气候响应教训一个建筑和民族志研究Hijazi传统民居在吉达,沙特阿拉伯

1介绍

建筑是人类发展的最重要的一个,提供物质文化的基础(法拉利2020)。现代事件,如气候变化的加速度和COVID-19大流行,创造了一个伟大的需要建筑设计实践,反映了正念的能源效率、热舒适、自适应通风策略,和需要支持active-rather比passive-occupant行为(经合组织,2020年)。最近的研究和报告已经提出了在现代建筑实践的各种要求,包括需要减少依赖人工加热和冷却(例如,坎德,亲爱的,2012年;Hosseini et al ., 2019;辛格和考尔,2019);以及确保室内环境支持居住者的健康(例如,达利山德罗et al ., 2020;经合组织,2020年;徐et al ., 2018)。乡土建筑是建筑行业的主要来源来满足当地的需求和需求条件和文化通过重用和现代设计。尽管如此,物质文化研究常常被忽视的创造力方言中的热舒适策略架构(英格尔德2013)。坎德,亲爱的(2012)断言,随着当代建筑的发展,有必要强调主人热舒适性和能源效率,其中人是公认的最主要的利益相关者和他们的角色在创建一个舒适的室内热环境扩大。因此,有必要进行进一步检查参与设计和施工的实践背景下乡土建筑的现代方法的适用性。根据文献,这种类型的架构是高度兼容的气候条件和可持续提供热舒适(Bodach et al ., 2014;郭台铭et al ., 2015;Tawayha et al ., 2019)。

必须指出乡土建筑的重要性已被国际公认。例如,根据国际古迹遗址理事会。ICOMOS (1964)和国际古迹遗址理事会。ICOMOS (1999)巴拉宪章》(2013),这些遗产代表各自地区的真实历史。此外,乡土建筑的宪章Icomos宪章的乡土遗产(1999)断言,这样的建筑物必须识别和保存反映古代的价值观和传统。同样,圣安东尼奥宣言(1996)强调,文化遗址是精神深处的中心。然而,尽管这几乎普遍认可,一般来说,国际公约地址等建筑文化遗产的保护,而不是需要保护他们雇佣的实践在现代建筑设计和施工。

1.1设计特点和社会乡土建筑的重要性

一些研究人员获得的有价值的见解对于现在的应用程序通过检查古老的建筑,包括被动式太阳能特性窗口位置,和自然通风元素(昌德尔et al ., 2016;Hosseini et al ., 2019;辛格和考尔,2019;阿迪,2021;Vellinga 2021)。通常,考试过去的实践也强调了传统建筑的文化价值和建筑实践各自的社会和人民。然而,直到最近,这些设计的建筑意义的学术研究为现在的应用程序是有限的。在这些当前的研究阿迪的(2021)在吉达的传统建筑的可持续性,当前研究相同的设置。在这项研究中,在检查Hijazi传统建筑的能源效率,阿迪指出建筑材料和绝缘等特性的石头制成的珊瑚和窗帘通风风流,但承认可以调整限制强烈的太阳光量进入住宅。

在工作集中在东北部印度拉贾斯坦邦地区,辛格和考尔(2019)第五节Havelis发展评估的结构洞察有用的教训可以从古老的被动式太阳能建筑的特点。Havelis涉及一种自适应外观随着太阳能几何变异来适应不断变化的条件。研究了动能的影响外观保持热设计和视觉舒适。研究指出,第五节的Havelis弹性在炎热和干燥的气候辛格和考尔,2019)。值得注意的是,辛格和考尔还主张文化的重要性认识乡土建筑在现代的价值。

乡土建筑的某些特性的重要性也被研究的主题Motealleh et al。(2018),进行他们的研究在伊朗的布什尔。这个地区有一个炎热潮湿的气候和城市现代和传统建筑。研究人员指出建筑的位置关系,太阳和外观特性利用气流从波斯湾的关键。汉斯的公共空间也指出开发提供最大的接触和访问风海流。门廊和其他特性被用来直接气流通过建筑以及室内空间免受阳光。同样,百叶窗等功能整合,以防止太阳的热量的渗透。

1.2可持续性和气候响应乡土建筑

可持续建筑的主要担忧之一是克服全球变暖的挑战,开发自然资源的快速恶化由于人口爆炸和碳排放。一些研究建议使用乡土建筑设计作为蓝图实现现代建筑可持续性(辛格et al ., 2009;Salgin et al ., 2017;Tawayha et al ., 2019)。Salgin et al。(2017),研究传统建筑在东部土耳其黑海地区,断言,尽管可持续性特征的公司架构是相对近期的发展在现代设计中,它是乡土建筑的一个因素。Philokyprou和迈克尔(2021)探讨了乡土建筑在塞浦路斯通过定量和定性分析。这项研究显示,尽管这些设计需要改进,符合当代可持续发展和建设标准,该地区的民居是气候响应。同样的,Tawayha et al。(2019)断言,乡土建筑的最有前途的特性之一是它平衡可持续发展和建筑设计。在他们的研究中,Tawayha等人回顾了方言之间的差异和现代建筑在纳布卢斯城市通过比较合成和定性分析。研究结果表明,城市的现代建筑需要更好的与可持续性标准。相比之下,老建筑被发现接近目前的可持续性标准。因此,这项研究建议建筑师和股东采取策略从方言体系结构(Tawayha et al ., 2019)。换句话说,可以制定更好的建筑设计以最小的能源需求,导致更大的热舒适。在专注于能源效率的一项研究中,昌德尔et al。(2016)探讨了喜马拉雅地区的乡土建筑和室内热舒适条件。研究下列因素列为重要的传统建筑的能源效率:“建造质量设计、取向对阳光、空间规划、开口,该空间中每个讲座规定,建筑技术,建筑和屋顶材料”(p . 459)。根据他们的研究,作者发现传统建筑的地区比在该地区现代建筑更节能的因素和设计功能,支持这对现代建筑节能有强大的应用程序。

