關于住宅建筑被動式節能設計的探討

【摘要】本文從建筑節能與住宅被動式節能的概念出發，介紹了主要闡述了被動式建筑節能的特點，對住宅建筑被動式節能設計方面的內容進行了詳細分析。

【關鍵詞】住宅建筑；被動式；節能設計

目前能源短缺以及環境污染已經成為全世界面臨的重要問題，建筑行業作為一個消耗巨大的行業，進行建筑節能設計是十分重要和必要的， 進行建筑節能設計能夠有效的減少對環境的污染和節約能源。

1、建筑節能與住宅被動式節能的概念

1.1 建筑節能的概念

對于建筑節能的描述可以從廣義和狹義這兩個角度來描述，建筑節能廣義的描述是：通過利用技術手段在建筑的整個生命周期盡可能的減少對能源的消耗。狹義角度的建筑節能是這樣描述的：在建筑的使用期間通過對建筑本身進行改造，降低對電能、煤炭等產熱能源的消耗。而建筑產生能源消耗大多是在建筑竣工之后的使用上。

對于建筑節能的方式可劃分為主動式節能和被動式節能兩種。主動的節能方式是通過給建配備節能設備來實現建筑的節能。而被動式節能方式則更多的是在建筑的結構設計上下功夫，運用科學合理的設計方式盡可能的實現建筑的節能。被動式的節能方式強調對自然界的陽光、氣溫等等自然元素的利用，通過利用這些自然元素降低對能源的使用，降低建筑物的負載情況。

1.2 住宅被動式節能的概念

住宅建筑的被動式節能首例案例是美國建筑設計人員設計的利用太陽能供能的住宅。住宅建筑被動式設計的核心是利用科學技術調控建筑所在區域的環境氣候服務于住宅建筑供能等方面的需求。采用被動式設計的住宅建筑更能適應于周圍的環境和氣候。即便不配備有外部的輔助設備也能吸收當地的陽光、溫度、地形、風力等方面的自然因素實現對建筑內部的調節。

被動式的節能設計不需要外部的輔助設備，設計的整體相對變得簡單，在建筑的使用期間也不需要過多的技術支持，被動式的節能方式大幅度的降低了建筑內部環境要承擔的負載壓力，減少了能源的消耗，再加上被動式的節能方式依賴的是來自自然環境中的元素，降低了建筑的建造成本。

2、住宅建筑被動式節能特點

住宅建筑被動式節能指以非機械電氣設備干預手段實現建筑能耗降低的節能技術， 具體指在建筑規劃設計中通過對建筑朝向的合理布置、遮陽的設置、建筑圍護結構的保溫隔熱技術、有利于自然通風的建筑開口設計等實現建筑需要的采暖、空調、通風等能耗的降低。主要具有密封性好、講朝向、通風性好以及低水耗四個方面的特點：

2.1 密封性好

相比于普通住宅建筑， 被動式住宅技術通常不需要暖氣設備。要想對室內溫度進行保持，首先就是要對房子的密封性以及良好的保溫層進行依靠，對住宅建筑進行高效保溫設計，對門窗進行特殊的保溫隔熱處理。

2.2 講朝向

為了對能源損失進行減少， 被動式住宅建筑在設計中會對外墻面積進行盡量的減少， 所以住宅建筑的房屋南北朝向是非常重要的， 這與是否能夠更好的對太陽能進行利用具有十分重要的關系。東西向很少開窗，如果想大面積開窗必須有相應的自然或人工遮陽設施（樹木、百頁、遮陽篷）。

2.3 通風性好

因為被動式住宅建筑具有較高的密封性， 所以被動式節能住宅的通風顯得更為重要，以防止霉變。但是通風會損失大部分能量，所以出現新一代的通風設備：新鮮空氣被吸入首先進入主臥和起居等房間，污濁空氣被從衛生間和廚房排出，同時通過熱循環交換器，使新風被舊風加熱，盡可能減少通風熱損失。

2.4 低水耗

為了減少水消耗，雨水被收集起來用于沖刷廁所、花園和沖洗其他。水通過屋頂太陽能加熱器被加熱，如果熱水需求較高，會補充天然氣加熱。在這個消耗量上，傳統房子一年需要天然氣1500～2500L，而被動式節能住宅只需150～250L。

