住宅建筑室外物理环境要素健康简析-论文网

　　住宅建筑室外物理环境要素健康简析

　　马运祥[1]鄢尊智[2]

　　[1]大连经济技术开发区东热热力工程有限公司

　　[2]大连开发区东热热力工程有限公司

　　摘要：当今社会，对于住宅设计者而言，怎样才能为人类提供一个健康的居住环境，是其必须研究的问题。文章从健康住宅外环境出发，从室外物理要素空气、光、声、热、水等角度分析其对居住外环境的健康影响，探讨了不同要素下对住宅外环境健康设计的几点具体要求。

　　关键词：健康住宅、优质空气、热环境、光环境

　　居住环境与人的健康息息相关。据统计，世界上约有25%的可预防的疾病归因于恶劣的居住环境质量。自1999年底我国住宅工程中心就健康与居住问题开展课题研究，并于2004年出台了国家级健康住宅建设新标准。标准中强调了健康住宅在居住环境的居住空间、空气环境、声、光、热、水、绿化环境等方面与社会、技术及居民可支付能力等水平相关的量化技术指标。鉴于此，本文着重对住宅建筑室外物理环境要素进行健康性分析。

　　1室外空气环境

　　1.1优质的空气环境

　　优质的空气环境，其标志应是空气中没有异味、无灰尘、不含对人体有害的空气成分，氧气含量符合人类正常需要水平。做好住宅建筑外环境空气设计这一步要在小区规划设计时就开始着手，比如通过控制建筑的朝向、间距、建筑单体的长度、高度和深度及居住区绿化等手段来组织良好的室外通风，以便空气能够顺畅流动而得到优质的空气环境。良好的通风也是世界卫生组织提出的“健康住宅”具体标准之一。

　　1.2良好的通风设计

　　对于通风设计，一些建筑师往往只停留在平面布局中的空气对流，没有进一步的量化，更没有进行整个小区的风环境设计。在小区规划设计时，并非是有了空气对流就会产生风，如果单体设计中小区迎风面与背风面风压差过小形成不了有效地对流，尽管有空气对流的途径，也会“有堂无风”。甚至如果小区中存在通风“死角”，就会造成漩涡，污染物聚集，室外的空气质量差，这样越是开窗通风，室内的空气质量越差。经科学测定发现：单体建筑物周围气流状况，当风吹向一个建筑物时，在迎风面产生正压，在地表产生逆流;背风面产生负压，并产生尾波。建筑群体也会引起风场的变化，当两建筑物平行布置并正面迎风时，只有正压区一栋产生强风，负压区几乎没有强风。平行顺风布置时，两栋之间是强风区。当建筑特别是高层建筑迎风面前面有低层建筑时，在低层部分产生更大的逆流[1]。所以在实际规划设计中，为了获得更精确的数值进行风环境设计，常利用风洞模型进行实验或者利用计算机数值模拟。风洞模型实验的方法周期长，价格昂贵，尽管结果比较可靠，却难以直接应用于设计阶段的方案预测和分析;数值计算相当于在计算机上做实验，相比于模型实验的方法周期较短，价格低廉，同时还可以形象、直观的方式展示结果，便于非专业人士通过形象的流场图和动画了解小区内气流流动情况，所以设计初期常采用这种方法进行风环境设计，达到优质的空气环境。

　　1.3建筑单体通风设计

　　建筑通风设计，可分为建筑自然通风设计和建筑机械通风设计。自然通风具有各种机械通风难以比拟的优越性，科学的通风换气方式也将极大地影响到建筑物的能耗。在这种情况下，我们应适当地改变建筑形式，使之更好地与自然环境融合，更加生态地解决建筑物的通风换气问题。

　　在既有建筑节能改造工作中，建筑通风换气受到了越来越多的关注。在不得不使用机械通风的建筑中，需选择能耗低的通风系统。例如，北京惠新西街改造项目在改造中首次装入了低能耗的新风系统。该项目有关技术人员认为，短时间、大流量的自然通风当然是最节能的，但考虑到通风的时间、流量等不好控制，同时北方冬天室外空气质量不尽如人意，开窗时还带来噪音等各种因素，项目引入了耗能较低的新风系统，新风系统使整个节能改造工作“锦上添花”。

