浅谈被动式建筑的应用
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浅谈被动式建筑的应用
1988年，德国首次提出“被动房”的概念，为了降低建筑能耗，解决建筑舒适度的问题。目前，受气候影响在我国北方地区对被动式建筑经验借鉴较多。根据各地气候特点，大力推广建筑节能技术的实际应用，提高节能标准，整合地源热泵、水源热泵、太阳能发电等新能源技术的应用。全面发展绿色节能建筑是时代的必然趋势。但是在绿色建筑的实践过程中，不能忽略各地的气候条件、居住特点、生活方式等的差异。这就要求相关开发企业在各地做出具体分析，不要简单而粗略地复制其中的一些绿色建筑技术或产品。
在现实中，许多项目的设计只是简单地复制了一些绿色建筑技术或产品，在宣传中单方面地将建筑技术或产品与绿色建筑的概念直接联系起来，导致了一些项目的贴标签和伪绿色倾向。特别是一些项目开发商和建筑商采用机械化的绿色建筑技术，使建筑成本更高，不实用。因地制宜是绿色建筑的灵魂。真正的绿色建筑应该与当地的实际相结合，绝不可能有大规模、一刀切的复制。目前，绿色建筑正在大力推广。无论具体情况如何，真正的绿色建筑应该是被动的，即尽可能地利用自然通风，必要时适当应用一些现代绿色技术，但不要刻意应用。从传统住宅建筑中学习绿色技术。
1.我国传统被动式建筑
事实上，被动节能建筑的概念在中国传统建筑中经常出现。例如，在南部地区的建筑设置两个前后门，以达到最佳的通风效果。北方的房子很少向北方开门和窗，增强了抵御冷风的功能。被动节能建筑的特点是利用自然采光和通风，实现节能降耗。尊重自然，利用自然，因地制宜。窑洞是我国西北黄土高原上一种古老的民居形式。窑洞的历史可以追溯到4000多年前。洞穴广泛分布于黄土高原上的山西、陕西、河南、河北、内蒙古、甘肃、宁夏等省。在中国的陕甘宁地区，黄土层很厚，其中一些有几十公里厚。中国人创造性地利用高原的有利地形挖洞居住，创造了一种洞穴建筑，称之为绿色建筑。洞室一般有岩洞、沉陷洞、独立洞等形式，其中岩洞应用较为广泛。洞穴建筑的最大特点是冬暖夏凉。传统的洞穴空间外观为圆拱。虽然很常见，但在单调的黄土背景下，圆弧更加轻盈活泼。这种自然起源的形式，不仅体现了传统的空中圆形空间的理念，更重要的是，入口的高拱门和高窗，可以使阳光在冬季更深入地渗透。洞内充分利用了太阳辐射，洞内空间呈拱形，扩大了洞内垂直空间，使人感到开阔舒适。
同时，冬暖夏凉，舒适节能。传统空间渗透着与自然的和谐。简单的外观在建筑美学上也是别具一格的。洞穴是最早的被动建筑。洞内保温性能好，冬暖夏凉。这个洞穴是在山坡上挖掘出来的，所以它的“屋顶”和“墙壁”相当厚。当人们挖掘洞穴时，他们总是选择土壤坚硬的地方。这种又厚又硬的“墙”不易传热。因此，洞顶和洞壁既不能直接从大气中吸收热量，也不能直接向大气中吸收热量，只有洞门与外界直接接触。因此，洞内温度变化总是滞后于外界，温差变化不大。事实上，被动建筑的基本原理在世界各地的任何时候都非常流行。即保持室内热环境的最大壁厚，如中国窑洞。随着居住面积和生活质量的急剧提高，对室内供暖的需求急剧增加，但现代建筑在高速施工过程中逐渐摒弃了这一传统。
2.传统建筑的被动式生态技术策略
位于我过长江三角洲的江南水乡的传统建筑布局不像北方院落坐北朝南、中轴对称等。布局根据地理环境依水而建，并且利用水的比热容较大这一特性调节微气候。采取的建筑材料也是就地取材、运输方便、便于加工的如砖石、生土、木材等传统建筑材料。不仅天然环保，而且生土材料可以起到冬暖夏凉的作用、木材材料应用广泛，可以调温解湿，能够适应特有的湿热气候。同时木材的强质比高，在做围护结构时，能够取得良好的效果。
