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住房朝向和冬暖夏凉探讨

2016-10-18兰缙韫长沙市第一中学湖南长沙410000

低碳世界 2016年26期
关键词:日照时间朝向日照

兰缙韫(长沙市第一中学,湖南长沙410000)

住房朝向和冬暖夏凉探讨

兰缙韫(长沙市第一中学,湖南长沙410000)

建筑朝向与人们的生活息息相关。人们常把冬暖夏凉作为评价住房条件好坏的标志之一,人们选房、买房或盖房都涉及个问题。选择好的房间朝向不仅能够使人住得舒适,还能节约很多能源。本文就我国建筑朝向选择的原因及影响加以分析,对影响自然室温的各项物理状态参数进行综合分析,了解不同房间朝向对自然室温的要求,以便更好地处理住房朝向与冬暖夏凉之间的联系。

住房朝向;冬暖夏凉;建筑节能;自然通风

1 引言

随着社会的快速发展,能源问题已成为当今世界共同关注的问题。我国建筑能耗是相同气候条件发达国家的2~3倍。因此,节约建筑能耗、推广实施建筑节能已经成为建筑的主流趋势。其中住宅朝向也是建筑节能的一个重要环节。住宅朝向选择时,应该从可持续发展的角度定位,按住宅的全生命周期来规划设计,充分利用自然条件,通过对住宅朝向与周边环境、建筑结构构造的巧妙处理、合理布局,实现冬暖夏凉的目的。

2 住宅朝向选择分析

住宅朝向选择时应当充分考虑到建筑用地情况、地理环境、当地气候条件等诸多因素。选择的总原则为:在节能减耗的基础上,夏季减少日照,自然通风,冬季能争取较多的日照时间。结合多年实践得出,全国各地区以南向的建筑朝向比较适宜。但在实际住宅朝向设计过程中,由于受多种条件的制约,不可能所有住宅都为南向。这时就需要全面考虑所有条件,因地制宜地把住宅朝向进行确定,以达到生活与生产的要求。住宅设计过程中,为了在不同气候条件与地理环境中选择最为精确的住宅朝向,需要对各朝向住宅居室与墙面所可以获得到的日照面积及时间,可获得的紫外线量,主导风向与住宅朝向的关系,以及本地区气温特点的太阳辐射热量等因素进行精确的实测统计与计算分析,确定出住房的最佳朝向,更好地帮助住户实现冬暖夏凉的居住环境。

3 住宅外围通风

3.1住宅外围整体分布风场

我国华北、长江流域、华南及沿海地区的冬季多刮偏北风,夏季多刮偏南风,坐北朝南的房子避免了冬季从西北吹来的季风的影响,因此坐北朝南冬暖夏凉,是房屋最好的朝向。北方地区是非常重视房子的朝向问题的,它不但影响采光、集热,而且影响通风,南偏东10°左右为建筑物的最佳朝向。此朝向在冬季能获得较多日照,夏季可避免过多日照,并利于自然通风的要求。而南方地区气候温暖,在朝向和日照问题上没有北方讲究。

图1 

3.2建筑物外围局部分布风场

住宅小区的布局受到气候因素、地理因素、楼群自身建筑形式等因素的影响。各个建筑摆放形式的改变直接影响着建筑周边风场与压力场的变化。在各种布局中,建筑(群)与建筑(群)之间会产生狭管效应,使风速增大。在形成风通道的区域内都可以获得良好的风场,风受到建筑物的遮挡后会在其后面形成较长的风影区,风速大大减少。要使建筑周围获得良好舒适的风速环境,就要适当的增加建筑之间的间距,同时要合理的布置建筑物的相对位置,引导风的流动,避免使建筑布置在风影区内和防止在建筑周围形成过大速度的风,进而创造良好的室外风环境。

3.3建筑物墙面上的日照时间和日照面积

建筑物墙面上的日照时间,决定墙面接受太阳辐射热量的多少。因为太阳在冬季方位角幅度变化较小,各朝向住宅建筑物墙面上的日照时间也存在着明显的差异。就拿某市来讲,如果没有任何遮挡物的状态下,建筑北墙面则全日得不到日照,而南墙面自日出至日没,都可以获得日照。冬季东、西朝向仅有 4.5h日照,南偏东(西)300朝向,冬至日日照时间可达9h。由于夏季方位角变化幅度很大,各朝向的墙面上均可获得一定时间段的日照时间。其中以北向较少,以西南与东南日照时间较多。

3.4建筑物室内的日照时间和日照面积

建筑物同墙面上的日照时间与面积基本相同。以某市(窗口高1.5,宽2.10m)为例,在无任何东西遮挡的状态下。由于冬季太阳高度角较低的因素,室内照射较深,所以在北偏东(西)450朝向时,冬至日室内全无日照。在南偏东(西)450朝向时,室内日照面积都较小。夏季在北偏东(西)450朝向的范围内,与东、西朝向日照面积较小,夏至日室内日照时数只要3~5h左右。在南偏东(西)300朝向的范围内,日照面积很小,而且日照时间较短。夏至日室内日照面积仅为冬至日的4~7.3%,日照时间也只有4~5.5h左右。住宅如果为东西朝向,夏季室内日照面积较大,为冬至日的2.7倍。且日照时间较长,有6h。

