被动式超低能耗建筑设计基础与应用李建建

被动式超低能耗建筑设计基础与应用李建建

河南省济源市房地产开发公司河南省济源市459000

摘要:人居环境的可持续发展需要同时解决建筑环境质量、建筑节能减排以及地域文化传承问题,运用被动式建筑设计技术创建适宜于地域气候与资源环境的超低能耗建筑是实现人居环境可持续发展的根本途径。目前公认的比较好的可以实现人类居住环境可持续发展的方式就是运用被动设计建筑技术,这在一定程度上能够较好的适宜地域气候和减少资源环境的损耗。可是被动式的节能建筑理念在实际的施行过程中有着很高的要求,其中包括计划的建筑结构以及运用的材料等。本文从被动式建筑设计的理论出发,总结了能够最好的降低能源损耗的建筑技术设计的问题。

关键词:被动式;超低能耗;建筑设计;基础与应用

一、我国被动式超低能耗建筑设计存在的问题

1.1我国气候环境相对较为复杂

在我国,由于地域差异较大,这就会导致气候环境也相对较为复杂,一般情况下,我国天气复杂多变,这就严重影响了我国建筑施工的进度,在不同的气候环境中,建筑的设计方式和施工方式也不尽相同,所以一般的建筑设计技术并不能完全适合我国的复杂气候。在被动式超低能耗建筑设计工作中,同一种设计方式并不能适用于所有建筑,这就大大增加了设计工作的工作难度和工作量,因此,适合我国建筑实情的被动式超低能耗建筑设计才能更好的发挥作用。

1.2我国各地建筑风格大不相同

上文中提到,由于我国疆域辽阔,建筑风格大都差异较大,同时,我国人口相对较多且密集,这就也就是我国建筑大多为多层建筑的原因。被动式超低能耗建筑设计工作往往会受到我国建筑实情的影响,不同的建筑风格需要进行不同的设计工作,这在一定程度上增加了相关设计人员的工作强度,而且,由于我国公共区域占地面积大、人口较为密集,这也在一定程度上对被动式超低能耗建筑设计工作造成了影响,相关设计人员需要根据设计施工地点居民的密度和生活方式进行设计,这就会增加设计工作需要考虑到的因素,大大影响了被动式超低能耗建筑设计工作的正常进行。

1.3我国建筑大多能耗大

目前社会,可持续发展理念是人们关注的一个重点,但是在我国,大多数建筑对能量的需求都比较大,并且这些建筑并不具备很高的实用性,这些特点都决定了我国一部分建筑并不符合可持续发展的理念和被动式超低能耗建筑设计的理念,这无疑会对设计工作造成一定的影响。同时,在我国很多地区,建筑存在闲置情况,居民建筑利用率不高、注重外观等都是造成建筑能耗过高的因素,一定程度上制约了被动式超低能耗建筑设计工作的进行。

二、被动式超低能耗建筑设计基础与具体应用

2.1建筑室外典型气候的精细化表征方法

被动式超低能耗建筑设计,是基于气候分析技术、将满足人体的舒适度当作出发点。基于这样的原因,实际进行被动式超低能耗建筑设计的过程中,应针对室外气候特征描绘数字,以确保自身的真实性、准确性,从而有效实现超低能耗的设计与优化。除此之外,相比较于理论剖析、数值模仿,现阶段我国建筑领域中,对于节能方面的气候参数研究比较缺乏,与西方国家相比,依然存在着很大的差距。虽然我国一直在加强建筑室外气候的精细化表征方面的研究,但现阶段尚未得到理想的研究成果,同时,因为这方面的研究数据较少,因此,在很长一段时间中,建筑室外气候的精细化表征的相关数据也没有得到及时的更新,从而导致我国建筑能耗的精细化研究一直处于空白状态,严重制约着建筑节能领域的发展。但是,在科学技术不断进步、市场经济迅速发展的当今时代背景下,人们的环保意识不断加强。因此,对建筑能耗进行精确化核算动态规划办法逐渐成为了我国需要加强研究的一个重点项目,这样的形势下,关于精确化核算动态规划办法方面的研究逐渐增多,这就从根本上分析了建筑室外气候的精细化表征方法,与此同时,通过在不断的实践过程中进行相应的总结,便可以将被动式超低能耗建筑设计的作用从真正意义上发挥出来。