　　一直以来，人们将自然通风作为维护和营造室内环境的重要途径。在能源形势日趋紧张，倡导可持续发展的当今，怎样在降低建筑能耗的条件下,满足人们开窗通风换气的简单诉求，使建筑通风设计达到动态的平衡,将是建筑应追求的更高目标，建筑通风设计需要不断创新。

　　2室外热环境

　　城市建设的高密度、不加控制的几何形态和大量的人造热辐射等因素使当代城市的微气候尤其在夏季更加严峻，并导致了当代城市的高温、低空气流动率和高度的空气污染[2]。为使建筑物的内部和周围环境达到热舒适和视觉的舒适，需要有专业的知识和工具来预期这种互动关系的结果并调节其影响。

　　2.1建筑规划设计

　　建筑规划设计可以有效地控制风环境。建筑物不同的平面和立面，吸热和散热不同。正方形平面，吸热和散热接近相等，而长方形，散热比吸热大20%左右;同体积的半球形建筑比多栋方体组合建筑的热耗低1倍，从而达到改善热环境的目的。另外根据城市所处纬度高低，风向类型，进行合理的建筑型体设计，也能起到控制室外热环境的目的。

　　2.2植物调节

　　植物是调节室外热环境，提供健康居住环境的一个重要因素。植物通过叶面水分蒸发，形成一个气流上升的低压区，就会引导空气过来填补，形成气流流动，产生风带走热量，从而增加周围空气的湿度。不同的植物形态对通风的影响各不相同。密集的灌木丛紧靠建筑物，会增加空气的温度和湿度，组织夏季通风;疏林常绿树提供阴凉的树下空间，当空气流动到树下时，气流的温度得以下降，也可以获得良好的通风效果。另外植物对太阳辐射有较好的反射和吸收能力，如一般植物的反射率为30%一60%，透性为5%一15%，对红外范围的反射率达90%以上，所以绿色植物可直接降低气温。

　　2.3材料选择

　　硬质景观的设计对热环境也有很大的影响。不同材料热容性相差很多，在吸收同样的热量的下升高的温度不同。如木质和石材座椅相比，在接受同等时间的强度的日光辐射条件下，木质座椅升高的温度会低于石材。日本最近开发出使沥青路面温度下降的建筑材料，将这种材料涂在路面上后，路面积蓄的热量较少。在炎热的夏天，一般路面温度会高达600C左右。试验发现，涂过这种材料的路面温度比普通路面大约低150C。因此良好材料的选择会很大程度上调节热环境。

　　3室外光环境

　　在室外环境中，光环境通常指自然光环境。最近的研究表明，自然光的照射量与心脏疾病有很大关系，尤其对于老年人。另外前苏联学者研究发现，在相同的照度条件下，自然光的视觉工作能力高于电光源，在相同照度的临界对比度下，自然光的视觉效果优于电光源。可见自然光更有利于提高工作效率。在室外光环境设计时一般需要注意以下几个方面：

　　3.1保证室内采光

　　太阳辐射是影响居室热环境的一个重要因素，同时也是影响住户心理感受的重要因素。

　　控制太阳辐射一般体现在建筑自遮阳和互遮阳问题上。所谓自遮阳问题是指由于建筑物的外形设计、特别是凸凹变化的外型而引起的建筑围护结构(墙和窗等)实际接受的太阳辐射热量减少的问题。而互遮阳则是指由于建筑群布局而影响到建筑物实际接受的太阳辐射热量减少的问题[4]。所以在住区规划与单体设计中需仔细考虑遮挡和自遮挡对自然采光乃至建筑物的热环境的影响。尽管目前的规范对建筑的日照时间有所规定，但在实际设计中做的还不够。比较好的方法是根据当地地理与气象条件，通过计算机模拟地球公转，根据太阳高度、建筑布局以及单体构造的相对关系来进行建筑群日照、遮阳以及自然采光分析，考察全年不同时刻互遮档与自遮挡的状况，检验是否满足日照和遮阳的要求。目前许多大学或研究机构都可提供日照、遮阳模拟分析软件及评价工作，可供我们学习借鉴。

