寒冷氣候區(qū)居住建筑熱濕環(huán)境研究

康玲怡 關 航

鄭州大學

引言

數(shù)據(jù)顯示，我國近年來建筑能耗越來越高，因此，生土建筑因其節(jié)能特性備受關注。其作為一種適應性強的傳統(tǒng)民居建筑，可以從當?shù)孬@取原材料，冬季保溫良好，夏天溫度舒適，成本不高，十分貼近自然，可充分利用自然資源，十分環(huán)保節(jié)能，生土窯居擁有十分獨特的拱形結構，在建設中多使用黃土材料，可以調節(jié)溫度以及濕度，圍護結構也較為獨特[1]。不過生土建筑也有一些不足，具體如下：開間比較小，無法實現(xiàn)合理的布局，陽光多數(shù)情況中無法進入室內，通風狀況比較糟糕等，這些問題都有待去解決。

在生土建筑研究領域，很多學者已經(jīng)投入了非常多的研究精力。基于此，本文以寒冷氣候區(qū)的傳統(tǒng)民居為研究對象。采用實測調查和數(shù)據(jù)分析的研究方法，重點從傳統(tǒng)民居的熱濕環(huán)境及節(jié)能設計等角度開展研究。

1.試驗概況

1.1 試驗地點

河南省開封市和河南省濮陽市

1.2 試驗房屋

實驗房屋A為位于開封市杞縣付集鎮(zhèn)的生土建筑，長8.1m，寬5米；建筑B為開封市杞縣付集鎮(zhèn)的磚混建筑，長8.7米，寬4米，屋頂為厚5.4cm的活動板；建筑C為位于濮陽市南樂縣的磚混建筑，長8m，寬6.5m。

1.3 試驗時間

試驗時間為2017年7月13日——2017年8月19日，是極具代表性的夏季氣候。由于試驗時間跨度大，獲得數(shù)據(jù)量龐大，因此本次課題選取了2017年8月1日的溫濕度數(shù)據(jù)進行處理及分析。

1.4 儀器布置方案

在被測建筑中，選好位置安裝GSP—6溫濕度自記儀，靠近建筑中心位置，距地高度為1.5m—2.0m.測量數(shù)據(jù)包括溫度和濕度。

2 試驗數(shù)據(jù)

本文選取2017年8月1日數(shù)據(jù)為代表進行分析，所獲數(shù)據(jù)主要有3種，然后展開數(shù)據(jù)曲線擬合，最終獲得曲線如圖1：

由圖1能夠了解到，在室外溫度存在較大變化時，生土建筑和磚混建筑溫度隨時間的變化趨勢和室外溫度的變化趨勢基本同步。且生土建筑A在8：00到19：00這段時間內溫度最低，磚混建筑全天溫度均較高。室內溫度最高的是磚混建筑B，而磚混建筑C居中。磚混建筑C由于設置了遮陽蓬，所以在12：00到16：00時間段溫度低于生土建筑A。但整體來看，生土建筑的溫度穩(wěn)定性較好，夏季溫度較一般磚混建筑低。

圖1

由圖2可了解到，在室外濕度波動較大時，磚混建筑濕度隨時間的變化趨勢與室外濕度變化趨勢基本同步，而生土建筑濕保持穩(wěn)定。A、C、B三個建筑物室內濕度依次降低。

圖2

2.2 對比分析

室外夜間氣溫均值為27.9℃，生土建筑夜間室內氣溫均值為 27.5℃，室內外溫差為0.4℃；磚混建筑B室內氣溫均值，為29.3℃，室內外溫差為1.4℃；磚混建筑C室內氣溫均值為27.5℃，室內外溫差為0.4℃。

室外氣相對濕度均值為90.5%，生土建筑夜間室內濕度均值為86.7%，室內外濕度差為3.8%；磚混建筑B室內濕度均值為78.7%，室內外濕度差為11.8%；磚混建筑C室內濕度均值為83%，室內外濕度差為7.5%。

通過對溫濕度均值、波動振幅對比，可看出生土結構建筑有著相對較低的室內溫度，磚混建筑B由于屋面材料為石棉瓦，導熱能力強，室內溫度最高，磚混建筑C由于有遮陽棚作用溫度居中。濕度方面，生土建筑潮濕的缺點凸顯出來，其濕度最高，磚混建筑良好，其中磚混建筑B最低，而磚混建筑C居中。生土建筑夏季室內較低溫度、溫濕度波動小，濕度偏高，節(jié)能。而對于磚混建筑，為了穩(wěn)定溫度變化，可做適當遮陽處理。石棉瓦材料導熱能力極強，但析濕能力強，因此在降低室內濕度方面有顯著作用，但它的導熱能力強的缺點也十分明顯。

3 結語

通過對生土建筑、無遮擋磚混建筑以及有遮陽裝置磚混建筑的室內外熱濕環(huán)境的實地監(jiān)測，分析三種不同建筑的熱濕環(huán)境。比較試驗數(shù)據(jù)，生土建筑能耗低，實踐意義重大。不過其也有不足，濕度大，材料強度低，結構整體性弱，抗震能力差等。因此，對施工、材料等進行優(yōu)化，讓其波動更小、更安全，舒適，節(jié)能將是我們需要長期努力的方向。[2]

[1]朱佳音，童麗萍.豫西地區(qū)下沉式生土窯居冬季熱性能研究.鄭州大學

[2]陳興義，王偉超.豫西北地區(qū)生土與磚混結構建筑熱濕環(huán)境對比分析研究