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什么是被动式建筑设计

归档日期:10-20       文本归类:被动式      文章编辑:爱尚语录

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  展开全部被动式节能屋(德语:Passivhaus[1] )又可译为被动式房屋,是基于被动式设计而建造的节能建筑物。被动式房屋可以用非常小的能耗将室内调节到合适的温度,非常环保。

  被动式房屋的概念最早源于瑞典隆德大学的Bo Adamson教授和德国被动式房屋研究所[2] (Passivhaus Institut)的Wolfgang Feist博士[2] 在1988年5月的一次讨论。通过一系列的研究和德国黑森州政府的资助,被动式房屋的概念逐步确立起来。[3]

  1990年最早的一批被动式房屋在德国达姆施塔特建成。1996年(Passivhaus-Institut)在达姆施塔特成立[2] ,致力于推广和规范被动式房屋的标准。此后有越来越多的被动式房屋落成。

  2、19世纪70年代,建筑师和科学家就开始研究零能耗的房屋,把能耗降到零是十分苛刻的,尽管从理论的角度它是可行的,但是因为极高的造价和复杂的工艺,至今为止还只是停留在科研项目层面。

  低能耗建筑(供热能源需求用量 70 kWh/ma),因其优越的性能价格比,所以很快的普及开来。

  如果把被动式节能屋结合上更多的太阳能发电设备,那么也就实现了“零能耗”的房屋,因为没有谁愿意住在一个没有冰箱和电视的房子里。

  3、截止至2010年,仅在德国就有13000多座被动式节能屋投入了使用(2012年全世界有37000座),有独栋房屋、公寓、学校、办公楼、游泳馆等。特别是多层建筑,更能体现它的优势,例如位于Innsbruck的能容纳354个住户的“Lodenareal”项目,是世界上最大的被动建筑。

  4、被动房屋的基本原则就是能效。杰出的保温墙体、创新的门窗技术、高效的建筑通风、电器节能都是解决能效的基础。

  就是根据建筑物的朝向、日照、采光等天然因素,对建筑的节能作出优化的一种建筑设计,是相对于主动式的建筑节能技术而言的。

  2013-04-16展开全部传统意义上的太阳能建筑指经设计能直接利用太阳能进行采暖或空调的建筑。比较成熟的是通过太阳能的光热利用,在冬季对室内空气进行加热的太阳能采暖建筑,一般分为主动式和被动式两大类。

  随着太阳能利用科技水平的不断提高,太阳能建筑已经从太阳能采暖建筑发展到可以集成太阳能光电、太阳能热水、太阳能吸收式制冷、太阳能通风降温、可控自然采光等新技术的建筑,其技术含量更高,内涵更丰富,适用范围更广。

  生态建筑、绿色建筑、节能建筑、低能耗建筑、健康建筑以及我国的康居示范工程等等,都重视太阳能的利用。准确定义太阳能建筑很困难,但从国际和国内的研究和实践经验来看,太阳能建筑(Solar Buildings)至少应该包含以下几个层面的内涵:

  太阳能建筑的目标是尽可能的充分利用太阳能来满足建筑能耗和健康环境的需求,降低常规能源在建筑能耗中的比例;

  太阳能建筑的实施是今寿命周期的,应体现在建筑物策划、设计、建造、使用、维护以及改造等活动中;

  太阳能建筑的推广应因地制宜,针对区域气候特征、经济发达程度以及建筑使用特征等因素,采用适宜的建筑技术和太阳能技术;

  太阳能建筑的发展应基于综合的、多角度的比较,包括生态设计、建筑节能、投资平衡、复合其它可再生能源、选择配套的常规能源等;

  太阳能建筑的研究是不断发展的,不仅包括应用理论和计算方法,还应向能效评价、工程实测等多方面深入。

  显然,以太阳能提供的能源在建筑使用能耗中所占比例来定义太阳能建筑是符合社会和技术发展现状的。但目前的研究还不深入,正在开展的太阳能建筑量化指标与评价体系的研究工作显然非常必要。

