淺論傳統(tǒng)被動式建筑設(shè)計問題

1、    淺論傳統(tǒng)被動式建筑設(shè)計問題    裴鳳朝 張凱【摘 要】相比于傳統(tǒng)建筑，被動式建筑具有很多方面的優(yōu)點(diǎn)。尤其是在節(jié)能方面，被動式建筑更是有著重要的意義。本文通過對比相關(guān)的建筑形式，對被動式建筑設(shè)計策略進(jìn)行了詳細(xì)地介紹，最后闡述了被動式建筑的發(fā)展歷程及其在我國的實(shí)際應(yīng)用?！娟P(guān)鍵詞】被動式建筑 設(shè)計策略 研究一、 幾種相關(guān)的建筑形式不同于傳統(tǒng)建筑的是，當(dāng)前的建筑形式不單單要滿足形式與功能等方面的追求，同時還要兼顧建筑自身、使用者、環(huán)境發(fā)展等方面的相互關(guān)系。在此情況下，很多建筑形式與理念得以產(chǎn)生，其中與被動式建筑相關(guān)的建筑形式主要有綠色建筑、生態(tài)建筑、節(jié)

2、能建筑等。綠色建筑指的是在整個建筑生命周期之內(nèi)，對材料、水、土地、能源等方面進(jìn)行最大程度上的節(jié)約，減少環(huán)境污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，使人們能夠享受高效、適用、健康的生存空間，提供與大自然共處的和諧性。生態(tài)建筑住的是以生態(tài)學(xué)原理為基礎(chǔ)，對群體進(jìn)行建設(shè)和管理，同時要構(gòu)建建筑及其周圍的環(huán)境體系。在管理、維護(hù)、建造、設(shè)計等方面，其基本宗旨必須是對內(nèi)外生態(tài)服務(wù)功能的強(qiáng)化。這樣才能達(dá)到人文、自然、經(jīng)濟(jì)等生態(tài)目標(biāo)，同時對文化、活化、美化、綠化、凈化等方面的要求進(jìn)行滿足。對于建筑物和其他相關(guān)因素來說，應(yīng)對其相互之間的關(guān)系進(jìn)行合理地安排和組織。還應(yīng)當(dāng)營造和建立生物氣候調(diào)節(jié)能力與室內(nèi)氣候條件，這樣，才能夠使人們的居住環(huán)

3、境滿足舒適的需求，在自然生態(tài)環(huán)境、建筑物、人之間，進(jìn)行良性循環(huán)系統(tǒng)的有效構(gòu)建。節(jié)能建筑指的是利用節(jié)能型的產(chǎn)品、器具、材料、結(jié)構(gòu)等設(shè)計和建造的建筑物類型，其中，對可再生能源進(jìn)行了全部或部分的應(yīng)用。在節(jié)能建筑中，應(yīng)當(dāng)對節(jié)能的技術(shù)方法和遵循氣候條件的設(shè)計加以滿足，細(xì)致的研究建筑物的外部空間環(huán)境、風(fēng)向、太陽輻射、間距、朝向、單體群體、規(guī)劃分區(qū)等方面的內(nèi)容。該類型的建筑物具有很多指標(biāo)，例如在平面布局和建筑規(guī)劃當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)對自然通風(fēng)有利，同時應(yīng)當(dāng)保證 35%以上的綠化率。二、被動式建筑及其設(shè)計策略被動式建筑最早是在德國產(chǎn)生的，具體指的是利用密閉結(jié)構(gòu)進(jìn)行房屋的建設(shè)，選擇保溫建筑構(gòu)件作為基本的建筑材料。此種類型

4、的建筑無需進(jìn)行傳統(tǒng)空氣系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)的安裝，在一年四季當(dāng)中，都能夠使人體保持舒適的感受，建筑能耗非常低。該建筑類型的產(chǎn)生出現(xiàn)和發(fā)展應(yīng)用，對世界建筑領(lǐng)域產(chǎn)生了極大的影響，逐漸形成了一種低能耗、舒適、健康的建筑標(biāo)準(zhǔn)和生活方式。早在 20 世紀(jì)末期，德國建筑師研究所的費(fèi)伊斯特博士對被動式建筑這一概念首次進(jìn)行了提出。在當(dāng)時的理念當(dāng)中，費(fèi)伊斯特博士認(rèn)為采取該類型的建筑形式，能夠使室內(nèi)保持冬夏均舒適的溫度條件，并且不需要安裝空調(diào)和供暖設(shè)備。在被動式建筑當(dāng)中，其核心標(biāo)準(zhǔn)主要在于保證每年 15kw·h/m2以內(nèi)的能耗，也就是保持 2226恒溫區(qū)間時，每年用于制熱和取暖所消耗的電量不能超過 15

5、76;/m2。家庭用電、生活熱水以及采暖制冷每年的一次能源消耗應(yīng)當(dāng)控制在每年 120 kw·h/m2時以下。同時其氣密性 n50 應(yīng)當(dāng)保持在 0.6/h 以內(nèi)。在被動式建筑當(dāng)中，對建筑構(gòu)件有著很高的要求。材料應(yīng)當(dāng)選用保溫、外隔熱、高性能的，窗戶應(yīng)當(dāng)選用保溫、隔熱的。還要防止出現(xiàn)熱橋，建筑外殼應(yīng)當(dāng)具備較高的氣密性能，同時需要對能夠高效回收熱量的新風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行配備。在該類型的建筑形式當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)將熱損失降低到最小。同時應(yīng)當(dāng)對太陽輻射入室進(jìn)行充分的利用，使得用于產(chǎn)生熱量所消耗的電能在每年 15kw·h/m2以下。對于這些電能，外部設(shè)備將會進(jìn)行提供和滿足。此外，被動式建筑并不會硬性規(guī)定