可持续性研究的一个显著特点是考试的,在过去,城市建设与热舒适和自然冷却因素作为一个整体。例如,一项研究熊et al。(2020)调查中国支持的古典园林如何在传统城镇居民的整体热舒适的夏季和冬季。作者表明,建筑物的位置,花园,街道和人行道/修改和改善居民热舒适。同样的,阿迪的(2021)研究的原始建筑的可持续性特征吉达指出城市已经建造使用外部隐私墙壁和墙的房屋本身为行人街道上创建阴影了故意缩小。

1.3室内空气质量/居住者的健康

其他的研究都集中在如何现代设计和标准往往不能完全满足居住者的需求。徐et al。(2018)认为传统建筑没有提供保证热舒适和通风的结果。这些研究人员发现,即使采用绿色建筑标准,23%的人报告出现病态建筑综合症的症状(徐et al ., 2018)。气候变化和COVID-19也启发了建筑设计可持续生活的反思(经合组织,2020年)。Cheshmehzangi (2021)断言,流行封锁已经增加了需要创建一个更舒适的室内环境,确保居民的整体健康因为他们需要花长时间在室内环境。阿隆索et al。(2021)认为,大流行性流感研究人员和其他利益相关者的关注关注更新的策略来评估和提高室内热舒适,空气质量和舒适条件。在西班牙南部的研究,研究人员检测了室内空气质量在学校和具体如何流行增加了需要保持足够的通风空气质量达到健康条件的学生。然而,尽管只是打开窗户可能有利于维护气流,在冬天它为居住者会导致热不适,在这种情况下,学生。此外,是现代建筑中常见的是没有选择手动打开的窗口。基于绿色建筑与传统建筑的分析,有必要重新评估传统的特性和设计策略的目的修改绿色建筑标准,实现健康的室内环境。

1.4热舒适

而可持续发展、气候的响应能力和健康的室内空气质量是关键在现代,这是同样重要的是创建一个令人愉快的和为居住者thermally-comfortable环境。当然,这样一个环境中不同组的定义。关于这个主题,Gautam et al。(2019)调查地区热舒适标准的概念,需要认识到生活在传统房屋住所的影响个人的期望在冬季尼泊尔三个区域。研究人员指出,随着推动现代化国家的体系结构的发展,很少有人注意到乘客的热舒适性的预期,开发了hundereds年来,他们参与的适应性,以抵消冬天室外温度条件。作者开发了一个详细的分析不同的热舒适的预期三个不同地区的居民根据自己室内在冬季服装的选择。研究显示广泛的舒适标准在这三个区域在那些居住在尼泊尔generationally-owned传统民居。作者们还指出,即使在附近的国家(即。,India, Pakistan), the comfort standards of residents would differ from those of their study participants (Gautam et al ., 2019)。

此外,鉴于城市人口绝大多数的时间花(∼90%)内建筑,需要创建一个舒适的气氛是至关重要的。然而,现代建筑所提供的热舒适往往是令人不满意的。因此,还需要更多的关注给予增加热条件通过这些标识在乡土建筑等策略;在极端条件下的地区(尤其如此Philokyprou和迈克尔,2021年)。研究人员还指出,能源的过度使用达到热舒适不应该基于统一的思想关于设置温度应达到什么样的建筑,但条件应确定使用者的利益,其行为必须成为研究的一个重要问题Paone巴彻,2018)。同样,当代建筑的趋势是采用设计提供空间只有组一致的温度通过articifical /机械意味着低效的能源需要Albatayneh et al ., 2018)。这种方法使居住者的建筑能源密集型的被动接受者热策略(朗之万、温、Gurian, 2016年)。它忽略了气候、文化、生活空间和其他上下文元素(他et al ., 2020年)。