4 自然室温

在建筑物正常使用条件下,没有采取强化通风、采暖或空调等方式来改变室内的热湿状况,在这样的条件下形成的室内空气温度称为自然室温。建筑朝向影响室内的采光、通风,进而影响自然室温。自然室温受室外温度影响,不同季节的自然室温变化较大,人们在不同地域,不同时间对自然室温的要求是不一样的。

4.1不同房间通风与自然室温的关系

房间内能保持空气新鲜是人们对房间的基本要求之一。要达到此目的,就要考虑建筑的朝向和开窗,与外界保持良好的通风。此外,自然通风还影响着室内气温。室外的气流进入室内,与室内空气接触,降低室内气温,并带走室内污染的空气,对室内净化起到良好的作用。自然通风的效果可以使室内自然室温与室外气温相持平,温差不大。对于客厅而言,因客厅是一套住房中使用频率最高,使用人数最多的房间,其空气质量尤为重要。我国处于北半球,客厅一般以朝南为最佳,这样,在冬天没有冷风吹进室内,室温较高,在夏天又有凉风“穿堂”,从而降低室内温度。一套房间内,卧室一般有二、三间,其朝向也不完全一致。卧室应尽量避免靠外墙,夏天南向卧室虽有凉风,但较北向房间所射入的阳光也相对比较多,室内温度也更高;如果是西向外墙,室内温度必然会很高。卧室东北、东、东南朝向在一定程度上也有利于保障冬暖夏凉。卧室应尽可能地避免朝北,因北向卧室冬天时常会吹冷风,室内气温会降低,所以夏天会感觉很凉爽。由于厨房本身会产生许多油烟,因此,其室内空气必须与外界经常保持交换。一般来说,要防止由于朝向不好、外面风压太大,引起油烟的“倒灌”或风将油烟引入其他房间。因此,厨房以不选北向为宜。

4.2不同房间遮阳采光与自然室温的关系

房间的朝向不同,各季节房间内的光线变化规律将不一样,在一天内光线的变化也不一样。采光应该以自然光线为主。室内光线的强弱和照度是否均匀,与窗的宽度、位置和高度有关。按国家规定,房屋的采光标准是冬至日阳光满窗日照时间不低于1h。一般来说,一天之内阳光能射入房间2~3h,对于消除湿气、杀灭细菌均有好处,有阳光直射的房间室内气温比其他房间的气温要高,这是由于太阳能辐射的作用,室内吸收太阳辐射升温的结果。卧室与客厅的朝向,首先应当考虑光线问题,以偏南方向或南向为佳,从而确保光线的直接射入。厨房的朝向,由于厨房内本身热源较多,如果阳光直射,则室内温度会更高,带来安全隐患。因此应避免西向为宜。卫生间的朝向选择,相对而言,卫生间较为潮湿阴暗,因此只有通过阳光的射入才能消除湿气,避免病菌滋生。在夏热地区试验观测表明,在闭窗的情况下,有无遮阳,室温差值较大。而且有遮阳时,房间温度波幅值较小,室温出现最大值的时间延迟,室内温度场均匀。因此,遮阳对空调房间可减少冷负荷,对空调建筑来说,遮阳更是节约电能的有效措施。

4.3不同房间隔热、保暖与自然室温的关系

住宅的各个面由于朝向不同,接受太阳的辐射也不同。一套屋中的不同房间,有时会出现很大的温差。隔热措施较好,一套房内的温度受外界影响不大,变化不大。朝向好的房间,其优势是明显的,在冬季可不设隔热、保暖措施;朝向差的房间,就需要采取了较为专门的隔热、保暖措施。比如,朝西的房间经常延长了遮阳板,墙体的保湿措施需要有特殊的处理,墙体用的是空心砖,加了隔热材料等等。房间能采取额外的温度控制措施必然引起室内自然温度的变化。

5 结语

我国房屋住宅朝向一般遵循坐北朝南的原则,不同朝向房间的自然采光和通风效果有明显的差异,造成各个房间的自然室温存在差别。正确的利用房间朝向,使自然室温满足人们的要求,在不使用空调的基础上,实现冬暖夏凉。从而真正做到节约能源,低碳生活。针对不同人群的工作生活环境要求的不同,对房间朝向的选择是科学而必要的。

[1]沈致和.住宅节能原理与设计[M].合肥:安徽科学枝术出版社,2010.

[2]张淑红,段 毅.寒区住宅节能设计体型与朝向探讨[J].低温建筑技术,2004(2):88~90.

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[4]吴书印.农村冬暖夏凉舒适房设计与建造.北京:中国建筑工业出版社,2015.

TU119

A

2095-2066(2016)26-0186-02

2016-8-16

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