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摘要:在建筑设计当中加入被动节能理念,设计被动节能建筑能够减少建筑当中空调、暖气等调节温度的设备的使用率,降低建筑的整体能耗,和可持续发展的思想一拍即合。是当前重点研究的建筑设计内容之一,也是未来建筑的发展方向。
关键词:被动节能;建筑设计;绿色环保
引言
如今环保问题已经成为了世界共同关注的问题之一,建筑是作为现代人生产生活当中最重要的场所,被动节能理念的应用有助于为人们提供更为舒适的环境,合理利用自然能源,减少不可再生的能源的消耗,降低温度调节当中使用的空调和暖气等设备的利用率,减少环境污染。本文对被动节能的核心思想、被动节能在建筑设计当中的应用意义,以及在我国如何进行应用进行了简要的分析,希望能够为建筑设计工作提供一定的参考。
1被动节能的核心思想
被动节能在西方国家提出和应用的时间大约已经有十余年的历史,在德国、奥地利、美国等国家已经得到了一定范围的推广和使用。这种设计的核心思想在于不适用外部的能源,利用建筑内外的围护结构、各种类型的集热装置,或者是利用集热板和建筑墙体之间的空腔,对建筑内的温度进行调节和控制,让建筑内的能量能够被循环使用。其实控制建筑内温度属于一个比较古老的问题,在我国古代就有制造建筑内水帘等类型的降温工程。当前的被动节能技术通过各种可再生能源的使用,以及遮阳技术、温室效应、余热回收等专业的节能技术手段,能够实现不用借助人工能源、化石能源等能源就能实现温度的调节,阻隔室内室外的正常热交换,存储并利用人和设备产生的建筑内的热能、太阳能等能量,一正一反,能够营造冬暖夏凉的内部环境。温度较高时,可以将外部空气除湿后进行流通,加上合理的遮阳设计,即可达到长时间降低室内的温度、保持空气流通的目的。当天气较冷时,利用集热板收集光照所产生的热能,让室内的冷空流入集热板和墙体之间的空腔,受热之后热空气上升冷空气下降能够将空气由通风口再次输入回房间当中,达到保暖的效果。
2建筑设计中被动节能的意义
我国近年来的发展速度较快,城市的面积逐年递增,各种类型的建筑工程在各个地区陆续开工。为保障建筑行业的可持续发展,降低能耗、减少燃烧污染,在建筑设计阶段加入被动节能是必要的。被动节能虽然在设计、建设阶段需要投入较多的心血和努力,但能够使用较长时间,为建筑使用者提供舒适的环境,并能够减少后期的资源投入和能源消耗,总体来说还是产出远大于投入的绿色建筑工程类型。在日常生活当中,最常使用的调节温度的设备就是空调和暖气,长时间使用的空调为细菌的滋生和繁殖提供了有利条件,在进行换气的时候会使建筑内部的空气当中充满细菌和真菌,对人体产生危害。而大部分北方地区的集中供暖都是通过固体可燃矿物的燃烧进行产热,然后再通过热媒实现温度的传递,达到建筑内部整体升温的效果。矿物的燃烧对空气的污染较为严重,而且属于不可再生资源,消耗的矿物在短时间内无法重新产出。被动节能的应用能够解决空调污染和矿物质燃烧产生的污染,而且还能节约电能,存在经济方面的优势,提供令人满意的建筑内部环境,具有较大的发展潜能。
被动建筑设计很好的整合了建筑和自然之间的关系,利用气候的变化以及天然的能量,通过巧妙的设计,动态调整建筑内部的环境。能够降低能耗,而且有利于人的健康,具有较强的应变性,如果能够结合当前的物联网、智能化、自动化等方面的技术,能够更加便捷的调控建筑内部的小气候环境,满足现代生活当中的温度诉求。然而在实际的设计工作当中,被动节能的设计理念其实并没有在我国得到推广,应用被动节能的建筑相对较少。在进行设计时存在着较多的影响因素,比如自然环境是否适合,在实际应用当中是否具备可行性,温度能否进行较为精确的调节等等。设计人员应保持探索精神,把握建筑、设计、气候、技术等多方面的基础知识,学习诸如上海的“汉堡之家”这种已经成功建设的被动节能建筑案例,充分考虑到用户的诉求,争取在实践当中加以利用。
3我国建筑设计中被动节能的应用
我国2012年颁布的“关于加快推动我国绿色建筑发展的实施意见”对建筑绿色节能的发展提出了要求,所以说建筑设计中被动节能的应用存在政策方面的支持。但是相对于世界先进的技术水平而言还存在加大的发展和提升空间。当前的建筑材料比如玻璃和幕墙等,还没有向被动节能当中的应用方面进行拓展和研究,在应用时和预期的效果存在着一定的偏差,对于系统的设计和建筑群整体的设计能力不足,新技术和新材料的应用较少。
为改变以上问题,国家和设计单位应加大被动节能设计方面人才的引进和培养力度,提高对建筑被动节能的重视。在进行被动节能设计时,应考虑到建筑整体能量的平衡,对建筑结构进行整体性的设计,及时了解并掌握当前的新型技术手段和建筑构造体系,选择适宜的材料,或让供应方按照要求制造专用的建筑材料。温度方面的调控应以人体的舒适度为标准,根据不同地域的气候条件和具体需求进行温度的调节和设计,处理好建筑设计、室内外气候与人之间的关系,并保证最大限度的降低能耗。还应对建筑外部温度变化的情况进行监控,掌握一般情况下的温度、湿度、风速、辐射强度等多种类型的数据资料。探究这些数据的变化对于人体热舒适度产生的影响,并对已经建成的被动建筑的温度波动情况进行考察,了解设计温度和实际应用当中的温度之间的差距。
结语
被动节能相对于主动的温度调控系统而言,具有较多的应用优势,能够满足社会发展的需要,和可持续发展理念不谋而合。在进行设计时存在着较多的影响因素,对设计人员的综合能力较多的要求。从实际应用当中看来,这些问题都是可以通过努力进行解决的,设计应充分考虑外界环境气候、人体热舒适度以及室内温度之间的关系,应用先进的科学技术手段,确定最佳的被动建筑设计方案。
参考文献:
[1]季永华,宋俊.建筑被动节能改造技术方案优选方法研究[J].山东建筑大学学报,2017,32(02):183-188+200.
[2]戴旭.被动式节能建筑中的主动节能技术应用[J].中国住宅设施,2014,(05):26-33.
[3]赵忠超,BrankoSimanic,程林.既有建筑被动节能改造技术分析[J].建筑节能,2008,(10):53-57.
[4]邹春来,周波,樊晓刚.被动建筑的节能设计方法及其可行性[J].工业建筑,2007,(05):45-47+93.