探究绿色建筑设计中被动设计与性能工具的应用思路与策略

胡 胜

(中鼎国际工程有限责任公司，江西 萍乡 337000)

1 绿色建筑被动式设计性能要素与设计工具

绿色建筑被动式设计相较于主动式设计，采用各种机械设备对建筑环境进行优化改善的设计方式，其主要通过对建筑形体、建筑空间等进行优化设计，以此有效控制建筑能耗，提升建筑性能。因此被动设计更加贴合绿色建筑设计理念，一般情况下，在绿色建筑被动设计当中，其主要设计要素包括热环境、光环境和风环境[1]。其中太阳高度角与太阳辐射强度是建筑热环境设计要素的两大重要性能要素，其被动设计特征集中表现为采暖和降温。自然采光则是建筑光环境的主要性能要素，因此自然采光和遮阳也成为其最为显著的被动设计特征。自然通风与防风是构成建筑风环境的重要性能要素。

为了能够有效提高绿色建筑被动设计成效，设计人员需要根据实际情况灵活运用各种重要设计工具，包括不同性能参数模拟软件等，设计人员通过适当调整相关参数，利用计算机模拟的方式即可高效、精准地完成绿色建筑被动设计。

2 被动设计与性能工具在绿色建筑设计中的应用思路及策略分析

2.1 热环境设计

基于热环境的绿色建筑被动设计中，设计人员通常会采取采暖与降温的方式，对热传递途径进行有效控制，以此达到建筑节能降耗的效果。例如在对某地区行政办公楼进行设计时，设计人员首先通过结合当地的亚热带季风气候特点，灵活运用专门的热环境数字模拟软件，根据当其太阳辐射高度等重要参数，模拟出不同建筑形下的太阳辐射强度。模拟结果表明，在采用简单体块的建筑形体时，建筑表面存在受日照不均匀的情况，建筑北面受日照程度明显低于南面。而通过建筑形体退层设计，南面形成形体自遮阳效果，建筑北面采光可以得到相应优化。同时设计人员在利用热环境数字模拟软件，依照前期得到的相关模拟结果，利用多种具有较强韵律感的建筑构件设计各建筑立面遮阳体系，使得建筑形体配合特殊遮阳构件不仅可以有效改善建筑热环境，同时也能够增强建筑造型的设计感。因此在将被动设计与性能工具运用在绿色建筑设计当中时，设计人员首先需要确定具体设计要素和对应的设计对象，如在热环境性能设计中，其主要设计要素为太阳高度角与太阳辐射强度，相对应的设计对象则分别为剖面设计与立面设计。此后设计人员通过利用各种专业性能工具完成人工图纸与数字软件性能模拟，并结合实际情况适时优化相应的设计方案即可。

2.2 光环境设计

按照前文的应用思路，在进行绿色建筑光环境被动设计时，设计人员首先需要模拟光线路径图纸模拟，通过采用剖面设计结合构建设计的方式，对光入射路径进行变化模拟，以此有效帮助建筑获得均匀、稳定的自然采光。对于普通建筑，在光环境性能设计中，可以重点对建筑屋面形式与天窗进行优化设计，如可以在建筑北侧天窗设计中采用天空漫射光作为照明光源，以此有效防止南面采光所造成的眩光问题。在此基础上，设计人员可以灵活使用百叶、玻璃砖等，依托室内顶棚二次反射，以有效保障建筑室内能够获得充足、均匀的自然光照。其次，设计人员可以选择使用专业的数字软件精准模拟建筑光环境和热环境，并结合实际情况优化调整建筑光环境与热环境参数，在平衡好两种建筑环境性能下，获得更优的设计方案[2]。例如在某展览馆的设计当中，设计人员便是通过运用专门的光环境数字软件，分别对遮阳前后室内光环境进行模拟和比较分析，以此有效帮助设计人员充分掌握大面积这样对室内采光所造成的具体影响。根据最终得到的模拟结果，设计人员可明显看出采用遮阳构件下的展览馆中心采光照度基本不变，建筑整体具有较好的光环境。而通过加设遮阳百叶窗，可以有效阻断大量阳光直射室内，从而避免出现室内温度过高的情况。在有效优化建筑热环境的同时也能够切实保障建筑环境舒适度，为人们创造出舒适宜人的建筑环境。

2.3 风环境设计

被动式绿色建筑风环境设计，旨在利用自然通风的方式，加快空气流通速度，实现室内自然降温并有效改善室内空气环境的目的。在将性能工具运用其中时，设计人员首先需要模拟设计风环境人工图纸，围绕风具体流动路线，确定空气流动进出风口位置等，从而有效完成建筑风环境优化设计。例如在某展厅建筑风环境设计中，设计人员通过运用热压通风结合风压通风的被动设计方式，使得进入室内的新鲜热空气可以形成一种上升气流，在屋顶风帽的作用下带走室内多余热量。而为了能够有效达到室内风压通风设计效果，设计人员还通过模拟设计出流线型的建筑屋面，并借助专业的数字软件对其通风效果进行真实模拟，证明此种结构形态的屋面设计能够有效加快其附近空气流动速度，有助于改善建筑室内风环境。

3 结语

通过在绿色建筑设计中灵活运用被动设计与各种性能工具，不仅可以有效提高建筑设计效率，同时对于优化建筑设计方案，提升建筑性能等均具有重要作用。因此需要设计人员在实际进行绿色建筑设计中，始终围绕建筑具体情况，并严格依照相关设计规定要求，将被动设计理念贯穿其中，配合使用多样化的性能工具，以此更好地完成绿色建筑被动设计工作。