寒地健康住宅室內(nèi)環(huán)境設(shè)計策略探究
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【摘要】當(dāng)今社會人類不斷追求更高的生活品質(zhì)，健康住宅的理念不斷豐富，文章選擇寒冷地區(qū)健康住宅為研究對象，根據(jù)寒冷地區(qū)的特點和全面的健康理念，探討適應(yīng)寒地健康住宅物理環(huán)境的設(shè)計方法與技術(shù)應(yīng)用策略，對健康住宅設(shè)計方法的完善起到一定的理論指導(dǎo)作用。
【關(guān)鍵詞】寒冷地區(qū);健康住宅;物理環(huán)境;設(shè)計策略
1健康住宅物理環(huán)境評價項目
健康住宅是在滿足住宅建設(shè)基本要求和綠色、節(jié)能理念的基礎(chǔ)上，提升健康要素，保障居住者生理、心理、道德和社會適應(yīng)等多層次的健康需求，為居住者提供可持續(xù)健康效益和安全、健康、舒適的居住環(huán)境。健康住宅的評價項目由七類指標(biāo)組成與物理環(huán)境相關(guān)的包含了濕熱舒適、空氣清潔、環(huán)境安靜和光照良好，分別對應(yīng)了聲、光、熱和空氣環(huán)境四個項目。
2寒地健康住宅物理環(huán)境設(shè)計重點
根據(jù)寒冷地區(qū)的氣候特點，在建筑設(shè)計過程中要重點考慮冬季防寒，但要適當(dāng)兼顧夏季隔熱。因此，寒地健康住宅的設(shè)計與此要求一致，設(shè)計過程中要從各方面注重住宅的室內(nèi)熱環(huán)境舒適性，同時也要多考慮室內(nèi)空氣質(zhì)量的提高。
3寒地健康住宅物理環(huán)境設(shè)計方法與技術(shù)應(yīng)用
3.1熱環(huán)境
良好的室內(nèi)濕熱環(huán)境可維持人體自身的熱平衡，使體溫調(diào)節(jié)至正常狀態(tài)。寒冷地區(qū)的室內(nèi)熱環(huán)境設(shè)計重點在冬季的防寒，因此在進(jìn)行建筑設(shè)計中，不論是建筑單體還是圍護(hù)結(jié)構(gòu)，都要優(yōu)先考慮冬季防寒.提高室內(nèi)濕熱環(huán)境質(zhì)量可以通過提高建筑自身的保溫隔熱性能和利用設(shè)備技術(shù)兩種方式來實現(xiàn)。對于寒冷地區(qū)來說，控制建筑的體形系數(shù)，提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能等是改善建筑自身節(jié)能性能的重要方面。住宅的墻體選擇外保溫的形式是最佳的，外墻外保溫有助于減小熱橋危害，保持室溫穩(wěn)定并且便于舊建筑的節(jié)能改造。在建筑的單體設(shè)計中，限制建筑的體型系數(shù)和窗墻面積比等，這些措施都能減少冬季的采暖能耗，從而改善室內(nèi)的熱環(huán)境。以張家口世紀(jì)豪園小區(qū)住宅為例，對室內(nèi)溫度、空氣流速等指標(biāo)進(jìn)行了測試，測得的數(shù)據(jù)與居民滿意度。可以看出，當(dāng)?shù)氐亩静膳谑覂?nèi)的溫度與空氣流速均符合標(biāo)準(zhǔn)限要求，但是相對濕度與標(biāo)準(zhǔn)差距較大。世界衛(wèi)生組織規(guī)定“室內(nèi)濕度要全年保持在40%～70%之間”，人生活在相對濕度45%～65%的環(huán)境中最感舒適，相對濕度低于40%時，容易引發(fā)支氣管炎、支氣管哮喘以及呼吸道的其他疾病。大量的調(diào)查結(jié)果表明，室內(nèi)相對濕度在20%～30%時，80%的人會感到空氣干燥，中的數(shù)據(jù)也能看出當(dāng)?shù)鼐用駥ο鄬穸鹊臐M意度僅有18%，但是寒冷地區(qū)由于氣候干燥，住宅難以通過單純的設(shè)計手法來達(dá)到這個標(biāo)準(zhǔn)，因此，居民在室內(nèi)可以通過將濕毛巾搭在暖氣上或者使用加濕器以及養(yǎng)殖綠色植物來改善環(huán)境的濕度。利用設(shè)備技術(shù)來進(jìn)行改善室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量主要指采暖設(shè)計。常見的冬季采暖方式有暖氣采暖、地板采暖還有中央空調(diào)。