2.2建筑环境气候分析

建筑是存在于生态环境中的一个有机体,由此可见,建筑、环境气候两者之间存在着十分紧密的联系。基于这样的原因,建筑建设过程中,应考虑环境气候对建筑建设不同环节的影响,同时也要考虑建筑建设不同环节对生态环境的影响,这也是实现建筑能耗降低的一个关键环节。环境气候对建筑建设不同环节的影响,主要包括室内微型、人力自身感知以及建筑室外的气候环境,必须明确这三个方面之间的关系。现阶段来说,大部分建筑设计师均不同程度地了解一些气候环境的相关知识,但在实际进行建筑设计的时候,却很少有建筑设计师能够将气候环境知识融入到设计中去,之所以会出现这样的问题,一个重要的原因便是缺少实用的、直观的计算方法、计算工具。调查研究发现,目前国际上应用比较广泛的主要有两种建筑环境气候分析方法,也就是表格分析法、图像影响分析法。两种建筑环境气候分析方法的共同之处在于,能够在从不同的角度有效考量、分析人体热舒适性的环境气候特征,同时还可以有效计算这一现象。但需要注意的一个问题是,不同国家有着不同的气候环境,同时,在我国,南北地区也存在着比较明显的气候差异,基于这样的原因,应在这两种建筑环境气候分析方法的基础上,结合我国实际情况,总结出符合我国环境气候实际情况的建筑环境气候分析法。对我国实际环境气候进行分析与研究的过程中,应注重我国室外气候、人体舒适感知、室外气候出现改变后,对人体造成的影响,必须解决这些问题,才能尽可能地实现建筑环境气候的超低能损耗。但是就现阶段的实际情况来看,实践过程中,相比较于主动式超低能耗建筑设计,被动式超低能耗建筑设计的自身特点就是,可以对室外微小变动的气候、室外的气候进行有效控制,同时也可以随时进行适当的调节与调整,从而可以有效确保气候可以遵循一定的规律。

2.3气候控制

针对我国不同区域气候环境的差异,被动式超低能耗建筑设计,就是按照规范指标进行年供暖量与年供冷量的控制。即年供暖、照明以及空调的一次总能耗为:≤45kWh/(m2•a)/5.6kgCe/(m2•a),而气密性需要按照n50≤0.6的规范要求进行控制。此外,由于被动式超低能耗建筑物具有高节能性功能,其能够有效改善人民群众的居住环境。具体来说,就是采用有效的控制技术,通过作用于不同气候环境来降低建筑物建设使用对能源的消耗量。值得注意的是,被动式技术的运用,还能在保证严寒地区建筑室内环境舒适度的情况下,降低供暖的能耗。而炎热地区,被动式超低能耗建筑设计的运用,也可在不适用制冷空调的基础上提高居住的舒适性。

2.4建筑被动技术运用

该技术的运用,就是将太阳能、自然风、植物植被以及自然风力等天然条件充分结合起来,以使高性能状态的围护结构、气密性、新风热回收以及可调遮阳等建筑技术作用于实践。具体来说,就是在冬季采用太阳能辐射采暖或是夏季蓄热与夜间降温两种方式,进行低能耗控制。此建筑设计过程,由于设计内容复杂,设计人员应提高建筑设计方案与技术应用的科学合理性,来使建筑物能够达到超低能耗的控制标准。

总结:

可持续发展理念深入人心,从目前我国低能耗建筑发展趋势来看,这是一个很成功的案例,因此,相关部门需要加大对相关设计技术的研究力度,尽可能的加快我国可持续发展建筑推广进程,以适应日益增长的物质能源需求。

参考文献:

[1]王永,and闻伟国."被动式超低能耗建筑设计基础与应用."绿色环保建材3(2018).

[2]刘旻."浅谈被动式超低能耗建筑设计的基础及其应用."建材与装饰11(2018).

[3]王永飞,and张世发."被动式超低能耗建筑设计基础与应用研究."建筑工程技术与设计31(2016).

[4]陈洁莹.《被动式超低能耗绿色建筑技术导则》编制思路及要点[J].建设科技,2017,23:17~21.

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