劉旻

（華建集團(tuán)華東建筑設(shè)計(jì)研究總院　上?！?00001）

引言

近年來我國發(fā)展迅速，人們的生活水平得到了極大提升，而人們對(duì)于居住環(huán)境的要求也水漲船高。目前建筑技術(shù)日益成熟，建筑設(shè)計(jì)人員可以結(jié)合人們的實(shí)際需要進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，但是傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)大多都是通過人為主動(dòng)改變居住環(huán)境來滿足設(shè)計(jì)要求，這也會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響，因此符合節(jié)能環(huán)保要求的被動(dòng)式低能耗建筑設(shè)計(jì)得到了廣泛地應(yīng)用，在實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的同時(shí)改善了人們的居住質(zhì)量。

1　被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)技術(shù)簡介

在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)理念之中，往往都是人為主動(dòng)控制建筑內(nèi)部的環(huán)境變化，使之符合人們的居住需要，例如空調(diào)、采暖等設(shè)備被廣泛應(yīng)用于建筑之中。這樣雖然可以保障人們的居住質(zhì)量，但是人為主控過程也會(huì)分割室內(nèi)環(huán)境與室外環(huán)境，使得人們的居住環(huán)境被隔離于大環(huán)境之外，居住環(huán)境內(nèi)缺乏與外界的交流，長此以往會(huì)對(duì)人體造成不良影響[1]。同時(shí)，人為改變居住環(huán)境需要消耗大量的能源，同時(shí)在這一過程中還會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成影響并引起污染等一系列問題。除此之外，在傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)過程中使用的大多是傳統(tǒng)建材，這些材料難以實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用而且在設(shè)計(jì)時(shí)也沒有優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)從而造成了材料的浪費(fèi)，這些都不符合當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展的要求。

被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)技術(shù)是基于傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)技術(shù)結(jié)合節(jié)能環(huán)保理念誕生的新型建筑設(shè)計(jì)技術(shù)，其在滿足了人們對(duì)于居住環(huán)境要求的同時(shí)還有效降低了建筑對(duì)于周邊環(huán)境的破壞及原材料的浪費(fèi)。較之于傳統(tǒng)建區(qū)別于傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)技術(shù)主動(dòng)改變居住環(huán)境的理念，被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)技術(shù)是將居住環(huán)境與外界環(huán)境視為一個(gè)整體，利用外界環(huán)境的自然能源滿足室內(nèi)居住的通風(fēng)及采暖需要，這樣不僅可以改善內(nèi)部的居住環(huán)境還實(shí)現(xiàn)了低能耗的目的，同時(shí)也避免了對(duì)于周邊環(huán)境的破壞。

2　被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用探討

在進(jìn)行被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)時(shí)首先需要對(duì)建筑的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這一過程便可以借鑒傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)的思路與經(jīng)驗(yàn)，利用三維軟件對(duì)建筑進(jìn)行建模并對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，確保建筑的穩(wěn)定性符合實(shí)際居住要求，同時(shí)利用傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫平臺(tái)還可以同時(shí)結(jié)合消防、防水等系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的調(diào)整，使建筑設(shè)計(jì)更加貼近其日常使用狀態(tài)[2]。同時(shí)建筑內(nèi)部通風(fēng)、采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也可以借鑒傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)方案的思路，將其使用的人工能源改變?yōu)樽匀荒茉?，結(jié)合建筑周邊環(huán)境實(shí)際讓自然能源部分甚至完全取代人工能源，實(shí)現(xiàn)建筑的低能耗要求。

被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)技術(shù)的主要核心便是利用外界的自然能源取代傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)中的人工能源實(shí)現(xiàn)對(duì)于居住環(huán)境溫度的調(diào)節(jié)，自發(fā)完成通風(fēng)采暖的過程。在這一設(shè)計(jì)理念之中，居住環(huán)境不再被人為地從整體環(huán)境中割裂開來，實(shí)現(xiàn)了居住環(huán)境與外界環(huán)境的交流與融合，對(duì)于提升居住質(zhì)量有著重要意義。但是由于缺乏人工調(diào)節(jié)的能力，因此被動(dòng)式超低能耗建筑時(shí)需要考察建筑周邊的氣候環(huán)境條件。在被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)之前要對(duì)建筑周邊的氣候條件進(jìn)行分析，目前的分析方法有圖像分析及表格分析法，這兩種分析方法大多都是對(duì)外部環(huán)境溫度及氣候條件加以分析。但是由于我國幅員遼闊，不同地區(qū)的氣候類型也存在較大的差異，因此需要在分析之前建立完善的氣候分析體系，對(duì)于不同地區(qū)的氣候環(huán)境進(jìn)行校正，讓分析結(jié)果更貼近實(shí)際。而這就要求被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)人員在建筑設(shè)計(jì)能力的基礎(chǔ)之上具備良好的氣候分析能力，可以結(jié)合氣候條件進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)。

