建筑不宜布置在山谷、洼地、沟底等凹地里,因冬季冷气流在凹地里形成对建筑物的“霜洞”效应,位于凹地的底层或半地下层建筑若保持所需的室内温度所耗能量会相应增加。如图2-1-1,2-1-2所示。
图 2-1-1 对建筑物的“霜洞”效应
人类生存、身心健康、卫生、营养、工作效率均与日照有着密切的关系,在严寒和寒冷地区的冬季,人们更需要获得更多的日照。对于居住的内部空间来讲,争取日照包括争取更长的日照时数、更多的日照量和更好的日照质量三个方面。在住宅的建筑设计中,应从以下几方面争取日照:①住宅建设的基地应选择在向阳、避风的地段上,为建筑争取日照提供先决条件。②最佳建筑朝向范围的选择。“坐北朝南”是我国北方民居的建筑朝向定式。对于严寒和寒冷区住宅朝向,应以南北向为主,这样可使每户均有主要房间朝南,对争取日照有利。各地城市最佳建筑朝向范围不同,如哈尔滨市最佳建筑朝向范围是南偏东15°南偏西15°,北京市最佳建筑朝向范围是南偏东至南偏西30°。由于不同朝向上太阳辐射强度变化比较大,因此合理选择建筑朝向对争取更多的太阳辐射量是有利的。参见图2-1-3。
图 2-1-2 河谷风环流
③选择满足日照间距要求、不受周围其他建筑严重遮挡的基址。日照间距是指前后两排房屋之间,为保证后排房屋在规定的时日获得所需日照量而保持的一定建筑间距。住宅建筑高密度的开发和建造容易造成楼栋之间因间距不足形成日照遮挡,为此各地区均有针对本地区所处地理纬度、日照卫生标准及城市环境条件而确定的日照间距标准。以哈尔滨市为例,按大寒日日照不低于2h的卫生标准确定日照间距为2.15倍建筑高度。全国各主要城市确定的日照间距系数可详见“城市规划标准。”④利用住宅楼群合理布局,争取日照。住宅楼群中各住宅的形状、布局走向都将产生不同的阴影区,地理纬度越高,建筑物背向的阴影区的范围也越大,因而在规划布局时,注意从一些不同的布局处理中争取良好日照。第一,在多排多列楼栋布置时,采用错位布局,利用山墙空隙争取日照,见图2-1-4。第二,点、条组合布置时,将点式住宅布置在好朝向位置,条状住宅布置在其后,有利于利用空隙争取日照,如图2-1-6。第三,在严寒地区,城市住宅布置时可通过利用东西向住宅围合成封闭或半封闭的周边式住宅方案。这种布局可以扩大南北向住宅间距,可以形成较大的院落,对节能节地有利。南北向与东西向住宅围合一般有四种情况,见图21-5。这四种情况从对争取室内日照,减少日照遮挡来看,方案2.4最好。第四,全封闭围合时,开口的位置和方位以向阳和居中为好。
图 2-1-3 北京地区太阳辐射热
日总量的变化(kcal/m 2 ·d)
图 2-1-4 错落布置,利用
山墙间隙提高日照水平
图 2-1-5 东西向住宅四种
拼接形式比较
图 2-1-6 条式和点式住宅
结合布置改善日照效果
空气流动形成风,空气对建筑物的自然渗透是通过门窗构件周围的缝隙和通风孔口的气流而形成的。冷空气对建筑物围护体系的风压和冷风渗透均对建筑物冬季防寒保温带来不利的影响,尤其严寒地区和寒冷地区冬季季风对建筑物和室外小气候威胁很大。住宅建筑应该选择避风基址建造;应该采用错列式布局避免“风影效应”;应该以建筑物围护体系不同部位的风压分析图作为进行围护体系的建筑保温与建筑节能设计以及开设各类门窗洞口和通风口的设计依据。