在寒冷地區(qū)，冬季采暖期間多數(shù)小區(qū)都是集中供暖的方式，住戶內(nèi)用暖氣和地暖的采暖末端形式較多。這兩種采暖形式各有利弊。地板采暖使室內(nèi)的熱量由下而上分布，比較符合人體“頭要涼、腳要熱”的舒適要求，同時，地板輻射對供暖水的溫度要求較低，節(jié)省空間的同時也符合節(jié)能的理念，但是地暖對室內(nèi)裝修的要求較高，同時，在熱量散發(fā)的過程中容易將地面塵土帶起來，對人的呼吸系統(tǒng)造成傷害。暖氣采暖的優(yōu)點是造價低，熱量分布均勻，在健康方面是優(yōu)于地暖的，因此還是首選暖氣?，F(xiàn)在住宅由于設(shè)計師不注重建筑設(shè)備的合理分布，多數(shù)新建住宅在居民入住以前需要進(jìn)行水、暖、電的二次裝修整改，這樣不僅浪費資源，而且這些整改均由居民自己來要求，居民自己難以考慮周全，就會留下采暖等問題的安全隱患，設(shè)計師應(yīng)該從居民使用的角度來整體考慮水、暖、電等設(shè)備的配合優(yōu)化，將設(shè)備一次性設(shè)計到位。
3.2空氣環(huán)境
居住建筑的室內(nèi)空氣質(zhì)量與人居健康密切相關(guān)，但是近年來，建筑的新材料、新設(shè)備種類不斷增多，導(dǎo)致了污染源的種類也不斷增多。其中影響空氣質(zhì)量的因素有:建筑裝修材料、家具電器、室內(nèi)烹調(diào)油煙及衛(wèi)生間細(xì)菌等，針對這些問題，要從加強通風(fēng)換氣和控制污染源兩方面入手來解決?！蹲≌】敌阅茉u價標(biāo)準(zhǔn)》(征求意見稿)中規(guī)定，起居室、臥室的通風(fēng)方式與對應(yīng)的空氣流速應(yīng)符合表3的要求。通風(fēng)換氣是減少室內(nèi)空氣污染物最有效的途徑，對于裝修產(chǎn)生的有毒氣體、廚房油煙和衛(wèi)生間細(xì)菌等都有很好的稀釋效果。健康住宅戶型設(shè)計首先要盡量滿足南北通透的要求，在此條件下再通過對南北向窗戶位置和大小的設(shè)計使得空氣流速和新風(fēng)量滿足健康需求，寒冷地區(qū)需適當(dāng)兼顧夏季防熱，合理的被動式通風(fēng)設(shè)計也可減少空調(diào)制冷能耗。新風(fēng)系統(tǒng)作為自然通風(fēng)的補充可在自然通風(fēng)不能滿足室內(nèi)空氣換氣要求時起到輔助作用，改善室內(nèi)空氣環(huán)境。健康住宅內(nèi)空氣質(zhì)量需要改善的重點是廚房與衛(wèi)生間。廚房的烹飪油煙和廚余垃圾是造成室內(nèi)污染的兩大因素。對于油煙問題，在對廚房的操作流線進(jìn)行充分了解后要盡量選擇將灶臺設(shè)置于靠窗的位置，同時對室內(nèi)防排煙系統(tǒng)進(jìn)行合理化設(shè)計，這樣才能夠有效地組織煙氣排放，減少煙氣在室內(nèi)的擴(kuò)散。廚余垃圾在室內(nèi)存放久了容易霉變，健康住宅的廚房設(shè)計應(yīng)裝有廚余垃圾處理系統(tǒng)，這樣可以使廚余垃圾得到及時處理，保持室內(nèi)空氣清潔。衛(wèi)生間由于供人進(jìn)行洗浴、盥洗、排泄等活動長期處在潮濕的環(huán)境中，容易產(chǎn)生異味，因此健康住宅衛(wèi)生間的設(shè)計要盡量選擇明衛(wèi)，如果無法滿足這個要求則必須設(shè)置通風(fēng)換氣裝置。衛(wèi)生間內(nèi)還應(yīng)加強排水系統(tǒng)的設(shè)計，選用合格的水封來避免氣味傳入室內(nèi)。以張家口住區(qū)的戶型為調(diào)查對象，圖1為通過Airpak軟件對世紀(jì)家園小區(qū)某戶型室內(nèi)風(fēng)環(huán)境的模擬數(shù)據(jù)，該戶型滿足南北通透的要求，房間功能分布較合理，按照左側(cè)戶型為中戶計算，中戶衛(wèi)生間無直接采光通風(fēng)，通過分析數(shù)據(jù)可以看出“暗衛(wèi)”的風(fēng)速不符合室內(nèi)平均空氣質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，與“明衛(wèi)”相差較大，因此需要對衛(wèi)生間進(jìn)行改進(jìn)，。經(jīng)過改進(jìn)室內(nèi)的自然通風(fēng)環(huán)境會得到改善，滿足健康需求。
3.3聲環(huán)境
