探析公共建筑设计中被动式节能策略的应用

探析公共建筑设计中被动式节能策略的应用

许超

江苏超柏建设科技有限公司 江苏 常州 213000

摘要：随着中国的社会及经济环境的不断发展，人们越来越重视“可持续发展”，不论是实在生态环境中的可持续发展，抑或是在经济环境中的可持续发展。而作为经济发展中的重要组成部分——建筑业的发展也是越来越关注人类的发展与自然环境的有机结合，因而建筑设计中的被动式节能手段与策略也需要不断的进行建立和完善。

关键词：公共建筑；被动式节能；通风；采光；能源

前言：

在我国的建筑行业里绝大多数是出于一个高耗能的状态之中，为了符合目前“绿色环保、节能减排”的社会理念，在建筑设计当中充分的应用了低碳节能的设计理念，从而控制碳的排放量，保护了生态环境。因而为使建筑行业能够尽可能的进行节水、节电、省地、降耗，从而使广大民众的生活环境得以保护，最大限度的降低环境的破坏和污染，从而使建筑业可达到可持续发展进而实现人与自然和谐相处、共同发展的美好愿望。

1、公共建筑设计中节能概述

随着我国市场经济迅速发展，城市基础建设逐渐完善。公共建筑作为城市发展及百姓民生重要组成部分，其重要性不言而喻。如何在公共建筑中提升设计水平一直备受诸多关注。在公共建筑设计中节能方式可以分为主动式的节能方式与被动式的节能方式。公共建筑设计中的主动节能方式是指通过机械式的耗能方式，两项能源消耗权衡之下取其轻来降低能源的消耗，从而使公共建筑拥有更加舒适的环境。公共建筑设计中的被动节能方式是相对于主动节能这一概念而来。公共建筑设计中的被动节能方式是通过将各种人为的设计从而使公共建筑通过利用各种自然环境因素对各类自然资源进行采集与储存，进而将公共建筑与其周边环境共筑成为一个和谐的自循环系统，不仅能够降低环境保护的能效而且还可以以更加健康的方式进行环境保护、提高能源的使用效率，实现绿色的节能减排。就目前我国的公共建筑工程现状来讲，公共建筑的筑施工领域中新型能源系统、绿色被动式节能能源系统的应用也逐步向更大的规模发展。

2、公共建筑设计中需遵循的被动节能设计原则

2.1系统化原则

公共建筑不仅是人的一种行为，更是社会为了广大公众群体的能够拥有更好的生活品质而对周边环境施加的影响。全面系统的设计可以从建筑的空间结构、设备系统和建材选择的角度考虑，从而实现优化整个建筑生态系统的性能。例如，在建筑设计中，应该采用节能、环保型设备和系统，同时还要考虑到空气污染排放、水资源和环境噪声等问题，确保整个建筑生态系统在各方面的性能都能得到充分地发挥。在生态建筑方案的设计中，需要充分考虑到整体效果和与其他建筑系统工程的协调配合。同时，在配套设施和装修方面，也要确保达到同样的生态建筑标准。只有整体设计达到完整合理性，才能真正地实现生态建筑的理念和目标。而公共建筑伴随着其建造、使用、加固、修缮、拆除等过程，对其周边的经济环境和生态环境都存在一定的影响。因此为最大限度的降低影响、降低妨害，在公共建筑设计中必须遵循能与周边环境和谐共促的被动节能策略，以此来降低人类对环境的影响。

2.2节能省地原则

在公共建筑的设计中所谓的节能重中之重即为节能省地的原则。因此我国应该从国家层面对土地的使用进行统筹规划，对可用地总面积的占比进行合理的分配与调整，做到因地制宜充分提高土地的使用面积，而省地的问题则要从最初的设计规划阶段就进行合理的布局。在建筑工程的设计环节中，相关设计单位需注重地域性特点，充分考虑施工区域的地质条件、水文条件、气候条件、资源条件等，从多角度出发，深入贯彻自然性原则，遵循自然规律，有的放矢地规划工程设计，减少建筑的资源消耗，从而促进建筑工程的绿色发展，确保其实用性的同时实现与自然的协调发展。

2.3经济原则

   就公共建筑建造的初衷来看，无疑是为了用更少的投入更好的提高广大公众的生活水平。因而其经济原则也是不可忽略的。建筑设计的在充分提高建筑质量的同时，往往能够为获取更多的经济效益与社会效益等，若是能够把绿色建筑设计理念充分使用在建筑的整体设计中，最大程度上避免能源浪费的出现，为工程成本降低奠定了基础。而对于被动式节能的公共建筑设计建造相较于传统的主动式节能公共建筑在其建造、使用以及后期维护运营时都是十分复杂的过程。但是就长远的经济利益角度来看，采取被动式节能公共建筑物更加具有整体的经济原则。

