周碧瑤 王旭鳴

（內(nèi)蒙古科技大學(xué) 包頭 014010）

1 引言

伴隨著建筑業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)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(yán)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(yīng)運(yùn)而生。建筑設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(duì)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(jié)合點(diǎn)，并實(shí)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(duì)建筑舒適性的要求。

2 研究對(duì)象及內(nèi)容概述

養(yǎng)老建筑是為老年人日常生活及社會(huì)活動(dòng)所服務(wù)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(shí)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(fèi)并存的狀況。為應(yīng)對(duì)當(dāng)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(lì)興建民辦養(yǎng)老院，希望能充分發(fā)揮各資源配置的基礎(chǔ)性作用，形成社會(huì)各界共同參與養(yǎng)老建筑建設(shè)的局面，希望興辦集生活護(hù)理、醫(yī)療康復(fù)、娛樂休閑和臨終關(guān)懷等功能與一體的養(yǎng)老建筑。通過對(duì)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(shè)還處于起步階段，大多數(shù)養(yǎng)老建筑基礎(chǔ)設(shè)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(dāng)?shù)貧夂驐l件進(jìn)行環(huán)境舒適性設(shè)計(jì)，無法滿足老年人對(duì)養(yǎng)老建筑的需求。因此在養(yǎng)老建筑研究中加入對(duì)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(shè)計(jì)更加科學(xué)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(diǎn)是春季干旱、多風(fēng)沙；夏季短且溫?zé)?，降水相?duì)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(diǎn)，因此在養(yǎng)老建筑的舒適性研究應(yīng)首先考慮冬季對(duì)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(yán)寒地區(qū)，在建筑熱工設(shè)計(jì)當(dāng)中，在嚴(yán)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(yán)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(duì)比較大，因此可利用現(xiàn)代綠色節(jié)能技術(shù)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(fēng)就能保證。因此在包頭市養(yǎng)老建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)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(yīng)該參考它的空間舒適度指數(shù)來進(jìn)行評(píng)定，舒適度指數(shù)體現(xiàn)著環(huán)境中溫度、濕度等對(duì)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(guān)系的氣候影響要素有：太陽輻射、風(fēng)速和風(fēng)向、空氣溫度、濕度。建筑熱舒適的本質(zhì)實(shí)是為建筑與當(dāng)?shù)貧夂驐l件的優(yōu)化利用，通過一些節(jié)能設(shè)計(jì)從光環(huán)境、風(fēng)環(huán)境和熱環(huán)境當(dāng)中分析適宜包頭地區(qū)養(yǎng)老建筑的設(shè)計(jì)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(shí)長和日照條件的差別會(huì)制約和影響整個(gè)建筑的舒適性，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)通過優(yōu)化設(shè)計(jì)使養(yǎng)老建筑對(duì)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(yán)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(shè)置在南向，以保證老年人對(duì)日照采光的要求。除了熱工方向的光環(huán)境，還應(yīng)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(shí)的時(shí)間變化和四季氣候的變化，搭配建筑空間和立面的設(shè)計(jì)可產(chǎn)生不同的光影變化，從而帶動(dòng)養(yǎng)老建筑內(nèi)部空間氛圍也發(fā)生變化，調(diào)動(dòng)老年人積極的行為情緒。

4.2 風(fēng)環(huán)境影響

包頭市屬于嚴(yán)寒地區(qū)，只有全面細(xì)致的考慮到不同季節(jié)、不同條件下影響建筑空間風(fēng)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(fēng)環(huán)境的各種參數(shù)也會(huì)不盡相同。所以在養(yǎng)老建筑空間總體規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，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(fēng)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(yán)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(shè)計(jì)中，冬季爭取太陽得熱以及夏季保證良好的然通風(fēng)對(duì)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(dǎo)方式和對(duì)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(yīng)對(duì)對(duì)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(hù)結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)方式散熱、減少冷風(fēng)散熱和風(fēng)的影響來減少失熱量。

表1 呼包鄂冬季養(yǎng)老院設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)對(duì)策

4.3.1 利用太陽能

加設(shè)陽光間，（如圖1）陽光間屬于一種多功能的空間設(shè)計(jì)，不僅可以作為一種集熱設(shè)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(shè)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(chǔ)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(guān)系密切，不同的單體體型，不僅會(huì)造成房間采光遮擋，而且增加外圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積，適當(dāng)?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(dòng)等主要依靠設(shè)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(gè)主要空間相對(duì)集中布置，這樣集中布置可以減少采暖設(shè)備房間的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)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(jìn)行養(yǎng)老院空間設(shè)計(jì)過程中，不僅要滿足各個(gè)房間的自然通風(fēng)及采光，而且要減少不必要的凹凸。

4.3.3 減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，圍護(hù)結(jié)構(gòu)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(biāo)會(huì)隨著圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的減小而降低。要實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)，就必須爭取降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部位的傳熱系數(shù)、減小圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耗能量，同時(shí)要提高對(duì)建筑節(jié)能技術(shù)和節(jié)能產(chǎn)品性能要求。

5 結(jié)語

嚴(yán)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(gè)熱工環(huán)境條件下養(yǎng)老建筑設(shè)計(jì)策略和原則息息相關(guān)，利用生態(tài)節(jié)能技術(shù)，因地制宜的包頭市當(dāng)?shù)貧夂驐l件作出相應(yīng)的養(yǎng)老建筑設(shè)計(jì)，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(shí)刻感受夕陽之輝的美好。

基金項(xiàng)目：內(nèi)蒙古科技大學(xué)創(chuàng)新基金項(xiàng)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）。