周碧瑤 王旭鳴

（內(nèi)蒙古科技大學 包頭 014010）

1 引言

伴隨著建筑業(yè)的發(fā)展，人們對建筑舒適性的要求也越來越高，隨之影響自然資源的損耗量越來越大，環(huán)境破壞也越來越嚴重，不可再生能源、天然材料、耕地等逐漸減少并正走向枯竭。在這樣的背景下，“基于氣候舒適性條件下的生態(tài)建筑”的理念應運而生。建筑設計人員逐漸從全新的角度重新審視和詮釋生態(tài)的特征，在設計中注重自然氣候條件和與建筑之間的聯(lián)系，從不同角度研究和分析氣候與自然環(huán)境等對建筑的影響，在研究和探索中努力尋求建筑與不同地域氣候條件的結合點，并實現(xiàn)建筑在不同氣候區(qū)的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展，以此更好的滿足人們對建筑舒適性的要求。

2 研究對象及內(nèi)容概述

養(yǎng)老建筑是為老年人日常生活及社會活動所服務的重要場所，從老年人的生理和心理角度來說十分重要。包頭市的養(yǎng)老建筑存在著綜合布局不均衡的問題，具有很大的隨意性，缺乏綜合性考慮，同時也由于城市和村鎮(zhèn)老年人數(shù)量不同、養(yǎng)老建筑功能不同等客觀因素，造成目前養(yǎng)老市場存在資源緊張和浪費并存的狀況。為應對當前老齡化的加速發(fā)展，內(nèi)蒙古包頭市已經(jīng)著手發(fā)展老年人產(chǎn)業(yè)，并加快鼓勵興建民辦養(yǎng)老院，希望能充分發(fā)揮各資源配置的基礎性作用，形成社會各界共同參與養(yǎng)老建筑建設的局面，希望興辦集生活護理、醫(yī)療康復、娛樂休閑和臨終關懷等功能與一體的養(yǎng)老建筑。通過對包頭市農(nóng)村養(yǎng)老建筑的現(xiàn)狀調(diào)研發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)農(nóng)村養(yǎng)老建設還處于起步階段，大多數(shù)養(yǎng)老建筑基礎設施配套不全，只停留在解決老年人吃、住的層面，沒有根據(jù)當?shù)貧夂驐l件進行環(huán)境舒適性設計，無法滿足老年人對養(yǎng)老建筑的需求。因此在養(yǎng)老建筑研究中加入對地區(qū)氣候和環(huán)境等方面的影響因素的考慮，則可以使方案設計更加科學化、節(jié)能化、全面化。不僅從根本上緩解了沉重的老齡化壓力和資源壓力，而且還改善了老年人在養(yǎng)老建筑中的舒適性。

3 包頭市氣候條件分析

包頭市位于華北北部，屬于典型的溫帶大陸性氣候，該氣候區(qū)的主要特點是春季干旱、多風沙；夏季短且溫熱，降水相對集中；秋季涼爽而短促，日光和太陽輻射充足；冬季漫長、氣溫較低、降雪量少。冬季是包頭市一年中最長的季節(jié)，寒冷干燥是該季的主要特點，因此在養(yǎng)老建筑的舒適性研究應首先考慮冬季對建筑空間的影響因素。內(nèi)蒙古包頭市屬于建筑熱工分區(qū)中的嚴寒地區(qū)，在建筑熱工設計當中，在嚴寒或者寒冷地區(qū)冬季較長且極為寒冷，主要考慮冬季建筑的保溫、防寒、防凍等，嚴寒地區(qū)冬天供暖能耗較大，但該地區(qū)日照豐富，太陽輻射量相對比較大，因此可利用現(xiàn)代綠色節(jié)能技術合理利用太陽能；夏季氣候較舒適，一般不考慮夏季隔熱，只要有良好的通風就能保證。因此在包頭市養(yǎng)老建筑設計中應著重考慮建筑的保溫、降低采暖所需能耗，不僅提高老年人的居住舒適度，更有利于節(jié)約能源。

4 氣候影響因素及解決措施分析

建筑空間是否舒適，應該參考它的空間舒適度指數(shù)來進行評定，舒適度指數(shù)體現(xiàn)著環(huán)境中溫度、濕度等對人體感受的影響，一般以熱舒適指數(shù)為主，因此與養(yǎng)老建筑舒適性有密切關系的氣候影響要素有：太陽輻射、風速和風向、空氣溫度、濕度。建筑熱舒適的本質實是為建筑與當?shù)貧夂驐l件的優(yōu)化利用，通過一些節(jié)能設計從光環(huán)境、風環(huán)境和熱環(huán)境當中分析適宜包頭地區(qū)養(yǎng)老建筑的設計策略，以形成適宜包頭地區(qū)老年人生活居住舒適性養(yǎng)老建筑空間。