在传统民居建筑中的屋顶大多是倾斜的瓦片坡屋顶。这样倾斜的屋顶不仅能够及时排除雨水，伸挑的屋面能够避免雨水的冲刷。
“被动式采光”主要通过建筑物的朝向、方位的布置，太阳能通过建筑物的构造方式和内部设计来采集，储存。传统建筑的平面和空间形式相对简单，大多数的采光形式是天井采光和外墙采光。
自然通风是传统建筑的一项朴素的自然技术，“被动式通风”技术在建筑通风的过程中不使用机械通风而是运用的是走廊、过厅等空间的处理手法，增加空气流量。利用这种被动式通风达到降温，使人体舒适度得到改善。并且带走潮湿空气、排除室内浊气、降低污染。在设计起点时，这些处理手法都是要被考虑在内的。建筑单体之间间距较小，密集的布局形式下形成了自然的街巷通风。而通过风的调节，可以将热量带走来保证室内的舒适度。
传统建筑排列紧密，大部分互相掩盖避免了阳光的直射。在单体民居的设计中，中庭的天井也是一个通风中心，室内和室外的空气流通通过天井进行交换，形成有效的空气流通形式。并且建筑顶层的阁楼可以阻隔屋面热量的渗入，使下面的居住空间达到舒适温度。周围的绿环境和水体也有降温、改善通风、调节湿度的作用，使热环境得到改善，降低温度。
由于技术、经济水平的限制，传统民居建筑往往以采取被动式策略为出发点，考虑有限的利用气候资源，利用自然资源，尽可能获得自然采暖和空调效应。因此，在考虑建筑布局时，会对建筑周边的地理环境、温度、湿度、通风、光照等因素经过细致推敲。
“被动式策略”是最早的建筑调节环境的方式，并且是一种传统。随着现在环境问题越来越严重，全球环保意识的觉醒，这种策略也应结合一些现代的手法越来越应用于现代建筑设计中。
深入研究地方传统民居中的绿色元素，从这些传统的建筑方法中汲取技术营养，并合理地将其转化为绿色建筑实践。绿色建筑是在建筑与环境协调的基础上建造的。在实践过程中，要吸取传统民居的经验教训，坚持自然生态良性循环的基本原则，充分考虑当地的生态环境、社会经济、历史文化、生活方式和建筑原则。以及合适的技术等因素。
3.现代应用原则与案例分析
事实上，被动建筑的基本原理在世界各地的任何时候都非常流行。即保持室内热环境的最大壁厚，如中国窑洞。随着居住面积和生活质量的急剧提高，对室内供暖的需求急剧增加，但现代建筑在高速施工过程中逐渐摒弃了这一传统。洞穴民居是美国绿色建筑和欧洲被动建筑技术的典型代表。当然，传统的窑洞也有缺点，没有现代化的卫生系统，没有通风的室内空气质量差，不能大面积推广。但不影响因地制宜地满足当地社会环境的需要。为了客观存在，今天一些伟大的建筑，如美国旧金山博物馆的设计，采用与前人相同的理念。被动式低能建筑是当今世界最节能的建筑，也是未来世界建筑发展的方向。近20年来，被动式住宅作为一种低能耗、高舒适性的节能建筑，在世界各地得到了迅速的推广和广泛的应用。
1. 结语
在实际应用中，被动式住宅的超低能耗性能受到住房和城乡建设部的高度重视，在实际应用中，应对被动式建筑设计进行细致的研究，使其能够得到不断的发展和完善，并作为我国未来节能建筑的发展方向和必然趋势大力推广。
参考文献
[1]清华大学建筑节能研究中心. 中国建筑节能年度研究报告2015[M].中国建筑工业出版社,2015.
[2]李爽. 被动式节能住宅技术分析研究及案例[D].天津:天津大学,2013.
[3]王建新. 被动房的发展趋势[J].住宅产业, 2015（05）.
作者简介：
王旋清（1995.9—），女，汉族，籍贯：辽宁沈阳人，辽宁省建筑设计研究院，助理工程师，硕士学位，专业：建筑学，研究方向：建筑设计与理论
