苏丽萍，刘宏利，吴丹萍

（河北民族师范学院 美术系，河北 承德 067000）

1 概述

住宅应该为居住者提供舒适、安全并有益于人体身心健康的室内物理环境。室内物理环境是现代室内环境中的重要环节，通常包括室内热环境、室内光环境、室内声环境及室内可视度等。本文为哈尔滨市某小区的住宅为例，图1至图3为小区一典型住宅户型，本户型三室两厅，东西走向。运用Ecotect软件作为研究工具，探析室内物理环境优劣，并通过软件精确的数据分析对住宅进行统筹优化，希望为设计师改善住宅的物理环境提供数据支持。

图1 某小区平面规划图及鸟瞰图

图2 住宅户型图

图3 住宅户型鸟瞰图

2 利用Ecotect软件分析住宅空间物理环境

Ecotect软件通过交互式的分析方法，可以对住宅空间的热环境、光环境、声环境、可视度等进行综合技术分析，分析过程简单便捷、结果清晰易懂[1]。通过对住宅的气象数据、热环境、采光分析、声环境及可视度等进行分析模拟，测试该住宅的物理环境。

2.1 气象数据分析

哈尔滨市位于东经 125°42′～130°10′、 北纬 44°04′～46°40′之间，地处中国东北北部地区，黑龙江省南部。在本次模拟中，运用Ecotect软件中的气候分析工具对哈尔滨地区的气候状况进行分析，图4为Ecotect软件气候分析生成的哈尔滨12个月逐时干球温度及湿度分布图，从图5中我们可以看出哈尔滨地区是典型的严寒气候，年平均干球温度在3.5℃左右，最冷月份为1月，平均温度为-19℃，最热月份是7月，平均温度在23℃左右。如图6所示，哈尔滨地区年平均相对湿度在58%左右，气候的特点是四季分明，冬季漫长而寒冷，夏季短暂而炎热，春、秋季气温升降变化迅速，属于过渡季节，时间较短。

图4 逐时温度气象数据分析

图5 逐时干球温度分布

图6 逐时湿度分布

2.2 热环境分析

在对住宅进行热环境分析前，应首先了解住宅所在地的住宅建筑标准，设置地板、墙体、屋顶、窗户及门的热工数据及构造方法，保证该建筑各方面性能满足国家相关标准；其次，居住者的数量、生活习惯、空调使用状况、通风状况也是影响住宅热环境的一个主要因素；最后，选取合适的气象数据，然后对该住宅进行数据分析。Ecotect软件的热环境分析，包括：逐时温度分析、逐时得热分析、逐月能耗分析、温度分布分析等等。图7为该住宅逐时温度分析，如图可知，当前日期的室内逐时温度呈现三种变化趋势：第一种是休息区，由于设定空调时间为前一天晚上22点到第二天卧室温度保持在18℃；第二种是娱乐区，由于空调工作时间为下午17点到晚上22点之间，所以这期间也保持18℃，第三种为辅助区域，由于未设空调，所以温度要低很多。

图7 逐时温度分析

2.3 采光分析

通常将室内对自然光的利用，称为“采光”。搞好天然采光，对室内环境的健康及舒适性极为重要。

2.3.1 采光系数分析

Ecotect软件在测试时采用全阴天模式，非常适合对建筑进行综合采光评价[2]。如图8所示，绘图区左侧显示的是采光系数，右侧为数据图例，仔细观察会发现，此户型室内采光系数的数值大约在36%～48%之间。客厅部分采光分布不是很均匀，这主要是由于房间的进深较大且客厅并无窗的原因。

图8 采光系数分析结果

2.3.2 光控照明节能分析

光控照明节能是指使用照明装置关闭的时间占自然采光时间的比率来评估节能效果。可以用于初步分析和评估自然采光房间中的节能效果[2]。如图9所示，以客厅为例，经过计算分析可知有只有55%左右的自然采光时间可以关闭人工照明设施，说明客厅自然采光设计并不是非常的合理，要有45%的时间需要使用人工照明。

图9 客厅光控照明节能分析

2.4 声环境分析

设计良好的居住空间声音环境不仅利于工作效率的提高，尤其家人聊天、看电视，厨房烹饪等活动均产生一些噪音声音，严重影响工作效率，造成生活上的不方便（如图10）。居住者对声环境的满意度会影响他对整个居住环境的满意度，有效提高声环境质量可提高居住者的工作满意度和工作效率，如图11所示，横轴表示人耳可以识别的频率，单位为kHz，纵轴表示混响时间，单位是ms。图中蓝色的粗线为混响时间曲线，其绝大部分位于蓝色speech区域之内，表明客厅声环境基本满足居住者的需求。

