寒冷地區(qū)農(nóng)宅設(shè)計策略實測分析

1、<p>　　寒冷地區(qū)農(nóng)宅設(shè)計策略實測分析</p><p>　　[摘要]：本文通過對寒冷地區(qū)某處典型農(nóng)宅的冬季室內(nèi)熱環(huán)境物理參數(shù)進(jìn)行了現(xiàn)場實測、分析，得出充分利用太陽能資源是改善本地區(qū)冬季室內(nèi)熱環(huán)境狀況的有效措施之一，并提出了切實可行的太陽房農(nóng)宅設(shè)計方案，為寒冷地區(qū)新農(nóng)村建設(shè)和新形勢下農(nóng)宅的可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]：寒冷地區(qū)；農(nóng)村住宅；室內(nèi)熱環(huán)境；

2、太陽能資源 </p><p>　　中圖分類號：U292.4+4文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　寒冷地區(qū)建筑熱工設(shè)計要求應(yīng)滿足冬季保溫，部分地區(qū)兼顧夏季防熱。大部分農(nóng)宅只有遮風(fēng)擋雨的作用，農(nóng)民居住狀況和冬季室內(nèi)環(huán)境的熱舒適性都比較差，農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)狀況是限制農(nóng)村采暖措施的主要因素。通過對

3、寒冷地區(qū)某個村莊的農(nóng)宅進(jìn)行冬季室內(nèi)建筑熱環(huán)境的現(xiàn)場實測，分析數(shù)據(jù)得出有效的、關(guān)鍵的、經(jīng)濟(jì)可行的改善措施，對新農(nóng)村的建設(shè)、舊村改造的實施、改善農(nóng)宅的室內(nèi)熱環(huán)境具有指導(dǎo)意義。 </p><p><b>　　試驗結(jié)果與分析 </b></p><p>　　實測地點位于山東省濟(jì)寧市，測試時間為最冷月的某一天。本地區(qū)每戶農(nóng)宅的占地面積、圍護(hù)結(jié)構(gòu)做法及建筑材料基本相同，典型房測試數(shù)

4、據(jù)具有一定的代表性。 </p><p>　　1.1典型房測點布置及室內(nèi)氣溫測試結(jié)果分析（如下圖1-2） </p><p>　　圖1 典型農(nóng)宅平圖及測點布置圖 圖2 代表房間室內(nèi)氣溫比較曲線 </p><p>　　從圖2可以看出：三個代表房間的室內(nèi)氣溫都在3℃以下，房間1（西側(cè)）室內(nèi)氣溫最低。三個房間的氣溫在上午10:00太陽出來后，都有明顯的上升，特別是日照外墻面積

5、比較大的房間1和房間2。 </p><p>　　1.2室內(nèi)、外壁面溫度結(jié)果分析（如下圖3-4） </p><p>　　從圖3可以看出：各壁面溫度都在2.6℃以下，冷輻射現(xiàn)象嚴(yán)重。在太陽10:00出來后，屋面受高度角較大的太陽輻射，內(nèi)頂面壁面溫度上升幅度大，相應(yīng)的南側(cè)和東側(cè)內(nèi)壁面溫度也有所上升；而全天無太陽照射的西側(cè)內(nèi)壁面溫度最低。從圖4可以看出：南外壁面溫度在上午10:00太陽出來后，上升

6、變化幅度很大，受太陽輻射影響明顯。北外壁溫受太陽輻射影響幅度不大，溫度一天中都比較低。西外壁和東外壁溫度變化符合太陽輻射強度的變化，13:00以前東外壁面溫度受太陽16:00以后輻射的影響比西外壁面溫度高且逐步上升，不過幅度很小；13:00后西外壁溫度高于東外壁溫，下降到0℃以下。 </p><p><b>　　2.測試分析結(jié)論 </b></p><p>　　2.1該

7、地區(qū)室內(nèi)冬季室內(nèi)氣溫低，冷輻射嚴(yán)重，可以選用保溫材料和蓄熱系數(shù)小的內(nèi)壁面圍護(hù)結(jié) </p><p>　　圖3典型農(nóng)宅室內(nèi)各壁面溫度比較曲線圖4室外氣溫和室外各壁面溫度比較曲線 </p><p>　　構(gòu)材料提高壁面溫度和合理設(shè)計功能分區(qū)確定人活動范圍降低冷輻射，同時加強門窗的密閉性減小冷風(fēng)滲透，改善室內(nèi)熱環(huán)境和熱舒適性。 </p><p>　　2.2該地區(qū)太陽能豐富，太

