被动式建筑的应用

1 引言

被动式超低能耗绿色建筑已成为解决能源短缺问题、实现节能减排和绿色发展目标的新型建筑形式。而阿坝州地区的建筑运用被动式建筑设计，是对于当地一些环境条件，气候条件，经济条件不好地区，相比于传统建筑，在极大限度结合自然环境设计的同时，更经济，更低耗能的设计方法。

2 场地气候分析

本次设计基地选址于四川省阿坝藏族羌族自治州汶川县映秀镇，紧邻国道 317 线，所在位置属于汶川地震重灾区，存在严重的地质灾害隐患，且县城及周边地区海拔较高，具有冬冷夏热的特点。

3 游客中心的被动式设计及不足

3.1 建筑形态

羌族村寨建筑空间模式大数以“院”为主。以火塘为住屋的中心。羌族境内，尤其高寒山区，冷湿季节较长，火塘终年火不熄，称“万年火”，亦成主室内活动中心 。羌族几千年遵循火塘与角角神位的紧凑轴线关系，以火塘角对角角神正中。而在本次方案设计中，并未采用“院”的建筑型制，而采用单体整体建筑，使建筑更加“有机”。游客中心功能较多，单体建筑室内空间可以灵活分割，以满足各种不同功能的要求；并易于和环境融为一体，室内外空间可相互流通渗透。

建筑物的平面轮廓和结构布置都十分简洁明确，只需观察柱网布置，就可大体知道建筑室内空间以及其上部结构的基本情况，这给设计和施工也带来了方便。

单体建筑相比于院制，能将暴露在外界气候的面积尽可能控制到最少， 减少外围护墙面积，这无论对于减少冬季失热还是减少夏季得热都是有利的。

3.2 通风

建筑的自然通风是由来自室外风速形成的“压差” 和建筑表面的洞口间位置及温度造成的“温差”形成的室内外空气流动。在设计方案中，通风主要通过开窗实现。但两侧开窗跨度有 15000mm ，且当地环境因素不稳定，利用风压实现良好通风有一定困难。对于通风改进的策略：

（1）建筑长边或凹口部分朝向夏季主导风向，有增加风压形成自然通风效果。过去山墙、背面尽量不开窗，尽量减少散热面积，如今可以适度开设小洞口，设置可以开闭的风道系统，而在南向开设大洞口，通过特朗伯墙和太阳房，解决建筑得热，使得建筑冬季可以封闭，夏季可以透风，既提高节能效率，又改善室内空气环境。

（2）羌族建筑中可以通过罩楼形成的冲出屋面的突兀空间，起到了拔风效应，碉楼的筒状空间也能起到拔风效果，有些传统还专门做风塔、风帽的形式带动自然通风。现代羌族民居，可以利用楼梯间的竖向高耸构件，形成烟囱效应，带动室内的通风换气。

（3）灵活布置双层玻璃幕墙、特隆布墙、导风板、屋顶通风层等构造方式，在组织建筑空间时充分利用热压和风压原理形成自然通风。

尽可能采用低成本，少能耗，零污染的方式实现室内的自然通风。

3.3 墙体

设计方案中，墙体采用当地传统砌筑方式，就地取材。 羌族地区山地多，平原少，且交通不便，建筑材料供应困难。当地石材不但坚硬、而且形状块材大小便于施工，可以作为建筑材料使用。传统民居就是采用这种石材，羌族地区的黄土，大多属于粉质性粘土，脱水后呈现粉末状，其中含砂比例较高，常和水混合成传统的石材粘结材料或者直接作为夯土墙材料，并在墙体中拌稻草，油酥，增加生土的粘合力。有效改善生土墙体的物理性能，增强其防渗漏、坚固耐久的性能。夯土或者黄土砌筑的石墙，具有可再生和可降解性，外墙的传热量和热损失较小，利用较少辅助热源即可达到相对热舒适状态；同时当室内空气湿度较大时，生土墙体会吸收部分潮气，当室内较干燥时，生土墙体会将其内部蓄存的水分向室内散发，具有成为可呼吸的墙体，使得室内常年处于一个比较恒定的湿度范围。

同时在采用传统砌筑方式的同时，为了解决外墙防渗和环保的问题，砌筑时加入一定量的石灰、竹筋、矿棉、水泥，形成具有良好塑性的抹灰材料，减少化学涂料和外墙漆的用量。

3.4 平面布局

建筑内部空间组织多以对热舒适的不同需要而合理分区，对于人们使用和停留时间长，活动频繁，舒适度要求较高的主要房间，从尽可能多获取太阳辐射的要求出发将其布置在朝阳面——正南、东南或西南，开设稍大面积的玻璃窗。而人们停留时间短，使用要求较低的房间和空间，如卫生间、楼梯间等，可布置在北侧或东、西侧。而在方案中，存在以下不足：

接待大厅作为游客中心的核心功能，处于东南面，处于朝阳面，且大面积开窗，可尽可能获取太阳辐射。但同时对于卫生间等人们停留时间短，使用要求较低的房间空间，也处于朝阳面；而医务室，小卖部，办公室等长时间有人的空间，却处于北侧或东，西侧。包括餐厅后厨的位置也布置不合理。当时考虑到西北面的景观较好，缺忽略了采光问题。

4 总结

被动式超低能耗建筑是实现零耗能建筑的必经之路，是建筑发展的必然趋势。在进行建筑设计时，不仅要考虑到建筑的实用性、外观与安全，也要考虑到建筑的节能效果，通过对建筑气密性、围护结构、新风系统等被动房关键技术的研究，以减少煤炭等一次性能源的消耗，提高可再生能源使用的占比，缓解日益严峻的城市自然生态问题。同时应加强技术规范，以被动式超低能耗关键技术为指导，充分考虑地区环境因素和气候特征，建立起符合当地的被动式超能耗标准体系。羌人谷游客中心是对被动式技术的初次运用，对被动式技术的了解不够，方案中仍有很多不足和调整空间，但通过此次反思，发现了不足，从而可以更好的对被动式建筑有更深入的了解。

参考文献：

1.中国建筑科学研究院． 中国建筑节能标准回顾与展望 ［M］． 北京：中国建筑工业出版社，2017

2.张时聪． 超低能耗建筑节能潜力及技术路径研究［D］． 哈尔滨： 哈尔滨工业大学，2016