3、住宅建筑的被動式節能設計

3.1科學的建筑選址能實現住宅的節能

住宅建筑周邊的情況關系著住宅內居民的日常生活，使得在住宅建筑的選址上變得尤為重要。在進行住宅場所的建設選址上要先對建筑區周邊的地形進行考察，充分利用地形中的有利因素，結合地區的氣候特征滿足住宅的需求。在進行住宅建筑的選址上，基本原則為遠離當地的保護區（自然景觀、文物、濕地、農田），遠離自然災害頻發的地帶，遠離有噪聲或危險源的區域。具體參考方式如下：

（1）光照對建筑選址影響很大

光照是自然元素中影響建筑節能的重要因素。光照中的紅外線蘊含大量輻射熱，能給予住宅建筑大量的外部熱源，光照時間的長短、強度影響著建筑的溫度，此外光照中的紫外線則具有殺菌的作用，因而光照對建筑的選址有重大影響。

（2）風對建筑的選址有重大影響

建筑物在夏季受到長時間的光照，建筑的溫度大幅上升，而充足的風可以起到降溫的作用。但對于建筑的選址上，要避免那些灰塵太多的風環境場所，此外還要避免那些容易形成“風口”的區域，選址上也要避免低洼區域，低洼區域會出現通風不足的情況。建筑物的選址上最好是選那些冬季風小、夏季風大的地區。

3.2 科學的建筑群體布局能實現建筑節能

在對建筑群進行布局時要參考當地的環境情況，做出科學合理的規劃方案。建筑物之間會形成微氣候，合理的建筑群布局能改善建筑群之間的微氣候影響，進一步實現節能效果。統一朝向的建筑群在布局上更顯得整齊有序，增大了受光面積，建筑之間的通風更流暢，因而這種布局方式用得比較多。而那些沿街而建的住宅容易造成住宅的光照不足，建筑間的通風也不順暢，這種周邊式的布局方式更適合在較寒冷的地區。建造住宅時，采用前后交錯的排列方式不但節約了土地，增大了光照面積，也增加了住宅的室外活動空間。

3.3 單體建筑的節能設計

（1）光照分區的設計

根據使用時限長短的不同，建筑物的室內光照需求也是不同的。一般來說，住戶對主臥的使用時間是最長的，次臥其次，再接著是書房等房間。因而在對建筑進行設計時，主要房間設置在光照強的區域，而光照弱的區域則是設置為次要的房間。

（2）采光分區的設計

在進行建筑的采光區設計時，可以將對采光需求一樣的房間布置在一起。例如：主臥和起居室有較高的采光需求，因而布置在南向。而廚房和衛生間對采光要求較低則布置在北向。

（3）建筑通風的設計

已建好的小型號的住宅建筑中，經常出現住宅內通風不足的現象。這是因為在進行建筑設計時，建筑通風的考慮不足造成的。在進行建筑的通風設計時，需要設置好住宅的進風口和出風口。進風口、出風口的大小和位置在設計上是有區別的。不同的大小、位置所產生的通風效果是不一樣的。要保證充足的室內通風，在設計時要減少流向的迂回轉向，保持進風口與出風口的平行。

3.4 建筑窗戶的節能設計

建筑物的窗戶是建筑內部與外部的連接通道。建筑物的室內光照以及建筑的通風都是通過窗戶來完成的。建筑物的窗戶設計是整個建筑設計的關鍵點。根據建筑物所處在的區域，窗戶的面積、朝向等等的設計都有著不同的要求。

（1）窗在墻上的面積比例

建筑的窗強比是通過建筑窗戶總面積比上建筑總面積獲得的。由于窗戶有高耗熱的特性，因而大比例的窗戶消耗室內的熱量也大。但是，大比例的窗戶具有較好的采光、通風效果。小比例的窗戶，室內的散熱的能量也相對的減小。通風和采光也隨之下降。因而窗戶比例的設置要考慮到當地的氣候環境特點，以及居住用戶對采光和通風的需求。

（2）窗的節能設計

建筑的窗戶由窗框、玻璃、窗樘構成。由于窗的熱阻小，保溫能力差，很容易消耗室內的熱能，造成建筑能耗的增加。改變這種情況的辦法是，對窗戶氣密性進行強化。加強窗戶銜接處的密閉性。對特殊環境或者是特殊需求的窗戶進行特殊處理。除了加強密閉性外，窗戶的開啟方式也是實現建筑節能的改進點。窗戶的開啟方式影響著氣流的流向。常用的開啟方式有水平推拉、內開、外開。根據實際情況進行設計才能改善建筑通風效果。

結語：

綜上所述，在建筑節能設計中， 應該做到首先考慮進行被動式節能設計，根據工程實際情況采取合理的被動式節能技術，設計出符合環境品質優良的節能建筑。

參考文獻：

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