一文秒懂被动式加热、制冷和通风

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以低成本为建筑提供能源的第一步是降低维持建筑舒适性所需的能量。要维持适当的室内温度、湿度和空气质量，通常占建筑能耗的30%以上，但是你能够以被动方式实现该目标，无需购买任何能源。

被动式设计意味着利用室外天气情况，而非抵御它们。

例如，经过设计的建筑朝向、悬挑和其它特征，能够分别在寒冷和炎热时段，捕获和避免太阳的热量。

没有“万能”的被动式设计策略，但了解一些基本原则，并以跨领域设计团队的形式进行协作，却有极大的益处。

首先，你需要了解施工地址的气候，以及热能如何通过传导、辐射和对流，进行传输，传导是指热能通过建筑材料传输，可以使用高R值隔热层和低U值窗户来减少热传导，但是请注意钢梁或劣质窗框，可能使隔热层产生热桥，从而破坏建筑的绝热性能，导致热量溢出，热传导并不总是坏事，你可以让它为你工作，例如，使地面保持相对恒定的温度，因此，你可以在夏天将过多的热量导入地面，或在冬天从地面抽取热量。

日光辐射是另一种主要的能量来源，太阳会加热建筑，尤其是在黑暗的屋顶和铺筑材料表面，您可以选择反射性更强的表面或植被，从而最大程度地减少多余的热增量。能量还会通过窗户辐射入和辐射出建筑，通过优化建筑各个面的窗墙比，并选择那些优化红外线、可见光和高频辐射能量传递的窗户，你可以让窗户为你工作。

此外，还有对流，它是指由空气等流动的物体传输热能，由于温度和压力的变化，空气在建筑内部不停的流动，任何曾身处通风良好建筑中的人，都了解对流在传热方面的强大能力，空气溢出会导致高达40%的建筑物热量损失，但可以把建筑封闭起来以防止空气溢出。对流也会出现在建筑构件内部，空装氩气窗和三玻中空窗，可减少窗下玻璃之间的热对流。

当然你也可以利用对流。将能量输送至所需的地点，或为居住者提供新鲜空气，风能够将凉爽的新鲜空气送入建筑内，并减少风扇消耗的能源，你可以利用窗户开口的大小和位置来控制风力和风向；另一种自然通风原理称为烟囱效应，风和热使气压随高度的增加而降低，压力更高的空气不断向低压处流动，因此，如果窗户位于顶部和底部，空气便会自然地向上流动，因此不必使用风扇，你可以在风向频率图中查看所在位置，了解不同方向的风频、风速和风温。

环境状况在一年之中甚至一天之中不停的变化，因此建筑需要适应这种变化，传感器和电子控制装置可用于关灯、打开窗帘，甚至将窗户从透明变为彩色。

当你开始控制能量和空气的流动方式时，你会发现利用自然力，可使加热和制冷所需能量减半，甚至将其减至零点，这就是通向零能耗建筑的重要一步。

[来源：Autodesk]