建筑朝向与自然室温.doc

不同朝向房间的自然室温的区别陈彩凤（华北科技学院 土木工程系，北京 东燕郊 101601）摘要： 就我国建筑朝向产生的原因及影响加以分析，对影响自然室温的各项物理各项状态参数进行综合分析。认识不同房间的对自然室温的要求，满足人们的日常生活需求和工作需求。关键词 建筑朝向 自然室温 采光 通风文献标识码：A 在人们的生活中，建筑朝向与人们的生活是息息相关的，人们选房、买房或盖房都涉及这个问题，选择好的房间朝向不仅能够使人住得舒适，还能节约很多能源。 1.建筑朝向建筑朝向的选择，涉及到当地气候条件、地理环境、建筑用地情况等，必须全面考虑。选择的总原则是：在节约用地的前提下，要满足冬季能争取较多的日照，夏季避免过多的日照，并有利于自然通风的要求。从长期实践经验来看，南向是全国各地区都较为适宜的建筑朝向。但在建筑设计时，建筑朝向受各方面条件的制约，不可能都采用南向。这就应结合各种设计条件，因地制宜地确定合理建筑朝向的范围，以满足生产和生活的要求。 1.1建筑物外围通风1.1.1建筑物外围整体分布风场我国华北、长江流域、华南及沿海地区的冬季多刮偏北风，夏季多刮偏南风，坐北朝南避免了冬季从西北吹来的季风的影响，因此坐北朝南冬暖夏凉，是房屋最好的朝向。北方地区是非常重视房子的朝向问题的，它不但影响采光、集热，而且影响通风，南偏东10左右为建筑物的最佳朝向。此朝向在冬季能获得较多日照，夏季可避免过多日照，并利于自然通风的要求。而南方地区气候温暖，在朝向和日照问题上没有北方讲究。 全年风玫瑰 夏季风玫瑰 1.1.2 建筑物外围局部分布风场建筑楼群的布局受到气候因素、地理因素，楼群自身建筑的形式等因素的影响。各个建筑的摆放形式的改变直接影响着建筑周边风场与压力场的变化。在各种布局中，建筑（群）与建筑（群）之间会产生狭管效应，使风速增大。在形成风通道的区域内都可以获得良好的风场，风受到建筑物的遮挡后会在起后面形成较长的风影区，风速大大减小。要使建筑周围获得良好舒适的风速环境，就要适当的增加建筑之间的间距，同时要合理的布置建筑物的相对位置，引导风的流动，避免使建筑布置在风影区内和防止在建筑周围形成过大速度的风，进而创造良好的室外风环境。1.2 建筑物墙面上的日照时间和日照面积建筑物墙面上的日照时间，决定墙面接受太阳辐射热量的多少。冬季因为太阳方位角变化的范围小，在各朝向墙面上获得的日照时间的变化幅度很大。以北京地区为便，在建筑物无遮挡情况下，以南墙面的日照时间最长，自日出至日没，都能得到日照。北墙面则全日得不到日照。在南偏东（西）300朝向的范围内，冬至日可有9小时日照，而东、西朝向只有4.5小时日照。夏季由于太阳方位角变化的范围较大，各朝向的墙面上，都能获得一定日照时间。以东南和西南朝向获得日照时间较多，北向较少。夏至日南偏东及偏西600朝向的范围内，日照时间均在8小时以上。 1.3建筑物室内的日照时间和日照面积同墙面上的日照情况大体相似。以北京地区（窗口宽2.10米,高1.5）为例，在无遮挡情况下，冬季在南偏东（西）450朝向的范围内，室内日照时间都比较多，冬至日在这个朝向上，均有6.5小时以上的日照时间。同时由于冬季太阳高度角较低，照到室内深度较大，所以在南偏东（西）450朝向的范围内，室内日照面积都较小。在北偏东（西）450朝向的范围内，冬至日室内全无日照。夏季在南偏东（西）300朝向的范围内，日照时间不多，而且日照面积很小，夏至日室内日照为45.5小时之间，日照面积只有冬至日的47.3%。在东、西朝向上，夏季室内日照时间较多，而且日照面积很大，在夏至日室内日照时间有6小时，日照面积为冬至日的2.7倍。在北偏东（西）450朝向的范围内，夏至日室内日照时数有35小时，日照面积也比东、西朝向少。从日照时间和日照面积的分析来看，北京地区的最佳建筑朝向在南偏东300朝向的范围内。 2.自然室温在建筑物正常使用条件下，没有采取强化通风、采暖或空调等方式来改变室内的热湿状况，在这样的条件下形成的室内空气温度称为自然室温。建筑朝向影响室内的采光、通风，进而影响自然室温。自然室温受室外温度影响，不同季节的自然室温变化较大，人们在不同地域，不同时间对自然室温的要求是不一样的。2.1 不同房间通风与自然室温的关系 房间内能保持空气新鲜是人们对房间的基本要求之一。要达到此目的，就要考虑建筑的朝向和开窗，与外界保持良好的沟通。此外，自然通风还影响着室内气温。室外的气流进入室内，与室内空气接触，降低室内气温，并带走室内污染的空气，对室内净化起到良好的作用。自然通风的效果可以使室内自然室温与室外气温相持平，温差不大。机械通风与自然通风相比，室内的温度控制相对稳定，不受季节更替的影响，能即时的满足人们对热湿环境的需求。对于客厅而言，因客厅是一套住房中使用频率最高，使用人数最多的房间，其空间质量尤为重要。我国处于北半球，客厅一般以朝南为最佳。这样，在冬天没有冷风吹进室内，室温较高，在夏天又有凉风“穿堂”，从而降低室内温度。除此之外，其他朝向的优劣顺序大致为东南、东、西南、北、西。