绿色建筑:被动式

绿色建筑:被动式（精选十篇）

绿色建筑:被动式 篇1

1.1 建筑节能

建筑节能可以从狭义和广义两方面来定义: 广义的建筑节能为在建筑的建造、使用到拆除的过程中通过一定的技术手段达到降低能源的消耗;而狭义的能源消耗是指在建筑使用过程中通过建筑本身来降低电能, 煤炭等能源的消耗。由于建筑的能源消耗主要发生在建筑建造完成后的使用过程, 因此, 本研究主要是从狭义的角度进行建筑节能的研究。

建筑节能按其方式可分为主动式节能和被动式节能。主动式节能主要是指在建筑使用的过程中通过对设备的节能来实现建筑节能, 被动式节能主要是通过对建筑本身进行结构设计, 从而最大限度地利用诸如阳光、气温等自然条件来降低能源的消耗, 强调优化建筑设计、降低建筑使用时所需的负荷。

1.2 住宅被动式节能

住宅的被动式节能始于1920 年美国通过设计住宅利用太阳能, 被动式设计的核心是根据建筑当地的环境气候, 利用环境控制技术结合住宅功能和满足的需求, 对住宅进行设计使其本身具有适应环境和调节气候的能力。这种设计不需要借助外部设备, 依靠当地的阳光、温度、地形和风力等自然因素就能完成自动调节建筑内部环境。被动式节能设计简单, 不需要像主动式节能那样对设备进行依赖, 技术要求相对较低。这种节能方式是从根本上降低维持建筑内部环境所需的负荷, 不需要额外的能源消耗, 因此, 节能效果比主动式节能明显。由于被动式节能只需要自然因素, 所以成本低廉。

2 住宅建筑的被动式节能设计

2.1 住宅建筑场地的选址与节能

住宅与人们的生活息息相关, 住宅场所的选取至关重要, 对于住宅场所的选址应先对当地的地形进行考察, 结合住宅所需满足的要求, 充分利用有利的地形因素和当地的气候特征进行选择。建筑选址的基本原则为不破坏当地的保护区 (自然景观、文物、湿地、农田) , 远离自然灾害经常发生的地带, 避免周围有大的噪声和其他危险源。与主要自然因素的关系如下所示:

选址与光照:光照是影响当地气候的重要因素, 光照中的红外线具有大量辐射热, 是住宅建筑的外部热源, 光照时间的长短直接影响温度, 同时, 光照中的紫外线具有杀菌的作用, 如何获得充足的光照与选址有关。

选址与风:风是另外一个重要的自然环境, 夏季充足的风可以起到降温的作用, 但也不能选择太大、灰尘太多的风环境场所, 在山区容易形成“风口”这种灾害, 选址时应避免, 同时也不宜选择低洼场地, 这样会造成通风不足。对于风这个因素应该考虑冬季风较小, 夏季风较大的地方。

2.2 建筑群体的布局与节能

在建筑群体布局上, 根据当地的环境因素进行合理的规划, 通过改善建筑群体的布局可以改善建筑与建筑之间的微气候, 从而达到节能的效果。将建筑群体按统一的朝向进行布置的方式成为行列式, 这样的布局有序, 显得比较整齐, 可以获得充足的光照, 利于建筑与建筑之间的通风, 这种布局方式应用比价广泛。将住宅沿着街道进行布局称为周边式布局, 这种布局容易造成住宅得不到足够的光照, 建筑之间通风也不畅快, 适合寒冷的地区。将住宅前后进行交错式排列称为自由式布局, 这种方式在节约土地的同时, 还可以得到足够的光照, 增加了住宅室外活动的空间。

2.3 建筑单体的设计与节能

设计光照分区:对于用户来说, 不同的房间对光照的需求不同, 一般的按用户活动时间长短将房间划分, 其中主卧活动时间最长, 次卧次之, 然后是书房等房间。在对住宅建筑设计时, 首先要根据光照因素设计用户主要活动的房间, 将光照弱的区域设置为次要房间。

设计采光分区:在设计住宅时, 将对采光需求大致一样的房间布局到一块儿, 比如主卧和起居室对采光要求较高可设置为南向, 而对光照需求较低的厨房和卫生间可设置为北向。

通风设计:在小户型的住宅中, 常会出现卧室和客厅缺风、厨房的油烟无法全部排除等问题, 这与设计之初对通风的设计有关, 为了达到较好的通风, 需要对住宅进风和出风口进行合理设计。根据对进风口和出风口的大小和位置的设计区别, 获得的通风效果也不一样, 为了获得充足的通风, 在布局时要尽量减少气流迂回, 尽量保持进风口与出风口对位。

设计动静分区:在满足用户建筑使用功能的前提下, 将对噪音要求类似的房间布局在一起, 比如厨房、卫生间对噪音要求较小可设计在一起, 而卧室和书房对噪声要求较高, 可设计布局在一起。

墙层保温设计:建筑墙层保温主要包括外立面和外墙内保温和外墙外保温, 外立面主要是通过颜色来实现保温, 当采用浅色墙面的时候, 建筑对光照反射的作用会加强, 而采用深色则会降低墙面的反射作用。