在南京的一个研究,中国,Hosseini et al。(2019)开发了一个自适应舒适模式文件如何在乡土建筑热舒适的体验不同的季节和建筑设计。南京的这个设置非常实用,这种类型的研究,许多在这个领域仍然生活在传统建筑与室内和室外通风。这不同于现代建筑在中国,暖通空调使用策略。进行野外研究检查在冬季和夏季热舒适和自适应行为。结果显示,人们生活在传统房屋环境之间的宽容度更高。此外,热中性温度和敏感性被发现是在夏天更高和更低的冬天相比,在现代住宅。费尔南德斯et al。(2017)埃及和葡萄牙同样认识到传统住宅建造允许居民控制室内环境温度和修改。这与现代建筑的实践,在热舒适区域中创建统一的、一致的建筑空间(Albatayneh et al ., 2018)。例如,这导致artificially-lowered办公楼在夏季的气温,这依赖于高能源消耗和为员工创造不适必须调整衣服,避免成为令人不安的冷而在办公室和令人不安的热外面时上下班。这个问题涉及到传统民居和社区经常被忽略的另一个因素,也就是不同的服装策略用来维持整个地区不同季节的热舒适与极端温度(Gautam et al ., 2019)。

根据定义,影响热适应的结合个人的热历史,非热能的因素,和热的预期,这是集体分为三种不同的趋势:行为调整,生理适应环境,和心理习惯或期望(布拉格,亲爱的,1998)。当热舒适调查适应性行为,获得准确数据的方法是至关重要的。在经典的方法,开发了口腔外科医生(1972)人工气候室,受试者被质疑,人为的设置旨在模拟真实的环境。在自适应方法,居民被问及建筑的实际情况。研究利用后一种方法可以包括大的和多样化的样本实际的居民。因此,也可以分析大量的因素,包括日常习惯/实践和服装的选择,没有限制的参加者的数量比限制参与进行人工气候室模拟(晚饭,亲爱的,2001)。无论使用的方法来分析个人的行为与热舒适,我们的想法是,当一个人的环境变得热不舒服,他们采取措施re-achieve舒适和这些步骤可以通知研究员(汉弗莱斯,考2002)。但是,与经典的方法,人类不仅仅是观察到的自适应方法但是组成一个有源元件的研究,因为他们与他们的生活经验(亲爱的和布拉格,1997年)。这反映了“给,”环境和居民之间的关系(布拉格,亲爱的,1998)。

1.5本研究的目的

建立的现有研究,需要创造更多不同的热条件和消除热无聊人同时将气候响应性和可持续性融入现代的设计实践。此外,这个作者的知识,没有研究评价吉达的乡土建筑,沙特阿拉伯在深入,混合方法研究,研究不仅仅是能源效率与可持续发展和气候变化也活跃居住者行为和热舒适的策略。因此,本研究旨在充分探讨人如何实现热舒适通过积极实践昼夜和季节等运动和自适应热在建筑策略,同时获取科学数据对这些行为的后果和建筑的特点。在这些乡土建筑,空间被设计来优化蒸发传热和对流时间表由居住者。研究还考察了这些传统建筑有哪些方面的应用现代能源效率。

这项工作试图理解乡土建筑的潜在通知当代设计自适应热行为和生物气候策略在炎热潮湿的气候。的设置的研究传统建筑保存完好,Baeshen房子,老城的吉达(那),其中包含Hijazi建筑的典型特征。实践构建和驻留在这些类型的建筑结合该地区积累的知识和经验为居住者提供热舒适。我们也旨在理解之间的交互的本质吉达的极端气候,传统Hijazi房子形式,和居住者的生活模式。这是假设空间安排在传统Hijazi房子需要热舒适性密切相关,导致当地特有的建筑元素和生活模式。

2方法

2.1研究设计和数据收集方法

本研究采用混合方法的方法,以确保收购大量数据和呈现一个完整的,多方面的探索研究的主题。探索性研究的定性方法生成假说和提取上下文实际知识的行为,社会结构,和共享的信仰对热舒适和自适应居住者的行为通过人种学方法研究区。利用定量方法通过直接测量试验研究的假设。这种混合方法的方法的基本原理是使两个建筑的主要环境影响的描述形式和确定居住者行为,维持热舒适水平。这些目标是通过定性分析的见解通过访谈和定量调查通过实地测量。

吉达是一个港口城市位于红海。由于其地理位置,气候炎热潮湿,不同于非沿海地区的炎热和干燥的气候的沙特阿拉伯(阿迪,2021)。在冬天温度范围19°c29°C和19°c29°C在夏天(世界银行集团,2021年)。Baeshen房子,主要设置的研究,集中位于历史吉达和被认为是由联合国世界遗产。这座建筑建于1856年,穆罕默德阿里•阿卜杜拉•Baeshen萨利赫。目前,建筑是由谢赫自我阿布。阿卜杜拉Baeshen。房子的条件、有效性、可用性的图纸,和易于访问的主要标准,使其成为一个优秀的选择进行这个案例研究。建筑的设计允许自然通风和日光通过不同角度和大小的Mashrabiyas进入。

2.1.1定性方法:民族志

民族志是一个定性研究的方法,采用文化人类学和社会科学。在这个案例研究中,人类学的知识增强的理解乡土建筑是如何使用和如何人与他们交流。这些方法用于架构使设计师理解空间和文化维度的主人和建筑环境之间的互动。威尔逊和Chaddha (2009)讨论了民族志研究的方面和表示,包括发现和验证,协助产生独特的效果。数据验证通过测试主题内容在人种学数据并将这些数据与新的实证结果。定性方法研究涉及以下:口述历史,实地调查/观察。档案数据调查和文献发表。

