浅析被动式节能策略在公共建筑设计中的应用

刘恒孜

摘要：节能环保理念在现今社会中已经成为建筑行业的主要发展方向，尤其在公共建筑中表现的更为明显。现阶段的节能策略主要分为被动式和主动式两个种类，主动式节能策略主要是应用高科技的手段达到节约能源的目的，但是相对来说耗费的资金较大且技术要求较高，因此被动式成为建筑设计人员主要的发展方向。本文将主要对被动式节能策略的概念以及在公共建筑设计中的具体应用方案进行分析，望能够为建筑设计人员提供参考。

关键词：被动式节能策略;公共建筑设计;应用优势;应用方案

引言

根据近些年来在各个行业中消耗的能源分析结果可以看出，建筑行业消耗的能源在其中占据的比例已经超过了百分之二十九，在全球能源逐渐枯竭的情况下在公共建筑工程中降低能源消耗逐渐成为相关设计人员首要考虑的目标。公共建筑的设计人员在考虑到主动式节能耗费的资金过大且技术要求过高的问题，逐渐将被动式节能作为主要研究的方向并取得了较为显著的成就。

1 被动式节能的简单介绍和优势分析

现今社会中的公共建筑特点主要体现在内部空间大且质量要求等级高等方面，在建设的过程中通常会用玻璃幕墙进行外围护的建设。公共建筑的主动式设计一般会应用高科技使得可再生或者容易获取到的能源对常用能源进行代替从而满足节能的要求，但是这种节能手段在能源转化时对技术应用的要求比较高，还会耗费大量资金并且管理的复杂度较大[1]。针对这样的现状人们逐渐将被动式节能作为主要研究的方向，被动式节能主要是通过对空间布局、室内规划等方面进行优化设计从而能够与建筑的外界环境进行配合达到节能的目的。这种节能手段相对来说资金消耗量较小且对技术要求较低，主要是凭借建筑设计的合理性对节能效果进行保证，为使用者提供了更加舒适的生活环境并且符合人们的生活方式。

2 此种策略在公共建筑设计中的具体应用方案

2.1 在规划布局中应用被动式节能策略

公共建筑的规划布局是相关设计人员工作阶段的第一个步骤，通过提升规划布局的合理性能够更加科学地应用太阳光，并且在夏季和冬季的通风中能够保证室内温度保持在合适的范围内，防止散热过快或者通风不畅对人们造成舒适度不足的问题。在被动式节能策略中首先需要考虑当地区域内的建筑朝向，为了保证冬季充分利用太阳光照射从而提升室内温度以及在夏季能够通过自然风达到降温的目的，通常情况下根据当地气候条件和各个季节中的风向通常将建筑的朝向设计为南北方，避免在夏季由于夕晒对人们的影响，一般在建筑的布局规划中建筑朝向与夏季主风向之间的角度不能超过45度;设计人员还需要对公共绿地的布局规划和空间排布加大重视程度，保证能够在夏季主风向的作用下能够对其通风组织产生促进作用;相邻建筑之间的间距设计需要根据当地区域的气候条件以及建筑的安全性、能源利用率等各个方面进行考虑[2];尽量将建筑的朝向与冬季的主风向进行分离，从而大幅度降低由于冬季风向造成的热量损失进而达到节约能源的目的。如图1为某校逸夫楼的被动式节能生态规划。

2.2 在室内通风中应用被动式节能策略

建筑设计人员需要对室内通风的具体措施进行考虑，首先需要将建筑机构以及门窗的位置作为主要的改进目标，使其能够产生不同程度的气压变化，通过增强自然风的方式降低电能的消耗;对室内的布局和通道的优化能够在较大程度上增强空氣对流，改变当地区域的风向从而能够流向适宜人体高度的位置;通过将楼梯通道等位置的开口优化可以为引导自然风的流向产生促进作用;在建筑室内应用热压原理加强自然风的对流从而达到通风的目的。

2.3 在采光导光中应用被动式节能策略

为了降低人工照明所消耗的电能，公共建筑的设计人员需要将天然采光和导光程序作为主要的考虑方向[3]。通常情况下室内空间在建筑中不应采取过大纵深的建设方案，尽量保证室内的光线能够在白天满足人们的正常工作与生活的需求，并且在这样的基础上还需要保证阳光照射的强度过大对其造成影响，因此在设计中需要保证房间纵深的合理性;在地下空间的设计中不用考虑光线强度过大的问题，可以应用采光窗井以及导光设计增强内部的亮度。如图2中为房屋采光中应用被动式节能策略的设计图。

2.4 在气密性设计中应用被动式节能策略

为了保证公共建筑在冬季不会产生较大程度散热，相关设计人员需要对其气密性设计进行详细地考虑，主要通过太阳能为室内提供热量。这种思路可以通过采用将内部结构进行全封闭的手段降低热能的散发，尤其是在阳台或者地下室等热量散发较大的区域更需要对其气密性进行控制;对结构的隔热层进行加厚或者采用隔热性能更好的保温材料;针对于外窗玻璃相关人员需要保证玻璃的气密性，并且在条件能达到的情况下尽量使用中空玻璃避免热桥问题。

2.5 在热反射设计中应用被动式节能策略

为了保证公共建筑在夏季受到阳光照射而产生的温度对室内的温度产生的影响保持在较小的范围，可以在屋面应用热反射材料或者种植部分植物，能够在较大程度上降低室内在夏季的温度，并减少了空调的使用。通过相关调查结果显示通过应用热反射材料能够将室内的温度降低6摄氏度左右，而通过将绿色植物覆盖到屋顶的方式大约能够将室内温度降低3摄氏度，可以满足现阶段人们工作、生活对于室内温度的要求。

结语

在公共建筑设计中应用被动式节能手段能够在较大程度上降低能源的消耗，在不应用先进设备的基础上可以达到同样的目的。通过上述过程中对于这种节能手段在公共建筑设计中的具体应用方案可以看出，通过改善布局规划以及改进通风设计等环节中的优化设计可以达到主动式节能的应用效果，并且不会耗费较大的资金和先进设备应用，在保证办公活动场所舒适度要求的基础上还节省了大量的能源。

图2英国某应用被动式节能策略房屋设计图

参考文献

[1]徐献，付君.试述被动式节能策略在公共建筑设计中的应用[J].建材发展导向，2017，15（13）：183-184.

[2]李鹏，李爽.被动式生态策略在文化体育建筑设计中的应用——以茌平文体中心体育场、体育馆为例[J].工程技术：文摘版，2016（8）：00113-00113.

[3]黄涛，王建廷，黄城志.“被动优先”策略在绿色建筑节能设计中的应用难点与对策研究[J].建筑科学，2016，32（6）：183-190.