蘇麗萍，劉宏利，吳丹萍

（河北民族師范學(xué)院 美術(shù)系，河北 承德 067000）

1 概述

住宅應(yīng)該為居住者提供舒適、安全并有益于人體身心健康的室內(nèi)物理環(huán)境。室內(nèi)物理環(huán)境是現(xiàn)代室內(nèi)環(huán)境中的重要環(huán)節(jié)，通常包括室內(nèi)熱環(huán)境、室內(nèi)光環(huán)境、室內(nèi)聲環(huán)境及室內(nèi)可視度等。本文為哈爾濱市某小區(qū)的住宅為例，圖1至圖3為小區(qū)一典型住宅戶型，本戶型三室兩廳，東西走向。運(yùn)用Ecotect軟件作為研究工具，探析室內(nèi)物理環(huán)境優(yōu)劣，并通過(guò)軟件精確的數(shù)據(jù)分析對(duì)住宅進(jìn)行統(tǒng)籌優(yōu)化，希望為設(shè)計(jì)師改善住宅的物理環(huán)境提供數(shù)據(jù)支持。

圖1 某小區(qū)平面規(guī)劃圖及鳥(niǎo)瞰圖

圖2 住宅戶型圖

圖3 住宅戶型鳥(niǎo)瞰圖

2 利用Ecotect軟件分析住宅空間物理環(huán)境

Ecotect軟件通過(guò)交互式的分析方法，可以對(duì)住宅空間的熱環(huán)境、光環(huán)境、聲環(huán)境、可視度等進(jìn)行綜合技術(shù)分析，分析過(guò)程簡(jiǎn)單便捷、結(jié)果清晰易懂[1]。通過(guò)對(duì)住宅的氣象數(shù)據(jù)、熱環(huán)境、采光分析、聲環(huán)境及可視度等進(jìn)行分析模擬，測(cè)試該住宅的物理環(huán)境。

2.1 氣象數(shù)據(jù)分析

哈爾濱市位于東經(jīng) 125°42′～130°10′、 北緯 44°04′～46°40′之間，地處中國(guó)東北北部地區(qū)，黑龍江省南部。在本次模擬中，運(yùn)用Ecotect軟件中的氣候分析工具對(duì)哈爾濱地區(qū)的氣候狀況進(jìn)行分析，圖4為Ecotect軟件氣候分析生成的哈爾濱12個(gè)月逐時(shí)干球溫度及濕度分布圖，從圖5中我們可以看出哈爾濱地區(qū)是典型的嚴(yán)寒氣候，年平均干球溫度在3.5℃左右，最冷月份為1月，平均溫度為-19℃，最熱月份是7月，平均溫度在23℃左右。如圖6所示，哈爾濱地區(qū)年平均相對(duì)濕度在58%左右，氣候的特點(diǎn)是四季分明，冬季漫長(zhǎng)而寒冷，夏季短暫而炎熱，春、秋季氣溫升降變化迅速，屬于過(guò)渡季節(jié)，時(shí)間較短。

圖4 逐時(shí)溫度氣象數(shù)據(jù)分析

圖5 逐時(shí)干球溫度分布

圖6 逐時(shí)濕度分布

2.2 熱環(huán)境分析

在對(duì)住宅進(jìn)行熱環(huán)境分析前，應(yīng)首先了解住宅所在地的住宅建筑標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置地板、墻體、屋頂、窗戶及門的熱工數(shù)據(jù)及構(gòu)造方法，保證該建筑各方面性能滿足國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；其次，居住者的數(shù)量、生活習(xí)慣、空調(diào)使用狀況、通風(fēng)狀況也是影響住宅熱環(huán)境的一個(gè)主要因素；最后，選取合適的氣象數(shù)據(jù)，然后對(duì)該住宅進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。Ecotect軟件的熱環(huán)境分析，包括：逐時(shí)溫度分析、逐時(shí)得熱分析、逐月能耗分析、溫度分布分析等等。圖7為該住宅逐時(shí)溫度分析，如圖可知，當(dāng)前日期的室內(nèi)逐時(shí)溫度呈現(xiàn)三種變化趨勢(shì)：第一種是休息區(qū)，由于設(shè)定空調(diào)時(shí)間為前一天晚上22點(diǎn)到第二天臥室溫度保持在18℃；第二種是娛樂(lè)區(qū)，由于空調(diào)工作時(shí)間為下午17點(diǎn)到晚上22點(diǎn)之間，所以這期間也保持18℃，第三種為輔助區(qū)域，由于未設(shè)空調(diào)，所以溫度要低很多。

