绿色建筑被动式设计

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绿色建筑被动式设计范文第1篇

绿色设计有高技术与低技术之分，高技术一般指技术含量高、运用高新技术材料及手段达到节能目的。高技术手段在获得高效节能效果的同时，解决问题的成本和其带来的负面效应也会上升；相比高技术，低技术的节能方式就更具有造价低廉、工艺简单、 取材方便、可靠性强等普适性的优点。

本文从探寻建筑学的基本要素――形式和空间入手，遵循现代建筑功能主导的经典原则，紧密结合地域气候特征，采用成熟、可靠的技术手段，把绿色设计与建筑学很好地结合起来，并以此为基础探索具有普适性原则的绿色建筑设计方法，结合工程实践，以夏热冬暖地区的项目为例，总结出6种低技术被动式的绿色建筑设计策略。

关键词：普适性；绿色；低技术；被动式；设计策略

一、建筑生态、环保特征的定位

广东道氏技术股份有限公司为2014年在深圳证券交易所成功上市的高新技术类科技公司，于2013年委托我方进行新园区规划与单体设计。工程总用地面积29013.18平方米，净用地面积20538.91平方米，总建筑面积约为56000平方米，分两期进行建设，一期为南侧靠近市政路的1#、2#楼，功能为宿舍、厂房及办公，二期为北侧的3#、4#楼，功能为厂房。

在设计之初，甲方并不清楚自己究竟需要一个何种形式的建筑，只是在脑海中有一个很模糊的企业总部园区的宏观形象。经过双方充分沟通，完成反复几轮的概念讨论后，认为新的园区应能代表科技类企业创新、环保、生态的外在新形象，因此初步把建筑定位在现代主义风格，并应从设计上适应当地的气候这一基本原则，通过合理的气候学设计，使建筑达到在一年的大多数时间内的自然通风和采光，最大限度的利用可再生能源，减少对人工环境的依赖。

二、根据实际项目特点融入绿色生态的设计理念

本项目位于佛山，全年无雪，夏季达6-7个月，日照充足，气温炎热，最热月气温平均28～29℃。雨量充沛，年降雨量达140余天，而且7-9月间台风猛烈，冬季持续时间短且不甚寒冷，最冷月平均气温也一般都在10℃以上，年平均温度较高，达21～24℃，属亚热带季风性湿润气候。因此，夏季的通风隔热是最需优先考虑的问题。

（一） 策略一内庭院

1.佛山现状建筑平面尺度分析

为了节约用地，城市中的建筑平面一般都比较紧凑，尤其是更加强调经济性的办公建筑，平面布置往往都具有大进深的特点。但是，过大的建筑进深势必影响自然采光与通风，尤其是处于岭南湿热的气候环境下，不得不借助于空调系统。

2.因地制宜的内庭院设计方案

（1）内庭院平面设计。本项目结合甲方使用功能，从建筑的生态气候学角度出发，通过低技术的手段布置建筑平面，在反复比较推敲后，最终确定的建筑平面呈现两个“L”型相扣在一起的正方形式，中间为一边长23米的正方形内庭院（图1-1），与东西两侧的人行入口大堂相对应，这个形式得到了甲方的充分认可，它不但解决了自然采光通风需要的小进深问题，还把一个大楼分为了两个小楼，同时彼此紧密结合的形态从一定程度上暗喻了甲方的公司名称中的“道”字。内庭院的设计可以很好地体现岭南建筑中常见的天井拔气的功能，利用垂直方向的空气层由于温度不同产生的风压产生空气流动，使室内空气可以很好的与室外空气形成对流，达到防热除湿的良好效果，从而形成舒适的室内温、湿度环境。

（2）内庭院立面设计。考虑到佛山当地太阳辐射很强，因此在立面上做了深度1.05米的水平与竖向的铝制遮阳格栅，从下至上间距逐步缩小（图1-2），从底层的6.3米，到中层的2.1米，逐步过渡到顶层的1.05米，既考虑到建筑形式美的韵律要求，也很好的解决了顶层日照强，底层相对日照弱的问题，一举两得。

内庭院的设计不仅仅从生态学上给建筑提供了自然采光与通风，较少了能耗，也满足了甲方的功能与形式要求，更重要的是很好的提升了办公人员的工作、休闲环境，即使在室内也可以随时感受到自然景观的存在，同时使得工作之余的休息变得更有乐趣，为人们提供了一个优美怡人的好去处。

（二）策略二外遮阳

1.佛山现状建筑平面尺度分析

玻璃幕墙作为现代建筑常用的材料之一，有着外观通透、整洁明亮、后期免维护的优点。但是从节能角度来看，玻璃幕墙并不是最佳的选择。在佛山，不做任何遮阳设施的玻璃幕墙建筑比比皆是，在炎热漫长的夏季只能过于依赖空调，造成相当大的能源消耗同时也导致了越发严重的室外

