建築界中提到的被動式設計(Passive Design)是指什麼 ?


———圖片不多,都闊以進來,不要怕———
1·本文是根據以前所學知識簡單歸納一下,希望能對完全不知被動式建築設計的人普及一下基礎知識。這樣以後在研讀這方面文章時,能做到一氣呵成,大概看懂。
2·也望能拋磚引玉,在此方面有研究者能不吝賜教,多說一些更深探討。
3·看到有人對passive design翻譯成「被動式」不滿,作為一直浸淫在「被動式建築」這一說法的我來說,好像從來沒考慮過這個問題,我覺得翻譯挺直觀的,就是被動的利用。於是就去找了一下答案。雖然passive house的起源是中國等古國,但是概念的提出與發展確是在德國(passivehaus),國內叫「被動式住宅」,台灣為「被動式節能屋」,日本為「無暖房住宅」。如果有人想更深的了解「被動式建築」的,我會在最後貼上passipedia的鏈接給大家,裡面說的十分詳細和前沿。

————前文—————

被動式建築設計就是通過建築設計的本身,而非利用機械設備等,達到減少用於建築照明、採暖及空調的能耗。
設計的方法有建築朝向,建築保溫,建築體形,建築遮陽,最佳窗牆比,自然通風等等。
現在節能建築的大力倡導,使得被動式設計不斷被提及,而研究最多的就是被動式太陽能建築。

———正文———

所謂被動式節能設計,就是通過建築物本身來收集、儲蓄能量(而非利用耗能的機械設備)使得與周圍環境形成自循環的系統。這樣能夠充分利用自然資源,達到節約能源的作用。

被動式建築設計主要靠場地規劃與建築單體設計兩個方面。

一、場地

這個從老祖宗開始就已經不自覺的運用了,比如說坐北朝南啊,背山臨水啊,都是利用自然環境達到夏季降溫冬季採暖的效果。(中國大部分地區夏季東南風,冬季西北風,當然,地域性的差別導致場地規劃的不同,不能一概而論。)還有場地中的水體所形成的小氣候及綠色植物等。

二、建築單體

單體的設計主要是從保溫、體形係數、遮陽和自然通風幾方面,說來就話長了,那我只能長話短說。

保溫很容易理解吧,建築的圍護結構採用傳熱係數低的材料,夏天呢,外面的熱進來難,冬天呢,屋裡的暖出去難。具體請出門研究建築節能與保溫材料。

體形係數是指「建築物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值。」體積一定了,外表面積越小,耗能越小(不能一概而論啊!只是個參考指標啊!)

遮陽,顧名思義,就是遮陽嘛!百葉造不造!西面不開窗怕西晒造不造!

自然通風,想想你家住在十幾樓的時候,夏天晚上睡覺的時候把南北的窗戶都打開,是不是不用開空調都會冷的節奏!(反正我被冷醒過。)

然後將這一切都結合在一起,哇!就節能了呢!

其實被動式建築設計與一般的建築設計並沒有絕對的界限,只不過是節約效益存在高低而已。接下來說說好厲害的被動式太陽能建築設計。

被動式太陽能建築又叫「無源太陽房」,是一種讓陽光射入室內,不需要附加採暖或致涼設備,不消耗常規能源,對自然提供的能量加以應用的完整的建築節能體系。利用最新科技,全面考慮利用太陽能保存與釋放並達到夏季致涼的目的要求。

簡而言之:住在這個房子里,有了免費的太陽,你家電費省好多哦~

一、直接受益式系統

顧名思義,這是利用太陽能最普遍最直接的方法,讓太陽直接透過窗戶照射進來,達到提高室溫目的,簡單粗暴!

(貯熱體是房間溫度穩定的保證,要求能貯存大量熱量,有較高熱值,為保證效果,其近室內側必須有良好的保溫措施。貯熱體越多越好,位置宜均勻,效率宜高。)

二、對流環路式系統

說之前我們聊聊空氣對流循環運動。空氣在受熱不均時,受熱的空氣會膨脹上升,受冷的空氣會下沉,同一高度的空氣再發生水平運動,於是就形成了空氣對流。知道這個接下來就好理解了。

建築在外部設置2層壁面,之間形成封閉的空氣層,並將各部位的空氣層相連形成循環。在太陽輻射的熱力作用下,就會產生空氣對流,提高了室內溫度。

需要注意的是:

1集熱面(圖中為玻璃面)的垂直高度要大於1.8米來獲得良好的對流效果,並且空氣層寬度取100~200mm。

2夏季要將對流環路系統關閉,這時靜止的空氣層是很好的隔熱體系。

三、蓄熱牆式系統

這是綜合前兩種系統的得熱方式,主要是外側的玻璃,空氣間層和內層的貯熱體。在貯熱體上開設有一定高差的風門來調節熱空氣流量,從而控制室內溫度環境。這種方式造價低,效果好,被廣泛應用。

