基于BECS分析对秦巴山区传统民居节能设计及改造的研究.pdf
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1、2023年11月总第34 1期陕西建筑1综合论坛基于BECS分析对秦巴山区传统民居节能设计及改造的研究姜锦荣,赵燕,蔡杰,范倬君,张璐,田海宁,李文强(陕西理工大学土木工程与建筑学院陕西汉中7 2 30 0 1)摘要:秦巴山区的传统民居在历史长河中已经经过了多次推演。随着绿色建筑的普及,本组对秦巴山区的居住建筑进行了室内热环境等测试BECS建筑节能软件报告书显示该地区屋面保温系数与规范要求差距较大,夏季室内潮湿闷热,采光较差。建筑能耗过高等问题是当地居民居住舒适度较差的原因。结果显示:在保证传统民居风貌格局的前提下,一些细部构造的优化可以有效改善民居的热环境与采光问题。根据建柱建模计算的显示结
2、果,屋面节能均不合格。改造设计中的双层瓦通风屋面,并架起一部分屋面开老虎窗,并选用导热性低的材料。湿度较大的问题则在不同的房间运用不同的材料来解决。结果显示,满足采光通风等各项要求。关键词:秦巴山区;传统村落;BECS绿建分析;民居更新改造中图分类号:TU111.3文献标识码:A0引言依据“双碳”政策的实行,绿色建筑在我国城市推进并广泛使用,尤其在南方湿热地区。鲜少有人对农村居民的住宅舒适度进行研究。在诸多农村项目改建中,大部分采用“拆除新建”的做法。在忽视对遗迹与当地文化保护的同时,导致了“千村一貌”的问题。秦巴山区的传统民居是当地气候与文化的共同产物I2,以东韩村为例,河谷盆地型地貌成就了
3、它团块型聚落的形态。东韩村依山傍水,建筑大多就地取材。但东韩村我国大多农村村落一样,居民掌握了建设权 3。随着时代的发展,民居的舒适度显得落伍。随着新材料与新技术的出现,许多学者认为民居应该持续推演。作者简介:姜锦荣,本科,主要研究方向:传统民居建筑节能。基金项目:全国大学生创新创业训练项目(项目名称:基于“气候一地貌”特征的秦巴山区生态民居设计策略研究,编号:2 0 2 2 10 7 2 0 0 0 2)。2陕西建筑2023年11月总第34 1期许多新建建筑在设计时已经注意到肌理的融合,注重当地文化,这对陕南传统民居来说具有借鉴意义 31。小组通过对东韩村的实地调研,经过各项测试,并在BEC
4、S中建模分析,考虑使用较小幅度的优化来使民居通过各项节能测试。1东韩村民居现状1.1基本情况东韩村位于洋县西南谢村镇,属于河谷盆地型地貌,聚落形态为团块型聚落(图1.1)。现居10 8 4 户,人口34 0 0 人。常住人口8 0 7 人,不到总人口的1/4。该村目前仍然处于农耕生产生活的形态。在四川地区多次地震的影响下,许多民居遭到一定程度的损害,并且受经济因素影响,村内民居大部分没有得到必要的保养和维护。在建设权掌握在居民手中并且建筑节能没有在农村普及的情况下,许多居民考虑到建设新房屋以及进行新装修的成本,使这里发展停滞。1.2调查对象课题组选择了东韩村具有代表性两栋民居及院落进行实测。这
5、两栋民居可以较为全面的反应当地民居的情况及各项指标。一号民居(图1.2.1)与二号民居(图1.2.2)的布局均为“c”形,民居共一层,为南人户,主立面在西面,总面积聚落形态(图1.1)000一号民居平面图(图1.2.1)251m,建筑高度7.0 m。大多数房间朝院内开窗,开窗面积较7.2023年11月总第34 1期陕西建筑3小。卧室坐北朝南,客厅在东西27向,靠屋檐的延伸解决西晒,但也导致了采光不足。窗宽在9 0 0-1400左右,均为厚度4 0 mm左右的单层木窗。屋顶是由3mm竹编加2 30 mm瓦片组成的坡屋顶,无保温层。建筑外表面积4 8 7.9 9m,建筑体积9 6 0.0 4 m建
6、筑体型系数为0.5 1。2建筑节能分析2.1热环境实测2.1.1实测方案小组在2 0 2 2 年6 月以一天为周期,在两栋建筑内共设六个测试点,分别为D1-1、D 1-2、D1-3(图2.1.1)D2-1、D 2-2、D2-3(图2.1.2)。应用温度计与二号民居平面图(图1.2.2)湿度计在室内分别总结了两天的测诚点D潮试点0 1-1一号民居测试点(图2.1.1)二号民居平面图(图2.1.2)4陕西建筑2023年11月总第34 1期温度(Temp),回风的露点温度(D w e P t),相对湿度(Rh)。并将测量结果绘制在折线图中。2.1.2实测结果小组最终选取有代表性的D1-3与D2-1进
7、行分析并绘制图表(表2.1.3)。分析图表可知,这三个因素紧密相关,建筑空间内昼夜温差较大,温差可达7-8。回风露点温度低是导致温度下降与湿度上升的原因,这也导致了居住空间舒适度不足。朱铁韵等人发现关中农村地区,居民的大部分活动时间均在室内,且以客厅为主。并依靠电力采暖的数据,依靠回归分析法求得了期望温度 5 。由于相同的务农习惯,这组数据对东韩村的参考很大。将所有数据汇总,得到平均值及日较差,并绘制以下图表。结果表明室内环境日较差较大。单层木窗的冷风渗透较为严重。最高温度出现在15:0 0 左右;最低温度出现在7:0 0 左右。从空气温度的测试结果可以看出,室外温度波动幅度很大,引起室内热量
8、流失和温度下降。卧室1和卧室3南北通透、进深过大,导致日间得热量过于分散,外围护结构保温效果差进一步加剧了房间内部的热量损失。卧室4 的日均温度最高,相比于其他房间,平面尺寸较小且相对合理。位于北侧的卧室5 减小了该房间的北向失热量,一定程度上改善了室内热舒适性。由于该建筑平面布局较为单一且无保温措施,使得室内热量交换更为频繁,从而造成室内温度较低且温度浮动相对较大。2.1.3室内外空气相对湿度通过对测量数据的总结(表2.1.4),传统院落的相对湿度与当地的太阳辐射与温度有紧密关联,室外相对湿度大,但变化幅度也较大,最低湿度远高于室内,平均湿度也远高于室内,这也是当地居民在院落进行晾晒活动的主
9、要原因。室外室内的最低湿度均在白天出现,由此可见,太阳辐射是居住舒适度的重要性因素。由于当地的传统民居还以砖混和夯土外墙为主,内外墙都22385380(3)15262430-224670652-0-D1-ITen0-D1-1-0-D1-IHH-0-1-3Tep-M-30nPt-0-01-3RH6三dwellingDi-3表2.1.3Temp、D e w P t、R h 折线统计22-01-17g-0-01-10aPt-D1-181-02-1T1p-0-02-bFt-0-2-18160dwellingD2-12023年11月总第34 1期陕西建筑5没有任何的防潮构造与吸水或隔水材料,是居民无法解
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