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住房朝向和冬暖夏涼探討

2016-10-18 03:15蘭縉韞長沙市第一中學湖南長沙410000
低碳世界 2016年26期
關鍵詞:日照時間朝向日照

蘭縉韞(長沙市第一中學,湖南長沙410000)

住房朝向和冬暖夏涼探討

蘭縉韞(長沙市第一中學,湖南長沙410000)

建筑朝向與人們的生活息息相關。人們常把冬暖夏涼作為評價住房條件好壞的標志之一,人們選房、買房或蓋房都涉及個問題。選擇好的房間朝向不僅能夠使人住得舒適,還能節約很多能源。本文就我國建筑朝向選擇的原因及影響加以分析,對影響自然室溫的各項物理狀態參數進行綜合分析,了解不同房間朝向對自然室溫的要求,以便更好地處理住房朝向與冬暖夏涼之間的聯系。

住房朝向;冬暖夏涼;建筑節能;自然通風

1 引言

隨著社會的快速發展,能源問題已成為當今世界共同關注的問題。我國建筑能耗是相同氣候條件發達國家的2~3倍。因此,節約建筑能耗、推廣實施建筑節能已經成為建筑的主流趨勢。其中住宅朝向也是建筑節能的一個重要環節。住宅朝向選擇時,應該從可持續發展的角度定位,按住宅的全生命周期來規劃設計,充分利用自然條件,通過對住宅朝向與周邊環境、建筑結構構造的巧妙處理、合理布局,實現冬暖夏涼的目的。

2 住宅朝向選擇分析

住宅朝向選擇時應當充分考慮到建筑用地情況、地理環境、當地氣候條件等諸多因素。選擇的總原則為:在節能減耗的基礎上,夏季減少日照,自然通風,冬季能爭取較多的日照時間。結合多年實踐得出,全國各地區以南向的建筑朝向比較適宜。但在實際住宅朝向設計過程中,由于受多種條件的制約,不可能所有住宅都為南向。這時就需要全面考慮所有條件,因地制宜地把住宅朝向進行確定,以達到生活與生產的要求。住宅設計過程中,為了在不同氣候條件與地理環境中選擇最為精確的住宅朝向,需要對各朝向住宅居室與墻面所可以獲得到的日照面積及時間,可獲得的紫外線量,主導風向與住宅朝向的關系,以及本地區氣溫特點的太陽輻射熱量等因素進行精確的實測統計與計算分析,確定出住房的最佳朝向,更好地幫助住戶實現冬暖夏涼的居住環境。

3 住宅外圍通風

3.1住宅外圍整體分布風場

我國華北、長江流域、華南及沿海地區的冬季多刮偏北風,夏季多刮偏南風,坐北朝南的房子避免了冬季從西北吹來的季風的影響,因此坐北朝南冬暖夏涼,是房屋最好的朝向。北方地區是非常重視房子的朝向問題的,它不但影響采光、集熱,而且影響通風,南偏東10°左右為建筑物的最佳朝向。此朝向在冬季能獲得較多日照,夏季可避免過多日照,并利于自然通風的要求。而南方地區氣候溫暖,在朝向和日照問題上沒有北方講究。

圖1 

3.2建筑物外圍局部分布風場

住宅小區的布局受到氣候因素、地理因素、樓群自身建筑形式等因素的影響。各個建筑擺放形式的改變直接影響著建筑周邊風場與壓力場的變化。在各種布局中,建筑(群)與建筑(群)之間會產生狹管效應,使風速增大。在形成風通道的區域內都可以獲得良好的風場,風受到建筑物的遮擋后會在其后面形成較長的風影區,風速大大減少。要使建筑周圍獲得良好舒適的風速環境,就要適當的增加建筑之間的間距,同時要合理的布置建筑物的相對位置,引導風的流動,避免使建筑布置在風影區內和防止在建筑周圍形成過大速度的風,進而創造良好的室外風環境。

3.3建筑物墻面上的日照時間和日照面積

建筑物墻面上的日照時間,決定墻面接受太陽輻射熱量的多少。因為太陽在冬季方位角幅度變化較小,各朝向住宅建筑物墻面上的日照時間也存在著明顯的差異。就拿某市來講,如果沒有任何遮擋物的狀態下,建筑北墻面則全日得不到日照,而南墻面自日出至日沒,都可以獲得日照。冬季東、西朝向僅有 4.5h日照,南偏東(西)300朝向,冬至日日照時間可達9h。由于夏季方位角變化幅度很大,各朝向的墻面上均可獲得一定時間段的日照時間。其中以北向較少,以西南與東南日照時間較多。

3.4建筑物室內的日照時間和日照面積

建筑物同墻面上的日照時間與面積基本相同。以某市(窗口高1.5,寬2.10m)為例,在無任何東西遮擋的狀態下。由于冬季太陽高度角較低的因素,室內照射較深,所以在北偏東(西)450朝向時,冬至日室內全無日照。在南偏東(西)450朝向時,室內日照面積都較小。夏季在北偏東(西)450朝向的范圍內,與東、西朝向日照面積較小,夏至日室內日照時數只要3~5h左右。在南偏東(西)300朝向的范圍內,日照面積很小,而且日照時間較短。夏至日室內日照面積僅為冬至日的4~7.3%,日照時間也只有4~5.5h左右。住宅如果為東西朝向,夏季室內日照面積較大,為冬至日的2.7倍。且日照時間較長,有6h。

