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民居建筑节能性的相关调查

来源:职称阁分类:建筑论文 时间:2018-09-10 13:44热度:

  这篇论文主要介绍的是民居建筑节能性的相关调查的相关内容,本文作者就是通过对吐鲁番居民的相关调查做出详细的阐述与介绍,特推荐这篇优秀的文章供相关人士参考,希望能为大家带来参考意见。

民居建筑节能性的相关调查

  关键词:吐鲁番;民居;节能

  前言

  吐鲁番地区位于新疆中部天山东部山间盆地,在北纬41°12′-43°40′,东经87°16′-91°55′之间;最冷月(1月)平均气温-7.6℃,最热月(7月)平均气温32.2℃,年平均气温14.4℃①。盆地内干燥少雨,日照充足,具有独特的大陆性暖温带荒漠气候。该地区独特的气候与文化,蕴育出了具有鲜明地域特色的传统居住建筑。然而,随着城市化进程的加快,传统民居逐渐消亡,新建居住建筑形式趋向城市住宅,导致地域特色丢失,能耗水平不断升高。文章通过对吐鲁番民居的调查研究,梳理其民居类型,总结各类民居节能现状,分析各类民居的节能性,从而提出民居关键节能问题和改进意见。

  1吐鲁番民居类型

  吐鲁番民居受当地气候和文化的影响,具有很强的地域性,按其建筑特征可分为三类:(1)土拱平房式,是最常见的民居类型,广泛分布于吐鲁番地区。传统上多以夯土或土坯砖砌筑,现存大量新建砖混结构住宅,一般为单层,也有局部设半地下室的实例。平面形式有毗连式(三间或三间以上房间以一字形或曲尺形组合)、套间式(以一大房间为主穿套多间小房间组合)、穿堂式(以一居中的通长房间联系两侧垂直布置的房间)三种。(2)下窑上楼式,是吐鲁番地区民居代表,该类型建筑通常为一户院落内的主体建筑,共两层。底层为半地下窑洞,墙体厚重,前墙开小窗,以土坯砖砌筑拱形楼面,常为三至四跨;上层为土木结构房屋,进深小于底层,因此外部可以底层屋面为地面设置檐廊,平面形式为毗连式加套间式。(3)楼房式,一般修建在用地局促的坡地和人口稠密的城区,可分为重叠楼、爬坡楼、过街楼等。重叠楼一般以砖木结构砌筑,上下层承重墙对齐,各层平面布局相似;爬坡楼顺应地势修建,一套住宅中的各房间地面标高不同,但能通过室内外楼梯相互联系;过街楼借占街巷上空,与对邻搭接横跨街巷修筑。调查中发现,当地居住建筑的平面逐渐由传统形式趋向城市住宅形式,图1为吐鲁番典型传统民居和典型新建民居平面模式。

  2吐鲁番民居节能现状调查与分析

  2016-2017年,为了解该地区民居的总体情况,笔者所在的研究小组对吐鲁番民居进行了初步调查,调查共计278个有效样本。调查采用实地测绘和发放调查问卷两种形式。调查内容包括:(1)民居类型调查,包括房间面积、平面形式、功能布局等;(2)民居节能现状调查,如朝向、体形系数、窗墙比、围护结构等。

  2.1朝向

  一般建筑朝向的选择以冬季有较多的日照和辐射、夏季避免过多的日照和辐射为基本原则②。调查样本中,朝向为东向和南向的建筑各占约三分之一,朝向为有西晒的西向及采光条件差的北向的建筑也有一定占比。由此看出,吐鲁番乡村地区居住建筑在设计过程中并不注重朝向的选择,为适应严酷的自然条件,因地制宜、因房制宜,成为了建筑朝向选择的基本原则,所以其建筑朝向灵活多变,没有特定的规则。

  2.2体形系数

  为了减少建筑外表散热面积,降低冬季采暖能耗,控制建筑的体形系数是有效而必要的方法。根据调查统计结果,39%的居住建筑体形系数不大于0.8③,满足规范规定;而超过规定限值的建筑的共有154个,占到调研居住建筑有效样本总数的58%,其中,体形系数为0.8-0.9的建筑占28%,体形系数为0.9以上的建筑占30%;符合标准的单层建筑占单层建筑样本总数的42%,符合标准的二层建筑占二层建筑样本总数的63%(图2)。调查得出,不符合当前规范的建筑占比较大,分析该地区民居性质,其原因主要有:一是由于部分吐鲁番居住建筑的建设时间久远,在建造时并没有减少散热的节能意识;二是由于当地居民的生活生产需求和建造技术的限制,建成的建筑层数少,平面往往只有一进房间,所以会导致平面呈长矩形,使建筑体形系数增大。

