試述被動式建筑設計基礎理論與方法

李筱峰

摘 要：在我國綠色建筑領域的發展過程中采暖系統、通風系統以及照明系統等方面的設計均屬于綠色建筑設計中的主動設計，而建筑工程所在地的地形地貌以及氣候條件等方面的設計則屬于被動設計。加強這些被動式建筑設計，不僅可以降低建筑能源的消耗，還可以有效提升建筑物的舒適度，提升綠色建筑的經濟效益與社會效益?；诖?，本文重點圍繞被動式建筑設計的基礎理論與方法展開了分析。

關鍵詞：被動式建筑;設計基礎理論;設計方法

與傳統建筑相比，被動式建筑有著非常突出的優勢。其中尤以節能方面的優勢最為突出。加強被動式建筑的應用，不僅可以提升城市居民日常居住條件的健康度和舒適度，還可以有效減少建筑物在運行過程中產生的費用，加強建筑預算控制。另外，被動式建筑的設計核心就是節能與環保，所以加強被動式建筑設計，有利于我國氣候保護以及可再生資源的合理利用。

1 被動式建筑及其設計的相關概述

被動式建筑最先由德國提出，指的是在密閉結構下進行房屋的建設。在被動式建筑的建設過程中，保溫建筑構件是最主要的施工材料，所以在不安裝傳統的空氣系統和供暖系統的情況下，也可以讓人們有一個舒適的體驗，且整個建筑系統的耗能非常低。這種建筑類型的提出與發展，對于世界建筑領域的發展產生了影響，并引導人們開始形成舒適、健康、低能耗的生活方式。但是這種類型的被動式建筑對于建筑構件的要求比較苛刻、例如施工材料應當還是用保溫性能較好、具有一定外隔熱性能的材料，而窗戶也要優先選擇具有較強保溫、隔熱性能的窗戶。與此同時，為了避免熱橋現象的出現，不僅要確保建筑外殼的氣密性能非常好，還要安裝上新風系統，對熱量進行有效的回收。

2 被動式建筑設計的基礎理論

1）被動式建筑的相關定義。被動式建筑指的是通過分析建筑物與當地區域氣候之間的關系，并通過合理的設計實現二者之間平衡，從而在滿足城市居民對建筑物基本使用需求的基礎上降低資源消耗，提升建筑物運行穩定性。在被動式建筑的建設過程中，要想盡可能的避免各種能量的不必要損失，就必須要對當地的區域氣候進行詳細的分析，合理把握區域氣候的變化規律，并以此為基礎進行建筑朝向、保溫層厚度以及外墻厚度等指標的確定。這樣一來，既可以滿足人們對于建筑物的使用需求，又可以提升整個建筑運行的節能效果。

2）被動式建筑的設計理念。分析被動式建筑的設計理念，發現其主要是圍繞建筑物的空間形態以及環境結構來展開設計工作的，目的是達到降低能耗的目標。結合區域氣候變化規律進行建筑物設計，需要對區域氣候進行有效的控制，確?？梢詾槿藗儬I造出一個相對舒適的室內環境。一般情況下，對于區域氣候的控制方法主要有兩種：第一種是被動式方法，即圍繞建筑物本身，縮小室外氣候與室內舒適氣候的差距;第二種是主動式方法，即借助一定的設備來加強區域氣候的控制。目前，我國主要是通過被動式方法來使建筑物進行氣候的調節，即通過對不同建筑元素的處理，來提升建筑物的使用性能，使其滿足人們對于氣候的需求。

3）被動式建筑的設計目標。被動式建筑的設計目標主要涉及以下三方面。首先是經濟性目標，即在招投標模式不斷發展的形式下，施工單位能夠獲得的經濟利潤也越來越小。在這種情況下，必須要加強被動式建筑設計的經濟性目標控制，確保施工成本合理的基礎上順利的完成施工建設，提升施工企業的經濟效益。其次是環境保護目標，即被動式建筑的設計需要盡可能的降低對各種資源與能源的消耗，降低建設過程中建筑廢棄物和建筑垃圾的排放，實現建筑工程與周圍生態環境之間的協調發展。最后是社會價值目標，即在完成被動式建筑的建設之后，要確保建筑物的惠民性、資源利用性以及公平性符合當前的社會價值要求。只有這樣，被動式建筑才會產生較高的社會價值[1]。

