如何確定建筑朝向
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)一日千里，定向用各種天文儀器、磁羅盤、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀等，比古代那些什么表?xiàng)U法、望筒法、羅經(jīng)準(zhǔn)確不知多少倍，真是今非昔比。關(guān)于這些定向儀器已有不少專門書籍講解，我們就不費(fèi)筆墨了。在這里我們將重點(diǎn)講解建筑朝向的選擇應(yīng)考慮哪些因素。
建筑朝向的選擇，涉及到當(dāng)?shù)貧夂驐l件、地理環(huán)境、建筑用地情況等，必須全面考慮。選擇的總原則是：在節(jié)約用地的前提下，要滿足冬季能爭(zhēng)取較多的日照，夏季避免過(guò)多的日照，并有利于自然通風(fēng)的要求。從長(zhǎng)期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，南向是全國(guó)各地區(qū)都較為適宜的建筑朝向。但在建筑設(shè)計(jì)時(shí)，建筑朝向受各方面條件的制約，不可能都采用南向。這就應(yīng)結(jié)合各種設(shè)計(jì)條件，因地制宜地確定合理建筑朝向的范圍，以滿足生產(chǎn)和生活的要求。
選擇建筑朝向，一般主要從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮。
各種建筑朝向墻面及居室內(nèi)可能獲得的日照時(shí)間和日照面積。建筑物墻面上的日照時(shí)間和日照面積。建筑物墻面上的日照時(shí)間，決定墻面接受太陽(yáng)輻射熱量的多少。冬季因?yàn)樘?yáng)方位角變化的范圍小，在各朝向墻面上獲得的日照時(shí)間的變化幅度很大。以北京地區(qū)為便，在建筑物無(wú)遮擋情況下，以南墻面的日照時(shí)間最長(zhǎng)，自日出至日沒(méi)，都能得到日照。北墻面則全日得不到日照。在南偏東（西）300朝向的范圍內(nèi)，冬至日可有9小時(shí)日照，而東、西朝向只有4.5小時(shí)日照。
夏季由于太陽(yáng)方位角變化的范圍較大，各朝向的墻面上，都能獲得一定日照時(shí)間。以東南和西南朝向獲得日照時(shí)間較多，北向較少。夏至日南偏東及偏西600朝向的范圍內(nèi)，日照時(shí)間均在8小時(shí)以上。
建筑物室內(nèi)的日照情況，同墻面上的日照情況大體相似。以北京地區(qū)（窗口寬2.10米,高1.5）為例，在無(wú)遮擋情況下，冬季在南偏東（西）450朝向的范圍內(nèi)，室內(nèi)日照時(shí)間都比較多，冬至日在這個(gè)朝向上，均有6.5小時(shí)以上的日照時(shí)間。
同時(shí)由于冬季太陽(yáng)高度角較低，照到室內(nèi)深度較大，所以在南偏東（西）450朝向的范圍內(nèi)，室內(nèi)日照面積都較小。在北偏東（西）450朝向的范圍內(nèi)，冬至日室內(nèi)全無(wú)日照。
夏季在南偏東（西）300朝向的范圍內(nèi)，日照時(shí)間不多，而且日照面積很小，夏至日室內(nèi)日照為4~5.5小時(shí)之間，日照面積只有冬至日的4~7.3%。在東、西朝向上，夏季室內(nèi)日照時(shí)間較多，而且日照面積很大，在夏至日室內(nèi)日照時(shí)間有6小時(shí)，日照面積為冬至日的2.7倍。在北偏東（西）450朝向的范圍內(nèi)，夏至日室內(nèi)日照時(shí)數(shù)有3~5小時(shí)，日照面積也比東、西朝向少。從日照時(shí)間和日照面積的分析來(lái)看，北京地區(qū)的最佳建筑朝向在南偏東（西）300朝向的范圍內(nèi)。
各種朝向墻面上可能接受的太陽(yáng)輻射熱量。墻面上接受的太陽(yáng)直射輻射熱量，除了與照射角度和日照時(shí)間有關(guān)外，還與日照時(shí)間內(nèi)的太陽(yáng)輻射強(qiáng)茺有關(guān)。根據(jù)北京地區(qū)多年的實(shí)測(cè)值，計(jì)算出最冷月（1月份）和最熱月（7月份）各朝向墻面上接受的太陽(yáng)直射輻射熱日總量，并作出太陽(yáng)輻射熱日總量變化圖（圖4-34），由圖可知，冬季各朝向墻面上接受的太陽(yáng)直射輻射熱量，以南向最高為16529千焦/平方米·日。而在北偏東（西）300朝向的范圍內(nèi)，冬季接受不到太陽(yáng)直射輻射熱。