（三）策略三总平面规划

一个好的总平面规划不但可以满足园区的功能，同时也应利于节约能源，在岭南湿热的气候中，获得场地良好的自然通风是本项目中着重考虑的问题。

1.岭南地区的风气候特征与传统建筑应对方式

传统佛山民居中的冷巷与天井很好的适应了这一环境，主要体现在两个方面：一是狭窄的空间使得直射阳光很难进入，形成大面积凉爽的阴影区；二是密度较大的狭窄空间形成多道“风廊”，可以很好的把外界自然风引入到建筑群中来。

2.佛山现状建筑通风状况分析

城市中的建筑密度较大，且以高层为主，形成一道一道的“风障”，所以说，解决城市建筑通风问题最根本的途径是降低城市建筑的密度和高度，退而求其次，也应多建设细高的塔楼，少做板楼，尤其是高板楼。

绿色建筑被动式设计范文第2篇

【关键词】被动式节能技术；绿色建筑；应用

1 前言

被动式节能技术是指在建筑规划设计中通过对建筑朝向的合理布置、遮阳的设置、建筑围护结构的保温隔热技术、有利于自然通风的建筑开口设计等手段实现对自然资源的充分利用，降低室内光、热环境对机械设备的依赖程度，来达到建筑物冬季采暖、夏季制凉的效果。“被动式设计”与“主动式设计”是一对相对的概念，后者通过建筑设备对建筑施加能量来维持建筑的舒适条件，而被动式节能设计是通过建筑本身的合理设计和调节来达到目的，其一方面可以节省常规能源的消耗，另一方面可以节省投资。当前，随着国家一直号召节能环保，绿色节能环保建筑开始得到了广泛推广。为此，本文就被动式节能环保技术在绿色建筑中的应用展开阐述，以供参考。

2 被动式节能技术的四大要素

2.1 墙体密封性强

与一般住宅的区别，被动式节能住宅无需暖气设备。要保持室内温度，首先依靠很好的保温层和房子的密封性，尽量避开热桥；为了对房子进行高效保温，还需要对门、窗进行特殊保温隔热处理。

2.2 讲究朝向

从外表上，很难看出被动式节能住宅与其他普通房屋的区别，比较明显的特征是：为了减少能源损失，被动式节能的房子在设计上会尽可能减少外墙面积，因此房屋南北朝向也很重要，这关系到能否更好地利用太阳能；东西向很少开窗，如果想大面积开窗，必须有相应的自然或人工遮阳设施（树木、百页、遮阳篷）。

2.3 通风性好

由于房子的密封性高，所以被动式节能住宅的通风显得更为重要，以防止霉变。但是通风会损失大部分能量，所以出现新一代的通风设备：新鲜空气被吸入首先进入主卧和起居等房间，污浊空气被从卫生间和厨房排出，同时通过热循环交换器，使新风被旧风加热，尽可能减少通风热损失。

2.4 低水耗

为了减少水消耗，雨水被收集起来用于冲刷厕所、花园和冲洗其他。水通过屋顶太阳能加热器被加热，如果热水需求较高，会补充天然气加热。在这个消耗量上，传统房子一年需要天然气1500-2500升，而被动式节能住宅只需150-250升。

3 常用的被动式节能环保的设计方法

3.1 场地规划

通过利用场地因素来遮挡或吸收太阳辐射，利用和防止主导风向增加或降低温湿度。利用地形、水体、植被以及群体建筑的布局来实现环境利用的最优化达到节能的效果。

3.2 单体建筑设计

3.2.1 体型系数

体型系数是影响建筑耗能水平的重要因素，体型系数越小，耗热量越小，就越节能。一般，严寒、寒冷地区体型系数宜低于0.3。

3.2.2 建筑室内自然通风

自然通风主要是利用风压原理，设计时注意门窗的相对位置、家具摆设等对风在建筑内部的流动影响，也可利用天井、小亭、楼梯间等增加建筑内部开口面积，便于引导自然通风。在设计时，可从建筑体型设计、室外环境设计两个方面来考虑。

（1）建筑体型设计：①巧妙设计扭曲平面，使朝向夏季主导风向的外表面积增大；②设计尖劈平面，用“尖劈”的形体朝向冬季主导风向，避免与冬季主导风向的垂直关系，从而削弱冬季的不利风流；③合理设计通透空间，在建筑的每层的适当高度设置开窗，以利于夏季通风；④在建筑中设置掏空的空间，以利于疏导以及释放过大的室外风流。