3 被動式建筑設計需要遵循的原則

1）以人為本原則

任何建筑物的施工建設，都是為了將更好的服務提供給區域居民，滿足區域居民的日常生活需求。在這種情況下，就需要遵循以人為本的原則展開被動式建筑的設計工作。首先，設計人員要加強區域居民對建筑物使用需求的調研與分析，并根據實際情況確定被動式建筑的風格、戶型以及大小等，保證被動式建筑設計結果的適用性。其次，設計人員要對區域氣候進行充分的了解，從而通過綠色植物的合理分布來提升居住環境的舒適度，加快綠化工程的建設[2]。

2）生態建設原則。隨著建筑工程施工技術的日益完善，建筑工程的施工規模也越來越多。在這種情況下，越來越多的建筑小區內部環境也開始形成一個個小型的生態系統，使得小區居民的生活條件有了很大的提升。在這種情況下，需要遵循生態建設的原則展開被動式建筑的設計工作。例如，可以對被動式建筑結構中的采光窗、側窗以及天窗等位置進行合理的設計，確保建筑與小區空氣循環體系進行充分的融合，提升小區環境的氣候流通率。

3）因地制宜原則。一般情況下，被動式建筑的建設模板并不相同，其相應的設計內容也需要根據實際情況進行調整。在這種情況下，就必須要遵循因地制宜的原則展開被動式建筑的設計工作。對此，設計人員要意識到前期調研以及資料準備工作的重要性，確?？梢詼蚀_的保溫區域氣候的變化規律。只有這樣，設計人員才能夠通過合理的設計提升建筑對自然氣候的利用率，減少各種資源與能源的消耗與浪費。

4 被動式建筑的設計方法

1）建筑體型的設計。一般情況下，溫帶地區的建筑物的設計需要盡可能的適應溫帶氣候的變化規律，熱帶地區的建筑物的設計需要盡可能的適應熱帶氣候的變化規律。而這也就決定了不同地區的建筑風格有著明顯的差異。所以，結合區域氣候的變化規律來進行被動式建筑體型的設計非常重要。如果是在寒冷地區，那么可以采取緊湊的方式設計建筑體型，確保被動式建筑的采暖效果。而在氣候相對溫和的地區，建筑體型的選擇上就更加豐富。隨著被動式建筑的發展，其相應的建筑體型設計也形成了一定的標準。例如，狹長的伸展性建筑體型在采光方面具有明顯的優勢，既可以避免相鄰建筑之間的遮擋，又可以節約土地面積，降低建筑對土地的占有面積。再例如“L”型和“U”型的建筑形式在通風效果方面具有明顯的優勢，可以通過區域氣候的風速與風向來確定建筑的開口方向。

2）被動式建筑的規劃布局。針對被動式建筑的規劃布局，需要從宏觀角度分析，從而可以對原有的地理條件以及生態平衡進行有力的保護，又可以保證被動式建筑布局的科學合理性，實現被動式建筑與周邊生態環境的和諧相處。首先，在選址的時候，設計人員就要充分考慮到地形地貌對建筑物采熱制冷、太陽輻射以及通風換氣等方面的影響。其次，針對被動式建筑朝向的設計，不僅要保證夏天可以避開過多的太陽輻射，還要保證冬天可以獲得充足的陽光照射。最后，針對被動式建筑的群體布局，必須要對各個建筑之間的距離進行科學的把握，確保不會因為距離不合理而影響被動式建筑的通風效果和采光效果。

5 結語

綜上所述，隨著綠色建筑的發展，被動式建筑的設計與應用越來越受到業內人士的關注。而要想保證被動式建筑的設計效果，就必須要合理的利用被動式建筑的基礎理論，遵循以人為本、生態建設以及因地制宜的原則展開被動式建筑的設計與建設。

參考文獻

[1]李敬.被動式建筑設計基礎理論與方法研究[J].建筑工程技術與設計，2020，（6）：848.

[2]于振華.被動式建筑設計基礎理論與方法研究[J].智能城市，2020，6（2）：35-36.