2.1.1.1口述历史

获得深入的定性数据使用者的角色适应性行为下的乡土建筑的调查,它是必要的,以确定适当的线人。在这种情况下,利息由前的居民的人口历史性吉达(那)在传统Hijazi长大的建筑。在开始研究之前,许可的机构审查委员会批准了宾夕法尼亚大学,作为建立指导方针建议关于道德与人类参与者的相互作用进行研究,包括研究涉及面试(世界医学协会,2013)。滚雪球抽样技术被用来招募参与者对于面试这种技术是有用的定性研究中几个个人研究的目标人群是明智的目标,这些人招募其他共享亲本,居住在传统Hijazi办公楼也可能是合适的参与者。因此,获得受访者的人口“打雪仗”或增长的数量(他们是2009)。通过这个过程,十个研究参与者期望拥有共享经验在调查中被确定基于他们认为关于研究主题和真正的专业知识。最后一组的受访者都是80年代的人住在房子的孩子;两个女人和8人采访。30 - 60分钟长,是面对面的访谈(n= 4)或通过电话(n= 6)。与参与者的许可,每次采访音频记录;笔记也在面试。采访允许系统文档前居住者的日常实践和经验,获取相关的意义和价值在传统建筑活动和实践。进行了采访与每个参与者对他们的日常生活和习惯期间他们与家人居住在传统民居没有空调。并给出了面试问题补充附录SA2。

2.1.1.2实地调查/观察

Baeshen房子是私有的家庭原来的建设者。它是联合国教科文组织指定的网站,是空置的,作为一个博物馆。从所有者获得批准进行现场研究在众议院为了获得数据自然设置的一个真正的传统Hijazi建筑在吉达,沙特阿拉伯。数据是通过视觉录音和笔记记录下来。

2.1.1.3档案数据调查

分析进行了相关的文件和物理文物建筑业主和住户。

2.1.1.4发表文学作品

文学对传统Hijazi架构和综述了热舒适水平。

2.1.2量化方法

传感器被安装在案例研究中测量温度和湿度。热电偶用于测量建筑的内外表面温度的信封。此外,使用一个气象站的屋顶上。案例研究的房子开始,现场监测进行了分析自然冷却没有干预策略。这是以前获得支持的理解一般特征的建筑形式和上下文有关当地气候和文化。在实验阶段,现场监测进行了案例研究的房子评估自然冷却系统的干预策略的一个过程和测量的结果自然通风,自然冷却蒸发冷却的策略。采用这种方法研究和建立因果关系通过检查打开的窗户设置为特定的自然通风场景模式(夜间通风和全天的通风),和喷水(屋顶,主入口)。冬季现场监测发生20天从2021年12月23日到2022年1月10日。夏季现场监测发生30天2022年7月22日至8月20日。在这些时期,室内空气温度,室外空气温度,相对湿度(RH),风速,风向读数记录。补充附录SA1提出了关于设备用于野外工作的细节。这些数据在补充附录SA4显示的位置传感器(见补充数据S1-S4)。表1,2呈现不同的策略运用在冬季和夏季研究阶段以及每个的时机。

2.2数据分析方法

2.2.1定性数据分析

使用的录音采访,定性数据分析了从研究告密者通过面试获得识别一般的主题。这是通过系统地分类和分类数据和验证其可靠性、充分性和一致性。分析主要关注不同的住宅和实践的循环特征的居民和他们的家人参与。此外,它对居民感知的内部环境,以及他们开发的策略和实践规范。

2.2.2定量数据分析

相关数据描述记录的热环境进行了分析通过比较空气温度和相对湿度的室内和室外环境中,利用温差比的方程(TDR)提出的La罗氏公司和Givoni (2002):

在这里,热带病研究和培训特别规划的比例是最大的室外空气温度之间的差异(Τ_{max_out})和最大的室内温度(T_{max_in})到室外温度的波动(T_{fluctuation_out})。热带病研究和培训特别规划的值越大表明更重要在室内和室外温差,从而更有效的冷却策略。热带病研究和培训特别规划的最高价值是1,这也可以被表示为一个百分比。

接下来,时间差计算作为周期的平均值在研究每个通风情况下检查在当前的研究中。时间滞后的因素是评估使用方程:

τ(T_{si_max})的内壁表面的峰值温度和τ(T_{se_max})的峰值温度的外墙表面某一天。

3的结果

3.1定性结果

如前所述,十线人曾住在传统建筑作为孩子们招募了获得丰富的基于个人经验和深入的见解。在回答面试问题,居住在线人描述日常生活经验的传统建筑;这些描述包含丰富的记忆,不能被复制或有经验的在21世纪。常见的断言这些住所的告密者的描述是,房屋结构是一个负责热舒适性的主要因素。受访者还强调,这些建筑是舒适和通风尽管外面热条件。下列主题被确定通过分析告密者的回答面试问题。

