夏热冬冷地区被动式建筑设计策略应用研究

发表时间:2020/7/24   来源:《建筑实践》2020年3月7期   作者:李瑞
[导读] 被动式的建筑设计不能够完全依赖于传统建筑的设计
        摘要:被动式的建筑设计不能够完全依赖于传统建筑的设计,能够完全依靠自己的主观自愿来对其进行装修设计等等,包括建筑设计和环境配置方面,这些和当地的气候条件和地理位置等也是息息相关的,这样才能够打造出令人身心愉悦健康生活的热循环方式。而这次本文也是主要针对冬天和夏天两个季节的舒适环境设计进行一系列的研究,主要是对冬季保温采暖策略和夏季隔热降温策略展开论述。
        关键词:被动式建筑设计;常温;隔热;夏热冬冷
        一、冬季保温策略
1.建筑形状的设计
一个建筑在一个温度下,总人数的数量越多,围栏结构的传热面积越大。所以如果想节约成本还有建筑的消耗的话,就可是适量的去减小一下围栏结构的横截面积,在容积相同的情况下,如果S/V 的值越小,外墙的面积就越小,夏季辐射所得到的热量也越小,而冬季的热损失就越小,那么其具备的节能意义就越大。所以,如果高度相同的两个建筑物,但是因为形状的不同系数也不相同,而如果建筑物是一个圆形的,系数就是最小的,依次下来就是正方形、长方形。在气候炎热的地区,应该尽量地缩小S/V值,只有这样才能够最大程度上保证得热量最少。而在气候比较寒冷的地区则反之。
2.提高建筑的热阻值
根据建筑节能的标准,是比较室内和室外的温度以及内表面的允许温度计算出来的值,电阻的围栏结构由它来决定。所以围栏的结构大一些,那么保温性能就较好,围护结构的室外热量损失就比较小,所以外围的护栏结构对我们来说是非常重要的,一定不能够忽略,要对他的质量进行严格的把控,这样才能够有效的提高建筑的热阻值。
3.延迟外围护结构内外两面和室内外环境的热交换
内外表面的换热阻虽然处于不同的位置,也有相应的阻值,但是其传递热量的速度仍然和外围护结构的内外两面的材料质量、特点,外围护结构内外两面和邻接的空气温差,表面空气的流动速度相关联。
4.对玻璃门窗的保温
在建筑保温的环节里面,门窗其实是很容易透风的地方,保温的性能比较差。所以它需要加强才可以使室内的温度升高以达到保温的效果。具体可以采用如下措施:
(1)窗户和门的比例是非常重要的,我们需要严格把控他们之间的距离,这样才能更快更好的把保温措施做的完整和完善。
(2)窗户需要密封好让它变得严密,远离外界的空气,尽量避免冷空气进去到室内,从而降低温度无法保温;
(3)提高窗户框架的保温性能;
(4)玻璃的保温性能也需要提高
        二、冬季采暖策略
1.被动形式的太阳能采暖
什么是被动式采暖呢?就是通过被动的方式来通过太阳光的辐射。进而吸收太阳光所释放出来的能量,这样就可以让室内的温度升高。当然这和太阳光的高度还有强度是非常相关的。而且这是目前建筑上最喜欢采用的办法,比较简洁方便,运用相当的广泛。而接下来就是具体详细的谈一谈有哪两个具体的方面能让我们来进行采暖。
(1)通过窗户进行采暖。
这个主要是通过室内的窗户来进行完成的,因为窗户的主要组成是玻璃,而且太阳光也是依托这些物品来通过玻璃射入其中,然后室内有很多组成的东西,比如说地板、墙壁或者家具,这些物体可以对射入的太阳光进行吸收能量,并且射入室内的能量能被建筑物里的物体吸收。所以当室内的温度降低的时候,这些物品就会把之前吸入的能量放出一部分,来平衡室内的温度,这些组成构件就会向室内进行空气的辐射,发放出热量,以此来对房间进行采暖。
(2)在墙体外安装玻璃
如果在外表墙上安装一面玻璃,热量就可以提供的更多一些。对比来说,把一面安装完玻璃和一面没有安装玻璃的墙面进行比较,可以发现安装玻璃之后能够减少太阳辐射热量的流失,这样墙体的温度就会普遍的升高一些,实现了玻璃和墙壁间产生的空气流层的温度比室外的温度还要高。会通过缝隙来把热量进行传导。

