住宅建筑被动式节能设计研究

住宅建筑被动式节能设计研究

王文保

河北奥润顺达窗业有限公司074000

【摘要】建筑节能设计能够大大降低建筑能耗，实现建筑行业的可持续发展。其中被动式节能设计作为重要的节能设计方法被广泛应用于建筑设计当中。本文先概述了住宅建筑被动式节能的基本内容、然后总结了住宅建筑被动式节能设计的必要性，最后分析了住宅建筑被动式节能设计要点，希望能够对读者提供一些借鉴和参考。

【关键词】住宅建筑；节能设计；研究

引言

被动式节能是指以非机械电气设备干预手段实现建筑能耗降低的节能技术，具体指在建筑规划设计中通过对建筑朝向的合理布置、遮阳的设置、建筑围护结构的保温隔热技术、有利于自然通风的建筑开口设计等实现建筑需要的采暖、空调、通风等能耗的降低。为维持舒适的室内环境，建筑往往以高昂的运作成本和较高的污染排放为代价。建筑节能必须立足于建筑自身对环境的适应和调控能力。建筑师在设计阶段就应引入正确的节能设计理念，充分利用被动式节能设计的方法，使建筑在环境对其影响的过程中尽可能地捕捉有利因素、避免不利状况。

一、住宅建筑被动式节能概述

住宅建筑的被动式节能首例案例是设计的利用太阳能供能的住宅。住宅建筑被动式设计的核心是利用科学技术调控建筑所在区域的环境气候服务于住宅建筑供能等方面的需求。采用被动式设计的住宅建筑更能适应于周围的环境和气候。即便不配备有外部的辅助设备也能吸收当地的阳光、温度、地形、风力等方面的自然因素实现对建筑内部的调节。被动式的节能设计不需要外部的辅助设备，设计的整体相对变得简单，在建筑使用期间也不需要过多的技术支持，被动式的节能方式大幅度的降低了建筑内部环境要承担的负载压力，减少了能源的消耗，再加上被动式的节能方式依赖的是来自自然环境中的元素，降低了建筑的建造成本。

二、住宅建筑被动式节能设计的必要性

随着人们生活水平的逐渐提高，人们对自身的居住环境质量更加关注。在进行节能建筑设计的时候能够把一些健康的生活方式融入到具体的建筑当中，例如，尽量减少采用空调、暖气等取暖方式，可以学习国外先进的建筑设计形式，并结合所在区域环境的特点，选择最佳的节能建筑设计方案。自然、和谐的生活环境能够保证人们的身体健康，同时愉悦人们的心情。把节能建筑设计引入到建筑设计当中能够在满足人们居住环境的同时解决建筑资源。

三、住宅建筑被动式节能设计要点

1、注意户型设计

在被动式节能设计过程中应该充分注意户型设计问题：①应该结合不同房间热环境的需求量展开居住空间设计，例如住宅建筑中卧室是主要居住的空间，那么将其作为第一活动空间，从采光得热和太阳辐射的角度上来看，应该对卧室进行主要房间设置。②为了使住宅建筑获得最好的自然通风效果，应该从户型平面布局上减少气流迂回的路线，保证进出风口对位，为了达到这种效果，应该将活动门设置在卧室的等位置上，这样在夏季就可以形成风道，同时冬季也可以减少热量的损失。③在单体被动式节能设计过程中，还要对围护结构设计的相关问题进行充分考虑。

2、建筑细部节能设计

节能型城市建筑设计也要贯彻到建筑细部的处理，从而真正达到节能效果建筑的墙体和屋面等对外部位用保温材料包裹，尤其混凝土构件这些薄弱的“冷桥”构件部位要用加厚保温材料等方法降低能量损失保温材料的运用可以提高建筑墙体的热阻，降低通过墙体和屋面的热量交换，节约建筑采暖或制冷的能耗。屋面以及墙面等太阳直射的建筑部位还可以增做通风隔板的细部构造措施，利用室外空气换热带走吸收的热量，避免夏季吸热升温，从而节约空调制冷的建筑能耗。

3、建筑造型节能设计

建筑节能规范里的建筑体型系数这一指标就是通过表面积与围合体积的比例,控制建筑体量的凹退,从而降低散热面积。比如同一建筑物的顶部分别设计为坡顶和平顶。坡顶部分如果设计为通风顶，能更好地降低夏季建筑吸热在通风顶棚空间里铺设一层保温材料，将取得比平顶保温构造更好的保温效果因为大多松散质地的建筑保温材料性能好，但是遇到水和水汽就会失去保温作用，而搁置在通风坡顶夹层正是最好的选择。平顶的造型一般要选择憎水型的保温材料，否则屋面直接曝露于大气,长久风吹日晒,容易导致保温效果降低。

4、门窗节能设计

玻璃是建筑物室内外热交换最为活跃的部位，在不影响建筑使用功能的情况下，尽可能地减少窗墙比。此外，高性能玻璃比普通中空玻璃的保温隔热性能提高一倍。高性能玻璃如Low-E中空玻璃，空气层宽度为12mm，其传热系数约为1.6W/（m2•K），而普通双层中空玻璃，在空气层宽度同样为12mm时，传热系数约为3W/（m2•K），可见使用高性能玻璃可以有效地降低室内外的热传导。热桥部位热传导能力强，不仅造成冷热量的大量损失，还会造成局部结露、发霉。窗框与窗洞口的连接处容易形成热桥，窗户结合外墙采用断桥铝合金窗框加中空玻璃，加强窗框与窗洞口连接处断桥的节点处理，通过提高窗户制作、安装的精确度和安装窗户密封条等方法，尽可能地提高门窗的气密性，减少室内外空气的渗透。

2、外围护结构

建筑屋面和外墙是建筑与周围环境进行能量交换的媒介体，它具有通风隔热、遮阳蔽雨等明确的庇护功能，也是体现建筑形象艺术特点的重要部分。被动式设计方法强调利用屋面和外墙的传递能量的功能，充分利用自然界的有用资源，而将不利因素阻隔在建筑外面。通常，减少外墙传热主要有以下的方法:一是严格控制建筑的体型系数，以减少传热面积。二是通过外墙构造设计增强外墙的保温隔热性能，以及有效防止外墙体内部结露等。在外墙外侧或者内侧增设一定厚度的保温材料，以提高墙体的保温性能，是现阶段墙体节能的重要措施。目前外墙保温多数采用聚苯乙烯泡沫塑料板类材料，在施工过程中按照保温材料的施工程序，加强保温板的粘结及固定牢固，保证边缘及底部的质量，才能达到保温效果。同时屋面是热量波动最大的部位,需要采取有效措施增加保温隔热效果和耐久性。

结束语：

综上所述，住宅节能是一项新兴起的设计方式，住宅建筑的被动式节能需要从住宅的门窗设计、外围护结构、户型设计、建筑细部节能设计、建筑造型节能设计等方面学科的技术支持。在进行建筑物设计时要严格监督、严格把关，顺利地完成建筑物的被动式节能设计实施工作，保护居民的生活环境。

参考文献：

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[2]及玉翠.住宅建筑被动式节能设计研究[J].住宅与房地产,2016,24:7.学,2016.

[3]万之瑛.建筑设计中被动式节能的探讨[J].中华建设,2016,07:90-91.