導語：公共建筑被動式節(jié)能設(shè)計探討一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：城市的快速化發(fā)展使我國公共建筑行業(yè)取得了飛速發(fā)展，但是也存在能源消耗巨大的問題。尤其在嚴寒地區(qū)，公共建筑施工所消耗的能量巨大，在節(jié)能環(huán)保理念深入人心的新時期，隨著環(huán)保技術(shù)的發(fā)展，采用被動式節(jié)能技術(shù)可有效控制碳的排放，減少能源的消耗，同時促成可循環(huán)持續(xù)發(fā)展模式的形成。因此，在嚴寒地區(qū)，應(yīng)根據(jù)地區(qū)的氣候特殊性和建筑設(shè)計的要求，應(yīng)用被動式節(jié)能技術(shù)開展合理的建筑設(shè)計，使?jié)M足公共建筑需求的同時也能實現(xiàn)節(jié)能減排的目標。鑒于此，本文將對嚴寒地區(qū)的公共建筑被動式節(jié)能設(shè)計進行研究分析，從建筑選址和布局、體形設(shè)計和構(gòu)造設(shè)計幾個方面談?wù)勅绾螌崿F(xiàn)被動式節(jié)能設(shè)計目標。

關(guān)鍵詞：嚴寒地區(qū)；公共建筑；被動式節(jié)能設(shè)計；節(jié)能技術(shù)

1嚴寒地區(qū)的公共建筑設(shè)計

從地域氣候分區(qū)來看，嚴寒地區(qū)主要是我國的東北、華北和西北地區(qū)，這些地區(qū)的基本特征是地域遼闊，建筑節(jié)能設(shè)計起步較早，設(shè)計經(jīng)驗相對豐富，在設(shè)計時主要考慮的是冬季的保溫問題。以采暖能耗為主的一般公共建筑，主要控制冬季的采暖能耗，并適當兼顧夏天的空調(diào)能耗，對于設(shè)置全年型舒適空調(diào)系統(tǒng)的大型公共建筑，則在設(shè)計時主要考慮的如何統(tǒng)籌采暖和供冷的全年能耗。目前從整體公共建筑能耗來看，公共建筑采暖消耗熱量來自外墻、屋頂和門窗，這些部分的能源消耗量極大，是西方國家的3-4倍，可見在公共建筑設(shè)計中推廣節(jié)能設(shè)計技術(shù)已經(jīng)勢在必行。

2被動式節(jié)能設(shè)計

被動式節(jié)能建筑指的是建筑設(shè)計人員從建筑本身出發(fā)，通過建筑的合理規(guī)劃和布局、單體設(shè)計、色彩選擇、形體結(jié)構(gòu)規(guī)劃等，充分利用建筑周圍的自然資源，從而在保證建筑功能實現(xiàn)的基礎(chǔ)上又能實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標。被動式節(jié)能建筑是基于當?shù)刈匀画h(huán)境形成的，建筑必須要和周圍環(huán)境相適應(yīng)，使達到節(jié)能環(huán)保的目標。同時被動式節(jié)能建筑對于建材和能源的消耗量較小，可充分利用可再生資源既節(jié)約了成本又實現(xiàn)了生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。被動式節(jié)能設(shè)計中包括風能的利用、雨水資源的利用、太陽能的利用等。對于我國北方地區(qū)，因為在冬天天氣十分寒冷，普遍大風天氣較多，所以非常適合發(fā)展風力發(fā)電，利用大風帶來的能量帶動發(fā)電機運行從而產(chǎn)生生活生產(chǎn)所需的電能，可有效減少煤炭的使用，減少能源消耗的同時也降低了對環(huán)境的污染。在我國嚴寒地區(qū)公共建筑被動式節(jié)能設(shè)計中，對于風能資源的利用，雖然有的地區(qū)不能實現(xiàn)風力發(fā)電但可以利用風能制熱，解決嚴寒地區(qū)采暖困難和因為采暖而帶來的環(huán)境污染問題。其次，我國北方地區(qū)屬于季風性氣候，降水集中在夏天，旱澇分明。從被動式設(shè)計來看，在澇季可將雨水蓄積起來實現(xiàn)循環(huán)利用。再次，關(guān)于太陽能的利用，通過太陽能結(jié)構(gòu)一體化公共建筑的設(shè)計建設(shè)可在夏季實現(xiàn)太陽能發(fā)電，在冬季利用太陽能取暖。比如設(shè)置太陽能煙囪、緩沖空間以及雙層坡屋面、遮陽板等，一方面可以阻擋一部分的夏季陽光以及冬季的冷風進入，另一方面可使冬季陽光進入室內(nèi)并使光線更為均勻（如圖1所示）。總的來說，被動式節(jié)能設(shè)計，一方面可緩解能源危機，減少能源消耗量，提高對可再生資源的利用率而減少對不可再生能源的使用。遵循因地制宜和節(jié)能環(huán)保的理念，改變傳統(tǒng)建筑設(shè)計模式，結(jié)合建筑當?shù)氐淖匀粴夂驐l件充分利用好太陽能、地熱能、雨水資源等，為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。另一方面從環(huán)境角度來看，被動式設(shè)計采用了環(huán)保的材料和自然環(huán)境資源，所以可改善建筑內(nèi)部的溫度、濕度和采光等微環(huán)境，提高了建筑的舒適度，同時還能最大限度地減少化學能源，減少有害氣體的排放量，使空氣質(zhì)量得到改善，實現(xiàn)建筑的低碳化發(fā)展。