图10 室内声场示意图

图11 客厅空间混响时间计算结果

2.5 可视度分析

室内视野分析是指室内各点对室外环境的可见程度，直接影响着居住者的主观舒适度。LEED评估体系认为至少90%的室内主要使用空间可以通过外窗直接获得室外视野[2]。如图12所示，整个户型中视野最佳的地方是东侧的阳台及西北侧卧室，达到了70%左右，既能看到所有窗户采样点中的70%。这是由于西北侧卧式的侧窗向外延伸东西向亦能获得光照，对外视野达到了180°，而阳台位于东北角，窗子两侧采光，均能使居住者能在工作之余尽享窗外美景。另外西南侧卧室的可视度也很不错。但位于中间部位的客厅由于房间整体布局时，墙面没有设置窗子，所以北侧大部分空间视野较差，而客厅南侧由于两个卧室的门的位置设计合理，所以也可以获得相对不错的视野。最差的是南侧的卫生间。

图12 住宅可视度分析

3 案例户型的改善方法探讨

室内物理环境因与人体生理和心理感受密切相联逐渐成为宜居住宅设计的热点。然而，由于案例户型的局限性，住宅很难满足居住者对物理环境的需求，基于此作者提出以下几点建议：

3.1 住宅热环境的改善

住宅除了在建筑设计初期考虑住宅的建筑材料外，在住宅使用过程中仍可以有效的改善住宅热环境。为使辅助空间获得足够的热量，可以通过以下方法：

3.1.1 增加散热阻力。

在阳台窗户加装窗帘，或在寒墙处加个柜子等物品，这样可以减少墙体对散发热量的吸收，增加散热的阻力。

3.1.2 使用保温材料。

卫生间或其它房间靠室外的那面墙要做外墙内保温，如选择保温新型建筑材料可有效地保住宅的热环境。

3.2 住宅光环境的改善

3.2.1 室内色彩选择

在装修颜色和家具颜色的选择上，要尽量选择亮色，或者浅色调的木色家具，避免用颜色过于沉重的颜色家具；家具最好用亮面漆，这样可以通过反射光线增加室内亮度。

3.2.2 装饰材料选择

装饰材料选择时，为了改善室内采光，可以选择一些有利的材料，比如墙面的涂料最好用白色等亮度高的颜色，具有更好的反射性，让空间显得明亮。

3.2.3 新技术的引用

目前市场上有一种可以把阳光引入室内的新技术，可以提高朝向不好或室内墙面无窗的房间的日照指数。

3.3 住宅声环境的改善

3.3.1 选用隔声材料

要合理的选用吸声材料能在居室装修时就考虑选用一些具有吸声功能的材料，如可在墙面牵挂装饰布，既有加强吸声作用又可以美化居室。

3.3.2 选用吸声物品

可设置一些吸声和扩散物，如厚重的羊毛毯，木质家具。或在窗帘、壁毯等吸声物，可减少声波的反射和玻璃窗的共振。

3.4 住宅可视度的改善

针对客厅及南侧卫生间墙面无窗，可视度欠佳的问题，作者认为可以通过以下方法减少客厅可视度差带来的不便：

3.4.1 墙体界面设计

墙面的装饰效果，对渲染美化室内环境起着非常重要的作用。墙面的装饰造型、色彩为创造室内空间的艺术效果，吸引居住者的眼球，减少室内可视度差带来的视觉疲劳。

3.4.2 植物摆放

大型植物因其可以吸引人们的视线，填补空间、创造暖意常用于面积宽敞的空间；中型植物摆放在家具、窗台上，大方有情调，而小型植物可以摆放在柜顶、沙发边使空间错落有致、层次分明。

4 结论

随着我国经济的高速发展以及人民生活水平的不断提高，生态建筑以及健康住宅已成为全社会关注的焦点。探索宜居的住宅环境已迫在眉睫，本文利用Ecotect软件对哈尔滨某住宅进行计算模拟，直观、清晰的反映出该住宅的气象环境、光环境、声环境、可视度，并依据住宅户型缺陷，提出若干意见，希望为居住者营造出舒适宜人、生态节能的绿色人居环境。

[1]杨丽.Ecotect在居住区规划中的应用研究[J].住宅科技，2010，（11）：9-13.

[2]云鹏.ECOTECT建筑环境设计教程[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.