（2）室外环境设计：①充分利用自然空调，在建筑南侧设置水面植被等，依赖水体蒸发来改善微环境的炎热条件。②设置合理的灌木乔木位置，在建筑南侧以落叶乔木为主，起到夏季遮阳作用，并引导风流进入建筑室内；在建筑东西侧以常绿乔木为主，以起到遮阳的作用。③利用构筑物挡风墙和导风板的灵活组合，并可结合绿化整体设计，引导夏季风流，阻挡冬季恶性风流。

3.2.3 立面的节能设计

（1）窗墙比设计

窗墙面积比的大小，不仅影响建筑能耗，还影响建筑立面效果、室内采光、通风等。如果窗墙比过小，会导致出现建筑通风不良、自然采光不足等现象，从而增加空调与照明能耗。

住宅平面设计在控制窗墙比时，可适当提高南向窗面积，采用5+12A+5断桥中空玻璃，窗户开启面积大于30%。

（2）围护结构的保温隔热

屋顶、外墙及地面等围护结构的构造节点是建筑热工的薄弱环节。在设计时，应根据建筑所处地区的气候环境及建筑内部的功能要求，考虑围护结构采用保温还是隔热。在施工时，除了要采用良好保温性能的围护材料外（常用围护材料的热工性能见表1），还要注意防止水蒸气在围护结构内部凝结对材料造成破坏。另外，也可采用空气或蓄水等方式调节围护结构的热工性能。

（3）建筑遮阳

通过遮阳设计可阻挡过多的太阳辐射。从遮阳方式上，有外遮阳和内遮阳两种形式，外遮阳比内遮阳效果更好。同时，也可采用可控遮阳等新式日照调节系统，来遮挡阳光的辐射。

外遮阳方式是指在玻璃窗前加百叶窗或遮阳布设计，直接在室外挡住阳光直射和热量进入室内，保持室内气温。同时又可以通过百叶的开合再起到阳光直射的情况下通风、观景、采光的效果。目前，外遮阳方式不仅在德国建筑中得以广泛应用，在我国杭州的一些项目中也已经广泛应用了。

（4）被动式太阳能利用

区别于太阳能板等的主动式太阳能利用，被动式太阳能以合理构造为基础，通过巧妙的构造设计达到太阳能的直接利用，具备低技术、低成本的优点，利于节能技术的普及和推广。

①直接受益式系统：这是让太阳光通过透光材料直接进入室内的采暖形式，是太阳能采暖中和普通房差别最小的一种。一是可通过合理设置的导光板，将更多的光线反射进入室内，让建筑的围护结构表面和蓄热体等吸收太阳能，以利于建筑的采暖和采光。二是利用蓄热墙体（常用混凝土、砖、夯土等制成），可以在白天吸收穿过玻璃采光面的阳光，然后通过传导、辐射及对流，把热量送到室内，为室内供暖。

②对流环路式系统

将维护构件部位设计成双层壁面，形成封闭的空气层，并将各部位的空气层相连成循环，在太阳辐射产生的热力作用下，依靠“热虹吸”作用产生对流环路。在这个过程中，依靠贮热体加热空气，流动的空气来加热室内的墙体，满足室内温度的稳定。

③附加日光间系统

在建筑南向缓冲区（阳台、廊、小门厅等）增加透明玻璃，把房子与阳光间隔开，使之成为透明空间，其中再设置一定的贮热体，在太阳辐射的作用下，阳光间既可以供给房间以太阳热能，又可以作为一个缓冲区，减少房间的热损失，使建筑物与阳光间相邻的部分获得一个温和的环境，以改善室内舒适条件。

4 结束语

综上所述，被动式节能住宅是在低能耗建筑的基础上发展起来的，是一个全新的节能概念，其往往表现出低投资低技术的倾向，且它还可以显著降低城市建筑表面蓄热，促进城市大气纵向流动，降低“城市热岛效应”，这对降低城市整体能耗，减少煤炭燃烧污染，降低城市可吸入颗粒物含量等，具有不可估量、不可思议的综合社会经济意义。因此，作为当代建筑设计师，应培养被动式节能的观念，让它有效地融入到绿色建筑设计创作中，创造出符合当代社会审美需求和可持续发展需求的作品。

参考文献：

[1]陶敬武，张瀛洲，肖鲁江.绿色建筑设计中被动式优先节能技术应用[J].建筑设计管理，2011（5）.

[2]黄欣鹏，吴志敏，李明.被动式节能建筑推广应用研究[J].城市建设理论研究，2011（5）.

[3]叶明琴.南宁市被动式节能庭院景观设计的探讨卟北方园艺，2009（9）.