6、是否對可再生能源覆蓋進(jìn)行應(yīng)用。三、 被動式建筑與其他相關(guān)建筑形式的對比雖然被動式建筑通前文中提高的幾種建筑形式在本質(zhì)上都是以節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計和建筑的，但是，在這些建筑形式之間，也存在著很大的聯(lián)系和區(qū)別。其中，綠色建筑對建筑物和環(huán)境之間的關(guān)系更加注重，其最為突出的建筑設(shè)計理念是“四節(jié)一環(huán)保”，也就是節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)境保護(hù)。自從上個世紀(jì)末期，聯(lián)合國環(huán)境發(fā)展大會在巴西里約熱內(nèi)盧召開之后，我國政府對很多相關(guān)的法規(guī)、導(dǎo)則、綱要等進(jìn)行了頒布，對綠色建筑的發(fā)展和應(yīng)用起到了極大的推動作用。在生態(tài)建筑的設(shè)計當(dāng)中，則具有不同的要求，建筑物必須具備可持續(xù)發(fā)展、舒適實(shí)用、自潔自凈、節(jié)能降耗等

7、方面的性能和作用。在建筑措施方面，應(yīng)當(dāng)對生物能、風(fēng)能、太陽能等可再生資源進(jìn)行應(yīng)用，對可循環(huán)利用和生態(tài)價值較高的材料進(jìn)行選擇。同時還應(yīng)當(dāng)利用相應(yīng)的工藝和技術(shù)手段，從而達(dá)到生態(tài)建筑形式的各方面要求。該類型的建筑形式對建筑物及其周邊的環(huán)境體系進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)，同時注重良好室內(nèi)環(huán)境的營造，確保使用者能夠保有一個較為滿意的舒適度。這樣，建筑物在人類活動與生態(tài)環(huán)境之間，提供了一座良好的溝通橋梁，從而提高建筑物的人文關(guān)懷和人性化。節(jié)能建筑在我國已經(jīng)經(jīng)歷了數(shù)十年的發(fā)展和應(yīng)用，相關(guān)的法律法規(guī)和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等也逐漸趨于完善。經(jīng)過長時間的不斷實(shí)踐應(yīng)用，證明了在建筑節(jié)能方面，節(jié)能建筑所發(fā)揮出的作用十分明顯。但是相比于被動式建筑

8、，在一次能源消耗值方面，節(jié)能建筑并沒有給出強(qiáng)制性的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，沒有對節(jié)約能源進(jìn)行具體的分項(xiàng)要求。因此，在當(dāng)前建筑領(lǐng)域的發(fā)展過程中，被動式建筑在當(dāng)前建筑節(jié)能的發(fā)展趨勢下，結(jié)合其自身對于各方面的嚴(yán)格要求，能夠更好的順應(yīng)時代發(fā)展的潮流和趨勢，是一項(xiàng)十分明智的舉措和選擇。在今后的發(fā)展中，被動式建筑必將成為建筑領(lǐng)域當(dāng)中的重要理念和主要方向。四、 被動式建筑的發(fā)展歷程在 20 世紀(jì)末期，德國達(dá)姆施塔特房屋與環(huán)境研究所的沃爾夫?qū)?#183;費(fèi)伊斯特博士在于瑞典隆德大學(xué)的博·亞當(dāng)姆森教授在一次談?wù)摦?dāng)中，第一次提出了被動式房屋的概念。隨后，在德國黑森州政府的大力資助與支持下，經(jīng)過了大量的研究和試驗(yàn)，正

9、式確立了被動式建筑的建筑理念。在兩年后的 1990年，在德國中南部城市達(dá)姆施塔特市的一個城區(qū)，建立了世界上第一個被動式標(biāo)準(zhǔn)的建筑物，它是一幢三層高的普通民居建筑。一年后，該建筑經(jīng)過了節(jié)能改造，并且被投入使用。經(jīng)過監(jiān)測發(fā)展，該建筑的年終端耗能降低了78%，從過去每年160kw·h/m2的能耗，降低到當(dāng)時的每年 35kw·h/m2。而在 1996 年，在德國達(dá)姆施塔特市，正式成立了被動房屋協(xié)會，該協(xié)會的宗旨是對被動式建筑的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范和推廣。在此影響下，被動式建筑形式在德國本國得到了越來越廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。在實(shí)際應(yīng)用中，從建筑成本的方面來說，相比于傳統(tǒng)建筑形式的房屋，被動式建筑僅僅高出 6%左右。在新一代的被動式建筑設(shè)計當(dāng)中，對精巧的中央通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行了應(yīng)用。其中進(jìn)氣管和排氣管的安置位置為并排安置，在排出溫暖空氣的同時，能夠引進(jìn)來清潔的冷空氣，從而達(dá)到了超過 90%的熱交換率。五、 被動式建筑在我國的發(fā)展和應(yīng)用隨著節(jié)能減排理念的不斷發(fā)展和深化，在我國建筑領(lǐng)域當(dāng)中，對建筑物的節(jié)能要求也越來越高。近年來，隨著被動式建筑技術(shù)和工藝的不斷完善和改進(jìn)，以及我國對被動式建筑的迫切需求，在很多經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，已