3.1.1主题1:使用windows来控制空气的运动

参与者的观点,最具影响力的冷却策略是促进空气的运动通过打开窗户在西部和北部的外墙。在他们的反应,参与者也表示,他们主要练习允许空气运动的目的冷却空气温度在房子里面。他们的主题的记忆进入房子的经验在炎热的夏天是凉爽的感觉辐射从艾尔Mangabi石头。一位与会者说,更多的人走到家里,内部更有可能感觉房间内的空气移动,通过大型Mashribyah湾北部和西部立面窗户。

值得注意的是,所有的受访者都熟悉风力在吉达的三种类型。西方风是凉爽和潮湿,因为它来自红海。相比之下,北风又冷又干燥,风从南方吹来的很热。当解释这些特征的风,参与者表示,这些房子建成根据风向西部和北部的风可以被允许进入房屋,而南部炎热的风将禁止进入。为了实现这一点,房间是建立在北部和西部轴与大飘窗位于西部和北部双方允许进入凉爽的微风。一位与会者强调开放海湾窗口是绝对必要的,将不这样做等同于创建一个令人窒息的环境里面。这样的评论显示不仅依靠自然通风是至关重要的在这一领域也,这是常识在居民的传统建筑,打开窗户是必要的。

3.1.2主题2:使用由居民自冷的球迷

除了标准的窗口开放和频繁的练习,参与者还指出使用手球迷降低体温。一个线人指出,尽管电球迷后来被安装在房屋,居民仍首选使用手的粉丝。参与者标识的使用手粉丝作为他们的主要自冷的行为,尤其是在一天最热的时候,也就是中午。所有受访者回忆起手范宁的经验自己睡在打破传统是在12点。这是常态,基于他们的叙事,它被描绘成“最好的睡眠。“虽然参与者认为他们的生活初体验在传统的房子很漂亮,他们指出,现代住宅更悠闲的生活模式。也是一个共同的主题的采访,生活在现代建筑不能比旧天。

3.1.3主题3:受访者的独特回忆驻留在传统建筑的经验

关于房子的内部环境,参与者观察到建筑物的整体结构是通风的,而上层比低的轻薄。此外,由于使用一个轻量级的结构从许多海湾窗口,打开窗户,以便通风的作用必然意味着创建一个持续连接到户外的形式引入与空气不同的气味和外部噪音。一个线人回忆的记忆不同的气味在中午时女性的房屋将会准备午餐。另一提到试图猜出他们的邻居在午餐基于不同的烹饪气味进入房子,透过敞开的窗户。这样回忆表明多么通风的房子和传达室内和室外之间的直接关系由这些住宅的结构。所有的受访者指出,从邻居和大街是一个常见的噪音背景主题时回忆的房子内的环境;有些人甚至记得经常听到下午他们邻居的茶壶的呢喃。面试还指出,蜥蜴、蜘蛛和虫子侵扰,是一个不争的事实,会由于连续室外连接。这些特征并不讨厌或不愉快。

3.1.4主题4:运动建筑物内保持热舒适

在他们的描述典型的日常工作,参与者回忆说,他们都是早起的人。早餐后,最古老的男性去上班,孩子们去上学;成年女性主要是负责所有的家务。整个城市被关闭在中午,每个人都用来休息中午。中午午睡之后,人们就会恢复他们的活动。晚上,使用者将获得夏季热舒适垂直迁移,睡在蚊帐下的屋顶和上层。父母曾经睡在一个大型凸窗,如果家里有这样一个功能。此外,Mashribyah将打开冷却。根据研究线人,睡在屋顶上,看星星,享受着凉爽的微风很有效的实现热舒适吉达的炎热潮湿的气候。他们也注意到屋顶实际上是当作一个生存的空间。

3.1.5主题5:使用的服装保持热舒适

实现更大的热舒适睡眠的时候,女性会穿礼服和男性穿裙子(fotah)和额外的凉爽的衬衫。受访者表示,穿裤子是不常见的,很不舒服。

3.1.6主题6:喷水的做法在某些领域实现冷却

当被问及他们用来扮演孩子屋里天气太热在外面玩时,受访者表示,他们在玩dahleez,这是房子的入口大厅。基于参与者的评论,这是通常被描述为在众议院最酷的空间,因为它经常被水洒了。洒的dahleez用水冷却走廊,楼梯,而且,最重要的是,通过筛选开口相邻房间的墙壁。研究线人还回忆道,楼梯是利用室内玩空间,因为它们有利的热特性。楼梯的功能不仅仅是连接不同楼层。有空间对孩子和成年人坐着聊天。空气对流运动和大开口在楼梯上产生一个优秀的热环境。

