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住宅建築被動式節能設計研究論文

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1住宅建築具體的被動式節能設計

住宅建築被動式節能設計研究論文

1.1住宅建築的佈局設計

建築佈局設計主要考慮的因素就是日照、風環境。從日照因素的角度來看,應該嚴格設計建築實際接受日照的間距,使住宅建築的能夠獲得充足的日照。例如相關要求顯示,在我國東北地區建築應結合所屬城市緯度位置對建築進行合理佈局,通常大城市在冬至日(緯度因素導致的太陽高度出現最低值)應保證2h以上日照時數,較小的城市建築在冬至日則需要保證不低於3h的日照時數,同時這一數值還受建築物所屬城市的氣候區域影響。同時,日照間距受太陽高度角、建築物高度的影響,所以日照間距實際確定時,需要根據相關規範對建築物的高度進行調整,在大城市住宅建築的周圍建築較多時,其日照高度基本是穩固的,所以只需要計算建築高度即可做出相應的調整,從而做出合理的設計。而在比較偏僻的地區,周圍的建築物較少,就會增大日照高度,在設計建築的時候採用坡屋頂的設計是比較合理的。從自然風環境因素的角度來看,主要考慮的是上風向、下風向的影響,爲了使建築能夠受風均勻,就可以採用自由式的住宅建築佈局,從而保證住宅建築的可以發揮夏季通風、冬季防風的效能。以此來減少建築消耗過多的能源。

1.2住宅建築的單體設計

規劃與設計住宅建築的採暖方面的能耗主要是受建築形體的影響,對建築的體型係數進行有效的控制,有利於實現控制建築採暖能源消耗量的目標。所以根據住宅建築的實際情況來看,採用被動式節能設計時可以採用控制建築體型係數的方式,根據相關的建築體型係數規範可知,當建築體型係數每增加1%的時候,就會增加2.5%的建築熱能耗指標。關於住宅建築節能設計應用在相對寒冷地區,做出了明確的建築體型係數要求,對於小於或等於3層的建築,則其限制的住宅建築體型係數值爲0.5;對4~8層的建築,則其限制的住宅建築體型係數值爲0.3;對於9~13層的建築,則其限制的住宅建築體型係數值爲0.28;對於大於或等於14層的建築,則其限制的住宅建築體型係數值爲0.25。所以在被動式節能設計應用在建築單體中時,對建築體型係數需要嚴格的控制。另外對戶型的設計也應當加大重視,居住空間的設計需要依照各房間的熱環境需求量來確定。如對於主要的居住空間臥室來說,對採光的熱、太陽輻射的熱需要設定在最佳的位置上,同時爲了使住宅的自然通風效果良好,可以在臥室設定可以活動的門窗,從而保障住宅建築能夠符合人們的居住需求。

1.3住宅建築屋面節能設計

在這種住宅建築屋面設計中,倒置式屋面的設計方法具有很好的節能效果。倒置式屋面是將傳統的建築屋面構造中防水層與保溫層倒置,將保溫層置於防水層的上部,這就要求保溫層的材料具有憎水性,不僅降低了以往的'造價,還避免防水層面因熱干擾而變形,延長防水層的使用壽命。

1.4住宅建築門窗節能設計

玻璃是建築物室內外熱交換最爲活躍的部位,在不影響建築使用功能的情況下,儘可能地減少窗牆比。此外,高性能玻璃比普通中空玻璃的保溫隔熱性能提高一倍。高性能玻璃如Low-E中空玻璃,空氣層寬度爲12mm,其傳熱係數約爲1.6W/(m2K),而普通雙層中空玻璃,在空氣層寬度同樣爲12mm時,傳熱係數約爲3W/(m2K),可見使用高性能玻璃可以有效地降低室內外的熱傳導。熱橋部位熱傳導能力強,不僅造成冷熱量的大量損失,還會造成局部結露、發黴。窗框與窗洞口的連接處容易形成熱橋,窗戶結合外牆採用斷橋鋁合金窗框加中空玻璃,加強窗框與窗洞口連接處斷橋的節點處理,透過提高窗戶製作、安裝的精確度和安裝窗戶密封條等方法,儘可能地提高門窗的氣密性,減少室內外空氣的滲透。

1.5住宅建築外牆節能設計

外牆佔全部圍護結構的60%以上,其能耗佔建築物總能耗的40%。外牆體的節能設計,主要在於控制外牆體的保溫隔熱係數,熱橋效應是減少牆體保溫隔熱性能的關鍵點,將保溫層置於外牆體結構層的外側,可以形成建築的有效保溫層,減少外界環境如溫度、溼度等對其的影響,減少熱橋產生,從而提高牆體的保溫隔熱性能。保溫層置於牆體結構的外側,與外飾面之間形成空氣層,有利於保護保溫層。

1.6住宅建築自然通風設計

1.6.1場地自然通風

場地設計時,結合場地冬夏季自然風的風向進行建築平面設計,透過設計扭曲、轉折等方法增大朝向夏季主導風向的外立面,同時避免與冬季主動風向形成90°夾角,以此來爭取有利風向,減弱不利風向對建築的影響。在有利的主導風向作用下,建築物的迎風面與背風面形成一定風壓差,促使建築自然通風。在此基礎上,再根據立面的風壓分佈情況,進行開啓扇適宜的形式設計,並且保證開扇數量達到30%以上。影響建築自然通風設計的另一個關鍵是控制建築的進深尺度。建築設計時在一定程度上需要採用“切薄”的處理手法,以控制建築物在進深方向不大於15m。超過15m的空間,即使雙面開窗也不利於室內外空氣的自由交換。

1.6.2豎井自然通風

豎井又稱拔風“煙囪”,豎井的自然通風組織是利用煙囪的拔風作用來組織通風。豎井上方爲玻璃天窗,太陽照射玻璃天窗,使豎井內的空氣溫度升高,熱空氣密度低上升,於是在熱壓的作用下空氣發生流動,進風口爲建築的門窗,與豎井的玻璃天窗排風口存在的高度差,高度差產生風壓,透過風壓、熱壓的耦合作用下,進一步加強自然通風的流動。

1.6.3地道通風組織

地道風的特點是冬暖夏涼,溫度適宜。地下風道造價低廉,對新風進行預熱預冷的處理,夏季可以降溫2~8℃,冬季升溫2~4℃,降低了冬季的採暖與夏季的空調能耗。

1.7住宅建築的綠化設計

被動式節能設計在對建築綠化進行設計的時候主要是進行牆體綠化,這種空間綠化形式主要是載體爲建築垂直立面的綠化,雖然具有較小的佔地面積,但是牆體綠化的生態效能非常強,促進建築能耗的降低。牆面嵌入容器來承裝植物、在牆體種植藤蔓植物是比較常見的牆體綠化形式。但是在實際實施的時候還需要注意相關的問題,如藤蔓植物的選擇,應當選擇枝葉茂密、葉面較大的,以便發揮較強的吸熱能力;植物的選擇需選冬季落葉和夏季長葉的;另外牆體和植物之間要留有距離,保證空間暢通。或者是在住宅建築的屋頂進行綠化設計,在屋頂保溫時可以適當的選用泥土。

2結語

在住宅建築被動式節能設計中,需要充分考慮地質條件及氣候特點,全面考慮建築的風向、日照、佈局等方面,充分做好每一部分的設計,從而達到降低住宅建築能源消耗的目的。

參考文獻

[1]邱樂.德國被動房在大連地區多層住宅中的設計與應用研究[D].大連理工大學,2014.