总平面布置的风象与朝向的影响

1总平面布置的风象与朝向的影响【提要】本文就影响总平面布置的风象、朝向两因素进行分析，阐述如何利用两因素进行合理的总平面布置。关键词：总平面布置风象风向朝向日照总平面布置就是在既定厂址和工业企业总体规划的基础上，根据生产、使用、安全、卫生等要求，综合利用环境条件，合理地确定场地上所有建筑物、构筑物、交通运输线路，工程管线、绿化美化等设施的平面布置。总平面布置的知识范围很广，影响总平面布置的因素也甚多，其中风象、朝向就是影响总平面布置的两个重要因素。风象因素在进行总平面布置时，考虑风象问题主要是为了利用风象条件合理地确定建构筑物的位置，特别是在生产过程中散发有害烟气及尘埃的建构筑物和对环境清洁要求较高的位置。何为风象，所谓“风象”指的是地面大气水平移动特征的综合反映，包括风向、风速、污染系数等和规划布局工作有直接关系的几个方面。其中风向是指风流动时的方向，表示风向最基本一个特征指标是风向频率。风向频率指在一段时间内不同风向出现的次数同观测总次数之比。风速是指空气流动的速度，通常用m/s来表示。污染系数是污染程度的表示，某一风向频率越大，其下风向污染的机会越多，即污染程度与风频成正比，某一方向风速越大，则稀释能力越强，污染程度与风速成反比。污染系数可用公式：污染系数＝方向频率÷平均风速来计算。2要正确利用风象，首先必须了解全年占优势的盛行方向、最小风频及及盛行方向的季节变化转换规律。然后再进行综合地分析，以便合理地确定各种建构筑物的位置。在气候学中，将某地方向频率最多的方向称为盛行方向。有时候会出现两个或两个以上方向不同、但风频均较大的风向。他们都可视为盛行风向。中国位于欧亚大陆东部，地形复杂，冬季受西伯利亚、蒙古高原的影响，全国大部分地区盛行偏北风，夏季情况相反，受太平洋高压的影响盛行偏南风，这种季风气候的特点，使我国许多城市和地区拥有两个风频相当、风向大体相反的盛行风向。如分属南方、北方的上海、广州、北京、沈阳四个处于纬度地带的城市，虽然纬度相差很大，但每个城市均有偏南、偏北两个盛行风向。具有季风特点，风向随季节变化而改变方向，特别是有两个大小基本相等，方向相反的盛行风向者更为明显。我们将风向的改变随季节的变化而逐步过渡称为风向旋转，而风向改变若无逐步过渡的过程，则是直接交替。综合考虑盛行风向，风向旋转，最小风频等气象、气候因素的影响，我们可作出总平面布置的典型布置图式如下：31.全年只有一个盛行风向，则功能区应沿盛行风向作纵列布置，洁净建筑位于上风侧，有害建筑位于下风侧（如图示A）；也可在考虑最小风频的条件下作横列布置，洁净建筑位于最小风频的下风侧，有害建筑位于其上风侧（如图示A＇）。2.全年具有两个方向基本相反，呈180°的盛行风向，则各功能区应顺应风向轴作横列布置。如果盛行风向具有季节旋转性质，则洁净建筑布置在风向旋转一侧，有害建筑布置在其对侧（如图示B）。如果盛行风向具有直接交替性质，则洁净建筑布置在最小风频的下风侧，有害建筑布置在其上风侧（如图示C）。3．全年两个盛行风向90°夹角，则各功能区应与两风向作斜角布置，洁净建筑位于夹角内侧，有害建筑位于夹角外侧（如图示D）。4．全年两个盛行风向呈45°夹角，其布置如图示D1；两个盛行风向呈135°夹角，其布置如图示D2，D3。5．全年静风率超过30%，规划布局可考虑下述原则：（1）有害建筑宜于集中布置，以减少污染周边地带；（2）洁净建筑（特别是居住区）必须与污染源保持足够距离，用防护地带隔开。（3）考虑到除静风外的相对最大风频，使洁净建筑较集中地布置在其上风侧（如图示S1），考虑到最小风频，使有害集建筑更集中4地布置在其上风侧（如图示S2）。结合以上典型布置图式，我们可以充分利用风象条件合理地进行总平面布置。例如，居住区与工业区规划布局时，居住区应位于全年最小风频的下风侧，工业区则位于其上风侧。要求洁净的生产设施，应布置在散发有害气体、烟、雾、风尘的污染源全年最小风频的下风侧。动力设施中的总降压变电所应位于多尘、有腐蚀性气体场所全年最小风频的下风侧和有水雾场所冬季盛行风向的上风侧。压缩空气站应位于空气洁净地段，避免靠近散发爆炸性、腐蚀性和有害气体及粉尘等的场所，并应位于上述场所全年最小风频的下风侧。煤气站、锅炉房宜布置于厂区及主要用户全年最小风频的上风侧，避免灰尘和有害对周围环境的影响。当然，除了大气候对总平面布置的影响之外，还应考虑地形地貌等因素造成的局地环流对总平面布置的影响。朝向因素阳光是人类生存所必须的条件之一，阳光中的紫外线可以杀死建筑物室内空气中的细菌和致病微生物，进一步提高人的机体免疫能力，维护人体健康和发育的最基本要求。因而，各类建筑物尤其是住宅建筑具有良好的朝向，并确保对日照、采光和自然通风的要求，是总平面布置时要认真考虑的因素。