圖7 逐時(shí)溫度分析

2.3 采光分析

通常將室內(nèi)對(duì)自然光的利用，稱為“采光”。搞好天然采光，對(duì)室內(nèi)環(huán)境的健康及舒適性極為重要。

2.3.1 采光系數(shù)分析

Ecotect軟件在測(cè)試時(shí)采用全陰天模式，非常適合對(duì)建筑進(jìn)行綜合采光評(píng)價(jià)[2]。如圖8所示，繪圖區(qū)左側(cè)顯示的是采光系數(shù)，右側(cè)為數(shù)據(jù)圖例，仔細(xì)觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)，此戶型室內(nèi)采光系數(shù)的數(shù)值大約在36%～48%之間?？蛷d部分采光分布不是很均勻，這主要是由于房間的進(jìn)深較大且客廳并無(wú)窗的原因。

圖8 采光系數(shù)分析結(jié)果

2.3.2 光控照明節(jié)能分析

光控照明節(jié)能是指使用照明裝置關(guān)閉的時(shí)間占自然采光時(shí)間的比率來(lái)評(píng)估節(jié)能效果。可以用于初步分析和評(píng)估自然采光房間中的節(jié)能效果[2]。如圖9所示，以客廳為例，經(jīng)過(guò)計(jì)算分析可知有只有55%左右的自然采光時(shí)間可以關(guān)閉人工照明設(shè)施，說(shuō)明客廳自然采光設(shè)計(jì)并不是非常的合理，要有45%的時(shí)間需要使用人工照明。

圖9 客廳光控照明節(jié)能分析

2.4 聲環(huán)境分析

設(shè)計(jì)良好的居住空間聲音環(huán)境不僅利于工作效率的提高，尤其家人聊天、看電視，廚房烹飪等活動(dòng)均產(chǎn)生一些噪音聲音，嚴(yán)重影響工作效率，造成生活上的不方便（如圖10）。居住者對(duì)聲環(huán)境的滿意度會(huì)影響他對(duì)整個(gè)居住環(huán)境的滿意度，有效提高聲環(huán)境質(zhì)量可提高居住者的工作滿意度和工作效率，如圖11所示，橫軸表示人耳可以識(shí)別的頻率，單位為kHz，縱軸表示混響時(shí)間，單位是ms。圖中藍(lán)色的粗線為混響時(shí)間曲線，其絕大部分位于藍(lán)色speech區(qū)域之內(nèi)，表明客廳聲環(huán)境基本滿足居住者的需求。

圖10 室內(nèi)聲場(chǎng)示意圖

圖11 客廳空間混響時(shí)間計(jì)算結(jié)果

2.5 可視度分析

室內(nèi)視野分析是指室內(nèi)各點(diǎn)對(duì)室外環(huán)境的可見(jiàn)程度，直接影響著居住者的主觀舒適度。LEED評(píng)估體系認(rèn)為至少90%的室內(nèi)主要使用空間可以通過(guò)外窗直接獲得室外視野[2]。如圖12所示，整個(gè)戶型中視野最佳的地方是東側(cè)的陽(yáng)臺(tái)及西北側(cè)臥室，達(dá)到了70%左右，既能看到所有窗戶采樣點(diǎn)中的70%。這是由于西北側(cè)臥式的側(cè)窗向外延伸東西向亦能獲得光照，對(duì)外視野達(dá)到了180°，而陽(yáng)臺(tái)位于東北角，窗子兩側(cè)采光，均能使居住者能在工作之余盡享窗外美景。另外西南側(cè)臥室的可視度也很不錯(cuò)。但位于中間部位的客廳由于房間整體布局時(shí)，墻面沒(méi)有設(shè)置窗子，所以北側(cè)大部分空間視野較差，而客廳南側(cè)由于兩個(gè)臥室的門的位置設(shè)計(jì)合理，所以也可以獲得相對(duì)不錯(cuò)的視野。最差的是南側(cè)的衛(wèi)生間。

