被动式建筑设计基础理论与方法

被动式建筑设计基础理论与方法

摘要:文章结合被动式建筑设计基础理论的应用原则,包括以人为本原则、生态建设原则、因地制宜原则等,对被动式建筑设计方法在建筑体形、规划布局、被动式通风与采暖、围护结构、自然采光中的应用的研究,目的在于提升人们对被动式建筑设计的认知,促进建筑行业经济的稳定发展。

关键词:被动式建筑谁基础理论;生态建设原则;因地制宜原则

1被动式建筑设计基础理论分析

1.1相关定义论述

所谓被动式建筑是指借助建筑与所在区域气候之间的关联性,使两者之间可以达到某一种平衡关系,在满足居民基本需求的基础上,减少资源的使用量,从而提升整个系统运行的稳定性。在具体建设应用的过程中,为了减少能量的无故损失,需要对区域气候进行细致研究,了解区域气候的变化规律,结合区域气候的变化规律,确定建筑的朝向、保温层厚度、外墙厚度等参数,在满足基本应用需求的基础上,提高整个建筑体系的节能性。被动式建筑理论体系的提出时间相对较短,但是在长期演变的过程中,理论体系得到了非常好的应用发展,尤其是在结构的节能属性方面,该理论的着重点便是降低能耗,从而提升整个应用系统运行的稳定性。

1.2设计理念分析

不同时期的建筑设计理念存在一定差别,从被动式建筑的设计理念来讲,其主要是通过对建筑物空间形态以及环境结构进行设计,进而实现节约能耗的目的。其中结合气候进行建筑物的设计思路为:通过加强对气候的控制,来实现舒适室内环境的营造。气候控制方法可分为两种:一种为通过建筑物本身,实现室外气候与室内舒适气候差距缩小的被动式方法;另一种为通过相关设备的作用来实现对气候控制的主动式方法。通常采用的是建筑物自身对气候进行调节的被动式方法,通过合理处理不同建筑元素,保证建筑物自身能满足人体对气候的需求[1]。

1.3设计目标分析

经济性目标。在招投标模式快速发展的背景下,施工单位的经济利润也在不断压缩,因此,在被动式建筑设计过程中,经济性属于非常重要的应用目标。在合理施工成本范围内完成工程建设,对于确保企业经济利益有着积极的意义。第二,环境保护目标。在被动式建筑设计过程中,需要逐渐减少能源的利用,同时还需要减少生产过程中废弃物的排放,尽可能维持建筑工程与生态环境之间的平衡性。第三,社会价值目标。该内容主要围绕被动式建筑完成修建之后,其惠民性、资源利用性、公平性是否满足社会价值要求,从而客观评价工程的社会价值。

2被动式建筑设计基础理论的应用原则

2.1以人为本原则

所有建筑工程的修建,其主要目的是为了服务于区域居民,以满足居民的实际应用需求。对此在理论应用的过程中,需要坚持以人为本原则展开具体应用。在实际应用过程中,需要对服务人群的应用需求进行了解,根据统计结果来确定建筑设计风格、户型、大小等内容,从而提升设计结果的适用性。并且在设计过程中还需要对区域气候条件进行了解,使其在绿化工程推进过程中,能够合理分布绿色植物,提高居住环境的舒适性。

2.2生态建设原则

随着建筑技术的不断完善,建筑工程的规模也在不断扩大,这也意味着小区内部环境可以形成相对独立的生态系统,为小区居民提供良好的生活环境。对此,在建筑工程建设的过程中,需要遵循生态建设原则,例如,在被动式建筑结构中,通过合理设置采光窗、侧窗、天窗等结构的所在位置,使得建筑也可以成为小区空气循环中的组成部分,提高小区环境气候的流通率。