  我国在太阳能建筑领域进行了长期的、积极的研究与实践。各级政府、太阳能企业、科研院所、设计单位以及开发商等不同利益团体在不同层面、不同行业、不同范围内做了大量细致的工作。其中技术最成熟、应用范围最广泛、产业化发展最兴旺的是家用太阳热水器(系统)、被动式采暖(太阳房)和被动通风技术,并已在提供能源和替代化石燃料中发挥了积极的作用,太阳能产品(系统)的生产企业、工程与系统集成企业、研究开发单位为此做出了卓越的贡献,同时也表明跨行业、跨领域的应用研究尤为迫切。

  高效利用太阳能提供住宅建筑的复合能量系统,以满足住宅的使用功能需求以及安全、便利、舒适、健康的环境需求,是发展太阳能建筑的目标。因此,太阳能建筑不仅关注光热、光伏等现代科技与住宅建筑的和谐应用,而且更加关注生态设计理念的传播和传统被动太阳能建筑理念的提升。

  全方位的被动设计理念指不采用特殊的机械设备,而是利用辐射、对流和传导使热能自然流经建筑物,并通过建筑物本身的性能控制热能流向,从而得到采暖或制冷的效果。其显著的特征是,建筑物本身作为系统的组成部件,不但反映了当地的气候特点,而且在适应自然环境的同时充分利用了自然环境的潜能,目的是全面解决建筑设计固有的问题。包括:

  最大限度地利用自然采光,降低人工照明的能耗,改善住宅室内光环境,满足生理和心理上的健康需求。

  充分利用并控制住宅的日照环境,保证居室卫生、改善居室小气候、提高舒适度。例如,采用建筑遮阳设计,以减少炎热夏季的阳光直射(对深圳地区的建筑节能模拟测试显示,建筑遮阳可减少夏季空调能耗23—32%);按照被动采暖设计,能够充分利用寒冷冬季的太阳直射和辐射能量;创造宜人的建筑光影环境,以暗合和尊重人体的生物节奏;等等。应用最多的活动外遮阳设施不但可以达到上述目标,而且还能够创造丰富的建筑肌理形象。

  提高绿化率,减少硬质地面。夏季住区环境温度升高一度,建筑制冷能耗增加10%因此,合理的规划不仅要保证住宅的合理朝向和间距,还要保证住区的绿化率和绿化均匀度,从而达到建筑遮阳、降低环境温度的目的。另外,落叶乔木的冬夏变化,住区水环境的合理设计,同样改变着建筑的外部热环境。因此,回归自然的山水园林景观容易受市场追捧。

  加强建筑的保温隔热,这是现代住宅建筑充分利用太阳能的前提条件,同时也有利于创造舒适健康的室内热环境。

  优化建筑布局,提高住区的风环境质量,达到夏季通风良好。而在冬季,住区局部最大风速不超过5m/s,建筑物前后压差不大于5Pa,减少冷风渗透。

  充分利用自然通风排除室内污浊空气,改善室内环境,保证人与自然交往的心理需求。由于住宅建筑进深较浅,一般多利用风压获得自然通风。

  全方位的被动设计方法还包括,住宅屋顶形状和材料选择、屋顶和地下室的换气构造、墙体材料和性能的控制、屋顶冷却等等。

  利用太阳能光热、光伏技术除了提供稳定的生活热水供应、制冷与采暖以及电力供应外,还应为住宅提供“值班环境”用能。如采用全自动运行的太阳能通风采暖技术,可以保证无人居住时的室内基本环境质量。当然包括风力发电、地源热泵等可再生能源的应用从更大范畴而言,也可以归纳到太阳能的应用。例如,地表浅层收集了47%的太阳能量,从而成为巨大的太阳能集热器。

  2000年的统计结果表明,尽管我国民用建筑的整体舒适度低于世界各发达国家,但我国的建筑能耗已经占到当年全社会终端能源消耗的27.8%,接近发达国家(1/3左右)的水平,采暖和空调为主的建筑能耗已占10%以上。因此,在我国《可再生能源法》的编制报告中指出,到2010年可再生能源利用量不低于全国能源消费总量5%,2020年可再生能源利用量不低于全国能源消费总量10%。

  我国具有丰富的太阳能资源,年日照时数在2200小时以上地区约占国土面积的2/3以上。对太阳能应用的预测结果为,在正常发展和生态驱动发展两种模式下,2050年我国太阳能利用在总能源供给中分别达到4.7%和10%

  显然,太阳能建筑将在调整建筑能耗结构、保障能源安全的现实需求和心理需求等方面发挥积极作用。

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