喷水并不局限于屋顶睡觉前或dahleez。这种做法也在房子前面的入口在日落之前,也练习了前面的杀价,他们的业务。这强调了邻居之间的关系和共享使用户外的地方保持热舒适对所有通过各种社会实践。这样做也是为了保持坑坑洼洼的小巷干净。所有居民把他们的房子方面同样干净湿和内部的家园。根据访谈,从一桶水喷洒在房子前面的入口在日落之前,那里是一个户外座位区merkaz。这是所有男人聚集在一起交往和实践进行了这将是酷和漂亮的夜晚。另一个线人描述这个活动说明喷水日落之前会导致热空气蒸发,释放的热量从地面,因为街道上都是沙子,而不是沥青。这将创建一个凉快的气氛在日落之后。所有关键线人提到,水是稀缺的。也表示,由于这个原因,咖啡馆将重用脏洗杯子的水喷淋下来的前面咖啡馆在炎热的下午降温。

受访者也提到更潮湿的日子里,他们会躺在垫子和等待垫冷却通过吸收空气中的水分。少在潮湿的天,床单和蚊帐会额外喷洒水的清凉,可以通过蒸发过程。指出,因为热,这些都干了不到15分钟,但实践仍然提供额外的凉爽和舒适。

采用这些实践达到热舒适的物理环境允许居民创建一个气候的炎热和潮湿的气候模式。随后,室外环境也提供了平衡用干净的环境气候条件,增加了社区内的社会凝聚力。所有线人形容他们的早年的生活简单而充实。

3.2定量结果

3.2.1户外条件

在冬季室外环境调查从2021年12月23日到2022年1月10日。在这个时期,室外温度的平均值为25.72°C(21.14分钟。,马克斯。与RH 55.17(34.6)分钟。26.16,马克斯。75.79)。接下来,夏季条件下研究了从2022年7月8月犯和记录数据进行了分析。室外温度的平均值为35.13°C(分钟。29°C,马克斯45°C)与RH 61.25(17分钟。马克斯。92)在夏季。图1提供一般信息风外部环境条件。平均风速为0.5米/秒,1.5 m / s。盛行风流在冬季和夏季西南西北。应该注意的是,户外环境的风速记录相对较低是由于周边城区的致密结构,这并不代表其原始形式结算。请参阅图1Baeshen户外热环境的房子在冬天和夏天监测周期。

3.2.2室内/室外温度(热质量)

建筑性能可以由建筑如何保护使用者免受恶劣的户外条件,在研究下的面积的情况下,保持室内温度比室外温度低。比较户外和室内温度可以基准热力性能来确定热舒适水平。

在冬季和夏季,室内和室外环境相比,获得的数据进行了分析。室外温度的室内温度跟随模式。- 11点周围的室外温度达到顶峰。,一个ccording to the weather station that had been placed on the roof. In contrast, the indoor temperature peaked between 4 and 6 p.m. as the façade of the rooms facing the west are exposed to direct sunlight during this time period. The indoor air temperature was cooler and fluctuated less than the outdoor temperature due to the building envelope’s thermal mass, which played an essential role in delaying the passage of heat into the rooms. The relative humidity is typically below 45% during the afternoon hours when the air temperature is highest, which is when cooling is mainly required (see图2)。

然而,室内和室外的温度之间的积极关系被发现在夏季图3一)。的趋势线图3一表明有直接关系的室内和室外的温度随着室外温度的增加,室内温度也在不断增加。此外,所表现出的相对湿度数据图3 b表明,一个强大的积极的室内和室外条件之间的关系。

3.2.3建筑形式热质量(时间间隔)

汉志的传统建筑的特点是厚的外墙由珊瑚石头从红海海岸,当地人称为Al-Mangabi石头。这些石头中扮演了重要角色Hijazi建筑由于建筑材料效率和绝缘效果。高质量热抑制了外部温度出现较大波动,减轻夏季气温高偏移,从而推迟入学的热流强太阳辐射(见图4)。全天的冬天场景时间滞后明显高于夏季(见表3)。

3.2.4楼梯作为通风井

定位中间的楼梯或建筑的后面是一个房子的烟囱,进行热空气(烟囱效应)。通风井的口总是构建开放的天空,没有把能开的襟翼控制气流的轴。然而,楼梯的顶部装有百叶窗板的空缺,让风流过。通风井的气流通过口腔或通过楼梯的顶部创建了一个低压区,倾向于把空气进入房子从下面的高压力,通过楼梯,因此增加了烟囱效应。平均每日温度波动在楼梯的顶部显示高于这些中间和底部楼梯。此外,底部楼梯被观察到的是最酷的。只有少数相对湿度的差异观察在不同地方的楼梯(见图5)。

3.2.5适应性热行为响应(打开窗户)

在应用程序的全天(24小时)在冬季通风策略,室内空间的温度是空气温度模式的白天室外温度,晚上(见图6)。当夜幕降临,室外温度低于室内。更具体地说,室内模式后室外条件相比三楼与室外温度在1月1 - 3之间,2022(见图6 b)。户外活动记录的最高温度是34°C中午12点的。,while the highest temperature recorded indoors was 28°C at 2 p.m. The peak indoor temperature was 6° lower than that of the outdoors. The graphs show that the building envelope could make the room cooler, even when opening the windows for a full day. The outdoor relative humidity peaked after 6 p.m. and reached up to 75%; it was at its lowest value after 10 a.m. The relative humidity was typically below 35% during the afternoon hours. The thermal mass delayed the passage of heat into the space by 2 h.

