寒冷气候区居住建筑热湿环境研究

康玲怡 关 航

郑州大学

引言

数据显示，我国近年来建筑能耗越来越高，因此，生土建筑因其节能特性备受关注。其作为一种适应性强的传统民居建筑，可以从当地获取原材料，冬季保温良好，夏天温度舒适，成本不高，十分贴近自然，可充分利用自然资源，十分环保节能，生土窑居拥有十分独特的拱形结构，在建设中多使用黄土材料，可以调节温度以及湿度，围护结构也较为独特[1]。不过生土建筑也有一些不足，具体如下：开间比较小，无法实现合理的布局，阳光多数情况中无法进入室内，通风状况比较糟糕等，这些问题都有待去解决。

在生土建筑研究领域，很多学者已经投入了非常多的研究精力。基于此，本文以寒冷气候区的传统民居为研究对象。采用实测调查和数据分析的研究方法，重点从传统民居的热湿环境及节能设计等角度开展研究。

1.试验概况

1.1 试验地点

河南省开封市和河南省濮阳市

1.2 试验房屋

实验房屋A为位于开封市杞县付集镇的生土建筑，长8.1m，宽5米；建筑B为开封市杞县付集镇的砖混建筑，长8.7米，宽4米，屋顶为厚5.4cm的活动板；建筑C为位于濮阳市南乐县的砖混建筑，长8m，宽6.5m。

1.3 试验时间

试验时间为2017年7月13日——2017年8月19日，是极具代表性的夏季气候。由于试验时间跨度大，获得数据量庞大，因此本次课题选取了2017年8月1日的温湿度数据进行处理及分析。

1.4 仪器布置方案

在被测建筑中，选好位置安装GSP—6温湿度自记仪，靠近建筑中心位置，距地高度为1.5m—2.0m.测量数据包括温度和湿度。

2 试验数据

本文选取2017年8月1日数据为代表进行分析，所获数据主要有3种，然后展开数据曲线拟合，最终获得曲线如图1：

由图1能够了解到，在室外温度存在较大变化时，生土建筑和砖混建筑温度随时间的变化趋势和室外温度的变化趋势基本同步。且生土建筑A在8：00到19：00这段时间内温度最低，砖混建筑全天温度均较高。室内温度最高的是砖混建筑B，而砖混建筑C居中。砖混建筑C由于设置了遮阳蓬，所以在12：00到16：00时间段温度低于生土建筑A。但整体来看，生土建筑的温度稳定性较好，夏季温度较一般砖混建筑低。

图1

由图2可了解到，在室外湿度波动较大时，砖混建筑湿度随时间的变化趋势与室外湿度变化趋势基本同步，而生土建筑湿保持稳定。A、C、B三个建筑物室内湿度依次降低。

图2

2.2 对比分析

室外夜间气温均值为27.9℃，生土建筑夜间室内气温均值为 27.5℃，室内外温差为0.4℃；砖混建筑B室内气温均值，为29.3℃，室内外温差为1.4℃；砖混建筑C室内气温均值为27.5℃，室内外温差为0.4℃。

室外气相对湿度均值为90.5%，生土建筑夜间室内湿度均值为86.7%，室内外湿度差为3.8%；砖混建筑B室内湿度均值为78.7%，室内外湿度差为11.8%；砖混建筑C室内湿度均值为83%，室内外湿度差为7.5%。

通过对温湿度均值、波动振幅对比，可看出生土结构建筑有着相对较低的室内温度，砖混建筑B由于屋面材料为石棉瓦，导热能力强，室内温度最高，砖混建筑C由于有遮阳棚作用温度居中。湿度方面，生土建筑潮湿的缺点凸显出来，其湿度最高，砖混建筑良好，其中砖混建筑B最低，而砖混建筑C居中。生土建筑夏季室内较低温度、温湿度波动小，湿度偏高，节能。而对于砖混建筑，为了稳定温度变化，可做适当遮阳处理。石棉瓦材料导热能力极强，但析湿能力强，因此在降低室内湿度方面有显著作用，但它的导热能力强的缺点也十分明显。

3 结语

通过对生土建筑、无遮挡砖混建筑以及有遮阳装置砖混建筑的室内外热湿环境的实地监测，分析三种不同建筑的热湿环境。比较试验数据，生土建筑能耗低，实践意义重大。不过其也有不足，湿度大，材料强度低，结构整体性弱，抗震能力差等。因此，对施工、材料等进行优化，让其波动更小、更安全，舒适，节能将是我们需要长期努力的方向。[2]

[1]朱佳音，童丽萍.豫西地区下沉式生土窑居冬季热性能研究.郑州大学

[2]陈兴义，王伟超.豫西北地区生土与砖混结构建筑热湿环境对比分析研究