被动式节能在住宅建筑设计中的应用

冯骞 赵宇

关键词：被动式节能;住宅;建筑设计

以往建筑节能设计中主要依赖电气设备对建筑的耗能情况进行控制，这种方式虽然在节能上具有一定地优势，但是后期维护上需要耗费大量的时间、精力，容易增减建筑设计的成本。被动式节能设计的出现不仅改善了建筑设计的能耗量，而且也可以也解决了上述设计成本高的问题，逐渐被建筑行业和住户所重视，加强对被动节能技术的研究，将会成为未来建筑行业的主流趋势。

1被动式节能住宅建筑的现实意义

1.1紧跟时代步伐，加强环境保护

作为世界第一的人口大国，我国的领土地域广阔，物产丰富，但是随着人口的直线增长给国家形成了巨大的压力。巨大人口下的人们在当下社会享受生活中各种便利，人们还没有意识到环境的问题，随着各种不可再生的资源不停减少，人们的生态环境也在加以恶化，所以保护环境已经列为人们最为重要的任务。我国最常见建筑类型便是住宅建筑，我国的建筑规模以及建筑数量是相当宏大的，但是建造宏大的建筑都会造成能源遭到极大的浪费，所以被动式节能设计技术的应用一定要加强，这样经过改良的房屋结构以及布局可以有效的减少住宅在使用时所产生的能源消耗问题，这样做法也会降低其对环境造成的不良影响，也是时代发展所要求的变化，也是现实保护环境的需求。

1.2充分发挥各类资源价值，降低建设成本

住宅建筑是需要使用各种建筑材料所建设的，所以在施工中一定要合理的使用建筑材料运用优秀的施工方法，这样才可以让各种建筑材料发挥出自身的价值，于此同时不仅可以降低建筑成本还可以实现能源降低的根本目标[1]。首先要从设计员工着手要根际当下建筑方法创造出节约的社会要求，其次在施工中合适的使用来自大自然的各种资源，还要在配置资源时要合理的配备，这样建造完成的建筑极大的减少了房屋的成本，也降低了业主的房屋使用成本，最后也为建筑后期的运用环节也降低了能源消耗问题。。

2被动式节能在住宅建筑设计中的应用

2.1建筑布局设计

住宅建筑设计中关键的一步就是要制定建筑整体的布局计划，绘制符合实际施工需求的施工图纸。这就需要设计人员依照建设地点的维度来设计布局，符合居民良好采光的需求。在北方，处于高纬度位置的地区，冬季会出现明显昼短夜长的现象，这种情况下会使建筑室内的光线强度受到严重的影响，在冬季此地区会长时间缺乏阳光的照射，促使室内温度逐渐降低。根据居民对居住环境正常光照的需求，日常平均采光时间不可以低于2h。很多住宅建筑在布局设计中为了更好地适应北方自然的条件，通常会选择集中建设的方式来实现集群效应，提高居民居住的舒适度。

2.2建筑功能设计

建筑功能的设计包括两大方面，分别为自然通风、太阳光照。例如：以当地季风气候为基准，合理调整夹住的结构，科学规划门窗的位置，并通过对风向对建筑物的影响合理设计卧室、厨房和卫生间的位置，科学布局，优化楼梯通道开口位置的设计，确保其所产生的气压出现不同程度的变化，促使每个建筑内部空间受风向的影响都是均匀的。为了避免部分建筑内部的自然通风情况与当地季风气候形成互相垂直干扰的现象，在设计方式上通常选择弯曲和多节段的方式进行设计，这种方式有利于将建筑迎风坡和背风坡的压力差控制在合理范围内;日照时间的控制上可以根据太阳的具体高度和具体建筑方案进行设计[2];通过采用中庭的设计方案，可以将地面与建筑中庭底部之间的距离拉开在安全范围之内，通过设置天窗，合理选择天窗的位置可以有效提升建筑物自身的通透性，引导自然风的流向，增强空气对流，促使阳光照射的面积可以逐渐增加，提升建筑室内的通风效果和采光效果，符合现代住户的居住需求，提高住户的生活质量。

