賈廣勝

【摘要】所謂的被動式節(jié)能，就是在建筑設計的過程中充分考慮該地區(qū)的氣候特征以及地質(zhì)環(huán)境，有效利用自然能源，最大限度減少對機械設備的依賴。將在這種方式應用于住宅建筑設計中，能夠有效降低建筑物的能源消耗，對于我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的貫徹落實具有重要意義。

【關鍵詞】住宅建筑 被動式節(jié)能 設計方法

前言：隨著城鎮(zhèn)化進程的加快，我國建筑行業(yè)逐漸走向繁榮，居民住宅面積逐年擴大。在能源與環(huán)境的雙重危機下，住宅建筑所帶來的能源消耗問題逐漸引起全社會的關注，節(jié)能已經(jīng)是建筑行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一種必然選擇，住宅建筑被動式節(jié)能設計理念在這種形勢下應運而生，對于住宅建筑的能源節(jié)約具有重要意義。

一、整體布局的設計

（一）被動式節(jié)能的選址原則

被動式節(jié)能建筑的選擇要遵循以下原則：首先，不能破壞當?shù)氐纳帧⑥r(nóng)田以及自然水系等，保證周圍沒有發(fā)生洪澇以及山體滑坡等自然災害的危險；其次，場地要便于利用自然資源，主要體現(xiàn)在冬季能夠防風保暖，夏季能夠通風遮陽；第三，如果選址地區(qū)周圍的地勢不平坦，則要考慮周圍水系的變化，預測其是否會對建筑群造成不利影響；第四，如果選址周圍存在水體，水體要置于夏季主導風向的上風向；最后，選址過程中要考慮到日照、風向等影響。

（二）建筑群體布局的設計

群體布局會對建筑節(jié)能情況產(chǎn)生直接影響，合理的布局可以改善建筑群內(nèi)部的微氣候，提高自然能源的利用率。目前最常用的就是行列式布局，即群體內(nèi)所有建筑都按照設計朝向成排布置或者是成列布置，這種方式的最大優(yōu)勢就是可以實現(xiàn)建筑群體朝向的最優(yōu)化，有利于建筑的采光和通風，適用性較廣。如果該地區(qū)冬季異常嚴寒，對抵御寒冷有較高要求，但是對夏季通風的要求不高，則可以選擇周邊式，即建筑群沿著街道布局。具體選擇哪種方式要根據(jù)氣候條件以及居住要求來決定[1]。

（三）建筑朝向的設計

建筑群體朝向會對節(jié)能水平產(chǎn)生重要影響，主要是考慮兩點因素，一是朝向與陽光照射之間的關系，二是朝向與風環(huán)境之間的關系。我國大部分地區(qū)冬季都需要通過采暖來滿足人們的供暖需求，而采暖也是住宅建筑能耗的最主要來源，因此，如何在冬季獲得更多的太陽輻射是設計中需要思考的問題。選擇朝向時需要盡量使建筑群內(nèi)的所有建筑向陽，有效利用太陽能。同時還要考慮到當?shù)氐闹鲗эL向，因為其不僅影響夏季通風，同時還會直接影響冬季的熱能損耗，因此要先了解當?shù)氐娘L環(huán)境，并根據(jù)建筑實際需要確定是否選擇自然通風條件下的建筑朝向設計[2]。