绿色建筑被动式设计范文第3篇

关键词：夏热冬冷；绿色住宅；设计策略；建筑节能

在建筑的建造及使用过程中，不仅需要消耗大量的自然资源，而且增加了环境负荷[1]。《民用建筑热工设计规范》中把我国热工设计分区为：严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区和温暖地区[2]。本文选取夏热冬冷地区典型代表――南京市为例，探究绿色小住宅设计策略。

1 基地气候分析

该住宅基地位于江苏省南京市的一块滨河的山坡上，基地内有三棵古树，设计中均保留下来。所在地南京――属亚热带季风气候区，为典型的夏热冬冷地区。四季分明，冬冷夏热，雨水充沛，光能资源充足。年平均温度为15.7℃，最高气温43℃，最低气温-16.9℃。夏天高温炎热、冬季干旱寒冷，导致南京的建筑室内热环境状况普遍不佳。因此，该地区住宅改善室内热环境、降低建筑能耗，首先必须考虑夏季防热、遮阳、通风降温，并兼顾冬季防寒[3]。

2 设计策略分析

2.1 建筑节地与室外环境

2.1.1 场地规划与气候结合

基地夏季主导风为东南风、东风，冬季主导风向为东北风、东风。为了顺应夏季主导风向、避开冬季主导风，且顺应坡地地形，该住宅朝向选为南偏西10°（南京地区建筑适宜朝向为南偏东25°、南偏西10°）。为防止冬季冷风对建筑的影响，在建筑北面设置防风墙和种植常绿防风林。在冬天，植物可以阻挡冷风渗透，从而减少建筑热损失，同时在建筑与植被之间形成一个静风区，起到了夏季隔热的作用。建筑南侧种植落叶乔木，能达到良好的遮阳目的，并能降低环境温度。

2.1.2 建筑与环境结合

该住宅分两层，顺应高差，入口层在上层。建筑北侧用土方堆成挡风墙，防止冬季冷风侵袭，同时实现土方平衡，节约资源。基地内三棵古树均保留下来，南面的古树作为庭院景观的视觉中心，同时暗示主入口的方向；西面的古树可作为绿化遮阳；北面古树作为景观渗透的一部分，同时具备防止冷风渗透的作用。

住宅南向、东向开敞，遵循向阳原则，可争取更多的冬季日照及夏季通风。同时南向设置游泳池，在夏季利用“自然空调”，依赖水体蒸发改善住宅微气候；在建筑西向种植落叶乔木，可达到有效遮阳、防止西晒的目的。

2.2 建筑节能与能源利用

2.2.1 夏季致凉

该住宅设计主要采取被动式致凉方式。通过加强建筑通风、遮阳、构造隔热的方式实现夏季致凉，改善住宅室内热环境。

（1）自然通风

加强自然通风是被动式致凉的有效途径。设计通过控制窗洞口朝向和比例、顺应夏季主导风向形成穿堂风等方式来加强建筑内部自然通风。住宅窗洞口朝向夏季主导风向，并采用外长偏轴式立式转窗，将风引入室内。南向窗洞口尺寸为（1200mm×1800mm），开口宽度是开间宽度的2/3，经研究，此种窗洞口开窗比例室内通风效果良好[4]。住宅开窗顺应夏季主导风向，室内形成穿堂风，风流通过整个室内空间，引导室外凉爽气流覆盖室内平面。

（2）可控天窗+烟囱效应

在住宅客厅上空屋顶设置“可控天窗”和在客厅和餐厅中间加设烟囱，都能够有效调节室内的通风，改善室内热环境，实现建筑节能。

通过调节“可控天窗”开启窗户的大小、方向，以调节室内通风和采光。在客厅中设计的烟囱，将其内表面涂黑，利用热压拔风原理，在建筑上部设排风口将热空气从室内排出，而室外新鲜的冷空气从建筑底部被吸入。不仅实现了室内自然通风，还有效阻挡了热量的传递，降低了建筑墙体的传热系数，达到了节约建筑能耗的目的。

（3）可控遮阳+固定遮阳系统

在夏热冬冷地区，遮阳是达到白天少得热的有效措施。根据建筑遮阳需求程度，住宅设计主要采取的是屋顶遮阳和西向遮阳，并采用可控遮阳和固定遮阳相结合的系统，同时采用冷巷和双层屋面构造设计，有效遮阳隔热。

