文/冀學(xué)良，內(nèi)蒙古北方時(shí)代設(shè)計(jì)研究院股份有限公司

1 被動式超低能耗建筑設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

1.1 建筑選址

建筑的選址應(yīng)盡可能保障自然資源的有效利用，相較于高層對陽光的吸收，地下室所耗費(fèi)的電能與熱能更多，從這以簡單的例子可以看出，建筑的選址應(yīng)保障陽光的照射，同時(shí)減少大風(fēng)的侵襲，建筑的選址要遠(yuǎn)離山根，一些建筑以“依山傍水”為噱頭售賣，實(shí)際上也存在著較大的弊端，不適宜選擇在山谷、洼地及凹地等處,因?yàn)槎纠錃饬饕自诎嫉乩镄纬蓪ㄖ锏摹八础毙?yīng), 位于凹地的底層或半地下建筑為保持所需的室內(nèi)溫度所消耗的能量, 就會相應(yīng)地增加。

1.2 建筑布局

住宅群的形狀和道路的不同走向?qū)︼L(fēng)向和風(fēng)速有明顯的影響,住宅群和道路之間多為速度較小、方向豎直的管狀氣流,很難穿越建筑物, 所以必須考慮建筑群體的形狀與體量的組合和布局, 適當(dāng)布置建筑物, 做到不同體量、不同角度、不同間距、不同道路走向的建筑物合理組合, 充分利用自然通風(fēng)和日照。冬季降低冷風(fēng)風(fēng)速避免冷風(fēng)滲透, 減少建筑物和場地表面熱損失, 節(jié)省能耗; 夏季可以組織良好的通風(fēng), 在建筑物之間及建筑內(nèi)部形成良好過堂風(fēng), 達(dá)到自然通風(fēng)和降溫。從建筑群的平面布局來說, 宜采用錯(cuò)列式、斜列式及自由式等形式, 而不宜采用不利于自然通風(fēng)的周邊式和并列式布局。從豎向布局來說, 宜將較低的建筑布置在夏季風(fēng)的迎風(fēng)面的前端, 這樣有利于季風(fēng)的滲透。

1.3 建筑朝向

在購置商品或者居住用房時(shí)，建筑的朝向往往是購房者較為關(guān)注的問題，實(shí)際上建筑的朝向除了簡單的光照條件外，還可以利用自身的朝向優(yōu)勢減少能源的損耗，不僅要考慮日照的強(qiáng)度，同時(shí)還有保障建筑的環(huán)境能夠?qū)崿F(xiàn)良好的自然通風(fēng)，這樣能夠避免后期的人工供熱與風(fēng)力造化的二次能源浪費(fèi)，盡肯能的秉持天然資源循環(huán)利用的原則，減少后期的能源補(bǔ)充，所謂的“南北通透、坐北朝南”不是沒有道理，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)向常規(guī)走勢，以風(fēng)力的自然形成條件作為房屋的建筑結(jié)構(gòu)，也就是說坐北朝南不一定適用于所有的地區(qū)，應(yīng)以宏觀的角度進(jìn)行吸收陽光日照或者風(fēng)力貫穿的角度測量，但究其根本，建筑的朝向設(shè)計(jì)都需要根據(jù)以下幾點(diǎn)自由發(fā)揮：根據(jù)天氣的影響，冬季較為干燥寒冷，那么就要保障冬季的暖陽能夠照射到室內(nèi)且普照的面積越大越好，而到了炎熱的夏季，就要反面的減少室內(nèi)的陽光照射強(qiáng)度，并非夏季陽光的投入不好，而是要在陽光的射入下保障光線的柔和度，夏季的通風(fēng)狀態(tài)需要優(yōu)于冬季，日照與風(fēng)力是朝向的兩大把控因素，應(yīng)具體根據(jù)陽光的照射角度與風(fēng)力的方向等問題進(jìn)行細(xì)致的統(tǒng)籌，以明確的數(shù)據(jù)分析保障朝向的設(shè)計(jì)科學(xué)性。

2 被動式超低能耗建筑應(yīng)用

2.1 玻璃幕墻的應(yīng)用

玻璃有著通透、輕質(zhì)、美觀等優(yōu)點(diǎn)，在商場建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中有著比較廣泛的應(yīng)用，尤其是在商場臨街的主要立而上，玻璃幕墻的使用更為頻繁，因此，玻璃幕墻是商場建筑外墻的重要組成部分，對玻璃幕墻應(yīng)當(dāng)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，使其滿足商場建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱保溫要求。玻璃幕墻的熱工性能受許多因素的影響，其中影響最大的指標(biāo)就是傳熱系數(shù)和遮陽系數(shù)。一般來說，傳熱系數(shù)受構(gòu)造和材料厚度的控制，遮陽系數(shù)則受玻璃材料本身特性和遮陽設(shè)施的控制。

2.2 總平面布局的合理安排

建筑是其周圍環(huán)境的有機(jī)組成部分，建筑物的總體布局反映了建筑與周圍環(huán)境的對應(yīng)關(guān)系，它對建筑的節(jié)能潛力亦具有重要影響。商場建筑在與基地條件相協(xié)調(diào)的過程中，應(yīng)充分尊重微氣候環(huán)境，通過合理的平面布局達(dá)到有利于建筑的整體節(jié)能效果。

2.3 建筑物出入口的規(guī)劃

在諸如商場建筑等公共人群集中的場所里，其出入口的使用頻率極大。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，許多商場的底層出入口是直接向著外界敞開的，甚至在炎熱天氣商場出入口也是直接開向室外，較少采取相應(yīng)的保溫和隔熱措施，導(dǎo)致建筑內(nèi)部的冷氣源源不斷地流向室外。顯然，商場出入口部位己經(jīng)成為圍護(hù)結(jié)構(gòu)上與外界進(jìn)行熱交換的薄弱環(huán)節(jié)，這是由于設(shè)計(jì)中對出入口熱控制的忽視，而造成了商場建筑夏季制冷能耗的浪費(fèi)。

2.4 屋面的設(shè)計(jì)

建筑屋面和外墻是建筑與周圍環(huán)境進(jìn)行能量交換的媒介體，它具有通風(fēng)隔熱、遮陽蔽雨等明確的庇護(hù)功能，也是體現(xiàn)建筑形象藝術(shù)特征的重要部分。建筑屋面和外墻將室內(nèi)空間從外部空間中分隔出來，將對人類居住環(huán)境不利的惡劣自然因素“阻隔”在建筑外面，庇護(hù)人的居住空間；同時(shí)，作為建筑物內(nèi)外不同空間的中介物，還肩負(fù)著“傳遞”自然資源的任務(wù)，例如自然風(fēng)、自然光等氣候資源的功能。被動式設(shè)計(jì)方法既是強(qiáng)調(diào)利用屋面和外墻的傳遞能量的功能，充分利用自然界的有用資源，而將不利因素阻隔在建筑外面，在“用”與“防”之間達(dá)到平衡。

3 結(jié)束語

我國地域遼闊，各地建筑風(fēng)格迥異、資源不同、經(jīng)濟(jì)水平發(fā)展不均。當(dāng)前不同氣候區(qū)域都已有超低能耗建筑示范項(xiàng)目，在此基礎(chǔ)上結(jié)合地區(qū)環(huán)境特色、因地制宜，探索分析適用于我國5個(gè)氣候區(qū)域的超低能耗建筑設(shè)計(jì)方法勢在必行。

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