一套房间内，卧室一般有二、三间，其朝向也不完全一致。卧室也以南向为佳，但最好不要靠外墙。因在夏天，南向卧室虽有凉风，但射入的阳光也较北向房间多，室内温度也比北向的房间室温高；若是西向外墙，室内温度一定较高。卧室朝向为东南、东、东北也可，最好不选朝西的卧室。朝北的卧室不要太多，因北向卧室冬天时常会吹冷风，室内气温会降低，但在夏天却是十分凉快。厨房、卫生间的朝向相对次要些。卫生间只要能直接采光、通风就行。厨房由于本身会产生许多油烟，因此，其室内空气必须与外界经常保持交换。一般来说，要防止由于朝向不好、外面风压太大，引起油烟的“倒灌”或风将油烟引入其他房间。因此，厨房以不选北向为宜。 针对某一最佳舒适户型进行分析，该户型为3室2厅双阳台，套内面积为83.08，其分析工况为：西北风1.5 m/s,环境温度27，相对湿度78，室内初始温度30.1。对室内外气流组织分布情况进行分析，通过测量与数值模拟分析得出不同房间的通风情况对自然室温分布的影响。其室内外通风分布情况及各个房间自然室温分布如图所示。2.2不同房间遮阳采光与自然室温的关系房间的朝向不同，各季节房间内的光线变化规律将不一样，在一天内光线的变化也不一样。采光应该以自然光线为主。室内光线的强弱和照度是否均匀，与窗的宽度、位置和高度有关。按国家规定，房屋的采光标准是冬至日阳光满窗日照时间不低于1小时。一般来说，一天之内阳光能射入房间23小时，对于消除房间内湿气、杀灭细菌均有好处，有阳光直射的房间的室内气温比其他房间的气温要高，这是由于太阳能辐射的作用，室内吸收太阳辐射升温的结果。对于客厅、卧室的朝向，要以能接受光线直接射入为宜，以南向或偏南方向为佳。对于厨房，应避免西向为宜，因厨房内本来已有热源，再接受阳光直射，其温度会更高。卫生间也以能接受一定的阳光照射为宜，因卫生间相对来说阴暗潮湿，有阳光的射入能避免病菌滋生。一套居室内，最好有两个阳台，其中一个阳台一定要向阳，使晾晒和休息有充足的阳光。而阳措施会阻挡直射阳光，遮阳对防止室内温度升高有明显的作用，在夏热地区试验观测表明，在闭窗的情况下，有无遮阳，室温差值较大。而且有遮阳时，房间温度波幅值较小，室温出现最大值的时间延迟，室内温度场均匀。因此，遮阳对空调房间可减少冷负荷，对空调建筑来说，遮阳更是节约电能的有效措施。2.3 不同房间隔热、保暖与自然室温的关系 建筑的各个面由于朝向不同，接受太阳的辐射也不同。一套屋中的不同房间，有时会出现很大的温差。隔热措施较好，一套房内的温度受外界影响不大，变化不大。朝向好的房间，其优势是明显的，在冬季可不设隔热、保暖措施；朝向差的房间，就需要采取了较为专门的隔热、保暖措施。比如，朝西的房间经常延长了遮阳板,墙体的保湿措施有特殊的处理,墙体用的是空心砖,加了隔热材料等等。房间能采取额外的温度控制措施必然引起室内自然温度的变化。针对济南地区某典型办公建筑，进行分析，得出保暖房间与自然室温的关系。在夏季的7月2日和3日，室外温度较高，最低气温23.47，最高气温可达36.57，选择两种不同的保温模式，而两种保温模式下自然室温变化幅度小，基本在27至33。保温模式2的自然室温较保温模式1低，因为保温模式2能很好地利用晚间通风队房间进行蓄冷，白天关闭窗户和使用窗帘，有效阻止了外界高温，如图4所示为不同保温模式下，7月2日至7月3日自然室温的分布情况。3.结语我国建筑朝向一般遵循坐北朝南的原则，不同朝向房间的自然采光和通风效果有明显的差异，造成各个房间的自然室温存在差别。正确的利用房间朝向，使自然室温满足人们的要求，可以减少空调的负荷，节约能源，做到低碳生活。针对不同人群的工作生活环境要求的不同，对房间朝向的选择是科学而必要的。参考文献1.秦兴红. 济南办公建筑自然通风工况下的自然室温的研究. 2009.2.朱颖心. 建筑环境学（第二版）. 中国建筑工业出版社 2005.3.唐毅，孟庆林.西安建筑科技大学学报.2001，33（4）：352-3564 何云玲、张一平。中国科学院，城市区域南北朝向室内表面温度特征5. 简毅文、江亿，清华大学 建筑技术科学系，痛过实测室温确定住宅的自然通风状况2003，43(6)6. 高振波,河北科技师范学院计算机系.日光温室温度分析模型与模拟，河北科技师范学院学报第卷第期，2007年月Different Twoard The Nature Of The Room Temperature DifferenceChencaifeng(North China Institute Of Science And Technology,Yanjiao,Beijing-East 101601)Abstract: Constructs the reason and the influence on our country which faces produces analyzes, to affects the natural room temperature each physics each state variable to carry on