夏季各朝向墻面上接受的太陽(yáng)直射輻熱量，以東、西向?yàn)樽疃?，分別為7176千焦/平方米·日和8830千焦/平方米·日，南向次之為4985千焦/平方米·日，北向最少為3031千焦/平方米·日。由于太陽(yáng)直射輻射強(qiáng)度一般是上午低、下午高，所以無(wú)論冬季或夏季，墻面上接受的太陽(yáng)輻射熱量，都是偏西的朝向比相應(yīng)的偏東的朝向稍高一些。
夏季室外的最高氣溫，是出現(xiàn)在13－17時(shí)之間，此時(shí)太陽(yáng)位置正在西半天的方位上。可知建筑朝向在南偏西45－900（西向）朝向的范圍內(nèi)，西曬是比較強(qiáng)烈的。
上圖是廣州地區(qū)各朝向射輻射熱日總量圖。從北京、廣東兩地區(qū)的太陽(yáng)輻射熱量的共同變化規(guī)律，是冬季以南向墻面為最我，自南向東北（西北）方向逐漸減少，到北向減為最低；在夏季以冬、西向?yàn)樽疃?，自東（西）向北（南）方向，逐漸減少，到北向減到最低。
各種朝向居室內(nèi)可能獲得的紫外線量，太陽(yáng)光譜中的紫外線，有殺菌及改善室內(nèi)衛(wèi)生條件的效果。在一天中陽(yáng)光紫外線的成份，是隨太陽(yáng)高度角的增加而增加，所以一天正午前后紫外線最多，日出以后及日沒(méi)以前為最少。
根據(jù)多年的實(shí)踐證明，在冬季各朝向居室內(nèi)接受紫外線，以南向、東南和西南朝向較多，東、西朝向較少，大約只南向的二分之一。東北、西北和北向的居室，接受紫外線更少，太約只有南向和東南向的三分之一左右。這是由于日照時(shí)間少或沒(méi)有日照，僅接受天空中散射輻射中的微量紫外線的緣故。因此，從接受紫外線多少來(lái)考慮，南偏東45°到西偏西45°朝向的范圍內(nèi)為較佳的建筑朝向。
主導(dǎo)風(fēng)向與建筑朝向的關(guān)系。主導(dǎo)風(fēng)向?qū)Χ臼覂?nèi)熱損耗程度及夏季室內(nèi)自然通風(fēng)影響很大，因此選擇建筑朝向，應(yīng)在考慮日照的同時(shí)注意主導(dǎo)風(fēng)向。
在北方寒冷地區(qū)，冬季為了建筑防寒，大部分主要居室的布置，應(yīng)避免對(duì)著冬季主導(dǎo)風(fēng)向，以免熱損耗過(guò)大，影響室內(nèi)溫度。如北京地區(qū)，冬季主導(dǎo)風(fēng)向是北風(fēng)和西北風(fēng)，從北偏南偏東60°到南偏西60°朝向的范圍內(nèi)，處于背風(fēng)面，是冬季建筑物防寒的適宜朝向。如下圖：
在南方炎熱地區(qū)，爭(zhēng)取良好自然通風(fēng)是選擇建筑朝向的主要因素之一。應(yīng)將建筑物朝向盡量布置在與夏季主導(dǎo)風(fēng)向入射角小于45°的朝向上，使室內(nèi)得到更多的穿堂風(fēng)。
但當(dāng)總平面布置是行列式方式時(shí)，應(yīng)當(dāng)避免建筑物正對(duì)夏季主導(dǎo)風(fēng)（即風(fēng)向入射角等于零冬），以避免兩棟建筑物之間，產(chǎn)生旋渦區(qū)過(guò)大，對(duì)后排建筑物的自然通風(fēng)不利。在這種情況下，建筑朝向宜采取與夏季主導(dǎo)風(fēng)向入射角在30°－60°之間的朝向上，以利于室內(nèi)自然通風(fēng)。
在多種風(fēng)沙地區(qū)，建筑朝向要避免面對(duì)風(fēng)沙出現(xiàn)季節(jié)和主導(dǎo)風(fēng)向。宜使建筑物的縱軸平行于風(fēng)沙季節(jié)的主導(dǎo)風(fēng)向，如此可以保持室內(nèi)的衛(wèi)生條件，減少大面積墻面遭受風(fēng)沙侵襲。此外，還要注意小氣候中的風(fēng)向問(wèn)題。全國(guó)各地的風(fēng)玫瑰圖，列出了各地全年和夏季的年風(fēng)頻率和主導(dǎo)風(fēng)向，設(shè)計(jì)時(shí)可查找參考。
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