2.4 建筑窗户的设计与节能

建筑中的窗户连接着建筑的外部和内部, 光照、通风等都是通过窗户来进行的, 窗户的设计在整个建筑设计中起到关键的作用。根据建筑所在地的不同, 对窗户的面积、朝向等的设计也会不同。建筑的窗墙比为建筑窗户的总面积比上建筑的总面积, 由于窗户具有高的耗热特性, 当窗占比较大时, 室内散热量也会增大, 但室内的采光和通风比较好, 当窗占比较小时, 散热量减小, 同时室内的采光和通风也会随之下降, 如何设置窗占比, 应该结合当地的气候环境和住户对采光和通风的要求来综合考虑。

2.5 建筑绿化与节能

建筑被动式绿色节能设计论文 篇2

住宅与人们的生活息息相关，住宅场所的选取至关重要，对于住宅场所的选址应先对当地的地形进行考察，结合住宅所需满足的要求，充分利用有利的地形因素和当地的气候特征进行选择。建筑选址的基本原则为不破坏当地的保护区(自然景观、文物、湿地、农田)，远离自然灾害经常发生的地带，避免周围有大的噪声和其他危险源。与主要自然因素的关系如下所示：选址与光照：光照是影响当地气候的重要因素，光照中的红外线具有大量辐射热，是住宅建筑的外部热源，光照时间的长短直接影响温度，同时，光照中的紫外线具有杀菌的作用，如何获得充足的光照与选址有关。选址与风：风是另外一个重要的自然环境，夏季充足的风可以起到降温的`作用，但也不能选择太大、灰尘太多的风环境场所，在山区容易形成“风口”这种灾害，选址时应避免，同时也不宜选择低洼场地，这样会造成通风不足。对于风这个因素应该考虑冬季风较小，夏季风较大的地方。

2.2建筑群体的布局与节能

在建筑群体布局上，根据当地的环境因素进行合理的规划，通过改善建筑群体的布局可以改善建筑与建筑之间的微气候，从而达到节能的效果。将建筑群体按统一的朝向进行布置的方式成为行列式，这样的布局有序，显得比较整齐，可以获得充足的光照，利于建筑与建筑之间的通风，这种布局方式应用比价广泛。将住宅沿着街道进行布局称为周边式布局，这种布局容易造成住宅得不到足够的光照，建筑之间通风也不畅快，适合寒冷的地区。将住宅前后进行交错式排列称为自由式布局，这种方式在节约土地的同时，还可以得到足够的光照，增加了住宅室外活动的空间。

2.3建筑单体的设计与节能

设计光照分区：对于用户来说，不同的房间对光照的需求不同，一般的按用户活动时间长短将房间划分，其中主卧活动时间最长，次卧次之，然后是书房等房间。在对住宅建筑设计时，首先要根据光照因素设计用户主要活动的房间，将光照弱的区域设置为次要房间。设计采光分区：在设计住宅时，将对采光需求大致一样的房间布局到一块儿，比如主卧和起居室对采光要求较高可设置为南向，而对光照需求较低的厨房和卫生间可设置为北向。通风设计：在小户型的住宅中，常会出现卧室和客厅缺风、厨房的油烟无法全部排除等问题，这与设计之初对通风的设计有关，为了达到较好的通风，需要对住宅进风和出风口进行合理设计。根据对进风口和出风口的大小和位置的设计区别，获得的通风效果也不一样，为了获得充足的通风，在布局时要尽量减少气流迂回，尽量保持进风口与出风口对位。设计动静分区：在满足用户建筑使用功能的前提下，将对噪音要求类似的房间布局在一起，比如厨房、卫生间对噪音要求较小可设计在一起，而卧室和书房对噪声要求较高，可设计布局在一起。墙层保温设计：建筑墙层保温主要包括外立面和外墙内保温和外墙外保温，外立面主要是通过颜色来实现保温，当采用浅色墙面的时候，建筑对光照反射的作用会加强，而采用深色则会降低墙面的反射作用。

2.4建筑窗户的设计与节能

建筑中的窗户连接着建筑的外部和内部，光照、通风等都是通过窗户来进行的，窗户的设计在整个建筑设计中起到关键的作用。根据建筑所在地的不同，对窗户的面积、朝向等的设计也会不同。建筑的窗墙比为建筑窗户的总面积比上建筑的总面积，由于窗户具有高的耗热特性，当窗占比较大时，室内散热量也会增大，但室内的采光和通风比较好，当窗占比较小时，散热量减小，同时室内的采光和通风也会随之下降，如何设置窗占比，应该结合当地的气候环境和住户对采光和通风的要求来综合考虑。

2.5建筑绿化与节能

探索中国特色的被动式建筑 篇3

这3个小区都获得了住建部科技发展促进中心和德国能源署被动房质量标识，成为被动式建筑在中国的典型。

被动房既节能又舒适

据了解，“被动房”概念源于上世纪90年代的德国，是指在制冷和采暖最大程度避免使用传统化石能源，仅靠建筑自身被动性地产生的能量以及合理利用太阳能、地源等再生能源，以满足室内气候环境要求的舒适度的一种房屋。主要是通过高隔热隔音、密封性强的建筑外围护结构、热回收75%以上新风系统和可再生能源实现。