2.3建筑围护结构设计

2.3.1屋面节能设计

首先，站在屋面结构形式分析，倒置式的屋面节能效果非常好，通过采用防水性能非常好的保温材料可以有效增强防水层的稳定性，同时将保温层放置在防水层的最上层，可以充分实现实际应用与防水作用的充分结合，促使二者处于平衡状态，便于更好地延长防水层的使用寿命。其次，节能金属屋面设计，科学划分屋顶面积，合理利用材料构建屋面金属板、防水透气膜、防潮隔汽层，对于提高防水层的防渗效果、增强隔热的保温性具有至关重要的作用[3];最后;，屋顶绿化设计，可以采用屋顶建造花园的方式增加保温的隔热效果。为了更好地提升屋面绿化的可实用性，设计过程中还需要将防水设计的标准提高，确保植物的健康成长，提高植物的成活率，对于后期屋顶的维护和管理来说，同样具有重要意义。

2.3.2门窗节能设计

建筑门窗是房屋的重要组成部分，具有采光通风的作用，随着现代设计理念的不断更新，很多异型窗、落地床成为当代人们喜欢一种造型，同时也为建筑设计师提出了更高的要求，成为设计师今后不断挑战的主要方向[4]。由于玻璃热交换具有一定的活跃性，窗墙比较大，加快了室内热量的消散速度，另外，窗框与窗洞口相互连接的位置会产生热桥的作用，所以门窗节能设计中，在对玻璃材料选择时，一定要结合窗户数量和大小进行个性化的选择，进一步提高门窗的气密性，能充分起到防风保温的作用[5]。玻璃材料的选择上主要有两种方案，其一，高性能的保温隔热玻璃，其二，断桥铝合金的窗框，这两种不同的方案各自起着不同作用，第一种能够有效降低室内室外的热传导，第二种则可以提高窗户的散热程度。

2.3.3外墙节能设计

外墙在整个设计中占据非常大，占总耗能的40%，节能设计中着重强调外墙的保温性能，尤其是寒冷地区，节能设计时一定要与门窗保密性的设计有效结合，便于及时控制保温的额隔热系数，使其控制在合理范围内，有效避免增加外墙的散热程度。结合建筑整体设计和布局需求选择个性化的设计方案，最常用的方案包括墙外保温、内保温、自保温等，还有建筑企业选择组合设计方案，以此来选择最佳的保温材料和合理的加密处理方式，便于更好地增强外墙的保温性能和隔热性能，另外，还可以采用绿化墙体的设计方案来提升建筑空间的绿化效果[6]。对于垂直空间而言，虽然绿化面积大，但是具有非常高的经济效益和環保效益，在提高空气净化、降低节能消耗方面具有极大地促进作用，非常有利于达到降温隔热的效果。

结束语

综上所述，住宅建筑实际投产使用过程中，为了给居民营造宜居的环境，在采光上耗费大量的能源，不符合现代可持续发展理念。通过在住宅建筑设计中采用被动式技能技术能够对布局结构合理调整，真正实现低能耗、绿色环保的生活方式，进一步促进建筑行业的可持续发展。

参考文献，

[1] 谢敬贤. 被动式节能在住宅建筑设计中的应用分析[J]. 门窗，2021（21）：21-22.

[2] 金姗. 基于被动式建筑设计原理对住宅建筑节能设计的初探[J]. 建筑工程技术与设计，2018（30）：837.

[3] 范婷婷，刘卫东，洪燕. 基于被动式建筑概念的灾区临时住宅 围护结构节能技术研究[J]. 建筑节能，2019，47（12）：138-144.

[4] 罗成，胡静. 被动式节能策略在住宅建筑设计中的应用[J]. 房地产导刊，2019（14）：229.

[5] 孙少楠，吴家伟. 基于BIM技术的被动式建筑节能因子多目标优化研究[J]. 图学学报，2021，42（1）：124-132.

[6] 杜宇，郝翠彩，李波. 活动外遮阳在被动式超低能耗建筑中的节能效果研究[J]. 城市住宅，2021，28（2）：71-73.