建筑物的朝向与其所处的地理位置、地段环境、气象条件及建筑物的使用要求等因素有关，正确选择朝向时需考虑到：冬季能有适量5并具有一定质量的阳光射入室内；炎热季节尽量减少太阳直射室内和居室外墙面；夏季有良好的通风，冬季避免冷风吹袭；充分利用地形，节约用地；考虑建筑空间组合的需要等。在总平面布置时，应综合各种因素并分析研究确定。由于我国大部分地区处于北温带，所以从自然采光、日照和自然通风的角度出发，大多数建筑物宜南向或南东或南西向布置。俗语说，南阳、北阴、东照、西晒。虽然我国南北方地区都以南向日照条件最好，但炎热的南方与寒冷的北方地区所应避免的最不利朝向却有所不同。对炎热的南方来说，必须注意：减少东西向阳光对建筑物的照射。并能有夏季主导风入室。就阳光照射对房屋及其周围环境的综合效果来看，以西向最热，其次为东向、南向和北向。就夏季主导风向而言，大多数地区为南向、东南向或西南向，少数地区（如武汉、重庆），夏季主导风向为北向。因此，综合阳光照射和夏季主导风向考虑，炎热地区建筑（特别是住宅建筑）朝向选择，应依次以南向、南偏东30°或南偏西15°以内为最佳；其次为东向、北向，西向为最差，应尽量避免。而对于寒冷的北方，特别是亚寒带地区，并不存在酷热的西晒问题，西向并非最不利朝向，而北向才是最不利朝向，因为在寒冷地区，居室朝北，终年不见阳光，冬季大风时，北向居室室温要比朝南的居室低5－7°C，而且很易结露，满窗冰冻不化。所以寒冷地区住宅布置时，应争取朝南，充分利用东西向，尽可能避免北向。通过对全国各地建筑朝向的调查风向研究，我们可以给出全国部分地区建筑朝向如下表：6全国部分地区建筑朝向表要使建筑物有良好的日照和自然采光条件，除有良好的朝向外，建筑物之间还应保持一定的日照间距。为保证建筑室内达到规定的日照标准而要求建筑物长轴之间保持一定的距离，即为日照间距。1932年在日内瓦召开的第四届建筑师大会提出：在冬季应保证住房每天不少于2小时的日照。我国在1987年《民用建筑设计通则》中规定：住宅应每层至少半数以上的居室能获得冬至日满窗日照不少于1小时。但这个规定也不尽合理，应我国地域广大，南北纬度差约50余度，在高纬度的北方地区日照间距要比低纬度的南方地区大得多，达到同一日照标准的难度也就大得多；又因大城市与中小城市用地紧张程度不同，同一地理纬度的同一日照标准，小城市能达到的中等城市不一定能达到，中等城市能达到的大城市可能很难达到。故而综合考虑地理纬度与建筑气候区划和城市规模两大要素，新的规范给住宅建地区最佳朝向适宜朝向不宜朝向北京地区正南至南偏东30°以内南偏东45°范围内南偏西35°范围内北偏西30°～6°上海地区正南至南偏东15°南偏东30°南偏西15°北、西北哈尔滨地区南偏东15°～20°南至南偏东15°南至南偏西15°西北、北济南地区南、南偏东10°～15°南偏东30°西偏北5°～10°福州地区南、南偏东5°～10°南偏东20°以内西武汉地区南、南偏西15°南偏东15°西、西北西安地区南偏东10°南、南偏西西、西北拉萨地区南偏东10°南偏西5°南偏东15°南偏西10°西、西北重庆地区南、南偏东10°南偏东15°南偏西5°、北东、西7筑日照标准如下表：住宅建筑日照标准建筑气候区划Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅶ气候区Ⅳ气候区Ⅴ、Ⅵ气候区大城市中小城市大城市中小城市日照标准日大寒日冬至日日照时数(h)≥2≥3≥1有效日照时间带(h)8～169～15计算起点底层窗台面注：1．建筑气候区划见附图；2．旧城区改造日照标准可酌情降低，但不宜低于大寒日日照1小时的标准。根据以上日照标准我们可以得出全国各地区不同日照标准的日照间距系数，以及现行采用的间距系数标准。见下表：全国主要城市不同日照标准的间距系数城市名称纬度（北纬）冬至日大寒日现行采用标准日照（1h）日照（1h）日照（2h）日照（3h）哈尔滨45°45′2.462.102.152.241.5～1.8北京39°57′1.861.631.671.741.6～1.7银川38°29′1.751.541.581.641.7～1.8济南36°41′1.621.441.471.531.3～1.5西安34°18′1.481.311.351.401.0～1.2上海31°12′1.321.171.211.260.9～1.1重庆29°34′1.241.111.141.190.8～1.1长沙28°12′1.181.061,091.141.0～1.1昆明25°02′1.060.950.981.030.9～1.0广州23°08′0.990.890.920.970.5～0.7在总平面布置时，我们要执行上述标准，使建筑居室享有良好的日照和自然采光，满足人体生理和心理的基本要求，以利于人们的身心健康。总平面布置是一项政策性、系统性、综合性很强的设计工作，风象与朝向虽不是总平面布置的决定性因素，但却是两个极其重要的因素，作为设计人员必须认真分析与运用两因素，结合实际情况，使总平面布置更趋合理与完善。