但是上述的氣候分析方法只能對(duì)外界環(huán)境條件加以分析，而且往往只重視溫度條件的考察，因此不能真實(shí)反映建筑內(nèi)的人體的舒適度，因此目前在分析時(shí)需要結(jié)合建筑外部結(jié)構(gòu)及氣候條件推算模擬建筑內(nèi)部的居住環(huán)境，并以此為根據(jù)分析通風(fēng)采暖工作需要。另外除了建筑自身結(jié)構(gòu)對(duì)于內(nèi)部環(huán)境條件的影響之外，居民的穿著習(xí)慣也會(huì)影響其實(shí)際體感溫度，因此設(shè)計(jì)人員除了要考察當(dāng)?shù)氐淖匀粴夂驐l件之外還需要深入了解當(dāng)?shù)氐拿袼准按┲?xí)慣，并根據(jù)不同時(shí)節(jié)的穿著習(xí)慣對(duì)體感溫度分析結(jié)果加以校正，讓最終的通風(fēng)采暖設(shè)計(jì)更加符合實(shí)際[3]。近年來，基于溫度的被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)不能有效提升居住質(zhì)量，這是因?yàn)闇囟戎皇怯绊懢幼≠|(zhì)量的一個(gè)因素，濕度等條件會(huì)影響實(shí)際有效溫度，因此目前通常結(jié)合溫度、濕度及建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行建筑環(huán)境氣候解析，得到準(zhǔn)確的有效溫度數(shù)據(jù)為后續(xù)的設(shè)計(jì)工作提供參考。

在對(duì)建筑內(nèi)部的有效溫度進(jìn)行分析計(jì)算之后，被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)人員可以結(jié)合傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)思路進(jìn)行通風(fēng)及采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，但需要利用自然能源替換傳統(tǒng)的人工能源。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)之前，要結(jié)合實(shí)際使用需求篩選設(shè)計(jì)重點(diǎn)，例如在全年高溫的地區(qū)要注意通風(fēng)性能的設(shè)計(jì)，而在夏熱冬冷的地區(qū)則要注重其的保溫能力，避免建筑內(nèi)部與外界頻繁的熱交換。目前最常用的自然能源是太陽能，而太陽能的強(qiáng)度會(huì)隨著時(shí)間及季節(jié)的變化出現(xiàn)波動(dòng)，因此在機(jī)型呢人工能源替代時(shí)要結(jié)合季節(jié)特點(diǎn)計(jì)算太陽能的實(shí)際強(qiáng)度并對(duì)采暖系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。而隨著建筑材料的不斷升級(jí)，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于過量太陽能的存儲(chǔ)及再利用，這樣便可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于太陽能的充分利用而且被動(dòng)式超低能耗建筑也將具有一定的自主調(diào)節(jié)能力，降低其對(duì)于外界環(huán)境的依賴，使之可以提供更好的居住環(huán)境。但是在進(jìn)行被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)時(shí)不能完全借鑒傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，這是因?yàn)楸粍?dòng)式超低能耗建筑在設(shè)計(jì)時(shí)加強(qiáng)了內(nèi)部居住環(huán)境與外界環(huán)境的聯(lián)系，因此在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮這一因素并調(diào)整設(shè)計(jì)方案。另外由于被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)過程中過分重視內(nèi)部居住環(huán)境與外界環(huán)境的聯(lián)系，因此外界的污染問題極易影響內(nèi)部的居住環(huán)境，并且影響人們的健康。針對(duì)這一問題，在進(jìn)行被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)時(shí)，可以加裝外部環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，并及時(shí)根據(jù)外部環(huán)境的變化調(diào)節(jié)內(nèi)部居住環(huán)境與外界環(huán)境的聯(lián)通程度，這樣可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行內(nèi)部居住環(huán)境的調(diào)節(jié)，提升居住質(zhì)量。

除了居住環(huán)境調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)優(yōu)化之外，被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)技術(shù)中還加強(qiáng)了對(duì)可再生材料的利用，這樣不僅可以有效降低建筑工程的成本，還可以實(shí)現(xiàn)建筑材料的循環(huán)利用，讓建筑工程更加符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求[4]。但是在使用此類新材料時(shí)，要考慮其與傳統(tǒng)建筑材料間的性能差異并在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行調(diào)整，確保居住環(huán)境符合需要。

3　結(jié)束語

隨著人們對(duì)于環(huán)境問題的日益重視，傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)中對(duì)于環(huán)境的破壞及建材浪費(fèi)的問題愈發(fā)凸顯，因此給予環(huán)保理念的被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)技術(shù)近年來得到了長足的發(fā)展。被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)技術(shù)摒棄了人工控制居住環(huán)境的思路，利用外部環(huán)境的自然能源實(shí)現(xiàn)了對(duì)居住環(huán)境的調(diào)節(jié)，同時(shí)利用可再生建筑材料讓建筑工程施工更加符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求。

[1]周明磊.淺析被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及具體運(yùn)用[J].江西建材，2017（7）：24.

[2]張宇.淺析被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)及其應(yīng)用[J].河南科技，2015（21）.[3]趙新潔.被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與應(yīng)用實(shí)踐[J].門窗，2016（9）：49.

[4]霍媛，宋敬敬.被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與應(yīng)用研究[J].裝飾裝修天地，2017（3）.