住宅建筑被动式节能设计分析

符靖辉

摘 要 在住宅建筑工程设计中，被动式节能设计系统性比较强，要求综合考虑建筑环境以及各类结构设计要点。对此，本文首先对被动式节能设计概念进行介绍，然后对被动式节能设计的优势进行分析，并对住宅建筑被动式节能设计要点进行详细探究，以期为实际工程提供借鉴。

关键词 建筑;被动节能设计;必要性

引言

在以往的住宅建筑节能设计中，主要采用各类电气设备提升建筑节能效益，前期投入比较大，在各类电气设备使用维护管理中所需费用较高。通过对建筑工程进行被动式节能设计，优化建筑布局，合理应用通风、采光、遮阳、隔热措施，可有效降低建筑能耗。因此，对被动式节能设计技术在住宅建筑工程设计中的应用进行深入研究意义重大。

1被动式节能设计的概念

在住宅建筑工程节能设计中，可采用主动式设计方式和被动式设计方式。其中，在被动式设计方式的应用中，要求综合考虑住宅建筑建设区域气候环境特征，同时联合应用建筑环境控制技术，提升住宅建筑对于气候的适应能力。因此，在住宅建筑被动式节能设计中，无须应用外部能源以及各类机械设备，只需依靠地形、植物以及风力等因素，即可为人们提供良好的居住环境。这就要求在被动式设计方式的实际应用中，首先需考虑建筑工程建设区域环境气候特征以及地理特征，优化建筑工程布局形式以及体形设计方案，不仅可提升建筑节能效果，同时还可降低建筑工程建设成本[1]。

2被动式节能设计的优势

在住宅建筑节能设计中，被动式节能设计方式的应用优势主要体现在以下几点：第一，在被动式节能设计中，可利用各类自然资源，包括阳光、植物等，对建筑工程设计方案进行优化处理。第二，在住宅建筑被动式节能设计中，所需应用的机械设备比较少，不仅能够提升建筑节能效果，同时还可降低建筑设计成本。第三，被动式节能设计方案对于建筑工程的适应性比较强，住宅建筑使用人群一般比较固定，节能设计的目标在于有效满足人们日常生活实际需要[2]。

3住宅建筑被动式节能设计

3.1 建筑地质气候特征分析

在住宅建筑工程选址方面，应充分考虑建筑工程建设区域气候环境特征，比如在考虑日照条件的基础上对建筑吸收太阳光的情况进行分析，尽量选择仰角比较小的区域进行设计。另外，还应综合考虑建筑工程四周通风条件。

3.2 建筑布局优化

在住宅建筑设计中，首先需制定建筑整体布局，并绘制施工图。设计人员需了解项目建设区域纬度，改善建筑采光条件，通常情况下，要求住宅建筑平均日采光时间在2h以上。另外，在住宅建筑规划设计中，还应综合考虑太阳照射仰角以及俯角。

3.3 建筑单体被动式节能设计

（1）户型设计。户型设计是住宅建筑设计的重点，要求根据住宅建筑中不同房间热环境的实际需要进行空间优化设计，保证建筑采光以及太阳辐射。另外，在户型设计方面，还应尽量减少气流迂回路线，保证进出口对位，对于活动门可设置在卧室位置，夏季即可在住宅建筑内部形成穿堂风，提升室内舒适度，而冬季则可减少建筑內部热量损失。

（2）围护结构设计。在住宅建筑围护结构设计中，在保温体系设计中，可采用外墙外保温、内保温或自保温设计方式。在住宅建筑门窗设计中，应注意有些区域寒冷，窗户能耗比较低，对此，可优化围护结构设计形式，提升窗户保温性能。

3.4 节能设计

（1）屋面节能设计。在住宅建筑屋面设计中，倒置式屋面设计方案的节能效果比较好，要求将保温层置于防水层上部，要求保温层施工材料具有良好的憎水性，不仅能够有效避免防水层面由于热干扰而发生变形，同时还能够有效降低建筑工程施工成本。

（2）门窗节能设计。在住宅建筑工程室内环境中，玻璃的热交换比较活跃，对此，在住宅建筑被动式节能设计中，应在保证建筑正常使用功能的基础上尽量减小窗墙比。另外，与普通中空玻璃材料相比，高性能玻璃的保温隔热性能比较好，比如Low-E中空玻璃的厚度为12mm，而传热系数则为1.6W/（m2·K），低于普通双层中空玻璃的传热系数3W/（m2·K），进而降低住宅建筑室内外热传导。另外，窗框与窗洞口的连接位置容易产生热桥，可利用断桥铝合金窗框，并加强窗户密封条安装控制，进而提升窗户气密性。

（3）外墙节能设计。在住宅建筑围护结构中，外墙占60%，同时外墙的能耗是建筑总能耗的40%左右。对此，在建筑外墙节能设计中，应对保温隔热系数进行有效控制，减少热桥效应，通过采用建筑保温形式，减少热桥的产生，提升外墙保温隔热性能。

3.5 自然通风设计

住宅建筑通风环境容易受到当地季风气候的影响，在建筑自然通风设计中，应尽量选择弯曲、多节段平面设计方式，减少由于空气流通所造成的不良影响。设计人员必须详细了解项目建设区域自然季风条件，有效控制建筑迎风坡以及背风坡的压力差，如果压力差比较大，则可促进建筑内部空气流通，形成穿堂风，为居住者带来新鲜空气。另外，还可应用烟囱设计方式改善建筑内部通风条件，在建筑屋顶设计中，可设置天窗，提升建筑内部温度。如果建筑内外温差比较大，则当空气热胀冷缩时就会产生气压差，进而促进空气交流。

3.6 绿化设计

在住宅建筑被动式节能设计中，绿化设计也是十分重要的内容。在建筑绿化设计中，墙体绿化为空间绿化形式，可将建筑垂直立面作为载体，不仅占地面积小，而且生态效益比较高，可有效降低建筑能耗损失。在墙面绿化设计中，在墙面可嵌入容器，用于种植植物。另外还应该注意，对于墙体与植物之间，需保持一定的距离，保证空气流通。

4结束语

综上所述，本文主要对住宅建筑工程被动式节能设计要点进行了详细探究。在住宅建筑设计中，为了为人们营造宜居环境，要求综合考虑项目建设区域地理地形条件、气候环境特征、建筑结构等因素，提升建筑工程采光、通风等性能，降低能耗。

参考文献

[1] 赖笑，王锋，傅佳.被动式技术在夏热冬冷典型地区住宅中的应用[J].建筑技术开发，2017，44（24）：52-53.

[2] 宁荍，张振元.居住建筑种植屋面节能设计与优化方法[J].建筑技术开发，2017，44（23）：132-134.