上面為常見的方式之一,還有就是水牆,熱容性好,溫度分布均勻,就是比較複雜,造價高。

我們來分析一下這種系統的冬夏運用。

冬天,白天的時候將風口都打開,在太陽的熱作用下形成空氣熱循環運動,提高室內溫度,夜晚關閉風口,貯熱體釋放熱量,室內形成內部空氣對流。被關閉的空氣層起保溫作用。

夏季,關閉上風口,打開建筑北牆窗口,涼爽的空氣進入,在熱循環運動的作用下,加快室內通風並降低室內溫度。

四、附加日光間系統

這是一種特殊的直接受益方式,在建築南向的陽台啊廊子啊門廳啊增加一個透明玻璃封閉空間,在其中設置一定的貯熱體。為了考慮夏季的通風致涼,玻璃面要考慮能全部打開。

———總結———

現在節能講的這麼凶,被動式太陽能設計也被研究的透啊透,但是無論如何,也不可能完全的做到「無源」,真正的舒適的設計應該是主動式與被動式相結合,節能的各種技術與建築的區域功能等個性相結合,從而取得一個最佳臨界點。

附上passipedia的鏈接:Passipedia - The Passive House Resource [ ]

(手機碼字好辛苦,可能會有錯別字,但是大概不影響閱讀。還有,收藏的時候不能順手點個贊嘛!)


就是通過建築工種而非設備工種實現節能。


曾經在飯桌上遇到個傻B房產商,大談要轉型做被動式住宅。知道我是建築師後,就問我,被動式住宅會做么?我就冷冷的告訴他,你說的是不是被動式節能技術在住宅中的應用啊。他就傻了。估計打生下來就沒聽過有人這麼和他說話。中國人啊,就喜歡亂翻譯國外的東西,以訛傳訛,到時候,別說國人看不懂,外國人也看不懂。


設計是為了滿足某種需求,被動式設計就是讓建築本身成為滿足需求的必要條件,而不需要藉助,添加其他東西。
比如,建築對太陽能的利用,主動式就是利用集熱器,泵這些部件收集太陽能。而被動式就是設計過程中,建築本身被設計成南向開窗大等等形式以求更好的利用太陽能。


謝謝邀請,不做這方面研究,不是很清楚。可能知網會有研究這方面的論文。


@汪小小Ivy passiv design 講對了, 但頭和尾都提了 passivhaus,但你中間部分 只講了passiv design, 我怕網友們會誤解 passivhaus 和 passiv house 之間的關係。

Passivhaus 是帶有主動技術的, 並且是一定會依賴主動技術的。特別是MVHR (mechanical ventilation heat recovery), 這是和保溫一樣是影響energy efficiency的。 同樣,為了預熱進入室內的空氣,會用air heat pump 或 ground heat pump主動技術。再達到energy efficiency 的基礎上,我們還會提renewable energy。

很多人誤解了passivhaus ,認為只有被動技術,更有人,隨之而來的是會有覺得運用主動技術的都是『假節能』。

當然還要中文翻譯的』零碳建築『,估計沒細研究過的都有一定誤解。

當然還有』可持續建築』 (英國提法)『綠色建築』(美國提法)

其實國外人提passivhaus概念的時候就認為了『 energy efficiency is first renewable" 。你列舉的passiv design 和 我說這些主動技術都是 影響energy efficiency的東西。

最後補一句,上述的這些新概念『 零碳建築』 『 可持續建築』『 passivhaus" 不是完完全全相同的。

----------------------------補一些截圖 與 文獻-------------------------------------------------------------------

』The core focus of the Passivhaus Standard is to dramatically reduce the requirement for space heating and cooling, whilst also creating excellent indoor comfort levels.『 -BRE, Passivhaus primer: Introduction An aid to understanding the key principles of the Passivhaus Standard , available at: The Passivhaus Standard [22 June 2017 accessed].


passipedia中的圖示也可以看出,紅框標出部分,屋頂的是太陽能(renewable energy), 地下的是MVHR+ Ground heat pump


被動式建築正確的英文名為passive house由奧地利的菲斯特教授發明提出,被動式建築由德國達姆斯塔特被動式研究所認證。
最大特點是與大多新建建築傳統標準相比,供暖製冷能耗減少85%,

具體標準是供暖熱能耗小於每年每平米15千瓦時
氣密性小於0.6每小時
熱負荷,也就是每平米採暖消耗的熱量,小於10瓦每平米。
一次能源小於120千瓦時每平米每年
新風機組熱回收效率大於75%

其工作原理為加強保溫,使用優質的門和窗,無熱橋,氣密性小於0.6,帶有熱能回收的機械通風系統,熱回收效率大於75%。

德國能源署和中國住建部的科技司合作也在做被動式建築,他們的認證叫dena
但是最正宗的被動式建築認證機構還是發明者達姆斯塔特被動式建築研究所的菲斯特教授。


我是做綠色建築的,寫得很好,文字通俗易懂,圖片幽默風趣,最後總結很到位,這個技術還得結合某些設備,才能達到一定的舒適,比如:濕度調節,過濾,降霾等。


電工程學中 active 指有源,passive 指無源。這裡看來也是無源之意。被動式,講語法啊?


mark、


論文寫過相關內容,被動式可以投資小,回報高,起到很好的節能效果


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