被动式太阳能建筑一体化设计策略分析

陈茜

摘 要：现阶段我国处于快速发展时期，各个地区越来越重视节能建筑。关于节能型建筑首先会考虑到的就是太阳能建筑，随着科技的进步被动式太阳能建筑一体化设计也越发成熟，不仅具有很高的技术含量，资源消耗较低，同时还可以有效实现可再生能源的利用，进而对我国环境保护作出贡献。

关键词：被动式;太阳能建筑;一体化设计

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.104

近几年在我国可再生能源战略背景下，基于太阳能技术的建筑得到了迅速的发展，同时相关整合技术也愈发成熟，一体化设计也逐渐完善。被动式太阳能建筑会受到多种因素的影响，因此需要在设计时认真分析，考虑到所有因素促进建筑一体化。只有这样才可以提高被动式太阳能建筑的效果。

1 被动式太阳能建筑外部环境设计策略

太阳能建筑主要是利用自然资源来为人们创造更加舒适的生活环境，并且减少人们对自然环境的影响，所以外在的环境会对被动式太阳能建筑的实际效果产生最为直接的影响。

1.1 充分考虑建筑周围地形

被动式太阳能建筑在选择地址时必须要谨慎，因为周围地形会对被动式太阳能建筑物的采光效果产生直接影响。主要是因为冬季的气流会在凹区形成“霜洞”效应，这样建筑的能耗也会大大增加。在一些较为炎热的区域，可以选择靠近水面的位置，这样当进入夏季后，通过蒸发作用会带走部分的热量，其次水面边的风也会让人们感到清爽。所以被动式太阳能建筑设计者应认真研究基地条件，只有这样才可以与之紧密结合，充分发挥出被动式太阳能建筑的效果。除此之外，还可以根据基地的周围环境及地貌特点，了解当地的生态构成，进而能够更加有效的保护当地环境资源，优化小区域的环境气候。

1.2 与气候相结合

气候条件由多个因素所组成，最常考虑到的是日照情况以及炎热寒冷程度，阳光是被动式太阳能建筑所使用的主要能源，因此若气候条件较好，才可以充分发挥出被动式太阳能建筑的作用，因此在一体化设计时要充分分析当地的太阳高度、日照情况等。

1.3 与周围建筑相结合

周围的建筑物是设计被动式太阳能建筑所必须考虑的因素，建筑物之间必须要保持足够的日照距离。同时针对不同的建筑，可以通过围合、退台以及错位等方式进行布局，争取太阳能的最大化利用。

2 被动式太阳能建筑本体设计策略

在一体化设计时，建筑物的外部形状结构会影响到内部的采暖以及空调使用情况，因此在确定主题建筑形态时必须要考虑到外部的环境因素，全面衡量冬夏两季的优势来进行确定。

2.1建筑體型系数设计

建筑体系系数只有科学合理，才可以尽可能的减少能量流失的速度。通过对建筑体型系数分析可知：当系数越大，则说明散热面积越大，因此所需要的能耗更高，反之亦然。被动式太阳能建筑必须保持在较低的体型系数下，同时尽量增加建筑物的南向面积，只有这样才可以充分利用光能，进而发挥出被动式太阳能建筑本应有的作用。

2.2 建筑屋顶一体化设计

被动式太阳能建筑的屋顶在设计时需要做到炎热时吸热少，寒冷时热量流失少，只有这个才可以对热能进行有效的控制，进而降低建筑内部的供热与制冷。首先在建筑采暖冷却方面，寒冷区域的被动式太阳能建筑应尽可能的吸收太阳的辐射，建筑顶部在设计时选择性吸收膜的不锈钢板，下部则可以设计通风管道，使用供气风扇将经过太阳能辐射后的热空气输送到室内进行取暖，防水材料可以选择具有良好保温性能的，尽可能的降低建筑屋顶的散热速度;炎热地区的被动式太阳能建筑屋顶应尽量进行散热设计，可以安装通风夹层，通过热压作用实现自然通过散热，加快屋顶的散热速度，其次还可以在屋顶设计水池或者种植植物，进而达到隔热的效果，同时还可以达到建筑绿化环保的效果。

2.3 建筑墙体结构一体化设计

被动式太阳能建筑墙体部分的作用可以分为隔热保温、集热与蓄热三个方面。首先在炎热区域，通过遮阳技术可以最大幅度降低太阳辐射，这样室内空调制冷的能耗也会大大降低。遮阳技术分为外置与内置两种，外置的设计基本可以遮挡100%的太阳直射，远强于内置设计。其次在建筑墙体保温设计方面，一体化的理念会将保温与隔热结合起来，通过相互配合让建筑物具有更加优秀的性能，可以使用新型的绝热材料增强保温隔热效果，也可以在外墙种植爬藤植物。最后在建筑墙体集热与散热方面的设计，一般是运用于寒冷区域或者冬季较长的区域，建筑南面的墙体在设计时应最大限度获得太阳辐射，同时尽可能的降低其它面的散热速度，在中间部分的设计需要考虑到蓄热问题，可以设置阳光间，让经过太阳辐射加热的空气能够流动到室内。

2.4 建筑窗户一体化设计

在被动式太阳能建筑隔热保温方面，窗户与其它构件相比较总的传热系数最大，通过窗户进出的热能最多，因此在一体化设计时首先需要确保窗户的密封效果，这对于建筑整体能耗的节约而言具有着重要的意义。现阶段所采用的基本为双层中空玻璃结构，与常规的玻璃相比较能够减少约一半的热散失，具有良好的节能效果。被动式太阳能建筑窗户的设计不仅需要有效控制阳光，同时还需要对辐射热的进入量进行控制。目前最为先进的是日本所使用的热感应隔热窗户，通过热压作用来对进出室内的热量进行有效的控制。

3 结束语

综上所述，被动式太阳能建筑必须综合多方面的因素去考虑，科学合理的设计建筑形态、体型系数、屋顶及窗户等，这样才可以充分发挥出被动式太阳能建筑的作用，进而真正实现一体化设计理念。

参考文献：

[1]鲁永飞，夏海山.被动式太阳能建筑一体化设计策略[J].建设科技，2009（24）：97-99.

[2]杨明.浅析结合被动式太阳能系统的建筑设计[J].中国化工贸易， 2013（10）：314.

[3]戴顺强.住宅节能及太阳能与建筑一体化设计的——实现及其意义略述[J].住宅与房地产，2015（19）.