【摘要】不同朝向建筑物的微環(huán)境不同可能帶來(lái)不同的居住環(huán)境,本文采用了便攜氣象儀、紅外線點(diǎn)溫槍從不同朝向建筑物對(duì)環(huán)境微氣候的影響情況,及其測(cè)量、評(píng)價(jià)方法,并對(duì)所處環(huán)境的微氣候質(zhì)量做出一定的分析。 認(rèn)為施有盡量減少北面的窗口大小,避免飄窗的設(shè)計(jì)以減小表面積,采用熱阻大的墻體材料等。
【關(guān)鍵詞】建筑物;微環(huán)境;測(cè)量
隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、城市化進(jìn)程的加快和人們環(huán)保意識(shí)、健康舒適理念的提高,城市居民小區(qū)內(nèi)的大氣環(huán)境問(wèn)題愈來(lái)愈受到關(guān)注。作為城市大氣環(huán)境的子系統(tǒng),城市居民小區(qū)內(nèi)的大氣環(huán)境空間范圍較小,屬于微尺度氣象問(wèn)題。研究城市居民小區(qū)內(nèi)的微尺度大氣環(huán)境問(wèn)題,對(duì)提高小區(qū)內(nèi)的人居環(huán)境質(zhì)量,保證居民的健康和安全有著重要的意義。城市居民小區(qū)的微環(huán)境包括風(fēng)環(huán)境、污染物環(huán)境、熱環(huán)境、光環(huán)境和聲環(huán)境等等。在這一系列微環(huán)境中,小區(qū)風(fēng)環(huán)境問(wèn)題是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié),它與小區(qū)內(nèi)建筑物的布局、形體特征、空間關(guān)系、維護(hù)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生、相關(guān)技術(shù)的選擇和人居舒適度有密切的關(guān)系。比如,當(dāng)我們研究不同地區(qū)建筑輻射與人體的舒適性關(guān)系時(shí),在不同的通風(fēng)條件下,人的舒適度標(biāo)準(zhǔn)對(duì)太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的要求是不同的。再如,兩個(gè)居民小區(qū)處于同一地區(qū),由于風(fēng)向及規(guī)劃布局的不同,形成兩個(gè)小區(qū)內(nèi)完全不同的微氣候環(huán)境,直接影響建筑的熱工性能和人居舒適度。對(duì)于高層建筑及建筑群體,建筑物的布局和建筑物本身的阻擋會(huì)造成小區(qū)內(nèi)的局部大氣環(huán)流的改變,形成復(fù)雜的風(fēng)環(huán)境狀況,相對(duì)位置如果設(shè)計(jì)不合理,在冬季可能使建筑前后壓差過(guò)大,增加建筑冷風(fēng)滲透能耗和“惡性風(fēng)流”的滋生。在夏季可能使建筑前后壓差過(guò)小這樣不利于建筑的風(fēng)壓自然通風(fēng)。這些對(duì)建筑物安全、載荷、居住環(huán)境和人的生活及工作帶來(lái)不利的影響。為此,本文采用便攜氣象儀、紅外線點(diǎn)溫槍從不同朝向建筑物對(duì)環(huán)境微氣候的影響情況,及其測(cè)量、評(píng)價(jià)方法,并對(duì)所處環(huán)境的微氣候質(zhì)量做出一定的分析。