2.3因地制宜原则

被动式建筑没有完全统一的建设模板,所有的内容都会根据实际应用情况进行调整,这也意味着在被动式建筑设计过程中,需要遵循因地制宜的原则。在被动式建筑设计理论当中,需要做好前期资料的调研工作,尤其是当地的气候变化规律,需要进行准确了解,因为被动式建筑设计的目的是提升自然气候的利用效率,因此对此类内容进行合理安排,能够有效减少资源浪费,提高建筑设计的合规性。

3被动式建筑设计方法的应用研究

3.1建筑体形

在建筑体形设计过程中,可以参考自然界的发展规律,即动物为了适应区域气候变化情况,自身也会逐渐改变,成为适应区域气候的动物品种。而建筑体形在设计过程中也需要逐步适应气候变化规律,使其可以成为满足区域长期使用的建筑类型。例如,在高寒区域内,为了提升系统结构的保温性能,所设计的建筑结构紧凑性较高,而侧窗的规格也会适当缩小,从而起到减少热量散失的作用。在长期使用的过程中,系统也将逐步形成比较稳定的应用结构,在减少资源浪费的同时,能够提升建筑体形的实用性[1]。

3.2规划布局

在建筑设计过程中,合理的规划布局可以起到良好的节能作用。在对建筑工程的规划布局进行设计时,需要对区域内的地形地貌演变情况进行了解,并且在建筑工程选址的过程中,需要综合考量该区域的采暖制冷方式,尽量借助地形优势来完成这一操作,从而有效提升整个应用结构的稳定性[2]。例如,在对建筑结构朝向进行设计时,需要遵循季节性应用原则,确保建筑结构在冬季获取较多的太阳辐射,夏季减少辐射进入,以提高规划布局的合理性。

3.3被动式通风与采暖

建筑室内属于相对密闭的结构,对此需要在结构设计过程中,增加结构的被动通风和被动采暖的属性。结合现阶段技术的发展情况,可以将太阳能作为主要的供暖能源,在恰当的位置提前建造阳光间结构,使其可以形成气候的缓冲区域,这也增加了建筑结构内部的居住舒适度。同时也可以在室内合适位置增加天窗结构,使得整个热压通风性能可以得到大幅度提升,同时将空气夹层结构设置在北向的墙体结构中,加强通风效果,提升室内的空气流通效率[3]。

3.4围护结构

在围护结构的设计过程中,可以将其分为内部维护结构与外部维护结构两种,前者主要是指被动式建筑的内部结构设计,包括内门结构、楼板结构、隔墙结构等,而后者主要是指与外部环境直接基础的建筑结构,如建筑工程外窗、建筑屋顶、建筑外门结构等。在围护结构设计过程中,需要做好冷热之间的抵消工作,减少由于冷渗透与热传导所导致的能源损失。3.5自然采光除了上述应用内容外,自然采光设计也是非常重要的应用环节。在实际设计过程中,自然采光可以分为直接采光与反射采光两方面内容,在直接采光过程中,主要采用增加侧窗或天窗的方式来增加建筑结构的自然采光率。而发射采光则是在合适位置添加采光板,利用采光板的发射原理来提升室内的采光情况,从而降低家用电器的电能损耗,提升资源利用率。

4结语

综上所述,考虑到我国现阶段的建筑行业,被动式建筑设计理念能够对我国建筑高耗能、不环保的问题有针对性的解决,实现建筑能耗的节能减排。在实际应用过程中,我国建筑师需要对被动式建筑设计方法进行仔细地分析和研究,基于我国国情对其进行不断的发展和完善,进而为我国建筑行业的快速发展起到一定的推动作用。

参考文献

[1]张钦然.被动式建筑设计基础理论与方法研究[J].低碳世界,2018(4):181-182.

[2]郭妍.被动式建筑设计基础理论与方法研究分析[J].居舍,2018(5):145.

[3]陈烨,何汶,张海燕.被动式建筑设计基础理论与方法的探讨[J].住宅与房地产,2018(33):67.

作者:于振华 单位:山东华正建筑设计咨询有限公司