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摘要:文章結合被動式建筑設計基礎理論的應用原則,包括以人為本原則、生態建設原則、因地制宜原則等,對被動式建筑設計方法在建筑體形、規劃布局、被動式通風與采暖、圍護結構、自然采光中的應用的研究,目的在于提升人們對被動式建筑設計的認知,促進建筑行業經濟的穩定發展。
關鍵詞:被動式建筑誰基礎理論;生態建設原則;因地制宜原則
1被動式建筑設計基礎理論分析
1.1相關定義論述
所謂被動式建筑是指借助建筑與所在區域氣候之間的關聯性,使兩者之間可以達到某一種平衡關系,在滿足居民基本需求的基礎上,減少資源的使用量,從而提升整個系統運行的穩定性。在具體建設應用的過程中,為了減少能量的無故損失,需要對區域氣候進行細致研究,了解區域氣候的變化規律,結合區域氣候的變化規律,確定建筑的朝向、保溫層厚度、外墻厚度等參數,在滿足基本應用需求的基礎上,提高整個建筑體系的節能性。被動式建筑理論體系的提出時間相對較短,但是在長期演變的過程中,理論體系得到了非常好的應用發展,尤其是在結構的節能屬性方面,該理論的著重點便是降低能耗,從而提升整個應用系統運行的穩定性。
1.2設計理念分析
不同時期的建筑設計理念存在一定差別,從被動式建筑的設計理念來講,其主要是通過對建筑物空間形態以及環境結構進行設計,進而實現節約能耗的目的。其中結合氣候進行建筑物的設計思路為:通過加強對氣候的控制,來實現舒適室內環境的營造。氣候控制方法可分為兩種:一種為通過建筑物本身,實現室外氣候與室內舒適氣候差距縮小的被動式方法;另一種為通過相關設備的作用來實現對氣候控制的主動式方法。通常采用的是建筑物自身對氣候進行調節的被動式方法,通過合理處理不同建筑元素,保證建筑物自身能滿足人體對氣候的需求[1]。
1.3設計目標分析
經濟性目標。在招投標模式快速發展的背景下,施工單位的經濟利潤也在不斷壓縮,因此,在被動式建筑設計過程中,經濟性屬于非常重要的應用目標。在合理施工成本范圍內完成工程建設,對于確保企業經濟利益有著積極的意義。第二,環境保護目標。在被動式建筑設計過程中,需要逐漸減少能源的利用,同時還需要減少生產過程中廢棄物的排放,盡可能維持建筑工程與生態環境之間的平衡性。第三,社會價值目標。該內容主要圍繞被動式建筑完成修建之后,其惠民性、資源利用性、公平性是否滿足社會價值要求,從而客觀評價工程的社會價值。
2被動式建筑設計基礎理論的應用原則
2.1以人為本原則
所有建筑工程的修建,其主要目的是為了服務于區域居民,以滿足居民的實際應用需求。對此在理論應用的過程中,需要堅持以人為本原則展開具體應用。在實際應用過程中,需要對服務人群的應用需求進行了解,根據統計結果來確定建筑設計風格、戶型、大小等內容,從而提升設計結果的適用性。并且在設計過程中還需要對區域氣候條件進行了解,使其在綠化工程推進過程中,能夠合理分布綠色植物,提高居住環境的舒適性。
2.2生態建設原則
隨著建筑技術的不斷完善,建筑工程的規模也在不斷擴大,這也意味著小區內部環境可以形成相對獨立的生態系統,為小區居民提供良好的生活環境。對此,在建筑工程建設的過程中,需要遵循生態建設原則,例如,在被動式建筑結構中,通過合理設置采光窗、側窗、天窗等結構的所在位置,使得建筑也可以成為小區空氣循環中的組成部分,提高小區環境氣候的流通率。
2.3因地制宜原則
