通风主要是利用风压原理,设计时

注意门窗的相对位置、家具摆设等对风

在建筑内部的流动影响,也可利用天井

、小亭、楼梯间等增加建筑内部开口面

积,便于引导自然通风。注意建筑迎风

向进气口的构造对正压区气流的挤压状

况,它能使入室气流路径产生偏向,尽

量控制入室气流使其能流向生活区及人

体高度的范围。当风压作用很小时,可

利用热压原理,设置中庭产生烟囱效应

实现通风换气。

●立面的节能设计

窗墙比设计:进行建筑立面的节能设计需要确定合适的窗墙比。窗墙面积比对建筑能耗的影响

,主要取决于窗与外墙之间热工性能的差异,相差越大,影响越显著。窗墙面积比不仅影响能

耗;也影响建筑立面效果、室内采光、通风等。窗墙面积比过小,建筑通风不良,自然采光不

足,会增加空调与照明能耗。

围护结构保温隔热

屋顶、外墙及地面等围护结构的构造节点是建筑热工的薄弱环节,与建筑节能设计密切相关。

根据建筑所处地区的气候环境及建筑内部的功能要求,考虑围护结构采用保温还是隔热。外保

温比内保温更加节能,内保温则适用于间歇性供暖空调的大型空间。保温和隔热构造设计还需

注意防止水蒸气在围护结构内部凝结对材料造成破坏,另外,也可采用空气或蓄水等方式调节

围护结构的热工性能。

建筑遮阳

夏季炎热地区遮阳尤为重要,需根据围护结构上孔洞的朝向选择不同的遮阳方式。外遮阳比内

遮阳效果更好,也可采用可控遮阳等新式日照调节系统。遮阳隔热对通风有一定的影响,在遮

阳的构造上需协调考虑,如采用留槽式遮阳板就是很好的方法。立面遮阳设计不仅是构造设计

,还可以利用阳台、外廊等建筑构件以及垂直绿化综合处理,使立面遮阳设计与立面形态处理

有机结合。

●绿色建筑材料与建筑工业化

绿色建筑材料采用低能耗无污染的生产技术,大量使用尾矿、废渣、垃圾等工业或城市固体废

弃物和农植物秸秆,生产无毒、无污染、无放射性,有利于环保与人体健康,并且可以循环回

收利用,杜绝了二次污染的产生。建筑工业化则旨在利用现代科学技术成果和工厂化的管理模

式集约化生产,将房屋由传统的现场“建造”模式改为工厂“制造”,提高了建筑的整体质量

和速度。如轻钢结构的建筑体系,工业化程度高,有利于构件的标准化和符合模数制要求,与

传统的砖混结构与钢筋混凝土结构相比,它还是环保型和可再生的,具有明显的优点。


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