住房和城乡建设部建筑节能中心国际合作交流处处长张小玲向记者介绍，被动式建筑必须具备明确的室内环境指标及能耗指标。如果不满足这些条件，就不能被称之为被动房，要防止市场上偷换概念的现象。

张小玲强调，在资源和环境越来越紧张的情况下，被动房的出现恰恰是为人们提供舒适室内环境而又将能源消耗控制到最低和不增加环境压力的房屋，是可以留给子子孙孙的房屋。国家层面还没有被动式房屋的政策或资金支持，但越来越多的开发商和建设单位愿意自担风险建设被动房。这说明，被动房是可以靠市场本身发展起来的。如果我们进行被动式房屋改造，则可以逐步减少和消灭雾霾。

精细化是关键

3个小区成功拿到住建部科技发展促进中心和德国能源署被动房质量标识来之不易，其间反复整改，每个开发商都有一堆的故事可以讲述。这对我国建筑行业本身带来巨大的挑战，当然也收获了很多宝贵的经验。其中精细化设计，精细化施工，以追求房屋性能来选择和改造技术、产品要求是极为重要的。

张小玲介绍说，被动房必须遵守无热桥原则，并应充分利用当地资源条件、自然通风、自然采光。因此，在设计阶段特别要强调精细化，所有节点都要进行非常认真仔细的能耗负荷计算，以确定保温层厚度、窗户的性能、选择新风机组等。建筑师和设备工程师要紧密配合才能达到花最少钱，达到最好效果的目标。

在施工阶段，以往粗放式的施工完全没办法来做被动房，其中要处理好每个洞口、缝隙，铺好每一块保温板、做好每一个连接节点。这对我国施工技术和管理队伍的建设也带来了巨大挑战。每一个成功项目的背后都有建设方所付出的心血，3个项目的老总无一例外地亲自在工地上监督检查工程质量，督促整改。张小玲强调，建设被动房切忌急功近利，不能边设计、边施工。只有设计方、建设方、施工方的紧密合作才能建造出合格的被动房。

并且，被动房对每一种产品都有明确的指标。要求从满足被动房的性能出发选择技术和产品。有些建筑部品无法满足需求而不得不从德国进口，例如窗户与墙体连接处的防水透气膜、窗户的密封材料等。

在张小玲看来，被动房屋对建筑部品的精细化和高品质要求，导致整个建材行业的产业升级乃至行业革命。

因地制宜发展

张小玲认为，被动式房屋是一种理念，它是在当地气候条件下所能做到的最节能的建筑。充分利用当地的资源条件发展被动式建筑是被动式房屋的一大优点，如青海的被动房就会充分利用太阳能资源来解决采暖、新风预热和生活热水，哈尔滨的被动房会利用当地丰富的生物质燃料来满足冬季新风预热的需求。

国家建筑材料工业技术情报研究所常务主席、中国被动式集成房屋材料产业发展联盟副总编刘思敏向记者介绍说，由于被动房引入我国时间较短，部分消费者不了解，误以为被动式建筑是“高大上”的建筑。其实，被动式建筑的整体造价与传统建筑相比较，仅仅是高出大概10%左右，是能够被大多数普通消费者所接受的。而且因为它的节能环保特点，价格高出来的那部分也能在3到5年的时间节省下来。

“未来，被动式房屋是绿色建筑发展的一个方向，其中关键一点是降低成本，包括整个生命周期的成本。欧洲的节能技术的确值得我们学习，但是一国有一国的国情，我们不能完全照搬，一定要把我们的人均居住面积，对环境的要求、能源结构、生活习惯等建筑因素考虑进去，做中国的节能解决方案。”作为节能建筑的优秀企业家，北京海林节能设备股份有限公司董事长李海清对被动房寄予更多厚望。

抓住机遇，不断探索

新型城镇化为我国被动式建筑的发展带来难得的机遇。国务院发展研究中心社会研究部第二研究室主任周宏春认为，其中对太阳能发电及相关设备和材料，隔热、隔音、隔水等新型建材，以及新技术、新产品的开发带来了新的需求。因此，绿色建筑的发展在为相关产业创造需求的同时，也会带动我国的经济增长。

刘思敏介绍，基于被动式建筑开发的被动式建筑材料和能源环境系统在我国也取得了部分突破。比如，2012年国内窗企森鹰集团与德国“被动式节能屋研究所”合作，研制出一款符合被动式房屋用窗标准的产品。而国内知名企业清华同方推出的被动式建筑能源环境系统，采用热回收技术、低温空气源热泵技术和空气过滤等多功能空气处理技术，不仅实现了夏季制冷、冬季制热、提供生活热水等功能，还能有效控制室内温度，并可以全天候不间断输送新风，同时将空气流动所产生的灰尘、污染物降到最低；热回收效率达到75%以上。上述材料与系统，已成功运用于中德合作的被动式建筑示范项目之中。

