内蒙古包头市农村养老建筑舒适性研究

周碧瑶 王旭鸣

（内蒙古科技大学 包头 014010）

1 引言

伴随着建筑业的发展，人们对建筑舒适性的要求也越来越高，随之影响自然资源的损耗量越来越大，环境破坏也越来越严重，不可再生能源、天然材料、耕地等逐渐减少并正走向枯竭。在这样的背景下，“基于气候舒适性条件下的生态建筑”的理念应运而生。建筑设计人员逐渐从全新的角度重新审视和诠释生态的特征，在设计中注重自然气候条件和与建筑之间的联系，从不同角度研究和分析气候与自然环境等对建筑的影响，在研究和探索中努力寻求建筑与不同地域气候条件的结合点，并实现建筑在不同气候区的生态可持续发展，以此更好的满足人们对建筑舒适性的要求。

2 研究对象及内容概述

养老建筑是为老年人日常生活及社会活动所服务的重要场所，从老年人的生理和心理角度来说十分重要。包头市的养老建筑存在着综合布局不均衡的问题，具有很大的随意性，缺乏综合性考虑，同时也由于城市和村镇老年人数量不同、养老建筑功能不同等客观因素，造成目前养老市场存在资源紧张和浪费并存的状况。为应对当前老龄化的加速发展，内蒙古包头市已经着手发展老年人产业，并加快鼓励兴建民办养老院，希望能充分发挥各资源配置的基础性作用，形成社会各界共同参与养老建筑建设的局面，希望兴办集生活护理、医疗康复、娱乐休闲和临终关怀等功能与一体的养老建筑。通过对包头市农村养老建筑的现状调研发现，该地区农村养老建设还处于起步阶段，大多数养老建筑基础设施配套不全，只停留在解决老年人吃、住的层面，没有根据当地气候条件进行环境舒适性设计，无法满足老年人对养老建筑的需求。因此在养老建筑研究中加入对地区气候和环境等方面的影响因素的考虑，则可以使方案设计更加科学化、节能化、全面化。不仅从根本上缓解了沉重的老龄化压力和资源压力，而且还改善了老年人在养老建筑中的舒适性。

3 包头市气候条件分析

包头市位于华北北部，属于典型的温带大陆性气候，该气候区的主要特点是春季干旱、多风沙；夏季短且温热，降水相对集中；秋季凉爽而短促，日光和太阳辐射充足；冬季漫长、气温较低、降雪量少。冬季是包头市一年中最长的季节，寒冷干燥是该季的主要特点，因此在养老建筑的舒适性研究应首先考虑冬季对建筑空间的影响因素。内蒙古包头市属于建筑热工分区中的严寒地区，在建筑热工设计当中，在严寒或者寒冷地区冬季较长且极为寒冷，主要考虑冬季建筑的保温、防寒、防冻等，严寒地区冬天供暖能耗较大，但该地区日照丰富，太阳辐射量相对比较大，因此可利用现代绿色节能技术合理利用太阳能；夏季气候较舒适，一般不考虑夏季隔热，只要有良好的通风就能保证。因此在包头市养老建筑设计中应着重考虑建筑的保温、降低采暖所需能耗，不仅提高老年人的居住舒适度，更有利于节约能源。

4 气候影响因素及解决措施分析

建筑空间是否舒适，应该参考它的空间舒适度指数来进行评定，舒适度指数体现着环境中温度、湿度等对人体感受的影响，一般以热舒适指数为主，因此与养老建筑舒适性有密切关系的气候影响要素有：太阳辐射、风速和风向、空气温度、湿度。建筑热舒适的本质实是为建筑与当地气候条件的优化利用，通过一些节能设计从光环境、风环境和热环境当中分析适宜包头地区养老建筑的设计策略，以形成适宜包头地区老年人生活居住舒适性养老建筑空间。

