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传统民居建筑的室内外环境主要是通过合理的布局、构造和人工绿化等节能调节措施来实现的,这种被动(这里的“被动”指没有使用任何设施)调节方式既可以节约运行能源,又可以改善室内环境品质,很值得现代民居建筑设计者借鉴。
本文以民居“四节”(节能、节地、节水和节材)为出发点,首次调研陇中民居发展演变过程和民居环境,挖掘传统民居在选址、平面布局、建造材料等方面的朴素绿色生态性。同时,通过对陇中民居的院落形式、住宅面积、单体构造等方面进行实地调查,同时结合农户能源消耗情况,对室内热、光和声环境及空气品质的主观感受进行了深入分析。除此之外,本文还对房屋朝向、体形系数和围护结构与民居节能的关系进行了定性探讨,并根据实测数据对比分析不同类型民居的室内热、光环境,揭示诸多被动节能方式对室内外环境的调节效果。
根据当地民居的绿色生态性和绿色建筑节能设计理念,提出了“绿色生态民居”的概念,认为陇中民居朴素的生态建筑模式值得在现代民居建造中继承和发扬,其中包括“环山、背风、向阳、地势较高”的选址方式、合院式的平面布局、绿色建造材料和庭院平面与立体空间相结合的绿化方式等;研究发现,能源消耗量大和室内环境(特别是热环境)差的矛盾突出,可以从优化用能结构和提高民居自身的保温隔热性能两个主要方面出发,走一条农村能源可持续发展的道路,即以生物质能源的高效清洁利用为主,结合沼气和太阳能等可再生能源,逐步减少对煤炭的依赖。
通过对典型民居的现场测试和结果分析,证实了目前这种被动太阳房要实现零辅助热源,还需要从设计和使用方式等方面进一步改进。为了改善冬季室内热环境较差的现状,在经济允许的条件下,可以通过控制体形系数,如增加层数、改变组合和简化体型等方式来实现节能的目的。对于围护结构的节能设计,针对目前比较流行的附加阳光间民居,可以采用如下措施进行改善:适当减小阳光间进深、增设前墙上下通风口、扩大阳光间玻璃窗户面积、阳光间内表面采用吸热系数大的材料以及增强外围护结构的保温性能,特别是后墙的保温性能。
通过分析,提出了综合改善室内空气品质的措施,以减少灰尘、有毒气体和减弱异味等,如增加门窗的密闭性、增加通风次数(冬季)、改造取暖及炊事用具、提高太阳能热水器的使用率、改变生活习惯和养殖方式等。另外,对于单面采光造成室内照度不均匀的现象,可以通过合理增大窗户面积和适当辅以灯具来满足靠近后墙区域的读写照度要求。