被動式建筑沒有完全統一的建設模板,所有的內容都會根據實際應用情況進行調整,這也意味著在被動式建筑設計過程中,需要遵循因地制宜的原則。在被動式建筑設計理論當中,需要做好前期資料的調研工作,尤其是當地的氣候變化規律,需要進行準確了解,因為被動式建筑設計的目的是提升自然氣候的利用效率,因此對此類內容進行合理安排,能夠有效減少資源浪費,提高建筑設計的合規性。
3被動式建筑設計方法的應用研究
3.1建筑體形
在建筑體形設計過程中,可以參考自然界的發展規律,即動物為了適應區域氣候變化情況,自身也會逐漸改變,成為適應區域氣候的動物品種。而建筑體形在設計過程中也需要逐步適應氣候變化規律,使其可以成為滿足區域長期使用的建筑類型。例如,在高寒區域內,為了提升系統結構的保溫性能,所設計的建筑結構緊湊性較高,而側窗的規格也會適當縮小,從而起到減少熱量散失的作用。在長期使用的過程中,系統也將逐步形成比較穩定的應用結構,在減少資源浪費的同時,能夠提升建筑體形的實用性[1]。
3.2規劃布局
在建筑設計過程中,合理的規劃布局可以起到良好的節能作用。在對建筑工程的規劃布局進行設計時,需要對區域內的地形地貌演變情況進行了解,并且在建筑工程選址的過程中,需要綜合考量該區域的采暖制冷方式,盡量借助地形優勢來完成這一操作,從而有效提升整個應用結構的穩定性[2]。例如,在對建筑結構朝向進行設計時,需要遵循季節性應用原則,確保建筑結構在冬季獲取較多的太陽輻射,夏季減少輻射進入,以提高規劃布局的合理性。
3.3被動式通風與采暖
建筑室內屬于相對密閉的結構,對此需要在結構設計過程中,增加結構的被動通風和被動采暖的屬性。結合現階段技術的發展情況,可以將太陽能作為主要的供暖能源,在恰當的位置提前建造陽光間結構,使其可以形成氣候的緩沖區域,這也增加了建筑結構內部的居住舒適度。同時也可以在室內合適位置增加天窗結構,使得整個熱壓通風性能可以得到大幅度提升,同時將空氣夾層結構設置在北向的墻體結構中,加強通風效果,提升室內的空氣流通效率[3]。
3.4圍護結構
在圍護結構的設計過程中,可以將其分為內部維護結構與外部維護結構兩種,前者主要是指被動式建筑的內部結構設計,包括內門結構、樓板結構、隔墻結構等,而后者主要是指與外部環境直接基礎的建筑結構,如建筑工程外窗、建筑屋頂、建筑外門結構等。在圍護結構設計過程中,需要做好冷熱之間的抵消工作,減少由于冷滲透與熱傳導所導致的能源損失。3.5自然采光除了上述應用內容外,自然采光設計也是非常重要的應用環節。在實際設計過程中,自然采光可以分為直接采光與反射采光兩方面內容,在直接采光過程中,主要采用增加側窗或天窗的方式來增加建筑結構的自然采光率。而發射采光則是在合適位置添加采光板,利用采光板的發射原理來提升室內的采光情況,從而降低家用電器的電能損耗,提升資源利用率。
4結語
綜上所述,考慮到我國現階段的建筑行業,被動式建筑設計理念能夠對我國建筑高耗能、不環保的問題有針對性的解決,實現建筑能耗的節能減排。在實際應用過程中,我國建筑師需要對被動式建筑設計方法進行仔細地分析和研究,基于我國國情對其進行不斷的發展和完善,進而為我國建筑行業的快速發展起到一定的推動作用。
參考文獻
[1]張欽然.被動式建筑設計基礎理論與方法研究[J].低碳世界,2018(4):181-182.
[2]郭妍.被動式建筑設計基礎理論與方法研究分析[J].居舍,2018(5):145.
[3]陳燁,何汶,張海燕.被動式建筑設計基礎理論與方法的探討[J].住宅與房地產,2018(33):67.
作者:于振華 單位:山東華正建筑設計咨詢有限公司