4 自然室溫

在建筑物正常使用條件下,沒有采取強化通風、采暖或空調等方式來改變室內的熱濕狀況,在這樣的條件下形成的室內空氣溫度稱為自然室溫。建筑朝向影響室內的采光、通風,進而影響自然室溫。自然室溫受室外溫度影響,不同季節的自然室溫變化較大,人們在不同地域,不同時間對自然室溫的要求是不一樣的。

4.1不同房間通風與自然室溫的關系

房間內能保持空氣新鮮是人們對房間的基本要求之一。要達到此目的,就要考慮建筑的朝向和開窗,與外界保持良好的通風。此外,自然通風還影響著室內氣溫。室外的氣流進入室內,與室內空氣接觸,降低室內氣溫,并帶走室內污染的空氣,對室內凈化起到良好的作用。自然通風的效果可以使室內自然室溫與室外氣溫相持平,溫差不大。對于客廳而言,因客廳是一套住房中使用頻率最高,使用人數最多的房間,其空氣質量尤為重要。我國處于北半球,客廳一般以朝南為最佳,這樣,在冬天沒有冷風吹進室內,室溫較高,在夏天又有涼風“穿堂”,從而降低室內溫度。一套房間內,臥室一般有二、三間,其朝向也不完全一致。臥室應盡量避免靠外墻,夏天南向臥室雖有涼風,但較北向房間所射入的陽光也相對比較多,室內溫度也更高;如果是西向外墻,室內溫度必然會很高。臥室東北、東、東南朝向在一定程度上也有利于保障冬暖夏涼。臥室應盡可能地避免朝北,因北向臥室冬天時常會吹冷風,室內氣溫會降低,所以夏天會感覺很涼爽。由于廚房本身會產生許多油煙,因此,其室內空氣必須與外界經常保持交換。一般來說,要防止由于朝向不好、外面風壓太大,引起油煙的“倒灌”或風將油煙引入其他房間。因此,廚房以不選北向為宜。

4.2不同房間遮陽采光與自然室溫的關系

房間的朝向不同,各季節房間內的光線變化規律將不一樣,在一天內光線的變化也不一樣。采光應該以自然光線為主。室內光線的強弱和照度是否均勻,與窗的寬度、位置和高度有關。按國家規定,房屋的采光標準是冬至日陽光滿窗日照時間不低于1h。一般來說,一天之內陽光能射入房間2~3h,對于消除濕氣、殺滅細菌均有好處,有陽光直射的房間室內氣溫比其他房間的氣溫要高,這是由于太陽能輻射的作用,室內吸收太陽輻射升溫的結果。臥室與客廳的朝向,首先應當考慮光線問題,以偏南方向或南向為佳,從而確保光線的直接射入。廚房的朝向,由于廚房內本身熱源較多,如果陽光直射,則室內溫度會更高,帶來安全隱患。因此應避免西向為宜。衛生間的朝向選擇,相對而言,衛生間較為潮濕陰暗,因此只有通過陽光的射入才能消除濕氣,避免病菌滋生。在夏熱地區試驗觀測表明,在閉窗的情況下,有無遮陽,室溫差值較大。而且有遮陽時,房間溫度波幅值較小,室溫出現最大值的時間延遲,室內溫度場均勻。因此,遮陽對空調房間可減少冷負荷,對空調建筑來說,遮陽更是節約電能的有效措施。

4.3不同房間隔熱、保暖與自然室溫的關系

住宅的各個面由于朝向不同,接受太陽的輻射也不同。一套屋中的不同房間,有時會出現很大的溫差。隔熱措施較好,一套房內的溫度受外界影響不大,變化不大。朝向好的房間,其優勢是明顯的,在冬季可不設隔熱、保暖措施;朝向差的房間,就需要采取了較為專門的隔熱、保暖措施。比如,朝西的房間經常延長了遮陽板,墻體的保濕措施需要有特殊的處理,墻體用的是空心磚,加了隔熱材料等等。房間能采取額外的溫度控制措施必然引起室內自然溫度的變化。

5 結語

我國房屋住宅朝向一般遵循坐北朝南的原則,不同朝向房間的自然采光和通風效果有明顯的差異,造成各個房間的自然室溫存在差別。正確的利用房間朝向,使自然室溫滿足人們的要求,在不使用空調的基礎上,實現冬暖夏涼。從而真正做到節約能源,低碳生活。針對不同人群的工作生活環境要求的不同,對房間朝向的選擇是科學而必要的。

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[2]張淑紅,段 毅.寒區住宅節能設計體型與朝向探討[J].低溫建筑技術,2004(2):88~90.

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TU119

A

2095-2066(2016)26-0186-02

2016-8-16

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