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改善重庆农村住宅室内热环境的设计研究

刘晋  
【摘要】: 随着农村建设如火如荼的开展,农村住宅如雨后春笋般涌现。由于以往对农村住宅热环境及节能的关注不够以及农村经济水平方面的制约,住宅的建筑热工性能没有得到改善,保温隔热性能仍然很差。长期以来,节能的研究主要集中在城市住宅,而涉及到农村住宅的节能研究并不多,研究室内热环境的舒适度也不多。人们大部分时间都是在室内封闭的房间中度过的,人的生活和工作大部分时间都在室内,室内环境与人体关系密切。它直接影响着人们的身心健康。热环境是指由太阳辐射、气温、周围物体表面温度、相对湿度与气流速度等物理因素组成的作用于人,影响人的冷热感和健康的环境。因此,改善重庆农村住宅室内热环境已经成为建筑师的当务之急。 本论文选题立足于室内热环境的研究,首先分析了国内外关于热环境的理论和文献,通过对重庆地区气候特征的总结和农村发展历史的梳理,为后面重庆农村住宅室内热环境的调研提供了基础。在2009年7月至2009年8月、以及2010年2月对重庆周边农村巴南区、大学城、永川区、璧山县、铜梁区、合川区、大足等选取了一定数目的住宅进行了室内热环境的调研,通过问卷调查,温度测量、湿度测试、现场测绘等方式,对其住宅材料使用状况、炊事能源使用情况、生活习惯、室内热环境及空气品质和能源使用情况等方面分别进行了冬夏季问卷调查和绘制每个地区典型户型的温度曲线图。调查结果显示,各城市住宅节能潜力较大,不同地区之间能源消费情况差异显著,主要受地域差异及居民生活模式影响。影响家庭能耗的因素较多,其中家庭收入、人口构成、房屋造价以及降温方式对能耗影响显著,建筑年代和建筑使用面积影响相对较小。 通过对调研结果的统计分析,重庆地区夏季午后直至夜晚,居室内气温往往超过34℃,有的高达39~40℃,尤其是连续高温天气时夜里室内令人难以入眠。居民普遍反映室内热环境普遍不佳。研究发现,室内热环境不佳的主要三个原因是夏热冬冷地区存在两面性的矛盾、住宅空间形态存在通风设计问题、外围护结构热工性能较差。以“发现问题-分析问题-解决问题”的模式,针对重庆的气候特点和地域特征,提出了改善室内热环境的两大策略。 目前住宅建筑设计时对通风因素、外围护结构因素考虑较少,未能充分利用自然气候资源。所以导致农村住宅室内热环境质量较差。有效的改善室内热环境的策略有:1)加大室内通风2)改善外围护结构;重庆地区由于夏季潮湿闷热,可以通过增加“穿堂风”,引导风流带走室内热量;并且有效改善外围护结构,如蓄水屋面节能设计、改进墙体外保温性能、适宜的遮阳方式、门窗节能设计等。 最后本文针对重庆住宅室内热环境改善进行案例分析,选取调研的永川地区一典型农宅户型,并用计算机软件Ecotect进行模拟,对其室内热环境状况进行分析。通过改善客厅及主卧的室内通风和维护结构,计算出在严寒日和酷暑日的温度、湿度、结构得热和失热源,比较改善前后温度的变化,论证了两大设计改造策略是正确可行的。 本文采用低成本的节能被动式的方法,尽量在设计之初就用建筑的手段来改善热环境,尽可能避免使用主动的机械设备或减少机械设备使用时间,使室内热环境达到人可接受的程度。对于改善人们居住质量,降低建筑能耗以及促进室内热环境的可持续发展,都有十分重要的意义。希望今后为重庆地区农村住宅的热舒适研究提供一定的参考。


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