住宅南立面采用的“可控遮阳+双层外壁”系统是将可调节遮阳百叶与阳光房的双层外壁相结合，可随太阳高度角调节百叶的开启角度，以此实现夏季的通风及冬季对太阳能的贮存；由于夏季高温，住宅采用双层坡屋顶的构造形式，能够在屋顶上形成空气间层，从而减少太阳辐射热对建筑的影响；建筑西向遮阳一方面设计双层墙面形成冷巷，并采用浅色表墙面，加强通风，起到遮阳隔热降温的作用。另一方面采用固定遮阳格栅构架，并在构架上种植爬藤类植物，能够有效防止西晒。

2.2.2 冬季防寒

该住宅设计为了加强冬季采暖防寒，主要设计采用被动式和主动式太阳能相结合的集热方式采暖。并通过改善建筑围护结构的热工性来实现冬季的保温、节能的作用。（图2）

（1）被动式和主动式太阳能结合设计

建筑外墙在建筑围护结构中所占比例最大，而墙体传热导致的热损失占整个建筑热损失的比例也最大，因此墙体的节能十分重要。本住宅设计采用了Trombe墙、附加日光间等被动式太阳能设计。

为了使墙体起到隔热保温的作用，根据“热惯性”原理，被动式利用太阳能设计了Trombe墙。利用南向垂直集热墙吸收穿过玻璃采光面的阳光，通过传导、辐射和对流，将热量送到室内。其特点是在白天充分吸收热量，并将热传导到墙体内。因墙体热惯性好，延续时间长，热量到晚上才能传导到室内。对于朝南的卧室和客厅设置集热墙，能够起到很好的保温作用。

在住宅南侧附设生态阳光间，并设计落地双层中空玻璃窗。在冬季，阳光透过双层中空玻璃窗户照射到阳光间内，使室内气温升高，并将热量通过对流传入相邻的房间，起到冬季取暖的作用，又可以作为一个温度阻尼区，减少房间的热损失。在夏天，调节遮阳百叶和遮阳板，就可阻挡太阳的照射了。

在住宅屋顶设置太阳能采集器即是主动式太阳能的利用。这是现在住宅中很常见的方式，也是节能的有效途径。

（2）建筑围护结构的改善

窗户作为建筑围护结构热工性能较差的部分，建筑保暖时，应该着重设计。该住宅窗户采用中空双层低辐射Low-E玻璃实木窗（阳光屋、吸热墙玻璃除外）。Low-E玻璃是在普通玻璃表面镀上一层或几层金属膜或金属氧化物，从而降低玻璃的热反射率，提高玻璃的热反射性能，和普通玻璃相比，能大量减少对长波光的吸收和辐射，反射率也低，从而减少热量传递和损失[5]。

3 结 语

在人居环境和可持续城市发展的理念下，绿色生态住宅将成为未来城市住宅发展的必然趋势。在绿色住宅设计策略中，从建筑与气候、建筑与场地环境、建筑单体设计等方面探究绿色小住宅设计的节能设计策略，以此为人们创造健康、舒适的室内热环境。

参考文献

[1]《绿色建筑评价标准》（GB50378-2006）[S].北京：中国建筑工业出版社，2001：6

[2]《民用建筑热工设计规范》（GB50176-93）[S].北京中国计划出版社，1993：5

[3]《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ134-2001）[S].北京：中国建筑工业出版社，2001：6

[4]江亿，林波荣，曾建龙，朱颖心.住宅节能[M].北京：中国建筑工业出版社，2006：186

绿色建筑被动式设计范文第4篇

结合工程实例，从理论剖析、规划设计、单体建筑设计三个方面，分析了被动式建筑的设计手法，运用计算机仿真技术与传统建筑设计手法相结合的方法，探讨了低技节能手法在被动式节能建筑上的运用，旨在为低技节能设计提供参考。

关键词:

被动式节能，建筑设计，围护结构，气候条件

0引言

绿色和节能是建筑节能设计的核心内容，而由于主动节能等措施对于设备和技术的高要求，部分绿色建筑也被贴上了“高科技，设备材料昂贵”等一系列的标签，甚至由于造价昂贵出现“节能不节钱”的局面。而充分利用场地自然环境的被动式建筑设计手法，由于其低技和节省并且高效利用自然环境并与之共存的特点而受到人们的青睐。被动式节能设计是主要依托建筑设计，充分利用场地周围自然环境来形成自循环系统，通过建筑本身来收集和储蓄能量，以达到全年以最小的能量输入来维持舒适的室内条件的节能设计［1］。这一设计理念从源头上规避了机械电子设备的干预，以合理的建筑设计手法同自然环境的巧妙结合来降低建筑的能耗。

1项目简介

该项目位于湖北宜昌兴山县，西临香溪河，东依小山体，地势东高西低，规划用地面积20690m2，总建筑面积设计要求3300m2，主要功能包括办公实验、接待区域和职工住宅。本案设计方采用低技被动式设计手法和复杂的场地环境相结合来进行项目的创作和研究。