　　3.2遮蔽阳光

　　在冬天和气候温和的季节，采集阳光有助于抵消损失的热量，但在夏天，避免采集多余的热量以免过多的紫外线对人体产生伤害也同样的重要。在环境设计中，利用遮阳效果较好的植物进行配置控制自然光线的分布状况，保证室内的舒适程度的手法常常被采用。

　　3.3避免眩光污染

　　国际照明委员会(CIE)编辑的《国际照明工程词汇》中是这样定义眩光的：“眩光是一种视觉条件。这种条件的形成乃是由于亮度分布不适当，或亮度变化的幅度太大，或空间、时间上存在着极端的对比，以致引起不舒适或降低观察重要物体的能力，或同时产生这两种现象。”眩光会引起人的视觉不适，引起眼睛的对比、视力、识别速度等机能下降，严重时可使人晕眩。眩光对于心理也有明显影响，使人情绪烦躁、反应迟钝。

　　在住宅环境设计中，很多小品或场地的铺装使用大量的玻璃、磨光大理石、釉面砖等光滑的反射率高的材料。而这些材料分布的密集或不适当分布使得这些装饰材料相互混乱地折射、反射太阳光造成光污染。城市中很多玻璃幕墙建筑会对居住区产生眩光影响，所以应合理布置反射强的材料小品，并利用绿化和建筑、门窗的朝向位置尽量避免周边建筑的眩光。

　　4室外声环境

　　噪声，与水污染、垃圾污染并列，被世界卫生组织列进环境四大杀手的黑名单。日本有一个全国性的住宅调查，居民不喜欢住在集合性的住宅，也就是多层住宅、高层住宅中，原因就是噪声。研究表明，当隔声效果达到40分贝时，仍有25%的居民的睡眠受到干扰。医学研究表明，噪声污染不但会引起神经系统功能的紊乱、精神障碍，对心血管、视力水平及女性生理机能均会造成损伤，并且由于噪声对人们休息和睡眠的干扰，还会引起邻里纠纷，给正常生活带来很多烦恼，所以提供健康的室外声环境尤为重要[3]。绿化植物对声音有着很强的吸收效果。树木的枝叶除了通过与声波发生共振吸收一部分声能外，树叶和树枝间的空隙还可以像多孔吸声材料一样，再次吸收一部分声能。这种减噪作用与叶片密度、林带结构和绿化带分布方式有很大关系，所以在小区绿化中从美观、生态到吸噪要认真考虑植物配置。

　　5室外水环境

　　《技术要点》中对于景观水的水质标准有量化指标，对于可利用的中水也有水质要求。景观用水应为流动循环水。通常室外水环境的健康性表现在三个方面：一是水质的好坏;二是水景设计的舒适性和安全性;三是节约水资源，利用中水和雨水[5]。尝试生态水景系统的研究与应用，降低运营成本，改善水质，形成平衡的生态系统，这一点在健康住宅试点中已经开始应用。

　　综上所述，住宅外环境设计中，空气、热、声、光、水这些物理要素均对室外健康环境有着重要的影响，在居住水平与技术手段不断提高的现代社会，我们更希望最大限度地控制环境要素达到住宅和环境的双重健康。

　　参考文献:

　　[1]郭峥.从“健康住宅”看居住区室外环境设计的研究.北京林业大学硕士论文,2005

　　[2]朱秀兰.北方城市住宅外环境气候设计.城市设计,2000,83-84

　　[3]开彦,张文华.健康住宅---人类居住健康与健康的人居环境.住宅科技,2001,(11):3-6.

　　[4]张亭,李国庆.京津冀居住区室外光环境设计对策.住宅科技,2004,12

　　[5]刘阳.现代住区水环境初探.当代建设,2003,05

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