闽南大厝过渡空间被动式降温效果及其设计启示研究

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气候因素与地域因素是建筑形式、布局中不可忽视的两个方面,随着时代的发展,现代化的机械设备解决了建筑室内环境问题。然而却造成了巨大的能源浪费和环境污染。人们的注意力开始转移到被动式技术中。传统民居的被动式降温技术更是成为其中的重要研究课题。本文首先对大厝过渡空间进行调研,将闽南地区大厝过渡空间主要归类为田字型、井字型、申字型、方形和矩形五种。考虑到大厝的现状以及人们的生活习惯,本文将申字型作为大厝过渡空间的典型类型进行分析,通过调研分析得到大厝过渡空间功能分类统计及大厝过渡空间降温技术统计,为之后的研究提供数据支撑。论文在调研的基础上,通过对蔡氏大厝过渡空间的热环境实测,研究大厝过渡空间中遮阳、自然通风、蒸发冷却的降温效果。通过有遮阳(过渡空间)与无遮阳(室外)的空气温度和黑球温度实测数据对比,结果表明室外、天井、厅堂、廊巷、室内温度及波幅都呈现递减趋势,其中南北两侧巷道对于空气温度和黑球温度的降温效果最好。通过对比实测开启和关闭大厝户门情况下过渡空间的热环境参数,揭示了热压通风与风压通风对过渡空间温度、湿度的影响,结论表明大厝厅堂日间开门和闭门对温度的影响较低,差值在0.5℃,甚至巷道和天井在开门风压通风时温度反而高于闭门状态,但开门通风对于降湿效果显著;通过实测大厝屋面洒水、过渡空间蓄水和绿化情况下的空气温度,揭示了被动式蒸发技术对过渡空间的降温效果,结论表明与利用蓄水天井比绿化天井最高温度低0.7℃,平均温度低0.5℃。夜间蓄水天井温度最低温度仅为27.7℃,比绿化天井低0.7℃,降温效果更为出色。论文以蔡氏大厝过渡空间热环境实测数据作为支撑,引入WBGT热环境评价指标,评价大厝过渡空间在不同工况下的受热热强度,结果表明,天井之外的过渡空间WBGT均小于人体所能承受温度的阈值,东西侧廊道WBGT日间基本保持在29-31℃,厅堂空间、巷道空间均低于30℃,遮阳效果显著。夏季13:00-14:00之前热压通风状况下WBGT小于风压通风状态下的值,建议大厝过渡空间在夏季13:00前关闭户门进行热压通风,而在13:00之后打开户门进行风压通风。虽然采用蓄水的天井夏季日间在空气温度上相对较低,然而由于其湿度较大,其WBGT反而会高于绿化,从人体所受热强度角度来说,大厝过渡空间中绿化天井更为优越。并根据所得结果提出在闽南传统民居过渡空间设计中,遮阳应以自遮阳为主,结合坡屋顶、天井、高敞空间通风设计策略来提高传统民居被动式技术对热环境改善作用。
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