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［摘要］隨著人類對建筑需求和功能的日益增長，能耗也會變得越來越大，為了減少建筑對能量的消耗并創造更舒適的環境，就需要研究被動式設計。本文論述了被動式設計的出發點、發展方向，并從切合氣候與場地、建筑的保溫與隔熱、空間策略、建筑通風和建筑科技運用等方面論述了被動式建筑設計的方法。

［關鍵詞］熱舒適；建筑保溫隔熱，建筑通風；被動式建筑設計方法

引言

隨著人類對建筑需求和功能的日益增長，能耗也會變得越來越大，為了減少建筑對能量的消耗，讓建筑行業穩定長久的發展，就需要研究被動式設計來進行節能。

1被動式設計的思路

圍繞著“熱環境”再結合當地的風土人情，水土資源等，世界上出現了各種豐富多樣的建筑。在科技發展以前，建筑師會根據自己的感官判斷確定建筑的朝向、遮陽和運用日照的方法以避免室內過熱，會利用當地較合適的材料讓建筑的圍護結構具有保溫、隔熱的效果，也會設計開窗位置及面積進行通風給房間散熱換氣等，通過不斷的嘗試來營造建筑的舒適度。像中國大陸氣候的民居大多坐北朝南，還有陜北窯洞的形成以及愛斯基摩人的雪屋等等，都是建筑師根據環境建造舒適建筑的例證。在科技高度發達的現在，人們為了有獲得更好的室內光環境、聲環境、空氣質量等，就會在傳統方法的基礎上增加相應的設備系統，這些設備不僅會消耗大量的能源，而且有些副產物的產生有可能會破壞環境。這種對抗自然造成的環境惡化會給人類帶來的不舒適的變化，長此以往則會造成許多負面問題甚至會釀成災難。被動式設計就是要在充分分析建筑物所在地域的氣候、地貌以及資源之后，對建筑朝向、體形、材料、設備等一系列進行的合理設計，在保證其舒適度的情況下盡可能降低能源的消耗和對環境的破壞。如何在節能的前提下做好建筑的保溫隔熱，以及處理好建筑的通風、日照利用和合理遮陽的問題是被動式設計的主要方向。

2動式建筑設計的方法

2.1切合氣候與場地

根據太陽的方位角以及高度角綜合數據，確定好最合適的建筑朝向與方位，還要合理考慮日照間距。我國最優朝向一般位于正南方向，偏差在10°以內。夏季是東南風為主。且特定的功能性建筑有特定的日照標準。建筑的綜合可以通過whethertool等軟件進行地理位置數據、焓濕圖、風等數據等的全面分析，通過逐時逐月的大數據判斷，前期確定好方位、體型。后期還可將電腦模型導入軟件，綜合修改出最佳的節能方案。

2.2建筑通風

2.2.1建筑風的成因與影響

風本質上是空氣的流動，它是由空氣的壓差引起的，壓差是由空氣的壓力梯度（空氣的壓力梯度）和熱壓力（空氣的溫度梯度）形成的。自然通風的作用可以總結為：合理的通風可以帶走過多的室內熱空氣，通過對流降低室內空氣溫度。更新原有室內污濁空氣，保持室內空氣清潔；引入新鮮空氣，改善室內空氣質量。外部風環境狀況直接影響著建筑通風的質量和效果，如風速、風向、氣溫和空氣衛生質量。為了達到舒適的室內風速，在年均風速低、風向有利的地區，盡量避免遮擋風；當年平均風速較高且風向不利時，應設置避風和分流。在不同的環境和季節，建筑對風的要求隨著時間和地點的不同而不同。中國中西部大部分地區處于氣候區，夏熱冬冷。建筑應考慮保溫、減濕以及保溫、防潮的衛生要求。建筑物的通風設施應高度可調。特別是通風可以增加或降低建筑物的室內溫度，主要取決于室內和室外的溫差。當室內溫度高于室外時，通風可以降低室內溫度，反之亦然。

2.2.2自然通風在住宅設計中的應用

建筑內部的許多因素都會影響通風，因此我們應該充分利用自然通風，通過科學合理地涉及住宅建筑來造福人類。為了達到最佳的通風效果，必須研究以下幾點：（1）檢查建筑物的方位要確定建筑的朝向，不僅要了解當地陽光的方向，還要了解當地風的相關特征，包括冬季和夏季主導風的方向、速度和溫度。每個地區都有自己的風特征。由于建筑迎風面的最大壓力是垂直于風向的表面，所以在選擇建筑朝向時，建筑的主立面在夏季應朝向主導風向，而在冬季朝向主導風向。南太陽輻射是最大的方向，隨著我國大多數的夏季主導風向是南偏東或南，所以無論從自然通風的改進在夏天，調整房間熱環境，或降低冬季采暖空調負荷，南方建筑的最佳選擇，也有利于避免選擇南東部，西部，雙方都能兼顧。對于朝向不理想的建筑，應采取有效措施，妥善解決上述兩個問題。（2）建筑之間的間距反之，當建筑物間距越大，風壓越強，自然通風效果越好。因此，在住宅集群的設計，有必要增加一些住宅建筑之間的空間，形成集群的綠色空間，從而有效地提高住宅的自然通風順風面綠色空間，為人們提供一個休息和交流的好地方。當條件還可以盡量增大山墻間距，因為當室外空氣流過梯田建筑時，在建筑的山墻之間會形成一股氣流。（3）建筑的科技運用風力渦輪機、智能照明系統、帶熱交換裝置的空調機組、地下水制冷等等都是科技在為節能打開新的思路，現在已經有珠江大廈，英國新議會樓，綠色住宅等將其運用到建筑中開創新型的節能建筑。也希望未來這些裝置能夠普及，甚至做到建筑能源的“自給自足”。

3結語

在經歷過資源浪費給人類帶來的后果之后，作為建筑師該為長遠所考慮，思考如何讓建筑領域以全面的分析、科學的角度去認識自然、建筑和人的關系，把建筑與人群的融合作為未來可持續發展的根本，從而使人與自然和諧相處。那么深入研究被動式設計將會可持續建筑帶來無限可能。相信被動式設計將普及到各種建筑，為地球節能做出貢獻。

參考文獻

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[3]任偉.建筑節能及圍護結構節能體系的發展與應用[J].吉林建筑工程學院學2010（6）：40-42.

作者:何琳 單位:湖北工業大學土木建筑與環境學院