  2.3窗墙比

  外窗是建筑最主要的得热和失热构件,是建筑节能的最薄弱环节。统计分析民居建筑各个朝向的窗墙比(图3),发现南向窗墙比基本符合相关节能设计标准的规定④;东西向窗墙比仅有一栋居住建筑超过了节能设计标准中的规定限值;北向窗墙比也完全满足标准;利用南向外窗实施被动太阳能采暖时,现有建筑南向窗墙比偏小,可考虑适当增大以更好利用太阳能,同时做好夏季防热措施。

  2.4围护结构

  (1)墙体类型方面,多孔粘土砖砌筑墙体的数量占到调查总数的57%;含有生土材料砌筑墙体的建筑占调研建筑总数的43%,其中土坯与粘土砖结合砌筑占26%,纯土墙体占9%,草泥墙体占8%(图4(a))。统计结果表明,该地区居住建筑现在主要使用多孔粘土砖砌筑墙体;与此同时,虽然纯生土砌筑墙体的建筑数量有所下降,但是生土与粘土砖两种材料配合使用的建筑仍有一定的数量;在保温性能方面,样本中仅有少量新建建筑使用挤塑聚苯板或岩棉复合板,传统民居的墙体大多没有保温层,主要依靠厚重的墙体本身抵御外界气候变化的影响。(2)屋面类型方面,调查中53%的居住建筑为草泥屋面;35%的居住建筑为水泥或混凝土屋面;此外,还有少量居住建筑使用纯土、木料或草作为屋面的主要材料(图4(b))。调查样本中,居住建筑的屋面形式均为平屋顶,传统居住建筑多见木密肋或土拱平屋面;部分新建居住建筑屋面沿用传统构造作法,以木材为支撑结构,上铺草泥或加覆保温板材;其余新建居住使用水泥或混凝土等现代材料构筑屋顶,其施工较为方便快捷。(3)地面类型方面,粘土砖地建筑占调查总数的48%;水泥或混凝土地面建筑占调查总数的36%;土坯砖地建筑占调查总数的6%;另外,还有10%建筑地面铺设了瓷砖,个别还铺设地毯,均为经济条件较好的家庭(图4(c))。调查结果表明,地面构造由传统的土坯砌筑转变为使用现代水泥混凝土结合瓷砖的作法,使得土坯砖的使用大幅减少,导致地面蓄热及调节空气湿度的能力大幅下降,室内热环境变差,对采暖及制冷设备调节的需求变大,不利于节约能耗。(4)门窗类型方面,木框窗数量占调查总数的49%;塑钢窗框数量占调查总数的36%,铁制窗框数量占调查总数的15%(图4(d))。木框窗常见于传统民居,多为双层单玻平开窗,内外两层窗户之间形成空气隔层,增加气密性和防尘功能;窗外部安装维吾尔特色木窗扇,此木窗扇关闭时,窗户整体保温隔热性能远大于双层玻璃窗,但会严重限制房间的采光通风。塑钢窗一般存在于自建房,在气密性方面有一定的改善。内外房门通常为木制,或者使用成品门,此种门在气密性方面较传统木门有了较大的提高。调查中还发现,部分民居中存在外窗外覆薄膜,外门挂厚重的棉门帘的情况,房间室内入口区域的温度比房间内温度低3℃~4℃,这说明部分现存民居建筑中门窗缝隙较大,密闭性不好,冷风渗透严重。

  结论

  第一,吐鲁番乡村地区居住建筑平面特征具有一定的地域性,但其功能与形式应当满足人们不断变化的生活方式的需求,同时,新建居住建筑应注意继承传统建筑的气候适应性经验。第二,吐鲁番乡村地区居住建筑朝向灵活多变,因地制宜;部分建筑体形系数偏大;建筑窗墙比基本符合现有节能规范限值,在利用南向外窗实施被动太阳能采暖时,可考虑适当增大以更好利用太阳能。第三,多孔粘土砖、混凝土、水泥等现代建筑材料已逐渐成为当地主要使用的建筑材料;生土材料的使用较过去有所减少,但仍是当地不可或缺的传统材料;当地对建筑屋面、墙体等围护结构的传统构造作法有所继承和保留;部分现存民居建筑冷风渗透严重,塑钢窗及成品门的使用增多有助于解决这一问题。

  参考文献:

  [1]陈震东.新疆民居[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.

  [2]何文芳.新疆干热气候维族民居气候设计方法研究[D].西安建筑科技大学,2012.

  [3]何文芳,师宏儒.新疆维吾尔居住环境营造智慧[J].华中建筑,2016(08).

  [4]何文芳,白卉,刘加平.吐鲁番地区民居夏季热舒适测试研究[J].太阳能学报,2014(06).

  [5]杜晓磊.干热干冷地区民居建筑热环境研究[J].西安建筑科技大学,2013(05).

  作者:樊梦媛 何文芳 杨柳 单位:西安建筑科技大学建筑学院 西安建筑科技大学建筑学院 西安建筑科技大学建筑学院

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文章名称:民居建筑节能性的相关调查

文章地址:http://www.zhichengg.com/jzlw/9819.html

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