2场地规划阶段的被动式节能体现

建筑设计遵循场地的地理地势，特别是较为复杂的地势，是规划设计的先决条件。场地地势东高西低，西面临河，风景优美，视野开阔，在规划大方向决定了建筑主体南朝向或西朝向的山地建筑的规划布局。

2．1气候条件分析

宜昌作为典型的冬冷夏热地区，夏季炎热，太阳高度角大，夏至日角为59°宜做遮阳隔热处理，冬季寒冷，太阳高度角低，大寒日角度为36°，又需要保温集热，同时结合宜昌当地季风气候的风环境特征，在充分利用计算机对气候条件模拟仿真的基础上，决定了建筑主要功能房间南偏东20°左右的布局。这样一方面可以避免出现夏季得热过高而室内条件炎热，或者冬季热量流失而室内温度过低的局面，另一方面，在充分分析宜昌风环境的过程中，结合场地东面的山体，可以有效的屏蔽冬季寒冷季风对于建筑的侵蚀，同时有效利用夏季南向季风带给建筑的优越的通风条件，辅助建筑通风散热。

2．2场地小环境营造

项目在规划设计阶段，遵循自然气候和场地环境条件的同时也非常注重场地小环境的营造。成功的小环境的营造可以局部改善场地的微气候环境，从而有利于建筑设计的被动式节能策略。这主要体现在两个方面:1)流—场地—山体这一系统的形成。在进行风环境分析的过程中，场地在夏季西南风频率较高而且风速能达到最大强度，而项目西面临河拥有大片的水域，在建筑主要房间南向布置的情况下，建筑主体向西南方向开口成U形布局，形成围廊是布局，一方面形成开阔良好的视野布局，另一方面能在炎热的夏季利用西南有利的风向和河面的蒸发效果，为建筑主体带来清凉的舒适的环境。2)场地有效辐射量的分析。通过对于场地光合有效情况分析得出，场地太阳辐射能平均值在3．23MJ/(m2•d)及辐射能量分布情况，根据辐射的大小及分布情况不同来合理配备植被，以满足场地植被对于微气候的影响，诸如合理的布置乔灌木遮阴挡风等。

3基于计算机精确仿真的单体被动式节能设计

建筑单体被动式设计重点始终离不开建筑的体形系数以及围护结构的隔热保温和集热处理。体型系数越小，建筑节能效果越好。设计方正规整，在构建较小体型系数的基础上，着重研究单体建筑的围护结构隔热保温和集热性能。

3．1立面围护结构窗墙处理

依据计算机的精确模拟仿真数据与设计手法的相结合，在窗墙处理方面权衡利弊关系，进行了协调的被动式设计处理。基于场地规划设计，建筑的主体朝向为西南向，故西南向立面设计西晒处理成为了重要问题。主要体现三个方面:1)在通过对于建筑西面两片主要的侧墙太阳辐射量模拟后，数据分析显示辐射量较高，故在西侧做防晒墙设计。2)西侧向采光房间均在满足日照条件下，采用大面积墙体和若干小窗并排处理，并配以浅色墙体表皮处理以保证其采光和隔热性能。3)建筑采用U形外廊的形式，较好的缓解了西晒影响。呼吸式幕墙的引用在本案的被动式设计策略上面扮演着重要的角色。建筑单体U形外廊全部设置呼吸式幕墙体系，并在内外玻璃之间的空间通道内局部增设百叶遮阳装置和配以低反射玻璃，在享受呼吸式幕墙带来的被动式节能优越条件的同时，可实现全年采光与遮阳隔热需求的全天候可控状态。遮阳装置和配以低反射玻璃，在享受呼吸式幕墙带来的被动式节能优越条件的同时，可实现全年采光与遮阳隔热需求的全天候可控状态。建筑南立面遮阳窗的设计颇具匠心，同时也是建筑被动式设计和自然环境结合的优秀的表现手法之一。在结合场地布局和自然气候的计算机模拟数据分析之下，南面主要房间遮阳窗上檐向下形成一个37°的倾角，出挑0．6m，并在上檐设置太阳能光电板，在太阳高度角较大的炎热夏季有效利用太阳能被动式集热的同时能确保太阳高度角较小的冬季室内有足够的直射阳光以保证冬天的室内温度。