圖12 住宅可視度分析

3 案例戶型的改善方法探討

室內(nèi)物理環(huán)境因與人體生理和心理感受密切相聯(lián)逐漸成為宜居住宅設(shè)計(jì)的熱點(diǎn)。然而，由于案例戶型的局限性，住宅很難滿足居住者對(duì)物理環(huán)境的需求，基于此作者提出以下幾點(diǎn)建議：

3.1 住宅熱環(huán)境的改善

住宅除了在建筑設(shè)計(jì)初期考慮住宅的建筑材料外，在住宅使用過(guò)程中仍可以有效的改善住宅熱環(huán)境。為使輔助空間獲得足夠的熱量，可以通過(guò)以下方法：

3.1.1 增加散熱阻力。

在陽(yáng)臺(tái)窗戶加裝窗簾，或在寒墻處加個(gè)柜子等物品，這樣可以減少墻體對(duì)散發(fā)熱量的吸收，增加散熱的阻力。

3.1.2 使用保溫材料。

衛(wèi)生間或其它房間靠室外的那面墻要做外墻內(nèi)保溫，如選擇保溫新型建筑材料可有效地保住宅的熱環(huán)境。

3.2 住宅光環(huán)境的改善

3.2.1 室內(nèi)色彩選擇

在裝修顏色和家具顏色的選擇上，要盡量選擇亮色，或者淺色調(diào)的木色家具，避免用顏色過(guò)于沉重的顏色家具；家具最好用亮面漆，這樣可以通過(guò)反射光線增加室內(nèi)亮度。

3.2.2 裝飾材料選擇

裝飾材料選擇時(shí)，為了改善室內(nèi)采光，可以選擇一些有利的材料，比如墻面的涂料最好用白色等亮度高的顏色，具有更好的反射性，讓空間顯得明亮。

3.2.3 新技術(shù)的引用

目前市場(chǎng)上有一種可以把陽(yáng)光引入室內(nèi)的新技術(shù)，可以提高朝向不好或室內(nèi)墻面無(wú)窗的房間的日照指數(shù)。

3.3 住宅聲環(huán)境的改善

3.3.1 選用隔聲材料

要合理的選用吸聲材料能在居室裝修時(shí)就考慮選用一些具有吸聲功能的材料，如可在墻面牽掛裝飾布，既有加強(qiáng)吸聲作用又可以美化居室。

3.3.2 選用吸聲物品

可設(shè)置一些吸聲和擴(kuò)散物，如厚重的羊毛毯，木質(zhì)家具。或在窗簾、壁毯等吸聲物，可減少聲波的反射和玻璃窗的共振。

3.4 住宅可視度的改善

針對(duì)客廳及南側(cè)衛(wèi)生間墻面無(wú)窗，可視度欠佳的問(wèn)題，作者認(rèn)為可以通過(guò)以下方法減少客廳可視度差帶來(lái)的不便：

3.4.1 墻體界面設(shè)計(jì)

墻面的裝飾效果，對(duì)渲染美化室內(nèi)環(huán)境起著非常重要的作用。墻面的裝飾造型、色彩為創(chuàng)造室內(nèi)空間的藝術(shù)效果，吸引居住者的眼球，減少室內(nèi)可視度差帶來(lái)的視覺(jué)疲勞。

3.4.2 植物擺放

大型植物因其可以吸引人們的視線，填補(bǔ)空間、創(chuàng)造暖意常用于面積寬敞的空間；中型植物擺放在家具、窗臺(tái)上，大方有情調(diào)，而小型植物可以擺放在柜頂、沙發(fā)邊使空間錯(cuò)落有致、層次分明。

4 結(jié)論

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以及人民生活水平的不斷提高，生態(tài)建筑以及健康住宅已成為全社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。探索宜居的住宅環(huán)境已迫在眉睫，本文利用Ecotect軟件對(duì)哈爾濱某住宅進(jìn)行計(jì)算模擬，直觀、清晰的反映出該住宅的氣象環(huán)境、光環(huán)境、聲環(huán)境、可視度，并依據(jù)住宅戶型缺陷，提出若干意見(jiàn)，希望為居住者營(yíng)造出舒適宜人、生態(tài)節(jié)能的綠色人居環(huán)境。

[1]楊麗.Ecotect在居住區(qū)規(guī)劃中的應(yīng)用研究[J].住宅科技，2010，（11）：9-13.

[2]云鵬.ECOTECT建筑環(huán)境設(shè)計(jì)教程[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007.