什么是被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)

【專(zhuān)家解說(shuō)】：傳統(tǒng)意義上的太陽(yáng)能建筑指經(jīng)設(shè)計(jì)能直接利用太陽(yáng)能進(jìn)行采暖或空調(diào)的建筑。比較成熟的是通過(guò)太陽(yáng)能的光熱利用，在冬季對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行加熱的太陽(yáng)能采暖建筑，一般分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩大類(lèi)。 　　隨著太陽(yáng)能利用科技水平的不斷提高，太陽(yáng)能建筑已經(jīng)從太陽(yáng)能采暖建筑發(fā)展到可以集成太陽(yáng)能光電、太陽(yáng)能熱水、太陽(yáng)能吸收式制冷、太陽(yáng)能通風(fēng)降溫、可控自然采光等新技術(shù)的建筑，其技術(shù)含量更高，內(nèi)涵更豐富，適用范圍更廣。 　　生態(tài)建筑、綠色建筑、節(jié)能建筑、低能耗建筑、健康建筑以及我國(guó)的康居示范工程等等，都重視太陽(yáng)能的利用。準(zhǔn)確定義太陽(yáng)能建筑很困難，但從國(guó)際和國(guó)內(nèi)的研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，太陽(yáng)能建筑(Solar Buildings)至少應(yīng)該包含以下幾個(gè)層面的內(nèi)涵： 　　太陽(yáng)能建筑的目標(biāo)是盡可能的充分利用太陽(yáng)能來(lái)滿(mǎn)足建筑能耗和健康環(huán)境的需求，降低常規(guī)能源在建筑能耗中的比例； 　　太陽(yáng)能建筑的實(shí)施是今壽命周期的，應(yīng)體現(xiàn)在建筑物策劃、設(shè)計(jì)、建造、使用、維護(hù)以及改造等活動(dòng)中； 　　太陽(yáng)能建筑的推廣應(yīng)因地制宜，針對(duì)區(qū)域氣候特征、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度以及建筑使用特征等因素，采用適宜的建筑技術(shù)和太陽(yáng)能技術(shù)； 　　太陽(yáng)能建筑的發(fā)展應(yīng)基于綜合的、多角度的比較，包括生態(tài)設(shè)計(jì)、建筑節(jié)能、投資平衡、復(fù)合其它可再生能源、選擇配套的常規(guī)能源等； 　　太陽(yáng)能建筑的研究是不斷發(fā)展的，不僅包括應(yīng)用理論和計(jì)算方法，還應(yīng)向能效評(píng)價(jià)、工程實(shí)測(cè)等多方面深入。 　　顯然，以太陽(yáng)能提供的能源在建筑使用能耗中所占比例來(lái)定義太陽(yáng)能建筑是符合社會(huì)和技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的。但目前的研究還不深入，正在開(kāi)展的太陽(yáng)能建筑量化指標(biāo)與評(píng)價(jià)體系的研究工作顯然非常必要。 　　我國(guó)在太陽(yáng)能建筑領(lǐng)域進(jìn)行了長(zhǎng)期的、積極的研究與實(shí)踐。各級(jí)政府、太陽(yáng)能企業(yè)、科研院所、設(shè)計(jì)單位以及開(kāi)發(fā)商等不同利益團(tuán)體在不同層面、不同行業(yè)、不同范圍內(nèi)做了大量細(xì)致的工作。其中技術(shù)最成熟、應(yīng)用范圍最廣泛、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最興旺的是家用太陽(yáng)熱水器(系統(tǒng))、被動(dòng)式采暖(太陽(yáng)房)和被動(dòng)通風(fēng)技術(shù)，并已在提供能源和替代化石燃料中發(fā)揮了積極的作用，太陽(yáng)能產(chǎn)品(系統(tǒng))的生產(chǎn)企業(yè)、工程與系統(tǒng)集成企業(yè)、研究開(kāi)發(fā)單位為此做出了卓越的貢獻(xiàn)，同時(shí)也表明跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的應(yīng)用研究尤為迫切。   2、太陽(yáng)能建筑的理念 　　高效利用太陽(yáng)能提供住宅建筑的復(fù)合能量系統(tǒng)，以滿(mǎn)足住宅的使用功能需求以及安全、便利、舒適、健康的環(huán)境需求，是發(fā)展太陽(yáng)能建筑的目標(biāo)。因此，太陽(yáng)能建筑不僅關(guān)注光熱、光伏等現(xiàn)代科技與住宅建筑的和諧應(yīng)用，而且更加關(guān)注生態(tài)設(shè)計(jì)理念的傳播和傳統(tǒng)被動(dòng)太陽(yáng)能建筑理念的提升。 　　全方位的被動(dòng)設(shè)計(jì)理念指不采用特殊的機(jī)械設(shè)備，而是利用輻射、對(duì)流和傳導(dǎo)使熱能自然流經(jīng)建筑物，并通過(guò)建筑物本身的性能控制熱能流向，從而得到采暖或制冷的效果。其顯著的特征是，建筑物本身作為系統(tǒng)的組成部件，不但反映了當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)，而且在適應(yīng)自然環(huán)境的同時(shí)充分利用了自然環(huán)境的潛能，目的是全面解決建筑設(shè)計(jì)固有的問(wèn)題。