在应用程序的通风策略在冬季,室内空气温度密切关注各自的室外温度。在第二天,室内空气温度保持在较低水平的温度记录在应用程序相比,全天的通风策略(见图7)。具体来说,户外活动记录的最高温度是33°C上午10点。在室内,而最高温度记录在下午3点27°C。室内温度是6度峰值低于户外活动(见图7 b)。此外,室内空气温度记录约5 h后户外峰值温度。夜间通风,热能从建筑物的热质量信封,确保在第二天更好的热条件。

在全天(24小时)通风的应用策略在夏季,室内空间的温度后的空气温度模式白天室外温度,晚上(见图8)。当夜幕降临,室外温度低于室内温度。更具体地说,室内模式后室外条件下比较三楼和室外温度时期间7月26 - 28日期间,2022(见图8 b)。户外活动记录的最高温度在10点42°C。,while the highest temperature recorded indoors was 37°C at 1 p.m. The peak indoor temperature was five degrees lower than the outdoors. The graphs show that the building envelope can make the room cooler, even when opening the windows for a full day. The thermal mass delayed the passage of heat into the space by 3 h. The outdoor relative humidity peaked after 6 p.m., reaching up to 85%; it reached its lowest value after 10 a.m. The relative humidity was typically below 45% during the afternoon hours. It should be noted that the weather on 27 July 2022 after 2:45 p.m. was partly cloudy, raising the relative humidity and decreasing the outdoor temperature.

在夜间通风的应用策略,室内空气温度密切关注各自的室外温度。在第二天,室内空气温度保持在较低水平的温度记录在应用程序相比,全天的通风策略(见图9)。具体来说,户外活动记录的最高温度是41°C上午10点。在室内,而最高温度记录在5点36°C。室内温度是5度峰值低于室外(见图9 b)。此外,室内空气温度峰值大约6小时后记录各自的室外温度峰值。夜间通风,热能从建筑物的热质量信封,确保在第二天更好的热条件。

3.2.6自然冷却性能

温差比(TDR)表示被动冷却系统的冷却性能不同的通风策略。每个通风的热带病研究和培训特别规划策略是显示在表中。如图所示在表4,夜间通风的冷却性能最高效率战略热带病研究和培训特别规划值为53.5%,最高的两个应用通风策略。这主要是因为高峰的显著减少室内温度比室外空气温度峰值。因此,这表明,夜间通风策略确保热带病研究和培训特别规划价值观和更好的冷却效率高于全天的通风策略。自然冷却夜间通风的有效性大大受到高昼夜温度波动的影响,在夏天更常见(见表4)。这次调查发现,夏季夜间通风策略充分利用在夜间室外空气温度越低,确保最好的热条件的室内空间。

3.2.7适应性热行为响应(dahleez地板和屋顶润湿)

以下涉及到8月14 - 18的时期,2022年。在此期间,湿润的入口在下午和打开门通风实现。喷水的入口主要是做下午从4点到5点。见图10、室外温度低于室内温度,直到8点。当室外湿度水平下降中午12点的。,the outdoor temperature increased sharply and peaked at 43°C at 12:30 p.m. The lowest air temperatures were recorded during the night at 3:30 a.m. The effect of the wetting strategy could be observed by the increase in the relative humidity of the room and a slight decrease in air temperature between 5 p.m. and 6 p.m. (see图10,11)。

4讨论

不像21世纪的建筑,乡土建筑是climate-responsive,反映了时代的文化以及必要的建筑实践的认识热舒适的成就。因此,该基础设施可以用作知识银行和原型机采用最先进的设计。在这种情况下,研究主要集中在传统的吉达Hijazi建筑的一个例子,是著名的自然冷却和适应性热舒适机制(见补充附录SA3)。迄今为止,没有先前的研究探讨了建筑设计的湿热地区的沙特阿拉伯通过一个集成的方法。

本文提供的数据确定的疗效Hijazi乡土建筑的自然冷却设计策略应对吉达的湿热条件。这些因素包括整体建筑布局、建筑形式、使用Mashribyah元素创建阴影,同时引入自然通风,以及建筑物的热质量高的信封。热质量发挥了重要作用在降低室内空气温度的热波动。

然而,这项研究并提供证据表明,全天(24小时)通风策略未能确保室内环境的热舒适性在外部的日间温度极高。温度记录在全天通风不提供适当的热舒适水平的居民住宅。研究显示夜间通风策略的有效性自然冷却室内空间在炎热潮湿的气候。它也发现,冬天通风策略导致温度降低。夜间通风的冷却性能效率高策略变得明显的显著降低室内空气温度、峰值。6.5°C以下室外空气温度峰值。这个验证建议合并夜间通风的冷却策略吉达的乡土建筑为现代建筑设计。