被动式绿色建筑设计的应用 篇4

“绿色”二字作为50余年来几经改变的建筑方针中的新字眼, 引起了较大的反响。本人结合我院做过的两个运用“被动式”生态建筑设计的工程案例, 阐述一下对“绿色”建筑的一点探索和体会。

第一个项目是“绿色空港”——贵阳龙洞堡国际机场T2航站楼运用现代建筑技术手段, 充分考虑流体力学原理的波浪式屋面空间造型, 结合“爽爽贵阳”的特殊气候, 利用自然通风、采光等“被动式”绿色生态原理, 降低建筑运行能耗, 努力建造满足节约、环保、科技和人性化的绿色机场航站楼。该项目在2015年度全国优秀工程勘察设计行业评选中, 荣获公共建筑一等奖。

第二个项目是富士康第四代绿色产业园数据中心项目, 其利用BIM参数化的模拟分析结果指导数据中心选址及建筑内部布置, 最终确定在空气洁净度高、风力较大的两山间的垭口或地形类似处建设沿风向贯穿的自然风冷空间;采用掩土建筑的形式, 通过上覆土层加绿化以形成恒温环境, 减少外界温度变化对自然风冷空间内部的影响, 将数据机柜布置在建筑内, 利用自然风在建筑内的流动将数据机柜产生的热量带走, 取代了传统的利用空调制冷的方法, 从而实现使用最小的能耗对数据机柜进行散热。该项目已完工, 与设计意图完全一致, 建筑性能符合预期, 经实际测试, 数据中心的核心指标——PUE——为1.05, 优于预计值, 超过世界上其他一流的同类项目, 在能源利用效率方面成为全球顶尖的数据中心。2016年1月, 该项目成功取得了美国绿色建筑委员会的LEED铂金级项目认证。

绿色建筑:被动式 篇5

关键词：被动式;超低能耗建筑;建筑施工

1前言

绿色建筑:被动式 篇6

关键词：节能建筑,被动式建筑,地源热泵,雨水回收

1 节能建筑—被动房

1.1 被动式建筑含义

有一种建筑:冬季无需供暖, 依靠人体、洗衣做饭、家用电器等散发的热量, 平稳保持22~25℃最佳室温;它有高舒适度, 40%~60%的室内湿度, 二氧化碳浓度低于1000ppm。

所有这些, 不依赖于自身耗能的建筑设备, 而完全通过建筑自身的空间形式、围护结构、建筑材料与构造的设计来实现建筑节能的方式。例如利用遮阳、墙体隔热、自然通风等设计, 降低炎热地区室内温度。这就是源于欧洲的“被动房”。

1.2 被动式建筑特点

目前, 国内建筑大多维持节能60%现有水平 (三步节能) , “被动房”将近92%节能效果。

“被动房”是建筑节能理念和各种技术产品的集大成者, 通过充分利用太阳能、地热能等可再生能源室采暖消耗的一次能源不超过15k W·h/m2的房屋。通过提高建筑保温、隔热和气密性能, 再通过新风系统对热、冷进行循环回收, 打造舒适的“生态房”, 并实现热循环回收、建筑节能的环保低碳效果。

由住房和城乡建设部科技与产业化发展中心主办, 被动式低能耗建筑技术交流和现场观摩会上体验全国首个被动式低能耗房屋示范项目———“在水一方”项目被动式建筑屋的节能与舒适。这套住宅似乎和普通的全装修房没有明显区别。在未启用任何供暖设备的前提下, 体验房内的温度计显示为20℃, 这得益于被动式建筑屋良好的保温隔热措施。

屋面材料、地面材料、墙体材料和门窗材料;也包括结构材料;几乎所有的建筑材料, 利用被动式设计:实现90%以上的采暖和制冷的节能;另10%, 用被动式太阳能补充;可以做到100%节能, 甚至变成正能耗, 向外输送;围护结构解决不了的部分, 由可再生能源补充;可再生能源是无碳或低碳的, 也是可持续的。

1.3 被动式房节能材料

相变材料应用在建筑节能领域是一种新兴材料。它的机理是:具有在一定的温度范围内, 改变其物理状态的能力, 在加热或吸收热量时, 把热贮存起来, 此时材料由固相转化为液相;当外界温度低于设定温度时, 该材料由液相转化为固相, 释放热量, 再循环吸热放热, 因此, 可用于各种建筑物的室内外节能维护。

相变材料的使用, 可以使室温相对恒定, 夏季可减少空调使用, 冬季节约取暖费用, 真正做到冬暖夏凉, 在节能的同时明显改善居住舒适度, 外墙外表面使用相变材料后可以使墙体表面温度从80℃下降至25-35℃, 错开18点到23点的墙体热释放, 减轻了城市热岛效应。

1.4 被动式建筑线缆

被动式建筑线缆布线的一般规定, 即:

1.4.1消防系统传输线路 (包括所有消防设备及装置之间的信号传输线及连接线) 均应采用铜芯绝缘导线或铜芯电缆, 其电压等级不应低于250V。

1.4.2消防系统的专用供电线路, 应采用耐压不低于交流500V的铜芯电线或铜芯电缆。其导线截面的选择应适当放宽, 一般可加大一级。

消防系统传输线路的线芯截面应满足以下机械强度的要求

(1) 穿管敷设的绝缘导线, 截面积应大于或等于1.0mm2

(2) 线槽内敷设的绝缘导线, 其截面积应大于或等于0.75 mm2

(3) 多芯导线应大于或等于0.5 mm2

绝缘导线或电缆穿管敷设时, 所占总面积不应超过管内截面积的40%, 穿于线槽的绝缘导线或电缆总面积不应大于线槽截面积的60%。

2 被动式建筑的地源热泵应用

热泵技术是利用可再生能源的一项潜力巨大的技术。不论是以空气和水为热源的热泵还是以土壤为热源的热泵, 都将在建筑业的可持续发展中发挥巨大的效益。

综合利用热泵技术, 结合建筑业的围护材料及光伏和建筑一体化等措施, 实现建筑业的零能耗和零排放将成为可能, 甚至最终达到正能量和反馈到电网, 理论和实践证明也是可以办得到的。目前, 发达经济体已经部分实现了这些目标。预计到2050年, 大多数发达经济体计划实现80%甚至100%转换到可再生能源。

热泵技术在建筑业具有独到的优势。住宅的热需求基本属于100℃以下的低温供暖, 包括20℃左右的室温、40℃以上的热水洗浴, 热泵技术都可以经济便利地满足这些要求。热泵技术吸取空气、水或浅层地表的土壤中的热量, 热效率高达500%~600%, 是目前各种供热系统所能达到的最高热效率。尽管别的技术也可以用, 但是没有像热泵技术这样高的热效率和经济效益, 特别是环境和社会效益就更不用说了。

3 被动式建筑的雨水回收措施

雨水收集系统, 完整的说应该叫做“雨水收集与利用系统”, 是指收集、利用建筑物屋顶及道路、广场等硬化地表汇集的降雨径流, 经收集———输水——净水———储存等渠道积蓄、利用雨水, 为绿化、景观水体、洗涤及地下水源提供雨水补给, 以达到综合利用雨水资源和节约用水的目的。具有减缓城区雨水洪涝和地下水位下降、控制雨水径流污染、改善城市生态环境等广泛的意义。园林部门可利用建筑、道路、湖泊等, 收集雨水, 用于绿地灌溉、景观用水, 或建立可渗式路面、采用透水材料铺装, 直接增加雨水的渗入量。雨水管理可以解决雨洪灾害、水源污染和缺水等问题。

4 结语

被动式绿色建筑设计的美学策略研究 篇7

1 被动式绿色建筑设计的技术特征

现阶段所设计的建筑主要是通过主动式系统来调节建筑室内的温度以及湿度指标, 以此使得人们感到舒适, 所谓主动式系统简单的说就是指利用机械设备或者是使用无法再生的资源来进行调节环节, 所以现代建筑能源消耗非常大。但是被动式系统与其相比, 正好相反, 并不需要使用机械设备, 也不需要应用外部能源, 其主要要求就是建筑设计人员在掌握周边环境情况的前提下来进行系统全面的建筑设计, 主要依据当地环境的具体情况, 比如地形、地势以及温度、风向等, 为此实现节能减排的目的, 达到绿色建筑的要求。其技术特征如下:

1.1 场地设计

场地是建筑设计的关键性要素, 没有场地也就无所谓建筑设计, 场地的选择与设计并不简单, 尤其是被动式绿色建筑的场地需要考虑的因素众多, 比如渗透性以及光照环境等。为此, 绿色建筑场地选择具备要综合全面考虑, 做出整体的规划方案。场地设计需要与当地的地形紧密结合, 主要是能够合理利用风向, 以使建筑通风良好。绿色建筑的小气候环境, 受到位置、风向以及周围水体的影响, 为了能够建造出适宜的小气候环境, 设计人员需要充分的考虑上述因素。

1.2 建筑单体设计

建筑单体设计也有方方面的内容需要设计人员考虑, 重点有如下内容:

首先, 合理选择建筑体型, 这其中涉及到一个概念是建筑体型系数, 一般而言, 建筑体型系统越小, 其节能效果也就越好, 而与其相关的因素主要有两个:一是体量大小, 二是规整程度, 这因素与建筑体型系数之间主要呈反比例关系, 所以设计人员可以适当的增加建筑的体量或者是提高建筑规整程度, 来达到建筑体型系数小的目的。

其次, 注重建筑朝向, 建筑朝向问题直接影响着建筑后续的使用, 适当的朝向即有助于居住, 同时也有助于被动式系统的运用。风压是选择建筑朝向一个关键性的因素, 有风压的朝向会对建筑维护结构产生严重的侵袭, 因为设计人员在对其进行设计时, 应该将建筑外轮廓与该最后, 采取分区法将建筑内空间温度进行有效的划分, 设计人员应该按照建筑各个房间的使用情况以及居住者对环境的具体要求来进行分区, 合理的分区会使得建筑环境更为舒适, 更适合人们居住。比如如果建筑的某一部位对热环境要求并不高, 可以将其设计在温度相对比较低的地区, 比如厕所以及厨房等;而对热环境要求比较高, 可以即将卧式等布置在向阳的地方, 这符合人们的日常生活习惯, 有助于人们的身心健康, 设计人员还需要在依据建筑应用者的使用习惯, 门斗等区域设计为过渡区域, 因此减少传热损失量。