将这些流入的热量进行循环的收集,最终房间内的温度就会升高一些来实现采暖。
2.利用其它资源采暖
外面大地土壤的热量相对来说比较大,所以它能够储存的能量也比较多。而且这个温度的波动跟着他们所在土地的深度有关,而且深度越深,温度就会越低,那么就可以采取这一形式的采暖方式,将地表下的较浅层的土壤用来作为冬季的热量源头以及夏季的冷藏库。
        三、夏季隔热策略
1.植被遮阳
还可以运用一些大自然的方式来进行遮挡阳光,比如一些绿色的植被,是天然的绿色建筑遮阳形式。对于植被遮阳,60%的太阳能量照射在植物叶子上是用于水分的蒸发的,而30%左右的太阳能量是渗过植物体的。总之,植物叶子对太阳光的反射程度较高,有70%左右。所以植被是可以用来遮阳的,这样就能够使辐射的幅度大大的降低,从而使室内的温度得到降低。
(1)利用屋顶小型植物对建筑屋顶进行遮阳
当在建筑屋顶种植小型的植物,或者一些灌木、小型的乔木,或者藤本类植物时,能够很有效地阻止太阳光直射到建筑的屋面上,从而避免屋面的温度过高。
(2)利用墙面攀爬植物对墙面和窗户进行遮阳
对于攀爬类的植物,其叶子是能够很有效地阻挡住阳光的,可以防止太阳光直接照射到墙面上,从而避免热量透过墙或者窗户进入室内。这些植物的叶子出现水分的蒸发时,就可以带走很多的热量,那么就能起到遮阳的效果。
2.提高外表面的反射率
主要指的是建筑的围护墙体和屋面。当发生反射率的材料质地表面比较光滑,而颜色比较淡时,其反射太阳辐射的能力就比较强,那么太阳辐射就会比较少。如果材料质地表面比较光滑,而颜色却比较深的话,就不怎么容易吸取太阳的辐射,反而会提高表面的温度;但是如果表面比较粗糙,就会在墙面上形成很多的阴影,这样就可以减少太阳辐射,降低温度了。
3.提高窗户玻璃的隔热能力
建筑物中的窗户是整个围护结构中的重要部分,是热量交换最敏感的部分,它的热损失一般达到墙体热损的6倍,所以要提高窗户玻璃的隔热能力,通常的方法有:窗户和墙体的比例要选择适中;门窗的构造要进行合理地选择;对于玻璃的使用最好是节能型的。
        四、夏季降温策略
1.利用冷热空气的对流将热量带走
合理地进行自然型的通风,有效利用室外的低温空气将室内的热湿空气带走,这一降温策略是湿热地区的常用手段。良好而合理的自然通风能够将室内的热量以及水蒸气带到室外去,从而降低室内的温度和湿度,促使人身体的汗水挥发,最终让人感觉到热舒适。
2.利用液体蒸发来吸取热量
液体的蒸发会吸取热量。所以,将建筑靠在植物或者水体的周围,能够利用水蒸发来吸取热量,以此降低空气的温度,从而与建筑物发生热量的交换,最终降低温度。
        结束语:
本文对被动式建筑设计策略在夏热冬冷地区的应用研究,通过对冬季保温采暖策略和夏季隔热降温策略进行探讨和论述,可以了解到被动式建筑设计策略的重要性,它能够控制室内环境受外界影响所产生的波动,来营造一个舒适的生活环境。本次研究将对夏热冬冷地区的建筑设计有重要的借鉴性。
        参考文献:
[1]彭涛;唐美;王昆;浅谈夏热冬冷地区高层居住建筑节能环保技术的运用及推广——以成都摩玛城为例[J];四川建筑;2011年04期
[2]程建杰;扬帆;夏热冬冷地区外窗遮阳系数对建筑能耗的影响[A];全国暖通空调制冷2010年学术年会论文集[C];2010年
[3]吴东升;张建忠;陈振乾;夏热冬冷地区既有建筑节能改造探究[A];全国暖通空调制冷2010年学术年会论文集[C];2010年
[4]赵士怀;黄夏东;王云新;夏热冬冷地区和夏热冬暖地区居住建筑窗户节能规定性指标的分析[A];2003年福建省暖通空调制冷学术年会论文资料集[C];2003年
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