文档介绍：陕北地区庭院式窑洞热环境特征分析

摘要:文章通过对陕北地区庭院式窑洞热环境的分析,总结出庭院式窑洞的热过程特征,并提出了改善热环境的相关措施。
中国论文网/4/view-
关键词:庭院式窑洞室内热环境对流辐射
0 引言
窑洞是陕北地区一种典型的民居建筑,庭院式窑洞利用庭院冬季自然采暖特性,在窑洞与室外之间形成一个过渡空间,不仅有利于收集太阳能,而且能缓冲外界气流对窑洞正立面的冲击,防止冷风渗透,形成冬季庭院空气温度高于院外空气温度的良好微气候,从而改善窑洞的室内热环境,提高其冬季保暖性,降低常规采暖能耗。
1 庭院式窑洞室内热环境特征
窑洞内温度的分布
一般而言,窑洞维护结构的内表面温度应该随周围空气的波动而变化。窑洞内空气的波动幅度和范围根据实测均很小,因此可以基本认定其处于恒温状态。所以说窑洞室内的温度直接由当地土壤的平均温度决定的,从窑洞自身的结构来看,由于大部分窑洞采用了单层玻璃窗户,因此,窑脸的总传热系数很大,于是其表面温度基本上接近室外温度,这就造成了进深将影响窑内气温的变化。
窑洞进深、窗墙面积比与热舒适度
人体热舒适感觉不仅取决于室内温度,与平均辐射温度也紧密联系。如果气流速度很小,则这两个因素对热感觉的影响是相同的,平均热辐射温度采用近似公式计算后表明,要想提高其内表面温度,必须提高窑脸的总体保温性能。门窗和墙的传热系数决定了正立面的总传热系数K,因此,为了有效的降低总传热系数,应当尽量降低窗墙的面积比以减小正立面的开窗面积。
2 庭院式窑洞窑内光环境特征
庭院式窑洞在正立面开窗面积很大,这就导致接近窗户的地方照度较高,而远离窗户水平面的照度则迅速下降。由此看来,接近窗户处和远离窗户处的区域亮度不均匀且对比过大,不仅使窑内深度亮度不够,而且室内活动的人难免经常处于在显著亮度变化状态中,导致视觉不舒适。窑洞侧窗对于人体的生理感觉而言并不是采光,而是满足视觉上对室内外沟通的需求,也就是说减小普通侧窗的面积除了降低近窗的照度外,并不妨碍庭院式窑洞的通透感,但是对于整个窑洞的室内照度而言,去分布更加均匀。相应的近窗和远窗处的亮度对比下降则会提高房间深处的表现亮度,从而有效改善了窑内光环境的质量。
3 庭院式窑洞窑内空气质量
影响窑洞室内空气的不利因素
香烟和炊烟等的烟雾粒子是悬浮在庭院式窑洞中的的主要悬浮粒子,若不采用通风设备装置,这些有害的烟雾粒子便会发生凝聚及凝并作用而附着于固壁上,从而得到浓度的下降。但经过试验和相关文献查阅,这种所谓的“自净”作用,它的发展过程十分缓慢而且有限,所以,一定有更多更大量地有害烟雾粒子仍然悬浮于室内的空气当中。由此可见,只有采取适当合理的通风换气产生对流才能对烟雾粒子起到淡化消灭的作用。
相关措施
陕北地区属于无主导风向地区,结合当地的经济发展水平和居民实际生活状况,大致可采用以下两种方法来控制庭院式窑洞室内的有害悬浮粒子,以达到通风换气效果。第一,利用机械通风,比如换气装置、除湿机等。为了有效的改善窑洞室内的空气质量,应当在相连的窑洞侧窗上安装换气或除湿设备,从而要让洞内的空气流动起来而淡化室内的有害悬浮物;第二,利用风压作用组织自然通风。利用风压实现自然通风和利用窑洞内部的空