淺析被動式節能策略在公共建筑設計中的應用

劉恒孜

摘要：節能環保理念在現今社會中已經成為建筑行業的主要發展方向，尤其在公共建筑中表現的更為明顯。現階段的節能策略主要分為被動式和主動式兩個種類，主動式節能策略主要是應用高科技的手段達到節約能源的目的，但是相對來說耗費的資金較大且技術要求較高，因此被動式成為建筑設計人員主要的發展方向。本文將主要對被動式節能策略的概念以及在公共建筑設計中的具體應用方案進行分析，望能夠為建筑設計人員提供參考。

關鍵詞：被動式節能策略;公共建筑設計;應用優勢;應用方案

引言

根據近些年來在各個行業中消耗的能源分析結果可以看出，建筑行業消耗的能源在其中占據的比例已經超過了百分之二十九，在全球能源逐漸枯竭的情況下在公共建筑工程中降低能源消耗逐漸成為相關設計人員首要考慮的目標。公共建筑的設計人員在考慮到主動式節能耗費的資金過大且技術要求過高的問題，逐漸將被動式節能作為主要研究的方向并取得了較為顯著的成就。

1 被動式節能的簡單介紹和優勢分析

現今社會中的公共建筑特點主要體現在內部空間大且質量要求等級高等方面，在建設的過程中通常會用玻璃幕墻進行外圍護的建設。公共建筑的主動式設計一般會應用高科技使得可再生或者容易獲取到的能源對常用能源進行代替從而滿足節能的要求，但是這種節能手段在能源轉化時對技術應用的要求比較高，還會耗費大量資金并且管理的復雜度較大[1]。針對這樣的現狀人們逐漸將被動式節能作為主要研究的方向，被動式節能主要是通過對空間布局、室內規劃等方面進行優化設計從而能夠與建筑的外界環境進行配合達到節能的目的。這種節能手段相對來說資金消耗量較小且對技術要求較低，主要是憑借建筑設計的合理性對節能效果進行保證，為使用者提供了更加舒適的生活環境并且符合人們的生活方式。

2 此種策略在公共建筑設計中的具體應用方案

2.1 在規劃布局中應用被動式節能策略

公共建筑的規劃布局是相關設計人員工作階段的第一個步驟，通過提升規劃布局的合理性能夠更加科學地應用太陽光，并且在夏季和冬季的通風中能夠保證室內溫度保持在合適的范圍內，防止散熱過快或者通風不暢對人們造成舒適度不足的問題。在被動式節能策略中首先需要考慮當地區域內的建筑朝向，為了保證冬季充分利用太陽光照射從而提升室內溫度以及在夏季能夠通過自然風達到降溫的目的，通常情況下根據當地氣候條件和各個季節中的風向通常將建筑的朝向設計為南北方，避免在夏季由于夕曬對人們的影響，一般在建筑的布局規劃中建筑朝向與夏季主風向之間的角度不能超過45度;設計人員還需要對公共綠地的布局規劃和空間排布加大重視程度，保證能夠在夏季主風向的作用下能夠對其通風組織產生促進作用;相鄰建筑之間的間距設計需要根據當地區域的氣候條件以及建筑的安全性、能源利用率等各個方面進行考慮[2];盡量將建筑的朝向與冬季的主風向進行分離，從而大幅度降低由于冬季風向造成的熱量損失進而達到節約能源的目的。如圖1為某校逸夫樓的被動式節能生態規劃。

2.2 在室內通風中應用被動式節能策略

建筑設計人員需要對室內通風的具體措施進行考慮，首先需要將建筑機構以及門窗的位置作為主要的改進目標，使其能夠產生不同程度的氣壓變化，通過增強自然風的方式降低電能的消耗;對室內的布局和通道的優化能夠在較大程度上增強空氣對流，改變當地區域的風向從而能夠流向適宜人體高度的位置;通過將樓梯通道等位置的開口優化可以為引導自然風的流向產生促進作用;在建筑室內應用熱壓原理加強自然風的對流從而達到通風的目的。

2.3 在采光導光中應用被動式節能策略

為了降低人工照明所消耗的電能，公共建筑的設計人員需要將天然采光和導光程序作為主要的考慮方向[3]。通常情況下室內空間在建筑中不應采取過大縱深的建設方案，盡量保證室內的光線能夠在白天滿足人們的正常工作與生活的需求，并且在這樣的基礎上還需要保證陽光照射的強度過大對其造成影響，因此在設計中需要保證房間縱深的合理性;在地下空間的設計中不用考慮光線強度過大的問題，可以應用采光窗井以及導光設計增強內部的亮度。如圖2中為房屋采光中應用被動式節能策略的設計圖。

2.4 在氣密性設計中應用被動式節能策略

為了保證公共建筑在冬季不會產生較大程度散熱，相關設計人員需要對其氣密性設計進行詳細地考慮，主要通過太陽能為室內提供熱量。這種思路可以通過采用將內部結構進行全封閉的手段降低熱能的散發，尤其是在陽臺或者地下室等熱量散發較大的區域更需要對其氣密性進行控制;對結構的隔熱層進行加厚或者采用隔熱性能更好的保溫材料;針對于外窗玻璃相關人員需要保證玻璃的氣密性，并且在條件能達到的情況下盡量使用中空玻璃避免熱橋問題。

2.5 在熱反射設計中應用被動式節能策略

為了保證公共建筑在夏季受到陽光照射而產生的溫度對室內的溫度產生的影響保持在較小的范圍，可以在屋面應用熱反射材料或者種植部分植物，能夠在較大程度上降低室內在夏季的溫度，并減少了空調的使用。通過相關調查結果顯示通過應用熱反射材料能夠將室內的溫度降低6攝氏度左右，而通過將綠色植物覆蓋到屋頂的方式大約能夠將室內溫度降低3攝氏度，可以滿足現階段人們工作、生活對于室內溫度的要求。

結語

在公共建筑設計中應用被動式節能手段能夠在較大程度上降低能源的消耗，在不應用先進設備的基礎上可以達到同樣的目的。通過上述過程中對于這種節能手段在公共建筑設計中的具體應用方案可以看出，通過改善布局規劃以及改進通風設計等環節中的優化設計可以達到主動式節能的應用效果，并且不會耗費較大的資金和先進設備應用，在保證辦公活動場所舒適度要求的基礎上還節省了大量的能源。

圖2英國某應用被動式節能策略房屋設計圖

參考文獻

[1]徐獻，付君.試述被動式節能策略在公共建筑設計中的應用[J].建材發展導向，2017，15（13）：183-184.

[2]李鵬，李爽.被動式生態策略在文化體育建筑設計中的應用——以茌平文體中心體育場、體育館為例[J].工程技術：文摘版，2016（8）：00113-00113.

[3]黃濤，王建廷，黃城志.“被動優先”策略在綠色建筑節能設計中的應用難點與對策研究[J].建筑科學，2016，32（6）：183-190.