4.1 光環(huán)境影響

在養(yǎng)老建筑中，日照時長和日照條件的差別會制約和影響整個建筑的舒適性，相關設計人員應通過優(yōu)化設計使養(yǎng)老建筑對陽光的利用更加充分，以此提高建筑的日照率。特別是在包頭市這樣的嚴寒地區(qū)，冬季保溫是十分必要的，因此宜將養(yǎng)老建筑中主要空間設置在南向，以保證老年人對日照采光的要求。除了熱工方向的光環(huán)境，還應考慮物理方面的光環(huán)境情況。不同的建筑空間光環(huán)境可以使人產(chǎn)生不同的心理感受。自然光隨著一天二十四小時的時間變化和四季氣候的變化，搭配建筑空間和立面的設計可產(chǎn)生不同的光影變化，從而帶動養(yǎng)老建筑內(nèi)部空間氛圍也發(fā)生變化，調(diào)動老年人積極的行為情緒。

4.2 風環(huán)境影響

包頭市屬于嚴寒地區(qū)，只有全面細致的考慮到不同季節(jié)、不同條件下影響建筑空間風環(huán)境的因素，才可以創(chuàng)造出舒適的生活空間。不同的單體建筑形式和群體組合形式，風環(huán)境的各種參數(shù)也會不盡相同。所以在養(yǎng)老建筑空間總體規(guī)劃設計時，要充分考慮包頭市特定的生態(tài)環(huán)境條件和氣候特征，減少冷風侵襲的影響，改善室內(nèi)外空間的小氣候環(huán)境，增加建筑舒適性。

4.3 熱環(huán)境影響

從包頭市農(nóng)村養(yǎng)老建筑形式的選擇來看，嚴寒地區(qū)因懼寒而封閉，合理利用太陽輻射是獲得較高熱舒適度的主要方法，在建筑設計中，冬季爭取太陽得熱以及夏季保證良好的然通風對室內(nèi)熱舒適的影響。而控制室內(nèi)熱舒適度就要做到合理控制傳熱，傳熱的三種方式為輻射方式、傳導方式和對流方式，（如表1）即為根據(jù)包頭市氣候特征和主要需求來制定氣候控制的應對對策。主要考慮冬季空間保溫，熱量的控制途徑有利用太陽能來增加得熱量減少失熱量、減少圍護結構傳導方式散熱、減少冷風散熱和風的影響來減少失熱量。

表1 呼包鄂冬季養(yǎng)老院設計應對對策

4.3.1 利用太陽能

加設陽光間，（如圖1）陽光間屬于一種多功能的空間設計，不僅可以作為一種集熱設施，還可以作為養(yǎng)老建筑中的娛樂、休息、交流、養(yǎng)花空間等使用，是寒冬季節(jié)讓老年人與大自然親密接觸的一種室內(nèi)空間環(huán)境，也是為其相連的空間供熱的一種有效設施。在寒冷的冬季可以給生活在這里的老年人提供熱量，在夏季降低室內(nèi)溫度，提高養(yǎng)老院內(nèi)部空間的熱舒適性。采用太陽能集熱器，可以在很小的溫度變化范圍內(nèi)儲存大量熱量，從而有效減少室內(nèi)晝夜溫差，提高室內(nèi)空間環(huán)境熱舒適度。

圖1 陽光間分析圖

4.3.2 控制體形系數(shù)

體形系數(shù)與建筑造型、空間布局等關系密切，不同的單體體型，不僅會造成房間采光遮擋，而且增加外圍護結構面積，適當?shù)卣{(diào)整建筑體型能夠有效解決這一問題。老年人居住和娛樂活動等主要依靠設備采暖的空間與室外空間的直接接觸面不但不宜過大，而且宜把幾個主要空間相對集中布置，這樣集中布置可以減少采暖設備房間的外圍護結構面積，減少能源消耗。合理的平面空間布局可以起到控制養(yǎng)老院建筑體形系數(shù)的作用，在進行養(yǎng)老院空間設計過程中，不僅要滿足各個房間的自然通風及采光，而且要減少不必要的凹凸。

4.3.3 減少圍護結構傳熱系數(shù)

據(jù)相關數(shù)據(jù)顯示，圍護結構傳熱系數(shù)越高，建筑與外界的熱量交換越多。如果建筑輪廓與窗墻面積不變，建筑物耗熱量指標會隨著圍護結構傳熱系數(shù)的減小而降低。要實現(xiàn)節(jié)能設計，就必須爭取降低圍護結構各部位的傳熱系數(shù)、減小圍護結構的耗能量，同時要提高對建筑節(jié)能技術和節(jié)能產(chǎn)品性能要求。

5 結語

嚴寒地區(qū)養(yǎng)老建筑的舒適性的研究與氣候影響因素以及各個熱工環(huán)境條件下養(yǎng)老建筑設計策略和原則息息相關，利用生態(tài)節(jié)能技術，因地制宜的包頭市當?shù)貧夂驐l件作出相應的養(yǎng)老建筑設計，老年人提供舒適、便捷、優(yōu)美的生活空間環(huán)境，讓老年人時刻感受夕陽之輝的美好。

基金項目：內(nèi)蒙古科技大學創(chuàng)新基金項目“內(nèi)蒙古地區(qū)農(nóng)村養(yǎng)老建筑的熱環(huán)境舒適性研究-以包頭為例”（2016QDW-S08）。