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1、2015年第60卷第18期：1698~1710《中国科学》杂志社专题:可持续建筑环境论文www.scichina.comcsb.scichina.comSCIENCECHINAPRESS被动式超低能耗建筑设计基础与应用*杨柳,杨晶晶,宋冰,朱新荣西安建筑科技大学建筑学院,西安710055*联系人,E-mail:yangliu@xauat.edu.cn2015-01-16收稿,2015-02-12接受,2015-04-20网络版发表国家杰出青年科学基金(51325803)、国家自然科学基金委员会创新
2、研究群体科学基金(51221865)和国家“十二五”科技支撑计划课题(2014BAJ01B01)资助摘要人居环境的可持续发展需要同时解决建筑环境质量、建筑节能减排以及地域文化传承关键词问题,运用被动式建筑设计技术创建适宜于地域气候与资源环境的超低能耗建筑是实现人居人居环境环境可持续发展的根本途径.本文从被动式设计原理出发,提炼了实现超低能耗建筑设计的被动式设计关键技术问题,并综合运用建筑学、建筑气候学和建筑环境工学等交叉学科基本理论,通过理超低能耗建筑建筑节能论分析、实验测试、方案设计与工程示范,
3、系统建立了室内人体热舒适需求规律和室外典型气中国西部候的精细化表征方法,提出了低能耗建筑设计的气候分析技术与气候分区方法,被动式太阳可持续发展能采暖与蓄热通风降温技术的热工设计计算方法,形成了被动式超低能耗建筑设计理论体系,并在西部地区得到推广和应用,为地域建筑的可持续发展提供了理论支撑和解决途径.人居环境的可持续发展,既要在快速的城镇化能等自然能源,实现能源的节约.此方法被学界称之进程中不断提高建筑环境质量,也要节约建筑能耗为“被动式低(超低)能耗建筑设计”.和减少污染物排放,还要继承和发扬传统
4、地域建筑被动式低能耗建筑设计理论与方法是研究运用文明.然而,建立在工业文明基础之上的现代建筑体建筑设计的而非人工环境控制(主动式)的方法与技系,在满足人们对建筑空间和环境需求的同时,则须术创建室内热舒适,同时也是研究建筑与室外气候、付出高能耗、高污染以及湮灭传统地域建筑文明的室内微气候相互作用的科学.现代建筑室内热环境代价.设计遵循稳态热平衡理论,完全依赖采暖、通风、空我国虽然地域广袤,但人口众多.在此基数之上调等主动式环境控制技术来维持和调节室内热环境的能源与资源极其短缺,生态环境脆弱,经济发展
5、落在相对稳定、均匀的舒适状态,室内微气候与室外自后.在快速的城镇化进程中,简单地继承传统的建造然气候完全隔离,既耗能又不健康.由于人体需求的方式,或者单一运用现有的城市建筑设计规范及方热舒适处于常温状态,通常为18~26℃,多数地区室法,均不能有效解决建筑环境质量、建筑节能减排和外气候在大部分时间具备这种舒适条件,因此,如果建筑文化传承的综合需求问题.目前,城镇建筑要么能够采用合理的建筑设计方法如太阳能采暖、自然通“千篇一律”、“千城一面”,要么“贪大求洋”、“媚俗求风等被动式技术,充分利用这部分
6、时间的自然冷/热怪”.因此,急需针对地域气候条件和社会经济文化量,即可大幅减少建筑设备能耗,实现超低能耗甚至[1]背景,研究发展可持续的低(超低)能耗建筑设计方法零能耗建筑,这就是建筑的被动式设计原理.一般体系,以保证建筑室内环境的舒适性、地域建筑风貌将建筑能耗接近于零的建筑称为超低能耗建筑或近和传统生态经验的传承,同时尽可能利用太阳能、风零能耗建筑.引用格式:杨柳,杨晶晶,宋冰,等.被动式超低能耗建筑设计基础与应用.科学通报,2015,60:1698–1710YangL,YangJJ,SongB
7、,etal.Fundamentalresearchandpracticeofpassiveandultra-lowenergyconsumptionbuildings(inChinese).ChinSciBull,2015,60:1698–1710,doi:10.1360/N972015-00058论文被动式设计涉及2个关键问题和1个设计目标:候分析方法和工具.目前,国际上常用的建筑气候分第1个问题是,气候资源利用的可行性问题,即室外析方法主要分为两大类:一类是图形分析方法,如[2]气候在什么条件
8、下可用于室内采暖和降温?第2个问Olgyay以及由此发展的Givoni的生物气候图;另一[3]题是,建筑设计方法问题,即采用什么样的建筑技术类是以Mahoney为代表的表格分析方法.这些分析措施和怎样采用这些技术,实现对气候冷热源的利方法都是从人体热舒适的角度分析当地气候特征,然用,也就是被动式设计方法问题.需要实现的目标后给出具体的被动式技术的选择原则.由于各国气候是:尽可能缩小人体热舒适需求与室外气候的差异,背景的差异,以及中国显著的地区气候差异,有必要尽可能扩大建筑的被动式技