3．2屋面被动式集热与隔热处理

屋顶被动式集热与隔热是被动式建筑设计的重要环节之一，而对于在能源需求日益紧张的今天，太阳能作为清洁能源在普及推广和运用过程中有过很多卓越的应用表现。结合当地气候环境，采用太阳能光电系统和局部绿化措施，经过计算机精确的模拟仿真，来设计屋顶的集热隔热系统以达到被动式建筑节能设计的目的。项目地处湖北宜昌，属于夏热冬冷地区，夏季时间长，太阳年平均辐射总量可达4×109J/m2，太阳能资源丰富。通过对于U形主体建筑的屋面太阳能热辐射量的模拟数据的分析处理，建筑主体南北屋面每小时太阳辐射能在230W/m2～550W/m2之间，并且分布均匀。在进行屋面设计之初，在遵循建筑设计相关规定的基础上，最终确定30．7°的屋面倾角以保证获取最大的辐射效果［2］。架空的坡屋顶下层空间在安置相关设备的同时由于通风效果良好从而起到了很好的屋顶隔热效果。会议室屋顶由于层高较小，受到一定的遮挡，辐射相对较小，同时考虑到建筑设计美观和炫光等因素，采用集中式屋面绿化来处理隔热效果。

4结语

建筑的本质实质上是人们对于大自然的改造工程。其充分有效的利用大自然的环境，趋利避害以达到人们舒适性的需求。在使用各种高技术设备来武装建筑以达到节能和舒适的目的同时，应该理性回归建筑设计与自然环境的结合，呼吁被动式的建筑节能策略发展，发挥出其低技、低价、低碳的设计优势。被动式建筑设计应在整个方案规划设计过程中，充分利用当前技术手段合理分析场地环境和自然气候条件，回归建筑结合自然的设计本质，真正的营造出契合当地环境条件、地域气候的节能建筑。

作者：严凯强 单位：三峡大学土木与建筑学院

绿色建筑被动式设计范文第5篇

【关键词】机场航站楼；节能；设计

1 引言

据调查，大型公共建筑能耗量大约占民用建筑的12%～14%，但总用电量却达到民用建筑总用电量的30%。机场航站楼作为大型交通建筑，由于具有空间高大、系统复杂、透明围护结构所占比例大、运作时间长等特点，往往会提高单位面积用能强度，因此航站楼是机场的能耗大户。《全国民用机场布局规划》规划到2020年民用机场要达到244个，这将大大增加机场航站楼数量，因此加强机场航站楼的节能设计就更加紧迫。

2 节能设计的释义

所谓节能设计是一种性能化的设计，研究目标是在满足旅客舒适性前提下，确定一个绿色节能的设计方案，它既要符合建筑构思原则，又要满足能耗低、控制投资和操作具有可行性。航站楼的采光及热工性能是影响建筑整体能耗的关键要素。把自然光引入航站楼内能够有效降低室内照明能耗、促使乘客与大自然亲密接触。然而伴随着可见光的引入，太阳辐射热也随之进入，在不同的季节它可能会对机场内旅客的舒适度产生一定的影响。因此针对不同围护结构设计对机场内热工和采光性能产生的影响，通过合理选择立面以及围护结构的材料以同时满足节能和舒适度的要求。

我们分析了机场耗能情况，从机场各分区能耗来看，在飞行区、航站区、工作区、生活区的能耗差别很大。其中作为航站区中心的航站楼由于聚集大量旅客，进行各种活动，运行各种设备等等使航站楼成为机场能耗的一个中心。航站楼能耗主要有：普通用电、专用设备用电、插座、照明、通风、消防、空调、安保、行李分拣、电梯、弱电设备等等，其中以中央空调、照明占据主要地位，中央空调的能耗基本上占到了整个航站楼建筑用电能耗的50～60%，航站楼内的照明能耗也站到了整个建筑用电量的20―30%。所以开展航站楼节能的研究是非常必要的。

3 机场航站楼绿色节能方式

随着绿色设计理念越来越深入人心，人们不再只注重建筑外观和质量，更加注重建筑的绿色设计和使用。本文主要研究了机场的航站楼，具体探讨了在航站楼中绿色节能技术具体应用的情况。能源在航站楼中的主要作用为航站楼提供正常运行的能量，因此能源的能耗特别是对电能的消耗是相当大的。对于节约能源，需要在航站楼的设计中运用绿色节能的技术，在运用绿色节能技术的应用中，主要表现为两种方式，一种是主动式节能，另一种是被动式节能，下文中会主要介绍这两种节能方式。

3.1机场航站楼节能设计要点

被动式的节能的设计方式是指用非机械电气设备干预手段完成建筑能耗降低的节能技术，不利用任何的能源消耗的设备，建筑物的自身能够充分的利用自然的能量来收集和储存能量，进而做到节能。具体指在建筑规划设计过程中，合理布置建筑朝向和遮阳设置、建筑围护结构的保温隔热技术以及建筑开口设计等，从而有效降低建筑物采暖、空调、通风等能耗。机场航站楼的被动节能的设计需要从外立面、场地地形及体形系数方面来考虑。

