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气候对建筑的影响:伊朗和埃及气候响应式建筑的比较研究

Mohammadreza Saraydar1和Roozbeh而1

1伊朗伊斯兰阿扎德大学霍梅因分校建筑系。

DOI:http://dx.doi.org/10.12944/CWE.10.Special-Issue1.112

由于气候和环境因素,植物架构尚未开发,但文化,传统材料和形态(形态)也是有效的。尽管伊朗和埃及地理位置之间存在巨大差距,但识别受波斯和阿拉伯文文化和沙漠气候影响的类似的本土策略是可能的。本文提出了一个比较研究,调查了两国建筑中可持续建筑和被动策略的模式。这种比较包括设计和规划,环境识别,建筑材料,空间分析以及历史和文化的影响。该研究的结果将有助于了解两个国家应用的被动太阳能策略。此外,提出了一组用于研究能效的提案。


传统民居;比较分析;可持续建筑;城市布局;被动策略

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王志强,王志强。气候变化对建筑的影响。建筑研究与发展。Curr World Environ 2015;10号特刊(2015年5月特刊)。DOI:http://dx.doi.org/10.12944/CWE.10.Special-Issue1.112

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王志强,王志强。气候变化对建筑的影响。建筑研究与发展。Curr World Environ 2015;10号特刊(2015年5月特刊)。可以从://www.a-i-l-s-a.com/?p=10167


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收到: 2015-02-20
接受: 2015-03-30

介绍

沙漠地域辽阔,文化各异,呈现出各种宏伟的建筑风格。沙漠乡土建筑被认为是可持续建筑和能源效率的典范,事实上,它是由当地的限制和可用资源共同努力的结果。乡土建筑是一种建筑类型,在稳定性方面可以作为一种模型,因为可持续建筑的基础目标来自于该建筑的组成部分(Cardinale, Rospi et al, 2013)。

其中一个白话式架构规范是通过传统技术的严酷气氛平衡,这是最大的特色和对不可再生能源的依赖。这种类型的架构不需要特殊的技术设备,这使其适用于当代施工。然而,一些这些技术由于一些局限性,例如不断的气候变化和有限的资源和可用材料是当代理论家的挑战(Fernandes,Silva,2007)。它被试图指明这些历史技术在其设计中具有环境和文化可持续性的作用(Martín,Mazarrón等,2010)。

方法

本文通过对乡土建筑策略的探索和比较分析,提出了一种定性的方法。给出了埃及北部(靠近地中海)和伊朗中心(亚兹德城)的例子。形成了以被动策略,特别是降温被动策略(由于沙漠气候)为重点的系统比较研究,以了解两个地区的异同。这些分析将成为当前和未来设计的指导方针,并将被视为被动策略中定性调查的指导关键。

伊朗的气候特征决心(伊朗亚拉兹城市)和埃及

亚兹德地理位置及其对干燥和咸沙漠的障碍引起了该地区发生的严重温度波动,使夜晚和日间和不同季节之间的温差非常高。记录了最高温度46°C和最小温度-20°C(PiRnia,1371)。亚兹德地区周围环绕着山脉,远离大海。限量降水率,低相对湿度,高温和强烈蒸发(记录4200 mm的最高蒸发)是其气候规范(Ayati,1941)。这些因素的组合使亚兹德成为最干旱的一个伊朗的地区(Afsharsistani,2000)。另一方面,埃及有一个炎热的沙漠气候。埃及北部的气候是地中海气候,与埃及沙漠地区的其他地区完全不同。从地中海温带北部海岸线的天气流动的盛行风力,带来了炎热和潮湿的夏天;虽然冬季天气是潮湿和温带(EMA,2013)。

冬季最低月平均气温为9.5℃,夏季最低月平均气温为23℃。冬季月平均最高气温为17℃,夏季月平均最高气温为31℃。年平均降水率约为200毫米(EMA,2013)。

土著地中海建筑的气候响应策略

地中海白话架构已经是已知的,并且实际上是一种有效,可持续和气候响应架构(P. Oliver,1998)。在过去,能源现在不可用;没有现有系统,制造商必须进行测试和开发创新系统导致居民的热舒适性,并通过可用资源响应人类和气候条件的特殊需求,(p。奥利弗,1998);(Turan,1990);(Nichols,2012);(Fernandes,Mateus,2012)。