二、建筑單體的被動式節(jié)能

（一）體形設計

首先，從體形系數(shù)上來說，一般情況下體形系數(shù)與單位空間的散熱面積成正比，就是說體形系數(shù)越大，建筑能耗就越大。建筑設計中對體形設計極限值有直接規(guī)定，這里以嚴寒地區(qū)為例，3層以內(nèi)的體形系數(shù)不能超過0.52，4層至8層體形系數(shù)不能超過0.33，9層至13層體形系數(shù)不能超過0.28，如果大于14層，則不能超過0.26?？刂企w形系數(shù)主要有以下幾種方法：一是在允許范圍內(nèi)擴大基地面積，盡量擴大長度和進深；二是在保證建筑安全性的前提下提升建筑層數(shù)；三是要避免復雜造型，輪廓線要簡潔，外形盡量保持平整；四是如果建筑形式為點式建筑，可以選擇多點式組合的裙樓方式。其次，從太陽輻射熱的角度來說，單體建筑長寬比例會對建筑輻射比值產(chǎn)生直接影響。例如，如果長與寬的比例為1：1，則在45度范圍內(nèi)所獲得太陽輻射的比值越來越大，而在0度至45度范圍內(nèi)，隨著長寬比例的增加，所獲太陽輻射的比值也越來越大?？梢娦误w會太陽能的獲取情況產(chǎn)生直接影響，設計中要充分考慮這一因素。

（二）戶型設計

首先是采光區(qū)的設計，住宅建筑中大致包括以下類型房間：一是臥室，二是起居室，三是廚房，四是衛(wèi)生間，其中前兩者對采光有較高要求，因此應該朝南，保證光線的充足；而后兩者使用頻率并不高，對采光的要求也比較低，因此可以將其布置在北向。單體建筑采用這種布局方式，可以使對光線有較高要求的房間充分利用陽光。其次是洞口設計，為了達到理想的通風效果，單體建筑會設計洞口，用于進風和出風，為了提升自然通風效果，可以在設置一個高低窗，通過高地差來改善氣流流通效果。進風口與出風口之間最好保證對位，避免氣流迂回，同時可以在起居室里設置活動門，在不影響私密空間的前提下保證靈活通風。另外為了避免交角風問題，可以在洞口周邊的側(cè)墻上設置開口[3]。

（三）維護結(jié)構(gòu)的設計

住宅建筑被動式節(jié)能設計中，還有一項重點設計環(huán)節(jié)就是維護結(jié)構(gòu)的設計，主要涉及到以下幾點：一是建筑立面，主要是立面色彩上會對建筑節(jié)能產(chǎn)生直接影響，北方嚴寒地區(qū)最好選擇深色立面，有效吸收太陽輻射，比較典型的就是紅色磚墻。而南方氣候溫暖地區(qū)最好選擇淺色立面，反射太陽輻射，比較典型的就是白色墻體。二是保溫體系，可以選擇外墻內(nèi)保溫，比較常用的材料有石膏保溫砂漿以及苯板等。其優(yōu)點是施工方便，不容易受到外界環(huán)境的影響，且對建筑垂直度沒有過高要求；還可以選擇外墻外保溫，就是將保溫隔熱體系設置在外墻外，常用材料為ESP板和XPS板，優(yōu)勢是可以防止結(jié)露問題，延長建筑主體的使用壽命[4]。

總結(jié)：住宅建筑被動式設計含有較高的技術含量，但是設計成本并不高，對工程技術水平也沒有過多要求。對住宅建筑采用這種設計方式，能夠充分利用建筑周邊自然資源，滿足建筑的節(jié)能要求，對于我國建筑事業(yè)的健康發(fā)展具有重要意義。

參考文獻：

[1]高源，劉叢紅.基于生命周期評價的居住建筑被動式節(jié)能設計研究——以天津市高層點式住宅設計為例[J].建筑節(jié)能，2013，12（14）09：32-37.

[2]陶敬武，張瀛洲.綠色建筑設計中被動式優(yōu)先節(jié)能技術應用——無錫山語銀城住宅小區(qū)綠色建筑設計[J].建筑設計管理，2011，13（15）05：75-80.

[3]葉國棟，胡文斌.被動式建筑設計技術在廣州某住宅小區(qū)的應用與分析[J].動感（生態(tài)城市與綠色建筑），2011，10（12）03：90-95.

[4]楊柳，楊晶晶.被動式超低能耗建筑設計基礎與應用[J].科學通報，2015，11（13）18：1698-1710.