孫遜

[摘要]由于人類活動方式與規(guī)模的加大，地球生態(tài)環(huán)境在逐年惡化，同時全球的能源危機(jī)也在逐漸加劇。隨著我國城鎮(zhèn)化的不斷發(fā)展，城鎮(zhèn)人口的數(shù)量在逐漸增加，對于居住建筑的需求也變得越來越大，相應(yīng)地，能源的消耗也會因此而逐漸增加。在這樣的情況下，為降低能耗和對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，被動式房屋應(yīng)運而生。本文就是對被動式房屋設(shè)計進(jìn)行分析，為相關(guān)研究提供借鑒。

[關(guān)鍵詞]被動式房屋；設(shè)計要求與原則；簡析

隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，地球資源的消耗也在猛烈增長，節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境成為當(dāng)今世界的一個主要議題。近年來，我國建筑業(yè)一直處于高中速發(fā)展階段，節(jié)能建筑愈來愈被行業(yè)所重視，節(jié)能設(shè)計也成為建筑師所關(guān)注的重點。在此情景下，被動式房屋設(shè)計應(yīng)勢而生。被動式房屋節(jié)能技術(shù)，是指以非機(jī)械電氣設(shè)備干預(yù)手段，實現(xiàn)房屋能耗降低的節(jié)能技術(shù)，也即在建筑規(guī)劃設(shè)計中通過對房屋朝向的合理布置、遮陽的設(shè)置、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱等技術(shù)手段，以及有利于自然通風(fēng)的建筑開口設(shè)計，實現(xiàn)房屋需要的采暖、空調(diào)、通風(fēng)等能耗的降低。

1.被動式房屋設(shè)計的原理

被動式房屋，在設(shè)計過程中采用的是被動式的設(shè)計理念，能夠有效節(jié)約能源，即能效。被動式房屋要滿足的基本原則就是能效，要想滿足能效這一基本要求，首先要對保溫墻體、屋頂和門窗技術(shù)等進(jìn)行節(jié)能創(chuàng)新，除此之外，還要最大限度實現(xiàn)建筑電氣的節(jié)能性，并提高建筑自然通風(fēng)的最大化。這樣，房屋通過建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的能量損失就會降低?？梢詫崿F(xiàn)在冬季的時候，房屋也能夠保持正常的人體所需溫度；在夏季的時候，也能夠保證太陽的熱輻射不會致使室溫過高到人體不適感受。被動式房屋的設(shè)計過程中，要充分綜合考慮到外窗的采光、保溫和隔熱等性能，達(dá)到室內(nèi)自然光照好，減少電照明的要求，同時降低冷負(fù)荷，降低窗戶的傳熱系數(shù)，保證室內(nèi)的溫度不會發(fā)生驟變。滿足以上要求的房屋建筑才是被動式房屋建筑，在設(shè)計過程中，一定要充分考慮上述基本原則。

2.被動式房屋設(shè)計的要求

（1）要利用建筑房屋自身的熱能滿足冬季采暖低耗的需要，同時可滿足室內(nèi)空氣清新的基本要求，保證室內(nèi)空氣質(zhì)量有著高品質(zhì)，使得居住在室內(nèi)的人們更有舒適感。（2）要將一次性能源當(dāng)做限定性指標(biāo)，這樣的做法主要就是減少建筑物一次性能源消耗過于嚴(yán)重的現(xiàn)象，也就是說，不能夠因為冬季采暖能耗發(fā)生了降低而加大空調(diào)等設(shè)備的能耗去加以平衡，也不要因夏季降低了制冷的能耗而在加大室內(nèi)照明等方面的能耗去加以平衡，這樣就能夠有效克服此消彼長的問題。被動式房屋在設(shè)計過程中，追求的是建筑總體能耗的降低，而不是單一能耗的降低。（3）被動式房屋室內(nèi)要達(dá)到一年四季都處于一種舒適的狀態(tài)，要滿足如下幾點要求：室內(nèi)的相對濕度要在40%～60%之間，室內(nèi)的溫度要在20～26℃左右，門窗靠近室內(nèi)的一側(cè)不會出現(xiàn)結(jié)露的現(xiàn)象，圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面的溫差不會>3℃等。（4）噪音限制，在設(shè)計過程中噪音限制必須要滿足如下要求：起居室必須要<20dB，功能房必須要<30dB，機(jī)房必須要<35dB等。（5）從氣密性上來看，N50必須要小于0.6，也就是說室內(nèi)外的氣溫差在50Pa的情況下，那么需要換氣的次數(shù)不能夠超過0.6/h次。

3.被動式房屋設(shè)計的基本原則

（1）緊湊型的設(shè)計原則。也就是說房屋的體型必須要緊湊，體型系數(shù)必須要<0.4。（2）無熱橋設(shè)計原則。這種設(shè)計方式就是要保證外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫層滿足連續(xù)性和完整性的基本要求，不會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性熱橋的現(xiàn)象，而且外墻需要使用外保溫系統(tǒng)，對于外墻外保溫系統(tǒng)還要進(jìn)行阻斷橋處理。（3）要滿足自然通風(fēng)的要求。房屋的平面布局設(shè)計要實現(xiàn)空氣對流穿堂風(fēng)的基本需求，外窗能夠開啟的面積必須要大于總面積的1/4，整個單元內(nèi)所有的房間地板和室內(nèi)門的間隙是不能夠小于2cm。（4）自然采光的設(shè)計原則。必須參照建筑采光設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行設(shè)計，書房和起居室在自然照明上應(yīng)滿足閱讀和書寫的基本要求。（5）要充分利用太陽能，房屋的主朝向宜為南向，在太陽光充足的建筑表面安裝太陽能熱水器，地下庫等地下設(shè)施宜利用太陽光導(dǎo)系統(tǒng)滿足日問照明要求。

4.國外（德國）被動式房屋案例

（1）強(qiáng)調(diào)建筑物首先要滿足建筑熱工的要求，通過對外墻體的構(gòu)造措施與選材防止內(nèi)墻面結(jié)露發(fā)霉，然后才是對建筑能物能耗的要求。（2）提出對建筑物舒適度要求。它要求室內(nèi)相對濕度在是40%-60%，溫度控制在20～26℃，并且超溫頻率控制在10%以內(nèi)，并且新風(fēng)量必要滿足人體需求。（3）強(qiáng)調(diào)充分利用自然通風(fēng)。室外氣候條件在舒適范圍內(nèi)時，被動式房屋盡可能不啟動設(shè)備對室內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，而是充分利用自然通風(fēng)。（4）充分利用自然采光。被動式房屋對窗墻比沒有限制，但對通過窗進(jìn)入到室內(nèi)的太陽光的熱量要有所限制。（5）判定建筑是否符合節(jié)能建筑的方法是通過能耗模擬計算，即以建筑物最終的一次實際能源消耗量判定其是否為節(jié)能建筑。

5.結(jié)語

建筑物盡可能避免主動式提供能量，而是通過采取太陽光、風(fēng)力或地源熱泵方式進(jìn)行采暖、制冷、通風(fēng)和除濕，從而實現(xiàn)建筑能源供應(yīng)非主動式和零廢氣排放。被動式房屋的設(shè)計滿足節(jié)能要求，對于我國建筑行業(yè)的發(fā)展是極為重要的。