2 被动式绿色建筑设计的美学策略

2.1 场地整体设计与美学结合

“人与天调, 然后天下之美生。”只有在“人与天调”的大背景下, 整体性关注, 融入生态关怀, 人们才有可实现可持续设计并体现其美。场地的绿色设计, 应当充分尊重基地环境和气候。收集有关场地环境特征的技术数据, 对场地内的环境性能进行分析, 将场地的生态环境分解成基本部分, 把需要保护的区域和系统分离出来, 认清需要调节的所在及外部区域的因素;通过节地、绿化配置和适应气候的措施, 有效利用基地内、外的自然条件, 结合地区的气候条件和场地特有的微气候环境进行建筑布置, 保留和利用地形、地貌、植被和水系, 保护基地内的生态环境;最终做到“轻柔地触碰大地”, 使建筑在场地内留下“足印”小到极限、轻到极限, 与整体场地达到完美的结合。儒家天人合一的理想追求表现为强化和突出建筑与环境的整合以及建筑平面布局和空间组织结构的群体性、集中性、秩序性和教化性, 以注重建筑环境的人伦道德之审美文化内涵的表达。

2.2建筑单体设计与美学结合

建筑历史学家弗兰姆普顿在其《构筑文化研究》中写道:构筑“不仅仅是一个技术问题, 而更多的是技术潜在的表现性。”中国传统朴素的思想体现了人与自然和谐统一的生态观念:舒适的自然风, 开合交错的视线和充足的阳光, 良好的环境, 强调人与自然的和谐。其中一项就是自然通风的进、排风道与建筑美学有机结合当代国内外很多建筑在利用被自然通风与建筑美学结合方面都有所创新和尝试, 主要体现在结合建筑所在地区的地理环境与气候特点, 将其与建筑造型立意综合设计, 将各种自然通风形式与美学结合的可能性都一一研究探索。通常在绿色建筑入口处设置导风墙, 将外部气流引入内部, 从而获得自然风带来的舒适感受。以往在考虑通风问题时, 除了在合适的立面位置开窗, 还有采用空调设备来改善室内热环境, 且在立面造型设计时忽略了对于空调机箱摆放位置的思考, 因此造成建筑外立面十分散乱, 不够整体统一。

2.3 中庭空间设计

中庭空间设计对建筑形式和布局都有巨大影响, 它可以结合植被水体等创造良好的生态景观环境, 更加起到气候缓冲空间的作用。在进行中庭空间设计时, 应跟随建筑总体朝向, 顺应当地主导风向, 形成良好的通风廊道。另外, 中庭的顶部凸出建筑屋面利于建筑造型、引进自然光线以及强化烟囱效应, 从而加速气流流通。

结束语

综上所述, 可知对被动式绿色建筑设计的美学策略进行研究十分必要, 因为无论是哪种类型的建筑, 在对其进行设计时, 实际上就是对美学的一种研讨, 因为被动式建筑不同于传统的建筑, 因此其对美学策略更需要多加研究。被动式绿色建筑设计本身要求比较严格, 如果没有一定的设计经验, 难以完成设计任务, 而且因为我国的这种类型的建筑并不多, 设计借鉴经验比较少, 因此只能需要设计人员自己来摸索与研究。

参考文献

[1]杨柳, 刘加平.利用被动式太阳能改善窑居建筑室内热环境[J].太阳能学报, 2003 (5) .

[2]赵群, 刘加平.地域建筑文化的延续和发展——简析传统民居的可持续发展[J].新建筑, 2003 (2) .

[3]李保峰.“双层皮”幕墙类型分析及应用展望[J].建筑学报, 2001 (11) .

绿色建筑:被动式 篇8

当前, 许多国家都在积极制定超低能耗建筑发展目标和技术政策, 建立适合本国特点的超低能耗建筑标准及相应技术体系, 超低能耗建筑正在成为建筑节能的发展趋势。为了建立符合中国国情的超低能耗建筑技术及标准体系, 并与我国绿色建筑发展战略相结合, 更好地指导我国超低能耗建筑和绿色建筑的推广, 受住房和城乡建设部委托, 中国被动式超低能耗建筑联盟组织中国建筑科学研究院等单位开展了《被动式超低能耗绿色建筑技术导则》 (以下简称《导则》) 的编制工作。

近日, 住房城乡建设部印发了《导则》。《导则》借鉴了国外被动房和近零能耗建筑的经验, 结合我国已有工程实践, 明确了我国被动式超低能耗绿色建筑的定义以及不同气候区技术指标及设计、施工、运行和评价技术要点, 为全国被动式超低能耗绿色建筑的建设提供指导。