表1显示了比较形式的气候响应策略,其显示了两国不同的自适应无源解决方案。

表1:在埃及北部和伊朗中部的乡土建筑中使用的气候响应被动策略

城市布局和建筑造型

•紧凑的城市布局减少了暴露于太阳辐射的表面数量。

•狭窄的街道,室内覆盖的车道和人行道,这些车道和人行道被保护的夏季热量(已被加盖)。

•紧凑型建筑和院子是城市地区的丰富特色。建筑物的方向已经向南方进行,以最大限度地提高冬季阳光吸收的效率,并在夏季最大限度地减少阳光发病率。

使用遮阳和自然通风

•当不希望热效率时,通过使用窗帘或植物(垫)正确地铸造阴影。

•使用网促进建筑物中的空气流通,以确保隐私和热舒适度。

小窗户

•为了减少热量的吸收,尽量减少窗户和通风口的大小和数量。

喷泉和池塘冷却

•为了使空气通过水蒸发冷却,喷泉和池塘通常被放置在院子里或大厅。

使用的植物

•植物(树木)用于提供遮阳并通过蒸汽传动过程增加空气水分,并将在到达建筑物之前使空气流动冷却。

使用本土材料,主要是土壤

•使用当地的材料,主要是适合当地气候的岩石和土壤。它们良好的蓄热能力为建筑内部提供了一个稳定的温度(白天更凉爽,晚上更温暖)。

建筑绘画

•使用明亮的颜色覆盖建筑物,尤其是屋顶,这些屋顶是阳光下的最暴露的元素,以及作为反射的亮色(高反射系数)反映太阳光线并防止吸热。

讨论

尽管伊朗和埃及与其不同的地方之间存在距离,但获得两国中使用的被动土着策略的常见项目。

两国建筑受到当地气候的严重影响,而且波斯和阿拉伯文文化的强劲影响很明显。如表1所示,两个地区的使用策略和其目标非常相似。以下讨论其中一些策略。

方向和城市布局建筑物

在城市规模中,使用炎热的夏季时期使用紧凑的布局,优于现代正交设计和广泛的街道网络。

紧凑的城市结构或建筑在建筑之间投下更多的阴影,在夏季最大限度地减少热量吸收,在冬季减少室内热量损失。在建筑中,狭窄的街道和走廊或有盖的走廊被整合在一起,行人穿过这些结构更加容易,因为它们在行人身上投下阴影,降低了风速,尤其是在冬季(Koch-Nielsen, 2002)。在城市尺度上,正弦形街道就像一个院子,夜间高速的冷空气在街道上流动,白天则使空气在街道上流动。清晨,由于高热惯性,墙壁和人行道保持比周围环境凉爽。公共绿地(公园)也有助于减少城市热岛效应,提高城市空间的热舒适度。(10%的太阳辐射被绿地吸收,而65%的辐射被人行道吸收)(Koch,Nielsen, 2002)。

建筑方向取决于现场条件,如地形,因此建筑师试图定位靠近标准方向的建筑物。如表1所示,面向南方的覆盖入口更常见的是在夏季期间吸收更少的太阳辐射,冬季的太阳辐射更少。然而,为了最大限度地减少直接的太阳辐射吸收,禁止将开口放在东部和西方外墙中。在独立式和孤立的建筑物中,背面外墙面向南方以捕获更多的冷却和普遍的风。

被动冷却和自然通风

在建筑规模上,类似的被动冷却策略如下:
  • 利用庭院尽量减少暴露在阳光下的表面,最大限度地遮阳和通风。
  • 在院子里种植植物,增加空气冷却的潜力
  • 利用蓄热能力强的重热质和压缩建筑材料,如土壤和岩石,来调节和调节热波动。
  • 用颜色鲜艳的石头反射太阳辐射。

一些元素存在于具有冷却作用的历史码中,并固有地属于波斯和阿拉伯建筑。使用植被和水有关的元素对建筑微观气候产生重大影响。在葡萄牙夏季进行的实验证明,围场的平均空气温度总是低于中心中央商务区(CBD)的平均空气温度,因此差异甚至达到9摄氏度每日(Fernandes和Silva),2007)。