3嚴寒地區(qū)公共建筑被動式節(jié)能設(shè)計

3.1公共建筑科學選址、合理布局。在嚴寒地區(qū)關(guān)于公共建筑的被動式設(shè)計，首先要從選址出發(fā)，充分考慮建筑和周圍環(huán)境的適應(yīng)程度，提高建筑和周圍環(huán)境的融合度。考慮到風環(huán)境是影響建筑室內(nèi)舒適度的關(guān)鍵因素之一，也是影響能耗的關(guān)鍵，所以在選址上在西北方向上最好選擇有天然山坡或林木為屏障的地方，而東南方向上最好有天然或人工水體，可改善室內(nèi)的空氣環(huán)境，還能避免室內(nèi)溫度的驟降，營造舒適良好的室內(nèi)環(huán)境。其次要確定建筑物之間的距離，保證所有建筑都獲得一定的太陽光照，增加室內(nèi)的溫度。再次要確定合理的朝向，嚴寒地區(qū)建筑最佳方位是正南東西偏向10度以內(nèi)。此外為保證足夠的光照，建筑設(shè)計和布局要盡量選擇平坦且無遮擋物的向陽基地，保證足夠的空氣流通能力。3.2公共建筑體型設(shè)計。體型系數(shù)是建筑物和室外大氣接觸的外表面積和其所包圍的建筑體積之比，體型系數(shù)越大單位建筑分擔的熱損失面積越大，也就意味著能源消耗量更多。所以在節(jié)能設(shè)計時，要求降低體型系數(shù)，減少外表面和室外空氣的接觸面積，減少散熱。公共建筑的體型系數(shù)還和建筑物的體型是否規(guī)整、建筑物的大小有關(guān)，因此在設(shè)計時還要考慮建筑物的平面布局，盡量減少凹凸面，減少外圍的面積，建筑設(shè)計不要過分追求體型上的復雜化。3.3公共建筑構(gòu)造設(shè)計。公共建筑結(jié)構(gòu)包括墻體、門窗和屋面。在進行設(shè)計時，首先對于墻體的設(shè)計，一方面要保證所使用的墻體材料具有保溫環(huán)保的特點，為滿足節(jié)能設(shè)計標準，應(yīng)采用外貼擠塑板材料。在無法實現(xiàn)外保溫時可采用其他保溫構(gòu)造，保證構(gòu)造性熱橋的內(nèi)表面溫度。另一方面保溫構(gòu)造設(shè)計時需保證陽臺底板和欄板、空調(diào)機擱板、凸窗以及裝飾線等都采取保溫措施，門窗框和墻體之間的縫隙應(yīng)選用高效保溫的材料進行填充。對于不同材料之間的縫隙要做好防水防滲漏處理，對于洞口部分應(yīng)做好構(gòu)造防水工作。其次對于門窗的設(shè)計，門窗往往是公共建筑能耗損失最大的部分，在保證正常光照、采光、通風等條件的基礎(chǔ)上，盡量減少門窗洞口面積，提高外門窗的氣密性可減少冷風進入，提高門窗的保溫功能。對于窗墻面積比的設(shè)置，為實現(xiàn)節(jié)能目標不能過分追求視野的開闊和通透明亮就擴大窗墻比，否則采暖能耗和空調(diào)能耗都會越來越大。在屋面設(shè)計方面，屋面保溫層不能采用吸水率較大的材料，避免因為保溫層大量的吸水而降低屋面的保溫功效。公共建筑類型多樣化，需要滿足不同的功能需要，一般還會設(shè)置通透明亮的公共空間，所以建筑能耗加大不可避免。但是從節(jié)能設(shè)計角度出發(fā)，除了要保證采暖和空調(diào)等功能的實現(xiàn)外，應(yīng)限制屋面透明部分的面積不能大于屋面總面積的20%-30%，同時可通過雙層坡屋面的設(shè)置，不僅可實現(xiàn)對太陽能資源的合理利用，而且可以結(jié)合季節(jié)的變化、朝向的設(shè)置使室內(nèi)光線變得均勻，另外也可阻止雨水進入。

綜上所述，關(guān)于嚴寒地區(qū)的被動式節(jié)能設(shè)計，目前我國在設(shè)計體系上還存在不完善不切合實際的地方，不但加大了設(shè)計的難度還使整個建筑工程的被動式設(shè)計可行性降低。需要肯定的是被動式節(jié)能設(shè)計在一定程度上緩解了我國當前能源資源欠缺、環(huán)境污染嚴重的問題，但是其弊端也需要正視起來，需要在不斷的實踐中加以完善和改進。通過設(shè)計體系的完善發(fā)展、從業(yè)人員技術(shù)水平的提升、專業(yè)人才的培養(yǎng)等帶動被動式設(shè)計的發(fā)展，推動我國嚴寒地區(qū)公共建筑被動式節(jié)能設(shè)計目標的實現(xiàn)。

參考文獻

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作者:裘鞠 滕佳佳 單位:吉林建筑大學