8、陽輻射對南墻、東墻、屋頂?shù)谋诿鏈囟扔绊懞艽螅刹捎梅枪饣?、顏色深、吸收系?shù)大的材料，吸收、增強輻射能力，改善室內(nèi)熱環(huán)境。通過被動式太陽房提供冬季的供暖熱能，改善農(nóng)宅的熱環(huán)境。 </p><p><b>　　3、農(nóng)宅概念設(shè)計 </b></p><p>　　從以上測試分析中，農(nóng)宅的概念設(shè)計可以從庭院布局、建筑單體設(shè)計、構(gòu)造做法，材料選擇和太陽能利用四個方面著重考慮。 &

9、lt;/p><p>　　圖5農(nóng)宅平面概念設(shè)計 圖6農(nóng)宅剖面概念設(shè)計 </p><p>　　3.1 節(jié)能概念設(shè)計：主要房間布置在南向，如堂屋（客廳）、臥室等；北向冬季接受太陽輻射較小，布置小進(jìn)深的次要房間，如儲藏室等。北向設(shè)雜務(wù)院，對冬季的西北季風(fēng)進(jìn)行阻擋。 </p><p>　?。?）冬季保溫。北向后院和儲藏室防止冷風(fēng)直接灌進(jìn)室內(nèi)，北墻體采用370mm墻，雙層玻璃，冬季

10、封閉；南向緩沖區(qū)的遮陽百葉提拉起來，主要房間南墻設(shè)置為370mm厚墻體，通過太陽房加集熱蓄熱墻式策略，白天吸收太陽能。同時，關(guān)閉坡屋頂?shù)拇皯簦蜷_密封板，使南向緩沖區(qū)中的空氣加熱上升后，在建筑內(nèi)部形成循環(huán)，盡快提高南北向房間溫度。夜間關(guān)閉門窗和密封板，增加外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱阻，降低室內(nèi)外傳熱；蓄熱墻白天儲存熱量進(jìn)行釋放，對室內(nèi)空氣進(jìn)行加熱。 </p><p>　?。?）夏季防熱。建筑南向通過喬木、水平遮陽板、坡屋面挑檐

11、等方式進(jìn)行遮陽設(shè)計；白天將南向緩沖區(qū)內(nèi)的遮陽百葉拉下來，調(diào)整角度，減少進(jìn)入室內(nèi)的輻射熱量；打開屋頂?shù)拇皯艉兔芊獍澹龃笸L(fēng)熱壓差，使雙層屋面達(dá)到拔風(fēng)的效果，通過流動的空氣降低遮陽百葉的溫度；打開面向庭院和北向的窗戶，形成最佳的穿堂風(fēng)通風(fēng)效果。 </p><p><b>　　4、結(jié)論 </b></p><p>　?。?）從建筑庭院布局方面考慮：冬季，農(nóng)宅避開冬季主導(dǎo)風(fēng)向

12、，南向爭取最大日照。北向設(shè)置緩沖空間防止冬季西北、北風(fēng)對建筑的影響；夏季防止屋頂、西向墻面日曬，農(nóng)宅與夏季主導(dǎo)風(fēng)向形成30°-60°夾角，利于自然通風(fēng)。 </p><p>　?。?）從建筑單體設(shè)計方面考慮：減小農(nóng)宅的體型系數(shù)，可以兩戶做成聯(lián)排房。主要使用房間布置于南向或東南，次要房間布置于北向或東西向，并使各個朝向的窗墻面積比達(dá)到最佳值，合理布置門窗洞口位置和大小，加強夏季自然通風(fēng)。 <

13、/p><p>　?。?）從建筑材料、構(gòu)造考慮：北向與南向房間之間采用蓄熱性能好的重質(zhì)材料(空心磚、混凝土等)作隔墻。農(nóng)宅墻體和屋面外表面需采用非光滑的、顏色深、吸收系數(shù)大的材料，吸收太陽能，增強輻射能力，改善室內(nèi)熱環(huán)境。屋面、墻面可以考慮空氣間層的構(gòu)造做法。提高外窗氣密性，選擇導(dǎo)熱系數(shù)較小的窗框，提高窗戶的保溫性能。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b>&l

14、t;/p><p>　　[1] 郭華.關(guān)中地區(qū)鄉(xiāng)村住宅室內(nèi)熱環(huán)境研究[D].西安建筑科技大學(xué). 2004年1月. </p><p>　　[2] 閆增峰.生土建筑室內(nèi)熱濕環(huán)境研究[D].西安建筑科技大學(xué). 2003年6月. </p><p>　　[3] 金虹，趙華，王秀萍. 嚴(yán)寒地區(qū)村鎮(zhèn)住宅冬季室內(nèi)熱舒適環(huán)境研究[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2006年12月 </p&