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被动式超低能耗建筑设计的基础应用

被动式超低能耗建筑设计的基础应用

打印 0条评论来源:神州被动房

随着人们生活质量的提高,传统的建筑设计理念已经不能满足人们的需求。被动式超低能耗设计方式是新时代下的催化产物,其立足于地域和经济文化的基础上,对生态资源加以利用,以保证室内环境的舒适程度。然而,被动式超低能耗建筑设计还在发展的初期阶段,需要进行深入探讨。


1被动式超低能耗建筑设计原理分析


被动式超低能耗建筑设计技术与传统的主动式人工环境控制方式不一样,其主要是通过利用建筑设计来协调建筑内部的热环境与室外气候、环境的协调发展。人体的适宜温度在18~26℃之间,室外环境在大多数条件下都能够满足该温度需求,因此,发展可持续的超低能耗建筑设计方法体系,以保证建筑室内环境的舒适性、地域建筑风貌和传统生态经验的传承,同时尽可能利用太阳能、风能等自然资源,实现能源的节约,采用合理的建筑设计方法,如:太阳能采暖、自然通风等被动式技术,充分利用自然冷/热量来补充室内温度,降低建筑的能耗,使室内与室外环境合二为一,为人们提供更加舒适的居住环境[1]。上述即为被动式超低能耗建筑设计的主要原理。


2被动式超低能耗建筑设计基础


被动式超低能耗建筑设计需要掌握一定的基础才能够与现代化建筑有效结合到一起,因此,建筑设计师应当从以下几方面入手:


2.1气候环境基础


我国幅员辽阔,是一个气候环境、经济发展非常不均衡的国家,而建筑恰恰与气候、环境等有着直接的联系。因此,建筑设计师应当立足于实际情况,设计出适合我国特殊气候、环境特征的建筑。明确室外与室内气候环境之间的差别是被动式超低能耗建筑设计的基础内容,与主动式设计相比较,被动的方式很难对室内室外整体气候环境进行有效超越,需要通过掌握室外气候的波动情况和规律来进行预测和调节。被动式超低能耗建筑设计是以人体的热舒适度作为基础标准来对其他环节进行相对应的设计,因此,设计师应当掌握基础的温度变量,并绘制成图,进而将其作为指导内容在超低能耗的理念下对建筑加以设计[2]。


2.2建筑基础


我国建筑形式呈现出多样化发展模式,由于在建筑的过程中会因为地域的差异而需要不同的建筑设计类型,且主动式建筑方式居多,导致被动式超低能耗建筑设计的价值并没有真正体现出来。空置率较高的住宅使得建筑的热工性能较差,传热损失较大,同时设备的符合率偏低,导致建筑的耗能过大,建筑设计师应当掌握建筑设计的技术,将建筑作为基础单位,采用被动式超低能耗建筑技术来促进建筑的地域性发展。


3被动式超低能耗建筑设计的应用


设计师在了解了气候基础、建筑基础以及环境基础后,应当结合建筑地点的实际情况对建筑进行合理设计,可以参考以下内容:


3.1保温隔热系统设计


保温隔热系统在整个建筑中起着至关重要地作用,该系统的合理设计能够在很大程度上达到节能的目的。因此,在对维护结构设计的过程中,要求建筑设计师应当在最大限度上提高建筑的保温隔热性能及其气密性,进而将建筑的采暖和制冷需求降到最低,达到节约能源的目的。在实际情况中,建筑设计师可以从以下几方面来进行保温隔热系统的设计:①外墙保温系统。在保温材料的选择上,设计师应当致力于绿色环保材料的使用,同时要满足人们的实际需求。就目前的发展情况来看,应当采用新型保温材料作为基础材料,有效控制外墙保温的厚度,使其导热系数能够不大于0.032W/(m•K)[3]。此外,由于该材料中添加了红外线吸收剂,能够较其他材料更好地吸收热辐射,在防辐射方面对人体非常有益,同时,设计师还可以在每层的设计中保持其宽度在300mm以上的防火隔离带,采取环绕的方式,有效降低火灾发生为人们带来的伤害。②地板保温。地板保温是保温系统的重要组成环节,采用双层保温板,使用保温砂浆来填充和密封保温板之间的缝隙,并在第一层楼板保温层下铺设了防水层,同时在其上面铺设一层约60mm厚的水泥地面。在这样的保温地板建筑设计形式下,保温效果相比于传统的保温建筑设计要效果要更好。


3.2门窗系统设计


门窗系统是保温、提高气密性效果的薄弱环节,在整个保温系统中起着辅助性作用,从能耗的角度考虑,门窗系统的能耗量通常是建筑耗能的1/3以上。在被动式超低能耗建筑设计的理念下,一方面,设计师要对门窗的传热系数进行深入了解,详细掌握不同建筑的不同传热系数,以便在后期根据实际情况进行适当调整。另一方面,设计师应该对玻璃的太阳能透射比进行考虑,可以在设计中选择PVC材料,并填充发泡芯材料。此外,还可以使用真空玻璃,用耐性强的暖边条作为玻璃的间隔条,用预压自膨胀密封袋来对窗框进行缝隙填充[4]。


3.3无热桥设计


建筑的热桥包括多个方面,如几何热桥、集中热流所形成的热桥等。在对建筑进行设计的过程中,设计师们应当在相关设计规范的基础上,将阳台的主板与主体结构分开,依靠挑梁来支撑阳台板,并在中间填充与外墙厚度相符的保温材料,达到阻断热桥的目在阳台的门框部位,应当设计一定的保温材料对其进行覆盖。


3.4自然采光和通风的应用


在被动式超低能耗建筑设计中,自然的采光和通风是必不可少的环节。在采光、通风等环节中,必须要在节能的基本理念下进行,并配以“绿色建筑思想”充分利用自然资源,创造良好的采光和通风环境。自然的采光和通风需要从以下几方面来进行:确定目标———确定采光、通风的基本策略———确定外窗位置及材料———天窗位置选择——人工照明整合等[5]。如:在建筑设计中有效使用导光板,导光板是由不吸光的材料制成,在高强度反射原理下,导光板可以将远处的光源进行反射,使其在建筑的顶部发生散射,以调节实际进入到建筑中的阳光量,在很大程度上节约了光伏能源消耗。在阳光较强的时候,导光板上的金属环可以适当遮挡光源,避免强光反射进建筑内部刺伤人眼;在阳光较弱的时候,导光板可以通过垂直方向上的收集功能来对阳光进行补充,使更多的阳光进入建筑,满足人们的需求。由于导光板的制作成本非常低,且实际产生的效果非常明显,因此,可以称得上是“物美价廉”,在建筑设计中被广大建筑设计师青睐。


总之,被动式超低能耗建筑作为一种新型设计理念,已经在建筑行业得到广泛关注。被动式超低能耗建筑设计在使用的过程中需要建筑设计师掌握一定的基础,如气候基础、建筑基础、环境基础等,并在此基础上对保温隔热系统、门窗系统、采光通风系统等进行合理设计,为人们提供舒适的生活环境,同时也能够促进建筑行业向着绿色、健康的方向发展。


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(编辑:奚雅青)




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