这些结果表明,热质量和建筑材料也有效地控制建筑内的冷却过程。据线人被这项研究中,空气流动促进开放的窗口和喷洒的水是主要的方法用于调整在夏季室内热环境。大部分的历史建筑在吉达是由相同的材料,技术,设计原则作为案例研究的房子。转移的结构依赖于墙上的系统负载在其部分。Al-Mangabi的墙是用珊瑚块石头,然后由石膏(nourah)绝缘和审美目的(阿迪,2021)。Al-Mangabi石头从珊瑚化石Al-Mangabi泻湖,吉达以北(阿迪,2021)。然后形状块形式,用于墙施工。这些石头已被证明是有效的绝缘和阻力值(阿迪,2021)。Al-Mangabi 70 - 80厘米厚的石头墙,提供高的热质量降低和延迟吸热内(阿迪,2021)。平均差14°C(从54°C到40°C)之间的内部和外部表面的外墙是夏天了。的差异平均10°C(从36°C到25°C)外墙外和内表面之间的测量在冬天。平均时间间隔从1 h - 5 h。同时,结果被白色的石膏增强反射阳光,减少了热在建筑的质量。

所有这些结果和因素建议使用天然材料,如Al-Mangabi,在构建住房的墙壁在吉达实现低热流从高温室外进入室内的房子。这种做法可以节省成本的绝缘材料,减少冷却所需的能耗建筑。这里的建议是不要直接复制乡土建筑但受益于可持续性价值观它演示了,确定实践纳入现代设计。历史的房子都制定和受到一些环境的影响,社会和经济力量。重要的是要理解这些力量仍然活跃,不再是因素。在现代时代,反映连续部队可以开发的知识。

4.1结论

冷却的研究调查了影响策略采用乡土建筑的吉达使用混合方法的方法。这个研究的发现可以用来协助制定蓝图可持续的建筑标准,结合建筑设计特点和考虑活跃居住者实践支持维护热舒适。而在这个现代的生活方式截然不同的传统的居民建筑,早期时代的建筑实践可能导致建立一个适应性热舒适的方法在当代建筑。本研究得出的结论是,Hijazi建筑形式反映的居民的生活方式和文化,理解“舒适”的定义,因为它可以通过自然的方法。这项工作的主要贡献是对身体的知识,旨在理解乡土建筑在决定人的内在潜力的热适应性行为和概述生物气候学的策略以应对严酷的高温潮湿的气候。这项工作的价值是对如何将生物气候策略集成到当代的建筑设计,感知用户的适应过程,在解决当今世界变得更加关键场景环境崩溃。本文努力提高认识的传统策略的重要性,如楼梯风塔帮助创建一个建筑内部的冷却效果,平坦的白色屋顶反射太阳辐射,Mashribyah通风、遮阳设计,改善自然通风性能。尽管大量的现代建筑材料,某些传统材料比如Al-Mangabi石头继续证明自己更高的效率在抵消恶劣的环境条件。使用这种材料的性质,特别是他们的热阻,可以扩大范围更可持续的产品和应用程序。

4.2对未来研究的建议

研究climate-responsive策略的主要目的是分析乡土建筑的结构和物理。相比之下,研究自适应行为的目标是识别热感觉和行为反应,以应对环境的热条件。鉴于这两个研究对象的性质,研究建筑的身体和物理比学习简单的人类和他们的行为反应。因此,一些对未来的研究提出了建议。这些包括比较响应气候策略和自适应居民的行为基于不同的地域和气候。此外,研究识别和理解更多的细节关于自然和机械通风系统和方法使用climate-responsive策略在新建筑,特别是在低收入地区,也表示。本研究的方法也可以用来评估其他类似的气候设计技术定居点。未来的研究应该进行检查通风现代居民采取的策略。其他研究也应该采用实地调查的有效性比较现代和传统建筑设计的可持续发展。

4.3限制

这项研究是有限的线人采访获得数据的数量关于生活在传统Hijazi建筑的经验。这将是有利于找到额外的个人与这种类型的直接经验,甚至个人居住在其它地区相似的经历。此外,更多的数据可能是获得这些居民的生活体验研究整合前居民的调查,这样的数据可能是更多的个人。研究还限于时间的长度的数据收集(20天,30天),和的事实,只有条件在冬天和夏天都是被监控的。条件在春天和秋天将有价值的数据添加到文学的好处可以通过将乡土建筑的不同特点吉达纳入现代建筑实践。

数据可用性声明

原始数据支持了本文的结论将由作者提供,没有过度的预订。

道德声明

涉及人类受试者的研究回顾和批准宾夕法尼亚大学IRB。书面知情同意参与这项研究并不需要按照国家法律和制度需求。书面知情同意了个人(s)的出版的任何潜在的可识别的图像或数据包含在本文中。

作者的贡献

阿瑟:概念、方法、调查、验证、数据分析、撰写初稿、可视化、审查和编辑。WB:监督、概念化、方法Writing-review和编辑。所有作者的文章和批准提交的版本。

确认

作者要感谢摩诃Oboud Baeshen允许我们进行田野调查的Baeshen房子。作者也感谢所有相关人员以任何方式促成了这项研究。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

出版商的注意

本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。

补充材料

本文的补充材料在网上可以找到:https://www.雷竞技rebatfrontiersin.org/articles/10.3389/fbuil.2023.1127615/full补充材料

引用