包括： 　　最大限度地利用自然采光，降低人工照明的能耗，改善住宅室內(nèi)光環(huán)境，滿(mǎn)足生理和心理上的健康需求。 　　充分利用并控制住宅的日照環(huán)境，保證居室衛(wèi)生、改善居室小氣候、提高舒適度。例如，采用建筑遮陽(yáng)設(shè)計(jì)，以減少炎熱夏季的陽(yáng)光直射(對(duì)深圳地區(qū)的建筑節(jié)能模擬測(cè)試顯示，建筑遮陽(yáng)可減少夏季空調(diào)能耗23—32％）；按照被動(dòng)采暖設(shè)計(jì)，能夠充分利用寒冷冬季的太陽(yáng)直射和輻射能量；創(chuàng)造宜人的建筑光影環(huán)境，以暗合和尊重人體的生物節(jié)奏；等等。應(yīng)用最多的活動(dòng)外遮陽(yáng)設(shè)施不但可以達(dá)到上述目標(biāo)，而且還能夠創(chuàng)造豐富的建筑肌理形象。 　　提高綠化率，減少硬質(zhì)地面。夏季住區(qū)環(huán)境溫度升高一度，建筑制冷能耗增加10％因此，合理的規(guī)劃不僅要保證住宅的合理朝向和間距，還要保證住區(qū)的綠化率和綠化均勻度，從而達(dá)到建筑遮陽(yáng)、降低環(huán)境溫度的目的。另外，落葉喬木的冬夏變化，住區(qū)水環(huán)境的合理設(shè)計(jì)，同樣改變著建筑的外部熱環(huán)境。因此，回歸自然的山水園林景觀容易受市場(chǎng)追捧。 　　加強(qiáng)建筑的保溫隔熱，這是現(xiàn)代住宅建筑充分利用太陽(yáng)能的前提條件，同時(shí)也有利于創(chuàng)造舒適健康的室內(nèi)熱環(huán)境。 　　優(yōu)化建筑布局，提高住區(qū)的風(fēng)環(huán)境質(zhì)量，達(dá)到夏季通風(fēng)良好。而在冬季，住區(qū)局部最大風(fēng)速不超過(guò)5m／s，建筑物前后壓差不大于5Pa，減少冷風(fēng)滲透。 　　充分利用自然通風(fēng)排除室內(nèi)污濁空氣，改善室內(nèi)環(huán)境，保證人與自然交往的心理需求。由于住宅建筑進(jìn)深較淺，一般多利用風(fēng)壓獲得自然通風(fēng)。 　　全方位的被動(dòng)設(shè)計(jì)方法還包括，住宅屋頂形狀和材料選擇、屋頂和地下室的換氣構(gòu)造、墻體材料和性能的控制、屋頂冷卻等等。 　　利用太陽(yáng)能光熱、光伏技術(shù)除了提供穩(wěn)定的生活熱水供應(yīng)、制冷與采暖以及電力供應(yīng)外，還應(yīng)為住宅提供“值班環(huán)境”用能。如采用全自動(dòng)運(yùn)行的太陽(yáng)能通風(fēng)采暖技術(shù)，可以保證無(wú)人居住時(shí)的室內(nèi)基本環(huán)境質(zhì)量。當(dāng)然包括風(fēng)力發(fā)電、地源熱泵等可再生能源的應(yīng)用從更大范疇而言，也可以歸納到太陽(yáng)能的應(yīng)用。例如，地表淺層收集了47％的太陽(yáng)能量，從而成為巨大的太陽(yáng)能集熱器。   3、太陽(yáng)能建筑在節(jié)能省地型住宅建設(shè)中的重要作用 　　3．1是調(diào)整住宅建筑能耗結(jié)構(gòu)、保障能源安全的現(xiàn)實(shí)需求 　　2000年的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，盡管我國(guó)民用建筑的整體舒適度低于世界各發(fā)達(dá)國(guó)家，但我國(guó)的建筑能耗已經(jīng)占到當(dāng)年全社會(huì)終端能源消耗的27．8％，接近發(fā)達(dá)國(guó)家(1／3左右)的水平，采暖和空調(diào)為主的建筑能耗已占10％以上。因此，在我國(guó)《可再生能源法》的編制報(bào)告中指出，到2010年可再生能源利用量不低于全國(guó)能源消費(fèi)總量5％，2020年可再生能源利用量不低于全國(guó)能源消費(fèi)總量10%。 　　我國(guó)具有豐富的太陽(yáng)能資源，年日照時(shí)數(shù)在2200小時(shí)以上地區(qū)約占國(guó)土面積的2／3以上。對(duì)太陽(yáng)能應(yīng)用的預(yù)測(cè)結(jié)果為，在正常發(fā)展和生態(tài)驅(qū)動(dòng)發(fā)展兩種模式下，2050年我國(guó)太陽(yáng)能利用在總能源供給中分別達(dá)到4．7%和10% 　　顯然，太陽(yáng)能建筑將在調(diào)整建筑能耗結(jié)構(gòu)、保障能源安全的現(xiàn)實(shí)需求和心理需求等方面發(fā)揮積極作用。 　　3．2將大大降低溫室氣體排放和大氣環(huán)境保護(hù)方面的壓力 　　有關(guān)資料顯示，世界各國(guó)建筑能耗中排放的C02約占全球排放總量的l／3。 其中，住宅約占2／3。 　　事實(shí)上，我國(guó)目前約90％的二氧化硫和氮氧化物排放來(lái)自化石能源的生產(chǎn)和消費(fèi)。大氣污染物造成的酸雨、呼吸道疾病等已經(jīng)嚴(yán)重威脅經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人體健康。對(duì)我國(guó)未來(lái)C02減排的潛力估計(jì)是，到2010年以后，太陽(yáng)能利用對(duì)減排開(kāi)始有較明顯作用，2020年以后開(kāi)始有較顯著作用。