文|屏風濁影深
編輯|屏風濁影深
随着全球能源消耗的不斷增加和環境問題的日益嚴峻，節能建築作為一種有效的解決方案逐漸引起了廣泛的關注。建築業是能源消耗和二氧化碳排放的主要來源之一，是以，在建築領域實施節能措施對于實作全球可持續發展目标至關重要。
傳統建築設計往往以追求建築外觀和功能為主，忽視了對能源的高度依賴和浪費。這導緻了大量的不合理能源消耗，增加了能源供應的壓力，并加劇了氣候變化等環境問題。是以，為了減少建築的能源消耗和環境負擔，開發和采用節能建築設計政策變得至關重要。
被動式設計政策是一種以自然能源為基礎，最大限度地利用環境條件來提高建築能效的方法。與傳統的主動式節能政策（如使用能耗裝置、太陽能光伏等）相比，被動式設計政策更注重優化建築本身的形态、材料和結構，進而減少能源消耗并改善室内環境品質。
被動式設計是指通過優化建築的形态、結構、材料和布局，最大程度地利用自然資源和環境條件，實作節能和提高室内舒适度的設計方法。與傳統的依賴主動裝置和系統的節能措施不同，被動式設計利用自然能源的供給和調節，将建築與自然環境有機地結合，降低能源消耗，減少對環境的影響。
太陽能的應用：被動式設計利用太陽能進行采暖和采光，最大限度地利用太陽輻射能量，減少對人工采光和加熱系統的需求。這包括優化建築朝向，增加南向窗戶面積，以及合理設定遮陽裝置和光學元件等。
自然通風：通過合理布局建築、設定通風口和自然排煙系統，利用自然風力實作室内外空氣的交換，降低機械通風系統的使用頻率，達到節能的目的。
高效隔熱材料：采用高效隔熱材料，減少建築外牆、屋頂和地闆等部位的傳熱，阻斷熱量在建築中的傳遞，保持室内外溫度差異，降低采暖和冷卻負荷。
熱橋設計：通過合理的建築結構和連接配接方式，減少熱橋的産生，避免能量的不必要損失。
自然采光：通過設計合理的采光視窗和天窗，充分利用自然光，減少人工照明的使用，降低能耗。
被動式設計與主動式設計在節能政策上有着顯著的差別：
能源供給方式：被動式設計依賴自然能源的供給，如太陽能和自然風力等，而主動式設計則需要消耗能源來驅動機械裝置，如空調、采暖系統和人工照明等。
能源消耗方式：被動式設計通過優化建築本身的形态和材料來降低能源消耗，而主動式設計則依賴能源裝置和系統，其能效受到裝置運作效率的限制。
維護成本：被動式設計通常具有較低的維護成本，因為其依賴自然資源，而主動式設計需要定期的維護和能源支出。
環境影響：被動式設計對環境影響較小，減少了能源消耗和溫室氣體排放，有利于環境保護和可持續發展。
被動式設計政策在節能建築中有廣泛的應用，它們的整合可以實作更加高效的節能效果。在建築設計的不同階段，采用以下被動式設計政策可以達到節能的目标：
建築朝向和布局優化：合理确定建築的朝向和布局，使得建築在不同季節能夠最大限度地獲得太陽輻射和自然通風，降低冬季采暖和夏季冷卻負荷。
太陽能利用：增加南向窗戶面積，設定遮陽裝置，利用太陽能進行室内采光和空間加熱，減少對人工照明和加熱裝置的需求。
高效隔熱材料運用：選擇高效隔熱材料，包括牆體、屋頂和地闆等部位的隔熱處理，減少建築内外熱量的傳遞，降低能耗。
熱橋設計：通過合理的結構設計和材料選擇，避免熱橋的産生，減少能量損失。
自然通風與自然采光：設定通風視窗和天窗，利用自然風力進行室内通風，合理利用自然光，減少人工照明的使用。
綜合能源效率：通過整合多種被動式設計政策，使其互相協調，實作節能效果的最大化。
綜合利用這些被動式設計政策，可以大幅度地降低建築能耗，提升室内環境的舒适度，推動節能建築向着更加可持續和環保的方向發展。
Passivhaus（被動房）是一種源自德國的節能建築标準，它強調通過高度優化建築外觀、結構和裝置，最大限度地減少能源消耗，實作高效的室内舒适度。Passivhaus标準由瑞士實體學家Wolfgang Feist和瑞士建築師Bo Adamson于1990年代初提出，并在德國陸續進行實踐和推廣。
該标準的核心目标是創造一個具有極低能源需求的建築，使其幾乎完全可以通過被動手段來滿足采暖、冷卻和通風等需求。Passivhaus建築的能源需求較傳統建築降低了80%以上，同時確定室内溫度穩定，并提供優質的室内空氣品質。
優化建築外觀和朝向：建築的朝向和形态應根據當地氣候條件和太陽路徑進行優化。最大限度地利用南向窗戶，使得冬季可以充分接收太陽輻射，提供免費的室内采暖。同時，适當的遮陽裝置可以減少夏季的過度熱量輸入。
