公共建筑设计中被动式节能策略的应用

发表时间:2020/6/30   来源:《建筑实践》2020年2月第5期   作者:杨景舒
[导读] 本文对公共建筑设计中节能措施进行了探讨。
        摘 要: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,最大限度的降低环境的破坏和污染。本文对公共建筑设计中节能措施进行了探讨。
        关键词:公共建筑;节能;被动式;材料
前言:
        在经济发展的带动下,绿色建筑设计也逐渐形成了完整的体系架构,从单纯的建筑结构设计发展到建筑材料、建筑技术等方面。因此,要结合具体设计诉求,对绿色环保理念进行科学合理的应用,确保每一个设计环节的严谨性,以达到良好的设计效果。

1、公共建筑设计中节能策略的选择
1.1公共建筑设计中主动节能方式
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。
1.2公共建筑设计中被动节能方式
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。这样即使不再提供机械设备的支持也能通过公共建筑的合理设计从而达到充分利用资源,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。
2、公共建筑设计中被动节能设计原则
2.1和谐共促原则
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。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。被动式节能的核心虽是节能,但是在具体问题具体分析的指导下,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。应该从国家层面对土地的使用进行统筹规划,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。对生产用地、生活用地、公共建筑用地等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。
2.2强调健康原则
合理的被动式节能公共建筑,应首先立足于该生态环境系统,从实际的生态环境系统出发选取此处被动式节能的最优组合模式,从而搭建起一个节能减排,共生互促的良性循环。在绿色建筑设计中,首先需要关注的问题就是保证用户身体健康,减少乃至消除环境对于人台的危害。在建筑领域,可能对用户身体健康产生影响的因素多种多样,包括热环境、空气质量、噪声和辐射等,因此绿色建筑设计环节,应该做好建筑材料的合理选择,强调材料的绿色环保性能,尽可能选择无毒材料和天然材料,对室内热环境进行改善,通过合理布局实现自然通风和采光。在建筑外墙设置吸声材料,选择双层玻璃门窗等,有效降低室内噪声污染。
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。设计人员应该从实际情况出发,尽可能运用环保建材,同时做好无害化处理工作,在避免建筑材料对环境造成威胁的同时,实现良好的节能效果。另外,还可以对太阳能、风能、地热能等进行合理利用,减少建筑对于电能的依赖性。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建筑设计要点
3.1围护结构节能
室内环境温度控制是电能损耗的主要原因,如果可以将室内温度维持在一个合理的范围内,减少外界温度对室内环境的影响,就可以有效减少采暖和制冷消耗。例如,可以设置相应的外墙保温隔热层,利用具备良好保温隔热效果的材料来减少室内与室外的热量交换,减少不必要的能耗。同时,应该做好建筑平面布局、平面形状、体形系数以及表面面积系数等的优化设计,保证良好的节能效果。同时,有效的避免热桥现象的出现,不仅对降低热损多非常重要,而且还能进一步防止潮湿隐患等问题。固定的外遮阳大多是指哪些不可调节的遮阳设施,如遮阳板等;而相较于固定的外遮阳,活动的外遮阳则更加灵活方便。


3.2朝向的选择
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。对于季节性风向、区域风环境气候较为明显的区域,可将建筑朝向选择作为注重考虑的因素。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。室内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。根据建筑的门窗朝向不同对其进行相应的调整,扩大门窗范围以此来增加采光能力,通过对建筑围护方面的设计来减少能量的损失,并且要对建筑进行密封处理,以此来确保不会出现过多消耗的情况出现。

3.3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。自然通风在物理气体流动中是相对较为复杂的,因而会受到开窗方式、户型布局、开窗洞口位置以及遮阳构件等诸多因素的影响。而立面开窗洞口位置在影响通风走向,进、出风口位置高低等方面,也都会在一定程度上对通风的效果产生影响。在现代建筑中,开窗的方式有很多,常见的方式为推拉式、上中下悬窗以及平开窗。其中,平开窗的效果较推拉窗优,外开下悬窗效果优于上悬窗。建筑遮阳构件也会影响室内自然通风的效果,其主要可分为水平遮阳与垂直遮阳。
3.4使用具有环保效果的绿色建筑材料
在公共建筑的设计中,对施工材料的选取应尤为重视。对于无公害、低污染的材料应予以优先的选择。在公共建筑工程的施工过程中对于各类使用的材料,首先就需确保其不会对人体健康产生严重危害危害的同时也需关注其对周边环境的影响。在进行建筑施工时要使用具有环保效果的绿色建筑材料,在选择材料时应当选择有可持续利用以及可回收利用特性的材料,并且在施工过程中合理使用绿色建筑材料,以此提高对于建筑材料的使用效率,从而达到环境保护以及资源节约的目的。例如,可以积极采用太阳能技术,为建筑提供相应的热能和电能,减少其对于常规电能的依赖性;可以采用新型的建筑材料,如TIM、热反射玻璃等,使得生态建筑能够达到设计采光和保温要求。对于公共建筑的施工中所需用到的粘合剂等,应需在保证其使用的性能满足工程的质量要求前提下,尽可能的选取无公害的、符合环保要求的材料。
3.5被动型节能系统的采用
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。对于建筑的使用而言,其需要消耗能源的部分包括了通风、降温、取暖以及采光等,而这些都可以通过合理的设计,减少对于能源的消耗。建筑设计过程中,也借助可再生能源对传统能源进行替代,实现了对能源消耗的有效控制,其中太阳能和风能以其近似无污染性以及可持续等优点受到广大公共建筑设计单位的青睐。
4、结语
公共建筑绿色方案设计是一项系统性的工作。因此工作人员只有对于改造方案的特点和要点有着足够的了解后,从设计整体性、设计环保性、设计总成本等方面进行考虑,才能够在此基础上切实的提升公共建筑绿色改造方案设计的实际效果。
参考文献:
[1]杨静.浅析公共建筑设计中的绿色建筑设计[J].江西建材,2016(20)
[2]许霖清.关于绿色建筑及绿色建筑设计要点探析[J].科技创新与应用,2015(10)
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