劉懌
摘 要:在介紹嶺南地區氣候特征及傳統民居天井布局的基礎上,詳細闡述了天井在營造嶺南民居自然通風系統中采用的風壓通風和熱壓通風兩種設計手法。最后列舉了潮汕現代農居的設計方案做進一步說明。
關鍵詞:嶺南民居 天井 自然通風 現代農居
一、嶺南氣候特征與天井的氣候適應性
嶺南是典型的亞熱帶氣候區,年平均氣溫18℃~24℃,最高時達到39℃以上。總的氣候特征是夏長冬暖,天氣潮熱,雨量充沛。海洋帶來的暖濕氣流會形成豐沛的降水,因而通風防熱就成為該地區居民在自然條件中所要解決的主要矛盾。一般來說,嶺南傳統民居建筑是運用自然通風的方式來改善室內外的濕熱環境,既低耗環保又使居所與所處地域和氣候達到更加和諧融合的程度。天井、廳堂和廊道三者互相聯系,形成了通風系統的三個主要元素。這三者之中,又以天井為主導,組織起整體的風向調節效果。
嶺南傳統民居大都選擇坐北朝南的宅址,獨立宅院一般都具有“外封閉”的特征,即對外不開窗或只開小窗,對內則以天井為核心,四周圍合以前后廳堂、臥房、廚房和雜物間等。所有的功能用房都是面向天井開門或開窗。這樣一來,房屋的采光和自然通風就主要來自于天井空間。在常風狀態下天井能將外來風導引入宅居內,產生風壓穿堂風;又能在靜風狀態時通過自身垂直溫度差或與相鄰空間的溫度差形成熱壓通風。除此之外,天井還具有良好的遮陽和自然采光作用。這些重要的功能性均體現了天井在嶺南傳統民居中具有突出的氣候適應特點。
二、嶺南民居天井的基本布局
嶺南民居的天井因為太陽輻射熱大,又受地勢影響,面積要比北方的小得多。由于氣候條件和空間的限制,較大體量的宅院一般不設大天井而是以多個小院天井來對空間進行組合。所以,嶺南民居往往有單天井和多天井兩種類型。
廣府常見的竹筒屋,就是通過沿街開口、廳堂組織、廊道及天井的系列空間組織,構成對當地濕熱氣候良好的適應性。簡單的竹筒屋平面主要采用兩種形式:第一種是廚房和廳房布置在天井的兩端,即廚房——天井——廳——臥房的形式。它的大門出入方式或者是由天井位置進入,或者是由廚房正面進入(圖1);第二種是先到廳,再由廳、房到廚房,也可以經天井到廚房,即廳——房——(天井)——廚房的形式(圖2)。而在廣州西關的舊城民居,基本采用的是并聯式竹筒屋形式,樓房的通風、采光、給水、排水、交通都由房屋內部自行解決,所以其中的天井、廳堂和廊道就起了很重要的作用。這種形式的竹筒屋布局縱深長,屋面相接,設置有幾個內天井,而且樓層有不同高度,前后開窗不受限制。它充分利用開敞的廳堂、通透的內部間隔、低溫而直通的廊道以及不同的層高,不同位置的天井所造成的風壓和熱壓原理,使得民居室內空氣流暢,通透而涼爽(圖3)。這種并聯式的竹筒屋,一般每屋至少有兩個,一個是前天井,露天式,一個是后天井,有敞開式,也有封閉式,上有屋蓋。后天井往往可做成樓井形式,上空開有通風氣窗或天窗(圖3)。
在嶺南的大多數地區,三間兩廊式的平面布局也是很常見的。三間兩廊屋即前帶兩廊和天井組成的三合院住宅。其平面是廳堂在中間,臥房于兩側,廳堂前面設置天井,天井兩旁設置廊道的部分分別是廚房、雜物房或柴房。廳堂和天井之間可以有墻間隔,正中開門,即廳門;也有的不設墻,為全開敞式,這種方式的通風采光效果更好。由三間兩廊屋為基礎縱向發展,可變成為四合院的形式。比如潮汕典型民居類型“四點金”,以前廳--天井—主廳為中軸線,前廳和大廳兩旁各有一間其形如“金”字的房間壓角而得名。它的最大特點是以天井為中心,上下左右四廳相向,形成一個十字軸空間結構。以“四點金”為基礎,縱向擴展為“三院落”,橫向擴展為“五間過”,即左右加兩條厝巷和從厝便成“二落二從厝”。以主廳堂為中軸線的這種基本型制繼續縱向橫向發展就可以組合出多種平面形式。比如,“駟馬拖車”就是“三落四從厝”,是一種多院落、多天井、規模宏大的宅院。
