甘肃地区新型夯土民居室内热环境测试★

刘 成 琳

(山东科技职业学院建筑工程系，山东 潍坊 261053)

0 引言

新型夯土民居是指使用新型夯土材料——一般为土、砂和石子的混合物，并利用现代化夯筑设备及夯筑方式夯筑而成的民居形式。它不仅在抗震性、耐久性等方面改善了传统夯土民居的固有缺陷，且具有施工简单、绿色环保、造价低廉等优点，是满足现代社会经济、安全、绿色、环保等需求的新型民居形式，尤其适合西北黄土高原等环境恶劣、经济贫困的乡村地区。国内针对新型夯土民居的研究，主要集中在结构的抗震性和营建技术等方面，尚未有人针对其室内热环境进行系统性研究，研究新型夯土民居的室内热环境和节能效果对于其进一步的推广应用具有重要的意义。

新型夯土民居示范基地位于甘肃省会宁县，属于黄土高原地区，在全国热工分区上属于寒冷地区，在建筑节能方面应着重考虑冬季保温。当地传统的民居形式主要有三大类，分别是年代较久远的传统夯土民居、较现代的砖混民居，以及当地所特有的夯土和砖混相结合的民居形式。由于会宁县毗邻兰州，利用Weather Tool软件，以兰州市的全年气温数据为参考，可得知当地夏季最热月为7月，8月，冬季最冷月为1月，2月，此次研究仅选取最冷和最热两个时间段进行测试研究。

1 测试对象

在本次测试中，选择会宁县马岔村首座示范房老岳家进行重点研究。而为了对新型夯土民居和传统民居的室内热环境进行对比，以相似的朝向、形式和大小为条件，选择了位于同村的老岳家老宅(住宅类型为传统夯土民居)以及李祥家厢房(住宅类型为砖混民居)作为传统民居的对比对象。

2 测试说明

此次研究的测试时间为2015年1月3日～8月30日，所采用的测试仪器主要是HOBO室内外温湿度自记仪，主要测量的内容为各选定房间的室内外空气温湿度。

3 测点布置

3.1 新型夯土民居(老岳家)中的测点布置方案

老岳家是会宁县马岔村的首座新型夯土民居示范宅，它的建成后的效果如图1所示。作为当地首座示范宅，老岳家所有的墙体材料均为新型夯土，院落布局为三合院式，屋顶形式有两种，其中正堂和厢房为单坡顶，储物间为平屋顶，此外正堂外有加设附加阳光间。在采暖方面老岳家仅正堂靠火炉采暖，其他房间均不采暖。具体测点位置及布置形式如图2所示。

3.2 传统民居中测点布置方案

在所选择用于对比的传统民居中，具体测点布置如图3,图4所示。

4 测试分析

4.1 新型夯土民居冬季室内热环境测试分析

在整个测试期间，选择1月8日～1月15日为期一周的时间进行数据分析，其测得结果如图5,图6所示。

经表1可得出：

1)当地气候冬季较寒冷，需做好保温节能；

2)老岳家正房经火炉采暖后满足GB/T 50824—2013农村居住建筑节能设计标准中规定的舒适要求；

3)厢房和储物间有较大差别，推其原因，可能由屋顶形式及朝向的不同而造成；

4)阳光间白天升温作用明显，对正房起到了保温的作用，但夜晚降温较快；

5)相对湿度除了储物间外，均是舒适的。

4.2 新型夯土民居夏季室内热环境测试分析

在整个测试期间，选择7月26日～8月1日为期一周的时间进行数据分析，其测得结果如图7，图8所示。

经表2得出：

1)当地夏季室外气候较为凉爽，可较少考虑夏季隔热；

2)根据GB/T 50824—2013农村居住建筑节能设计标准可知，老岳家各个房间的夏季室内热环境基本是舒适的；

3)由于阳光间白天明显的升温作用，造成老岳家正房的室内平均温度要比厢房高，温度波动范围也偏大，这也是阳光间在夏季的不利影响。

表2 新型夯土民居夏季典型月室内外温湿度对比

4.3 新型夯土民居与传统民居对比分析

通过对新型夯土民居的室内热环境进行冬季和夏季的实测分析，可以得出当地夏季较为凉爽，而冬季非常寒冷，且在热工分区中，当地处于寒冷地区，建筑应主要考虑冬季保温，因此此处仅对新型夯土民居与传统民居的冬季室内热环境进行测试比较，在比较对象的选择中，老岳家厢房为新型夯土形式，老岳老宅为传统夯土形式，李祥家厢房为砖混形式，这三个房间均为不采暖房间，且朝向相同。测得的对比结果如图9，图10所示。

经表3得出：

1)在相似的情况下(房间均不采暖，且大小、朝向相似，仅构筑方式不同)，新型夯土房间的室内热环境最好，传统夯土房间的次之，砖混房间的最差；

2)新型夯土房间的室内温度波动幅度最小，其热稳定性最好；

3)三种房间内的空气湿度都是舒适的。

表3 新型夯土民居与传统民居冬季典型周室内外温湿度对比

5 能耗模拟分析

为了更加清晰、准确的评判新型夯土民居的节能效果，利用能耗模拟分析软件DeST-h对其进行冬季采暖季能耗分析，获得新型夯土民居的耗热量指标，并将之与传统民居的进行对比，以此得到新型夯土民居的节能效果。

在DeST-h软件中建立新型夯土民居、传统夯土民居及传统砖混民居的对比模型，为了方便对比，将三者的建筑形式、朝向及尺寸设为一致，仅在围护结构的构造形式上有所不同，它们各自的构造做法完全参照当地民居的真实情况进行设置，如表4～表6所示。此外，软件中的模拟参数根据调研得到的当地居民的生活及活动状况进行设置。

表4 新型夯土民居的构造形式(参照老岳家)

表5 传统夯土民居的构造形式

表6 传统砖混民居的构造形式

最终DeST-h软件得出的能耗模拟结果如表7所示。通过表7可得，新型夯土民居的耗热量指标比传统砖混民居的低了44%，比传统夯土民居的低了39%，这反映了新型夯土民居的节能效果显著，是一种节能、环保的绿色民居形式。

表7 新型夯土民居和传统民居的能耗对比

6 结论与展望

通过现场测试及能耗模拟分析可知，新型夯土民居的室内热环境要优于传统夯土民居及传统砖混民居，且节能效果显著，再结合其在经济性、抗震性和耐久性等方面的优点，可以得出新型夯土民居是值得继续大力推广的绿色民居模式。