4.1 光环境影响

在养老建筑中，日照时长和日照条件的差别会制约和影响整个建筑的舒适性，相关设计人员应通过优化设计使养老建筑对阳光的利用更加充分，以此提高建筑的日照率。特别是在包头市这样的严寒地区，冬季保温是十分必要的，因此宜将养老建筑中主要空间设置在南向，以保证老年人对日照采光的要求。除了热工方向的光环境，还应考虑物理方面的光环境情况。不同的建筑空间光环境可以使人产生不同的心理感受。自然光随着一天二十四小时的时间变化和四季气候的变化，搭配建筑空间和立面的设计可产生不同的光影变化，从而带动养老建筑内部空间氛围也发生变化，调动老年人积极的行为情绪。

4.2 风环境影响

包头市属于严寒地区，只有全面细致的考虑到不同季节、不同条件下影响建筑空间风环境的因素，才可以创造出舒适的生活空间。不同的单体建筑形式和群体组合形式，风环境的各种参数也会不尽相同。所以在养老建筑空间总体规划设计时，要充分考虑包头市特定的生态环境条件和气候特征，减少冷风侵袭的影响，改善室内外空间的小气候环境，增加建筑舒适性。

4.3 热环境影响

从包头市农村养老建筑形式的选择来看，严寒地区因惧寒而封闭，合理利用太阳辐射是获得较高热舒适度的主要方法，在建筑设计中，冬季争取太阳得热以及夏季保证良好的然通风对室内热舒适的影响。而控制室内热舒适度就要做到合理控制传热，传热的三种方式为辐射方式、传导方式和对流方式，（如表1）即为根据包头市气候特征和主要需求来制定气候控制的应对对策。主要考虑冬季空间保温，热量的控制途径有利用太阳能来增加得热量减少失热量、减少围护结构传导方式散热、减少冷风散热和风的影响来减少失热量。

表1 呼包鄂冬季养老院设计应对对策

4.3.1 利用太阳能

加设阳光间，（如图1）阳光间属于一种多功能的空间设计，不仅可以作为一种集热设施，还可以作为养老建筑中的娱乐、休息、交流、养花空间等使用，是寒冬季节让老年人与大自然亲密接触的一种室内空间环境，也是为其相连的空间供热的一种有效设施。在寒冷的冬季可以给生活在这里的老年人提供热量，在夏季降低室内温度，提高养老院内部空间的热舒适性。采用太阳能集热器，可以在很小的温度变化范围内储存大量热量，从而有效减少室内昼夜温差，提高室内空间环境热舒适度。

图1 阳光间分析图

4.3.2 控制体形系数

体形系数与建筑造型、空间布局等关系密切，不同的单体体型，不仅会造成房间采光遮挡，而且增加外围护结构面积，适当地调整建筑体型能够有效解决这一问题。老年人居住和娱乐活动等主要依靠设备采暖的空间与室外空间的直接接触面不但不宜过大，而且宜把几个主要空间相对集中布置，这样集中布置可以减少采暖设备房间的外围护结构面积，减少能源消耗。合理的平面空间布局可以起到控制养老院建筑体形系数的作用，在进行养老院空间设计过程中，不仅要满足各个房间的自然通风及采光，而且要减少不必要的凹凸。

4.3.3 减少围护结构传热系数

据相关数据显示，围护结构传热系数越高，建筑与外界的热量交换越多。如果建筑轮廓与窗墙面积不变，建筑物耗热量指标会随着围护结构传热系数的减小而降低。要实现节能设计，就必须争取降低围护结构各部位的传热系数、减小围护结构的耗能量，同时要提高对建筑节能技术和节能产品性能要求。

5 结语

严寒地区养老建筑的舒适性的研究与气候影响因素以及各个热工环境条件下养老建筑设计策略和原则息息相关，利用生态节能技术，因地制宜的包头市当地气候条件作出相应的养老建筑设计，老年人提供舒适、便捷、优美的生活空间环境，让老年人时刻感受夕阳之辉的美好。

基金项目：内蒙古科技大学创新基金项目“内蒙古地区农村养老建筑的热环境舒适性研究-以包头为例”（2016QDW-S08）。