在埃及进行的另一个实验表明,具有遮阳的能力的码,比相邻街道的平均空气温度低5到8°C的空气温度(Dabaieh,2011)。

造成这种差异的原因是植物的蒸发蒸腾、遮阳和池塘释放的水蒸气导致潜热的释放,从而降低了气温。

天然通风来冷却建筑物昼夜气候是一种重要而有用的被动策略。在夜间,通过使用夜间冲洗效果,建筑物中空气的循环可以在白天释放储存的热量,为居民提供更多的热舒适度,而不会扰乱其隐私或损害其安全水平。

建筑包络和建筑材料

建筑信封是太阳辐射最暴露的元素。为了减少阳光吸收,开口被撤回到外立面以制造更多的阴影,因此也使用浅色。应用颜色对外观具有显着的影响,以减少阳光吸收,从而降低室内温度(Givoni,1994)。

因此,传统抹灰绘画是针对严重太阳辐射吸收的重要因素,并反映了约90%的事件辐射(Koch,Nielsen,2002)。

关于材料,岩石和土壤(主要是碎片或粘土土壤)是两个地区的主要建筑材料。密集的质量是砖头和石材的性质使得建筑能够容易地抵抗烧焦的夏季阳光。几篇论文讨论了土壤和岩石的热储存能力以及它们如何调节建筑物内的温度和湿度(Minh,2011);(Siegesmund,Snethlage,2014)。

许多研究关注的是由土坯和石头构成的室内空间如何每天保持凉爽,夜间释放热量;与混凝土相反,混凝土吸收热量,使建筑的空气温度急剧上升到难以承受的水平(Kennedy, 2004);(Mäckler, 2004)。另一个优点是,岩石和土壤可以很容易地循环利用,可以利用旧的石块或粘土砖作为建筑材料,也可以把它们放回土壤中种植和培育植物。

使用当地材料导致与环境更加兼容,更可持续性和经济储蓄。此外,与其他材料相比,它们对环境的负面影响较小。

建筑技术的工业化和人工空调系统的广泛使用,破坏了建筑形式的多样性,使世界各地的建筑形式趋同。在这种情况下,工业部门不关心环境,导致更多的能源消耗,从而对环境产生负面影响。

因此,我们需要学习技术知识,以在当代时代使用被动和土着传统技术。因此,本研究介绍了传统的被动方法,这些方法可以以气候响应架构的形式找到。

因此,本地化不仅适用了气候响应架构的成功模式,还可以通过传统的制造,价值工程,具有环境限制的传统制造,如限制材料和尊重传统和文化的限制,也。

通过使用无源太阳能系统和本地材料,冬青架构可以减少能量消耗和浪费。

施工技术是根据建筑物的需要而采用的。此外,在应用这些技术时考虑了该地区的气候特征(Kimura, 1994);(Singh, Mahapatra等人,2011)。

结论

似乎人们已经接受了建筑物设计中应考虑气候。

但实际上,我们当代的设计在建筑的生命周期中严重依赖化石能源,因为它们与控制建筑内部微气候的机械设备相关联。但这种方法有很多缺点:不仅初始建设成本大大增加,而且定期维护成本也很高。这项研究表明,尽管许多传统建筑仍然存在于沙漠中,但将传统建筑作为一个汇编集,以便在当代现代建筑中使用,并使其可持续仍然是具有挑战性的,但也是可取的。似乎不可避免的是,建筑师必须学习当地的被动策略,并努力用最小的能源和自然技术来控制建筑内部的微气候,而不是依赖工具和小工具。因此,只有当自然资源不能提供居民的热舒适时,机械系统和主动装置才能辅助和激活。

通过学习过去,未来的居民可以利用现有的和潜在的技术来改变当前的能源消费模式。在许多情况下,由于目前的舒适标准,本土建筑可能不合适,但它可以提供一些线索,以减少可再生能源的使用。通过这些策略的优化,我们可以在满足舒适标准的同时减少化石燃料的使用。

本研究的结果证明了土着气候响应性解决方案,可作为提高现代建筑能效的方法。应考虑以下研究的以下问题,并建议如下:

  • 综合研究和调查,以适应当代建筑的当地被动策略,特别是在需要最近的气候变化之后。
  • 有效的本地策略应用作建立设计代码的当代和城市设计指导。
  • 伊朗的白话建筑(在每个区域验证和仿真测试之后)可作为所有沙漠地区使用的建筑物中的现代设计模型。
  • 在这一刻,我们没有关于在两国被动策略使用的国家纪录片参考。为当代建筑师提供参考和文件,可以鼓励他们在其设计中使用这些技术作为可持续模式。

参考

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