一個人對一種聲音是否愿意聽，不僅取決于該聲音的響度，發(fā)出的時間和信息內(nèi)容，還涉及發(fā)出聲音的主觀意愿以及聽到聲音的人的心理狀態(tài)，住宅中的的噪音來源包括:外界的侵入(交通噪音，社會生活噪音等)和建筑內(nèi)部噪音(相鄰房間的噪音、樓梯間傳來噪音、電梯噪音、建筑內(nèi)設(shè)備噪音等)兩部分，噪音的傳播方式有三種，分別為空氣直接傳播、圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳播、振動直接作用建筑結(jié)構(gòu)。與室內(nèi)聲環(huán)境直接相關(guān)的是建筑隔聲，其中包括聲環(huán)境質(zhì)量和分戶隔聲。要營造一個相對安靜的居住環(huán)境，應(yīng)從住宅建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的降噪措施中入手，降噪主要位置包括墻體、樓板和門窗?！蹲≌】敌阅茉u價標(biāo)準(zhǔn)》(征求意見稿)中對室內(nèi)主要用房包括臥室、起居室和書房等室內(nèi)噪聲級做了限值要求(表4)。墻體的隔音效果與墻體本身的材料息息相關(guān)，根據(jù)質(zhì)量定律可知，密度越大的材料隔絕空氣聲的效果越好，因此對于分戶墻建議設(shè)計為承重墻(圖3)，如果采用的是輕質(zhì)墻體材料，選擇空心砌塊或者是雙層輕質(zhì)墻，通過墻內(nèi)的空氣層達(dá)到減振效果，提高墻體的隔音量。樓板的隔聲包括隔絕撞擊聲和隔絕空氣聲。健康住宅的外墻、分戶墻、樓板等空氣隔聲和樓板撞擊聲隔聲要符合表5和表6的要求。隔絕撞擊的方法有兩種:一是，在承重樓板上鋪放彈性面層，這對于改善樓板隔絕高頻撞擊聲的性能有顯著的效應(yīng);二是，在樓板承重層與面層之間設(shè)置彈性墊層，以減輕結(jié)構(gòu)的振動，其中，第二種方式是比較有效的方式。隔絕空氣的傳聲的方法可以在樓板下設(shè)置隔音吊頂，此外，室外環(huán)境的設(shè)計也可以對降低室內(nèi)噪聲起到一定作用，例如種植綠色植物等。
3.4光環(huán)境
健康的室內(nèi)光環(huán)境包括了天然采光和合理的照度兩方面。人們暴露在適宜的天然光環(huán)境中可以強化生理節(jié)律，并減少對人工照明造成的電力消耗。健康的建筑采光應(yīng)保證至少55%的區(qū)域在全年50%以上的視覺使用時間達(dá)到300Lx的室內(nèi)天然光照度。采光系數(shù)與建筑的層高、室內(nèi)進(jìn)深以及窗戶設(shè)計有關(guān)，因此在設(shè)計中要滿足良好的天然光環(huán)境就要在設(shè)計過程中注意這些方面。不同功能用房對采光系數(shù)的要求也不同，《住宅健康性能評價標(biāo)準(zhǔn)》(征求意見稿)中規(guī)定起居室、臥室、廚房的采光系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值為2%，室內(nèi)天然光照度標(biāo)準(zhǔn)值為300Lx;衛(wèi)生間、餐廳、樓梯間的釆光系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值為1%，室內(nèi)天然光照度標(biāo)準(zhǔn)值為150Lx。同時，也要嚴(yán)格滿足當(dāng)?shù)匾?guī)范中樓間距的要求，保證每戶四季均能得到充足的日照。健康住宅室內(nèi)照度適宜要求對建筑照明進(jìn)行合理地設(shè)計。在高照度的條件下，人們更容易辨別較小的字跡，防止近視發(fā)生，人們對一般活動與進(jìn)行書寫閱讀活動對照度的要求是不同的。各功能用房對照度的要求也有所不同，
4結(jié)語
基于《住宅健康性能評價標(biāo)準(zhǔn)》(征求意見稿)對健康住宅室內(nèi)物理環(huán)境指標(biāo)的要求，分析了適應(yīng)于寒地健康住宅物理環(huán)境設(shè)計方法，在綠色建筑蓬勃發(fā)展的今天，健康住宅的發(fā)展在國內(nèi)尚處于起步階段，人們對健康投入了越來越多的關(guān)注，因此健康應(yīng)是建筑最終回歸的本質(zhì)。
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作者:姚靜文 林春翔 邵旭 單位:河北建筑工程學(xué)院