高效隔熱：采用高性能隔熱材料，確定建築外牆、屋頂和地闆等部位具有優異的隔熱性能，減少熱量的傳遞和能量的損失。
嚴密的建築外殼：保證建築外殼的嚴密性，減少熱橋的産生，避免室内外氣流的洩漏，提高建築的保溫性能。
高性能窗戶：采用三層或更多層的高性能窗戶，包括低輻射塗層、中空玻璃等技術，降低窗戶部位的熱損失，提高室内外隔熱效果。
3.2.5 熱回收通風系統：采用高效的熱回收通風系統，通過在室内外空氣交換時回收熱能，減少新鮮空氣的采暖或冷卻需求，提高室内空氣品質。
極低能耗照明系統：采用高效節能的照明裝置，如LED燈，結合合理的自然采光設計，降低室内照明的能耗。
許多國家和地區已經成功實施了Passivhaus标準的設計和建造，取得了顯著的節能效果和室内舒适度提升。以下是一些典型的Passivhaus設計案例：
該住宅小區是德國第一個Passivhaus住宅小區，由約80棟被動房組成。這些建築采用高性能隔熱材料、三層高效窗戶和熱回收通風系統，幾乎不需要傳統采暖系統，僅通過人體和家電的熱量就能滿足冬季的采暖需求。
該辦公樓通過優化建築朝向和采用高效隔熱材料，實作了極低的能源消耗。同時，利用熱回收通風系統，室内空氣品質得到有效保障。建築師還利用可再生能源，如太陽能光伏和地熱能，進一步降低了能源消耗。
Passivhaus設計标準可以在不依賴傳統能源系統的情況下，實作節能、環保和舒适度的統一。然而，要實作Passivhaus标準，需要對建築形态、材料和系統進行全面綜合的規劃和設計，同時需要對施工和營運過程進行嚴格的品質控制，確定建築能夠真正達到設計要求的節能效果。
日照分析在節能建築設計中起着至關重要的作用。充分利用自然光的優勢，可以顯著降低室内人工照明的使用，進而減少能源消耗。此外，良好的日照設計還可以改善室内環境舒适度和居住者的生活品質。
日照分析的目标是評估建築在不同時間段内的太陽輻射接收情況，特别是在冬季采暖季節，通過合理的日照設計，使建築能夠最大程度地吸收太陽能，實作室内溫暖和明亮的環境。
太陽路徑圖：繪制太陽在不同季節和不同時刻的路徑圖，以便确定建築的朝向和窗戶位置，進而最大限度地接收太陽輻射。
陽光照度分析：通過測量不同位置的陽光照度，分析建築的日照情況，确定哪些區域需要增加或減少自然光的利用。
太陽能收集分析：通過計算建築外牆、屋頂和窗戶等部位的太陽能收集量，評估建築的 passivhaus 能源效率。
光線模拟技術：借助計算機輔助設計軟體，模拟不同時間下的日照情況，幫助設計師做出更加科學的日照決策。
日照分析在節能建築設計中具有廣泛的應用，以下是其主要應用場景：
建築朝向和窗戶布局：通過日照分析，确定建築的朝向和窗戶布局，使得建築在冬季可以最大程度地接收太陽輻射，實作充足的自然采光和室内采暖。
遮陽設計：根據太陽路徑和建築的朝向，合理設定遮陽裝置，如百葉窗、遮陽闆等，減少夏季的過度熱量輸入，防止過度的日曬。
采光設計：通過日照分析确定建築内部不同區域的日照狀況，合理設定采光窗戶和天窗，保證室内的自然光線充足，減少人工照明的使用。
室内布局優化：結合日照分析結果，合理規劃室内布局，将常用的活動區域安排在光照充足的位置，提高室内的舒适度和室内環境的品質。
passivhaus能源設計：日照分析可以為 passivhaus 建築的能源設計提供重要的依據，幫助評估建築的能源需求和預測室内溫度變化。
通過充分利用日照分析的結果，建築設計師可以做出科學的決策，優化建築的形态和朝向，最大限度地利用自然光和太陽能，實作節能和提升室内舒适度的雙重目标。在日照分析的指導下，節能建築可以更好地适應當地氣候條件，為居住者創造更加舒适、健康和環保的居住環境。
熱橋是指建築中斷熱層的區域，其導熱性能明顯高于周圍建築構件，導緻在該區域熱量的快速傳遞和能量的損失。熱橋的存在會導緻建築能耗的增加，室内表面溫度不均勻，易出現結露問題，甚至引發室内潮濕、黴菌生長等不利影響。
熱橋通常發生在牆體與樓闆的交接、窗戶架構周圍、牆體與地面的連接配接等位置。傳統建築中常見的混凝土、鋼結構和金屬構件都容易形成熱橋。是以，在節能建築設計中，熱橋的防治是非常重要的一環。
連續性：建築外牆、屋頂和地闆的保溫層應設計成連續的，避免斷裂和中斷，確定整個建築的熱阻性能均勻。
絕緣：在熱橋形成的位置，使用絕緣材料進行處理，減少熱量的傳導和能量的損失。