绿色建筑:被动式 篇9

关键词：被动式超低能耗绿色建筑,温湿度独立控制空调系统,太阳能空调系统

被动式超低能耗绿色建筑(简称超低能耗建筑)起源于20世纪80年代的德国和瑞典,近年来由于其先进的技术体系、超低的能耗指标以及高舒适度在我国得到大力推广。被动式超低能耗建筑的亮点除了其超低能耗之外,就属其建筑舒适度非常好。在设计中,比一般建筑更高的舒适度要求给被动式建筑的暖通空调系统提出了更高的要求。济南市中心城区防灾避险公园救灾指挥中心作为山东省首家被动式办公建筑在空调设计中采用了温湿度独立控制空调系统,并结合太阳能空调系统,在设计中同时兼顾低能耗和高舒适度,打造符合德国标准的被动式绿色建筑(该项工程设计图纸已于2015年7月通过德国能源署设计审查)。

1 项目介绍

本工程位于济南市经十路以南泉城公园西北角,为框架结构,地上2层局部3层,地下1层,总建筑面积为2030.90m2,建筑高度为14.12m。

本项目采用太阳能空调系统+温湿度独立控制空调系统,冷热源采用吸收式太阳能空调系统,空气源热泵辅助。末端采用辐射吊顶板加新风系统。新风在送入机组前先经过地埋管预处理和热回收机组,再送入内冷式双冷源新风机组。夏季供冷及冬季采暖都采用本套系统完成,冬季不另设辅助热源。

2 负荷计算

负荷计算软件选取:由于本工程为被动式超低能耗绿色建筑,建筑围护结构气密层严密,外窗外门无缝隙,无冷风渗透负荷;超低能耗建筑对于建筑外围护结构传热系数要求极其严格,并且对建筑最大冷热负荷及其能耗技术指标有明确的规定,故外围护结构传热系数极低,国内常用负荷计算软件无法计算。同时为了让建筑合理用能、减少浪费,在设计中不能简单的满足对建筑的负荷最大值分析,还要对建筑全年逐时负荷变化医技建筑内负荷分布情况进行详细了解,这些工作需要采用计算机软件进行精细的、准确的、动态逐时的计算分析。Design Builder是英国Design Builder公司开发的建筑模拟软件,通过与美国环境部开发的建筑能耗模拟程序Energy Plus实现连动,可实现对建筑室内环境的全年8760h的模拟计算和不同的空调系统方案能耗模拟计算,是一款实现从规划阶段开始便考虑环境的节能型建筑设计软件。本软件充分考虑到墙体结构材料对温度波的衰减和延迟,同现有的采用冷负荷系数法的稳态计算软件相比,其计算结构结果更加准确、精度更高。

3 设计参数

3.1 室外设计参数

根据GB50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》,济南市室外空气计算参数见表1,典型气象年逐时干球温度分布如图1所示。

3.2 室内设计参数

本项目为山东省被动式超低能耗绿色建筑示范项目,按照超低能耗建筑要求,应达到以下指标(表2,3)。

夏季根据美国ASHRAE舒适度标准55-2010测试,达到常规空调25℃,相对湿度60%,二氧化碳浓度1000PPM以下。

冬季室内平均壁面辐射温度22℃(空气温度14℃,相当于普通空调20℃的舒适度),二氧化碳浓度1000PPM以下。

3.3 空调负荷计算结果和建筑能耗分析

根据本工程实际使用情况,确定空调运行方案为间歇运行,负荷计算按照间歇运行考虑。参照山东省DBJ14-036-2006《公共建筑节能设计标准》第B.0.6条中附表B.0.6-2的要求,项目主要房间的人员逐时在室率如图2所示,工作时间为周一至周五的07:00～19:00,周末休息。

全年空调系统运行时间选取见表4。

模拟计算结果分析。

(1)建筑全年逐月累计冷/热负荷能耗需求见表5,6。

(2)根据模拟数据显示,项目建筑负荷及能耗结果见表7。

注:模拟计算时长为8760 h。

注:1.建筑面积及空调面积为模拟输出。2.最大热负荷出现时间为1月15日。3.最大冷负荷出现时间为7月2日。

4 空调系统设计

4.1 空调冷热源系统的设计

根据GB50189《公共建筑节能设计标准》,济南市属于寒冷地区,气候特点为冬季寒冷、夏季清爽,太阳能资源较丰富,结合济南地区的气候特征以及超低能耗建筑一次能源耗量指标,本工程采用太阳能空调作为空调系统的冷热源。由于考虑到在气候极端天气以及连续阴雨天气对太阳能照度的影响,为了保证系统安全可靠,采用空气源热泵作为系统的辅助冷热源。

本工程中,太阳能空调系统分为太阳能储热系统、冷却系统、蓄冷系统、供能系统等,主要设备包括太阳能阵列、储热水箱、蓄冷水箱、低温启动溴化锂空调机组、软化水部分、冷却系统、定压机组等。系统冷量由溴化锂吸收式机组提供,溴化锂机组所需热量及冬季采暖热量由太阳能集热系统提供问。