3.1.1 外立面

（1）窗墙比设计

进行航站楼建筑立面的节能设计需合理选用窗墙比。窗与外墙之间热工性能差异是窗墙面积比对建筑能耗产生影响的主要因素，二者相差越大，影响越明显。此外窗墙面积比不仅会影响能耗，也会对建筑立面效果、室内通风采光等产生一定影响。窗墙面积比太小，会导致建筑自然采光不足、通风不良，增加了照明和空调能耗；同样窗墙比太大同样也对建筑节能存在不利影响。

（2）建筑遮阳

航站楼这种大型公共建筑多采用玻璃幕墙结构。特别在夏季炎热地区往往需依据围护结构上孔洞朝向选用不同的遮阳方式，一般来说外遮阳较内遮阳效果好，还可采用可控遮阳等新式日照调节系统。遮阳隔热会影响通风，因此需综合考虑遮阳构造。立面遮阳设计除构造设计外，还可以利用外廊、雨篷等建筑构件，并对垂直绿化进行综合处理，保证立面形态处理和立面遮阳设计有机结合。

3.1.2 场地地形

我国西部的很多机场，受自然环境限制，依山而建的一些航站楼由于山脚的散热速度和山顶的散热速度相差较大，所以位于山脚的航站楼不管是寒冷地区或者是炎热地区都需要注意夜晚降温所造成的影响。被山川环绕的场地风速较小，而狭窄的山谷则能加强风速对下风处热环境产生的影响。位于山脚的航站楼，由于山脚热稳定性较强，夜晚山脚温度下降比山顶慢，二者之间的温差促使空气由山顶向山脚流动，正是这种高山风有效促使了炎热地区的夜晚降温，但对于寒冷地区则应尽量避免。所以为了获得最佳节能状态，在进行前期方案设计要首先考虑地形因素。

3.2 航站楼被动式节能设计

被动式节能是指建筑物与其周围环境形成自循环系统，建筑物体自身通过自然方式收集并存储能量，并不需要耗能的附加设备来维持也能完全利用自然资源，从而取得绿色节约型能源的效果。也可以说是建筑物自身就能完成对外部环境的适应，以保证建筑物以趋利避害的途径节约传统能源，这也决定了被动节能设计的可行性。

3.3航站楼主动式节能设计

主动式的节能设计与被动式的节能设计的不同之处在于，主动式节能主要是利用各种机械设备所组成的主动节能的系统通过收集、储存和转化能量。是为建筑提供采暖空调通风等舒适环境控制的建筑设备工程技术，主动式节能技术则指在主动式技术中以优化的设备系统设计、高效的设备选用实现节能的技术。航站楼的主动式节能设计也包括多种方面，本文选取了以下几种主要的设计方式进行阐述。

（1）智能控制

自动控制技术其实就是智能控制，在没有人干扰的前提下，进行工作的一种自动化系统来监视所要控制的目标。在机场航站楼中，如果运用了这种智能控制，可以实现最大限度的节能。例如，可以在航班业务不忙时运用这种节能控制系统对周围的景观、路灯、停车场等区域的照明系统进行智能控制，并在主干道设置自动化控制来实现节能减排。

（2）空调

一般在选择空调时都会根据最大负荷来确定空调的型号。在设计时，如何实现航站楼空调的最佳效能比成为最重要的问题。在设计空调的选用时，应该根据航站楼的功能特点和建筑特性来进行合理的选择。积极的发展太阳空调，可以实现在选择冷热源的同时节约能源。这种方式的选择不仅环保，还可以节省电能，一举两得。但是，这种方式也有一定的弊端，水源虽然可以制热制冷系统交替循环，换热率较高，但是因为回灌时困难较大，需要谨慎的选择，除了这种方式进行选择之外，也可以选择土壤热源。

（3）照明

前文说到航站楼内的照明能耗也站到了整个建筑用电量的20～30%，结合航站楼自然采光特点，在设计航站楼的照明时可以依据这一特点设计主要照明系统和辅助照明系统两种方式，这两种方式的结合可以使照明效果变得灵动活泼。根据航站楼内不同区域对照明要求的不同，就要科学的选择灯具，并高效充分的利用灯光的照射及照射强度，实现合理的照明效果。

4 结语

综上，本文对机场航站楼的节能设计中采用的许多绿色环保的技能技术进行了分析，并启示建筑行业的人们，在未来的建筑施工中，应该多多掺入环保节能的绿色技能技术，为我们的建筑行业和国家的发展贡献自己的一份微薄之力。

参考文献：