本文選取陜西省西安市長(zhǎng)安大學(xué)渭水校區(qū)的某宿舍樓進(jìn)行測(cè)量。該樓四周開(kāi)闊,前方?jīng)]有高大建筑遮擋陽(yáng)光,四周有一些綠化,部分綠化較高,但離建筑有一定距離。選取宿舍樓,用點(diǎn)溫槍記錄不同朝向壁面(向陽(yáng)面分為直射區(qū)和陰影區(qū))中部區(qū)域溫度,并同時(shí)記錄該處風(fēng)速、溫度、濕度,每個(gè)測(cè)點(diǎn)每3分鐘讀數(shù)一次,共計(jì)讀數(shù)15組。(直射區(qū)(南向)→南向→北向→東向→西向)高度為距地面1.8米,據(jù)測(cè)量壁面0.4米,采用定點(diǎn)移動(dòng)測(cè)量法進(jìn)行有效測(cè)量。對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)采用繪制不同朝向風(fēng)速、溫度、濕度的變化曲線,比較壁面溫度與相應(yīng)的空氣溫度、風(fēng)速之間的關(guān)系,分析不同朝向建筑節(jié)能的設(shè)計(jì)方法。
由于測(cè)量在早上,所以隨著時(shí)間的推移氣溫會(huì)逐漸上午,從數(shù)據(jù)中可以看出五個(gè)測(cè)點(diǎn)隨著空氣溫度均有上升的趨勢(shì)。同時(shí)壁面溫度均普遍低于同期空氣溫度,與早晨建筑經(jīng)過(guò)一夜的散熱后溫度低于空氣溫度的情況相符。同時(shí)隨著空氣溫度的上升,相對(duì)濕度慢慢下降也與物理常識(shí)相符。故數(shù)據(jù)的合理性較高。通過(guò)測(cè)量可以看出建筑五個(gè)測(cè)點(diǎn)的空氣溫度與壁面溫度從高到底的排序?yàn)椋褐鄙洹⒛舷?、東向、西向、北向。
由于建筑的朝向不同,建筑不同朝向的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度成為影響建筑溫度的關(guān)鍵因素。南向是太陽(yáng)輻射強(qiáng)度最大的面,所以溫度最高。而早晨由于太陽(yáng)剛從東面升起,建筑東面的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度僅次于南面,故溫度次高。北面終日無(wú)法得到太陽(yáng)直射,故溫度最低,而西面介于北面與東面之間,所以溫度次低。
對(duì)于西安所位于的寒冷熱工分區(qū)來(lái)說(shuō),規(guī)范上的表述為主要考慮冬季防寒,局部地區(qū)考慮夏季防熱。故在設(shè)計(jì)中主要要解決保溫的問(wèn)題,次要解決防熱的問(wèn)題。南面由于是最大的得熱面,設(shè)計(jì)上的主要思路為加強(qiáng)得熱。主要措施有適當(dāng)擴(kuò)大南面的窗戶(hù)大小,在南面加設(shè)陽(yáng)光間等。同時(shí)西安的夏季非常炎熱,南面也應(yīng)考慮在夏季時(shí)的防熱問(wèn)題。例如加設(shè)遮陽(yáng)板,遮陽(yáng)板的角度以當(dāng)?shù)氐拇呵锓秩盏奶?yáng)高度角確定,這樣夏季陽(yáng)光無(wú)法照射室內(nèi)而冬季太陽(yáng)可以。由于東面是早上時(shí)的次要的熱面,有加快建筑升溫的功效,故以加強(qiáng)得熱的措施為主,如在東面設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行退臺(tái)的設(shè)計(jì)以加大得熱面等。由于建筑的西曬對(duì)室內(nèi)舒適度有較大影響故應(yīng)避免。在西面的設(shè)計(jì)時(shí)可采用加設(shè)花格墻面遮陽(yáng)等措施避免西曬。北面是建筑的最大失熱面,故在節(jié)能設(shè)計(jì)中要減少失熱。措施有盡量減少北面的窗口大小,避免飄窗的設(shè)計(jì)以減小表面積,采用熱阻大的墻體材料等。
本文所采用的分析手法較為一般,在接下去的工作中,是否可以嘗試引入一
種新的評(píng)價(jià)方法來(lái)評(píng)價(jià)整個(gè)建筑群分布對(duì)風(fēng)環(huán)境、污染物環(huán)境和熱環(huán)境的影響。因?yàn)楸疚闹谎芯苛诵^(qū)太陽(yáng)輻射和保溫等典型溫度環(huán)境,獲得的結(jié)論是否具有普適性,是否和風(fēng)向有關(guān)。在接下來(lái)的工作中還需要進(jìn)一步的研究。