太阳能空调系统集热系统控制采用温差循环,当集热器出口与储热水箱温差大于5℃时,集热循环泵启动;当温差小于2℃时,集热循环即停止。在夏季空调工况时,在储热水箱温度高于73℃的情况下,按末端循环栗——冷却水循环栗——冷却塔—热媒循环泵吸收式制冷机组的顺序启动,当储热水箱温度低于70℃时,吸收式机组停止工作,启动空气源热泵辅助。在冬季采暖工况时,当储热水箱温度高于55℃时,启动吸收式制冷机组,储热水箱温度低于45℃时,停止吸收式制冷机组,采用空气源热泵辅助。吸收式制冷机具体参数详见表8。

按照济南气候情况,空调季按150d计算,太阳能空调节电量为6367kWh,采暖季按120d计算,太阳能采暖和热泵机组联供采暖节电量为9462kWh,合计每年由太阳能空调系统节约电量为15 829 kWh。

4.2 空调末端系统及新风系统的确定

根据被动式设计导则,超低能耗建筑的温度波动和室内噪声都有极高要求,考虑到传统空调方式吹风感强且风噪大,本设计采用辐射板加新风末端方式。辐射板承担室内热(冷)负荷,新风系统承担室内湿负荷。

4.2.1 低温水辐射板系统

传统的辐射板系统,循环水温度通常在空气露点温度以上。由冷源制出高温冷水,综合冷源到末端的冷量损失,到达室内时与室内温度温差已经很小,很难做到5℃循环水温差,造成资源浪费。而超低能耗建筑由于高保温和高密封性,室内温度本身就比正常室温要低,所以水温与室内温差会更小。综上所述,本设计选用低温水辐射板系统,夏季供回水温度为7～12℃(冬季供回水温度为40～45℃),与室内温差大,制冷效率高,所需辐射板数量和循环水量比老式系统都要少,节约资源与成本。在防结露方面,由于被动式建筑密封好,湿热天气室外湿负荷无法进入,再送入经处理的干燥新风,保证室内空气干燥,解决了防结露问题。

根据计算本设计中每间房间的辐射板覆盖率在30%～50%左右,在典型板上设置板面温度传感器,根据室内温度调节水量,由比例积分阀或电动二通阀进行水量控制调节舒适度。每层的水管布置根据每台新风机组所管辖区域对应的设置水管环路。水平管采用同程布置,走廊及卫生间支路水阀夏季关闭冬季打开。

4.2.2 新风系统

根据德国被动房实例,新风在进入建筑之前可进行地埋管系统的预处理,达到更好节能效果。在本设计中,在建筑外围铺设约50m长的水平HDPE地埋管,对新风进行预处理,管内风速要求低于2.5m/s,根据计算,经过处理的新风可实现5℃左右的温降(升)。降低了新风处理所需能耗,同时很好地解决了冬季防冻问题。

根据被动式设计导则,超低能耗建筑要求热回收机组回收效率分别是显热回收效率在75%以上,全热回收效率在70%以上。济南属于寒冷地区,夏季湿度不大,全热回收与显热回收效果相当,而显热回收具有较好的经济性。因此,本工程选用一台效率为75%的显热热回收机组放于地下机房。新风经过预处理后,直接进入热回收机组,与排风充分换热后进入新风机组。

按照要求,以每人30m3/h的新风量,再结合办公室人员密度,根据《2009全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调动力》,确定本建筑的新风量为3000m3/h,每层选用1台1000～1500m3/h辐射空调专用变频新风机。每个控制区域的新风送风口均安装电动三线调节阀,用户可根据需要调节新风量。当由于房间系统的启动和关闭引起系统新风量增减时,新风机根据出口静压箱的变化,自动调节送风量。同时设置二氧化碳传感器,当区域内二氧化碳浓度超标时自动调节新风量。

5 结论

济南市中心城区防灾避险公园救灾指挥中心项目为山东省内首批被动式超低能耗绿色建筑示范项目,设计中采取了被动优先、主动优化、经济合理的设计原则,从设计方法、运营管理5各方面共应用了14项创新技术,既达到国内2星级绿色建筑标准,同时通过了德国能源署的超低能耗被动式绿色建筑的设计图纸审查。

参考文献

[1]刘晓华,江亿.温湿度独立控制空调系统(第2版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2013.

[2]陆耀庆.实用供热空调设计手册(第2版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.

[3]张兢,罗继杰.全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调动力分册[M].北京:中国建筑标准设计研究院,2009.

[4]李兆坚,杨晓静,张晓萍.太阳能制冷空调技术应用的一些问题分析[J].暖通空调,2015,45(6):1—5.

[5]张涛,刘晓华,张海强,等.温湿度独立控制空调系统设计方法[J].暖通空调,2011,41(1):1—8.

绿色建筑:被动式 篇10

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“被动房是现代建筑顺应自然的典范, 也是目前建筑领域节能理念和各种技术产品的集大成者, 它也将是人类未来居住建筑的趋势。”在绿色建筑行业新政策解读及发展趋势分析会上, 德国国际合作机构建筑节能和城市发展项目主任徐志勇表示, 就像是鸟的羽毛可以根据温度来调整厚度一样, 被动房是通过充分利用太阳能、地热能等可再生能源的低消耗和通过高隔热隔音、密封性强的建筑外墙来实现温度的自然调节, 为居住者提供具有较高舒适度的房屋。