探析住宅建筑被动式节能设计策略
发表时间：2018-12-29T10:41:33.513Z 来源：《防护工程》2018年第29期作者：葛友婷
[导读] 建筑节能是当前社会关注的焦点问题之一，也是建筑业发展的必要要求
烟台市建筑设计研究股份有限公司山东烟台 264000
摘要：建筑节能是当前社会关注的焦点问题之一，也是建筑业发展的必要要求。在建筑设计中，应通过合理的布局、体量设计、绿化与围护结结构设计，实现被动式节能目标，使建筑在不额外使用电气设备的情况下，达到最高的设计水平。本文进一步分析了住宅建筑被动式节能设计策略，以供同仁参考借鉴。
关键词：住宅建筑；被动式；节能设计
一、被动式节能设计内涵
被动式建筑是通过利用自然通风、自然采光、太阳辐射得热和室内非供暖热源得热等各种被动式技术手段与建筑围护结构高效节能技术相结合建造而成的低能耗建筑，来最大限度地降低对机械式采暖和制冷需求的依赖。营造舒适的居住环境是房屋建筑永恒追求的目标，与一般住宅相比，具有很高的舒适度是被动式低能耗建筑的一大亮点。被动式节能设计应用于建筑设计中可以带来很多积极效用，具体来说其优势主要体现在以下几点：①被动式节能设计可以直接利用植物、阳光等自然资源，利用节能设计对建筑设计方案进行优化，其实施及推广也比较便利；②利用被动式节能设计的建筑需要的机械设备较少，且能体现出明显的节能建筑效果，有利于建筑设计成本的降低；
③被动式节能设计对住宅建筑具有很强的适用性，因为住宅建筑的使用人群较为固定，因此被动式节能设计的应用目的就是为了满足人们的实际需要。通常住宅建筑都是以家庭为单位的，因此就出现了较为零散的建筑空间。
二、住宅建筑被动式节能内容
被动式节能设计在建筑绿化设计中主要体现为墙体绿化，通常这种空间绿化形式将垂直立面绿化作为主要载体，虽然这种绿化形式的占地面积比较小，但是其生态效能却非常大，可以有效降低建筑能耗。可以利用墙面嵌入器在墙面盛装植物，或者种植一些藤蔓植物等，这都是比较常见的墙面绿化形式。但是实际工作中应该注意的问题很多，例如植物的选择，应该选择夏季长叶冬季落叶的，选择枝叶繁密的，页面较宽大的，可以将其吸热能力充分发挥出来。此外，注意植物与墙体之间应保持一定距离，这样可以保证空间的畅通，还可以在屋顶进行绿化设计等等。
在住宅建筑的被动式节能设计中，主要针对于采暖、采光以及通风的问题。首先，在考虑采光问题时需要结合建筑的朝向问题和建筑材料的采光性能等。由于受到地球自转与公转的影响，住宅的采光在一年之中呈现出一个循环变化的过程，而且体现出较大的南北差异。在传统的建筑设计中往往讲究“坐北朝南”，这正是基于北半球的地理因素来保障日照的时长。同时，在现金住宅小区的建设过程中也需要考虑到建筑间隔问题，避免由于高建筑遮挡造成的阴影；其次是建筑的隔热保暖问题。尤其是在北方的住宅建筑设计中，不仅要考虑到冬天低温条件下的保暖，而在夏季干燥的条件下也需要实现高温的隔离来达到冬暖夏凉的效果。以往为了实现冬季的保暖问题，北方住宅建筑设计中大多依赖于建筑材料的性能，但是在效果上却差强人意；最后，针对建筑的通风问题来保证居住环境的适宜度和热量的传递。传统节能技术应用新风系统也能取得不错的效果，但是与被动式通风技术相比仍存在明显的差距。设计人员通过对门窗的调整，来改善风向和通风量实现内外部空气与热量的交流。
三、住宅建筑被动式节能设计具体策略
3.1 住宅建筑布局
在住宅建筑设计中，首先要制定出建筑整体的布局计划，并绘制成施工图作为建设的依据。这就需要设计人员根据建设地点的纬度，来设计合理的布局满足居民的采光需求。在北方，部分地区分布在中高纬度位置，在冬季就会出现昼短夜长的现象。这样以来不仅室内的光线照明受到了极大的阻碍，同时冬季长时间缺乏阳光的照射也会使室内温度逐渐下降。根据建筑行业约定成俗的规范以及居民的正常光照需求，住宅的平局日采光时常不得低于 2 小时。而且在项目的规划设计中，考虑到太阳照射仰角和俯角的问题，也需要保障建筑的间隔在合理的区间内。最后值得一提的是，在住宅建筑布局中为了适应北方的自然条件，还应该进行集中建设来实现节能技术的集群效应。
3.2天然采光设计
重视建筑采光设计，不但提高了节能效果，也可以给人们提供良好的居住环境，结合遮阳设施与建筑之间的位置因素，可以从内外遮阳两方面分析，外遮阳设计可以有效遮挡80%的阳光辐射，这样降低了空调已经制冷设备的耗能，其合理的设计是非常值得重视的。设计过程中若提高遮阳板或阳台的智能效果，是非常有利于调节太阳辐射热量的，从实用性方面看，固定遮阳板经济实惠，结合使用功能与形式，应该设计出更加符合遮阳效果的角度，无论在南向，还是东西向，都应该选取适宜的设计模式，从而满足炎热夏季的遮阳需求。此外，遮阳设计更应该重视天然采光，也要满足冬季日照时间，通过这些细节进行合理优化天然采光设计。在外部的窗台进行设计时，可以利用反射板，提高窗户附近的高照度，并通过光反射等原理，进一步提高天然采光设计的有效性。
3.3外墙体节能设计
建筑设计过程中，外墙占整体建筑结构的60%左右，所以重视外墙的被动式节能处理十分关键，外墙体的设计应该从控制保温隔热出发，通过设计有效的隔热措施，可以将保温措施运用于结构层，包括内侧与外侧之间的节能设计，不断通过有效保温层的设计，提高对于外加环境因素的控制，实例分析表明，保温层运用在墙体外侧，可以提高保护层保护能力，能够更好的与外界形成空气层，通过被动式节能效率。目前新型被动节能设计在具体应用过程中，主要是应用对建筑外墙结构进行改进来保证在对屋内供暖方面耗能进行改进，这样采用热惰性材料可以很好保证温度稳定。在对这项工程施工时需要注意的是需要做好准备工作，这是为了保证工程能够安全有序的进行，有效地避免一切突发问题，节能保温外墙的施工准备工作是十分必要的。首先，要保证施工环境的温度，不能在暴晒、雨雪、冰冻的环境下对外墙进行施工。其次，要派遣专业检查人员对外部设施进行检查，保证施工的安全。完善环保节能外墙的重要工作之一就是粘贴保温板，其次需要注意的就是在建筑工程施工时需要设计开窗，这样可以保证建筑物在采光方面也有很大进步，可以很大程度上保证节能和采光技术之间有一个稳定平衡。最后需要保证建筑的保温和隔热功能。外墙体设计隔热过程中，可以通过建筑墙体与地下土壤接触，通过三