3、公共建筑设计中的被动式节能策略

3.1朝向的选择

我国传统文化对房屋的朝向选择都有一定的要求，因公共建筑在其设计中也应尽量选择较为合理的朝向。在选择建筑朝向的过程中，其也会受到区域气候的影响，尤其是太阳辐射，通常会以区域地形条件为基础，结合夏季天气状况，确定出具体的朝向，其朝向与风向相同，建筑的高度、长度、深度与形状都会对后侧旋涡区的范围带来一定影响，应针对具体情况，设计出最大的间距。在实际设计时，应采取适当的方式，调整风的射入角，确保其摄入到风影区间外，应针对区域气候特点，结合说地理位置，通过一定的计算，确定出最佳的建筑朝向。例如在南方，公共建筑的设计需要了解到其个季节的光照差别，设计出合理的公共建筑朝向，尤其在冬季，由于南方普遍没有集中供暖设施，因而需要设计出可以最大限度争取到阳光的照射的朝向，以获取冬暖夏凉的生态自动循环体系。

3.2通风的因素

若公共建筑中衔接着迎面风，则极易出现正压，若公共建筑中选择的是背面风，则易产生涡流，若公共建中筑中选择的是侧面风，则极易出现负压。而公共建筑存在的气压差值，由于的地段存在差异，则其主导着的风向也会存在差别。故若要设计出合理的公共建筑，通风的因素是不可忽视的。所谓的自然通风，指的是在风压差的作用下，逐渐完成气体的交换活动，对自然通风设计时，通常受到多个方面因素的影响，如朝向、内部结构等。在任何环境内，气体均具有一定的静压力，在这一压力的作用下，能够推动气体的流转。风正吹向建筑物时，会对风带来一定阻塞，提升了静压力；而在建筑的另一面，将产生相应的涡流，减弱了静压，由此产生了压差，在该压差的作用下，即达到了自然通风的目的。在公共建筑进行设计时，在层级较低的建筑物以内，要构造出抽风效应，在水平方位内搭建的通道，竖直的方位内也需构建通道，是空气利于疏通，同时利用这样的对流，使室内的污浊气体得以及时更换为新鲜健康的空气。

3.3采光的因素

作为建筑当中的重要组成部分，采光直接关系到整个建筑的使用情况。在公共建筑的内部的统筹设计中仅就建筑中光的环境设计而言，在应积极倡导并推广利用如太阳能等可再生的新能源来实现公共建筑物内的照明供应功能，尽可能多的使用自然光，且广泛的宣传并铺设节能型灯具，以此来降低能源消耗。针对原理的不同，能够将采光划分成两种类型，一个为自然采光，另一个为人工采光。自然采光也会受到诸多因素的影响，如房间进深、窗台高度与面积、遮阳以及玻璃透光比等在开窗位置选择方面，当开窗面积相同时，墙体中间开窗的采光要好，尤其是横向采光均匀性好。当窗户靠近墙体边缘时，则纵向采光均匀性较好。也就是说，当绿色住宅横向面积较大时，开窗应尽量在墙体的中间位置，而当纵向进深较大时，则应靠近墙体边缘，以获得较好的自然光。

3.4能源系统的设计

在公共建筑的内部的统筹设计中，若要提高对现有资源的高效利用，这必须公共建筑的初始设计过程中对常规的、传统的能源系统予以改进，同时还应当强化对各种生态能源尤其是不可再生资源的高效利用。采用可再生能源：如太阳能、风能、地源热泵等，这些设备可以为建筑物提供稳定的能源供应，同时也大大降低温室气体排放，从而减缓全球变暖的程度。在被动型节能能源系统中，太阳能转换设备收到广泛好评。因其可以通过自主的采集并储存太阳的热能，所以可以源源不断的使之转化成为广大民众在日常生活需要的各式能源。太阳能热水器是一种使用广泛、节能效果显著、技术成熟的新能源发展路线，按照实现原理的不同，此类热水器分为真空管集热器、平板式集热器以及无玻璃集热器三种。在建筑设计的过程中，建筑物的节能指标会受到建筑物墙体保温性能的极大影响，在这样的情况下，就需要利用太阳能来对墙体的整体构造进行设计，以此来增加建筑物墙体的保温性能。地热能的采集和利用实际上需要从地面向地下建立一个完善的循环系统，将冷水从地面管线向地下输送，地热能加热冷水管线，进而使低温水变成高温水，然后再将这些加热的水资源输送至用户终端。同时，通过安装能源计量设备，建立能源监测体系，实现对能源消耗的精确监控和管理。这有助于建筑物管理者及时发现异常、识别出高耗能的区域，因此能够采取有效的节能措施。

4、结语

总之，生态建筑不只是满足人的空间与生活需要，它还通过有效地管理与利用能源与环境资源，加速了传统建筑向生态建筑的转变。被动式节能房屋只有在设计之初坚守好和谐共促、节能省地以及经济原则，通过合理的建设得科学节能策略，为广大民众提供更加健康、 高效的公共建筑物，为广大人们提供更加优质且可持续化的生活环境。

参考文献：

[1]王齐申.房屋建筑设计中的节能环保设计策略剖析[J].科技创新与应用,2022(07):69-71.

[2]苏展、李勇.浅谈公共建筑设计中的绿色建筑设计[J].节能环保.2015.（01）：270-270