三、 嶺南民居天井的自然通風功能
1.提供常風狀態下的風壓通風
自然通風的作用原理有兩種方式,一種是利用風壓,一種是利用熱壓,來達到空氣的交換和流通。風壓通風就是在常風狀態下,利用空間尺度和開放程度的不同造成空氣密度的不均勻,產生空氣間的壓力差,從而達到相鄰空間空氣交換的效果。在嶺南民居建筑中,風壓通風系統就是以天井為中心,通過廳堂和廊道等的貫通配合來形成的。天井是一個開敞的空間,廊道是封閉小空間,而廳堂是介乎兩者之間的。常風情況下廊道的風速最大,廳堂次之,而天井最小。所以,當室外風從民居上方吹過時,在天井墻的導引下,部分氣流就會沿著天井下行,由風壓大的天井空間進入風壓較小的廊道和室內。這時天井就成了引入自然風的主要風口,而廊道則成了出風口。所以室內能達到的冷風效果往往取決于天井風速和廊道風速之間的差異。
同時,單天井民居和多天井民居能達到的通風效果也有所不同。由于小型民居只有一個天井,單天井意味著只有一個進風口,而沒有出風口。為此,它要找到出風口的解決方法就是利用廊道,或者村落建筑群中間的公共巷道,還有就是利用如潮汕“四點金”為基礎的擴展式空間布局,即在屋宅內部兩側設置南北走向的從厝巷,這樣就形成了完整的一進一出通風系統。而有兩個以上天井的大中型民居就不存在這個問題。它有一個天井在前院,稱前天井,一個在后院或側院,稱后天井或側天井。在通風系統中,前天井主要起引風作用,從天井引風到廳堂和房間,然后由后天井或側天井將風引導出去,同時再結合開敞的廳堂和貫通的廊道,這樣就使室內達到透氣降溫的效果。
2.提供靜風狀態下的熱壓通風
嶺南地區具備一定的風壓通風潛力,但由于各種天氣條件和地形地貌的影響,同時也存在可達30%的靜風頻率。在天氣處于靜風狀態時,通過天井空間形成熱壓通風的方式來達到空間的降溫除濕,這是嶺南民居建筑一個非常突出的優點。熱壓通風的原理其實是由于天井和相鄰空間的溫度差,或者天井本身垂直方向上的溫度差,利用空氣密度的不均勻來自然形成冷熱空氣的交換和流通,從而達到通風換氣的目的。在嶺南民居中,巷道(從厝巷、冷巷)狹長,兩邊是高墻屋檐遮擋,接收到的太陽輻射量少,溫度較低。而天井院落空間大,接收到的太陽輻射量多,溫度就高。當天井中的熱空氣上升時,巷道的較冷空氣就補充進來,構成了熱壓通風;同樣的道理,與天井緊鄰的房間由于有屋頂和樓板的遮擋,在受到陽光照射時溫度也較天井空間低,空氣壓力大,這樣室內空氣也會流向天井補充,從而形成了外界無風時民居內部的熱壓空氣流動,使人產生陰涼感,并給戶內帶來換氣、降溫、除濕的效果。
影響天井進行熱壓自然通風的因素,除了上述之外,還包括在天井中設水井或者小水池,并栽種植物。這些措施既可美化私家環境,還可以降低天井底部的氣溫,從而提高天井的熱壓通風效果。將天井高度增高,能加大天井自身的溫度差,從而使其熱壓通風源動力更大。天井不但對于嶺南地區傳統住宅建筑具有非常重要的熱環境改善價值,同時也可以為現代住宅建筑的氣候適應性設計提供新思路。[3]
3.尺度合宜可提升熱緩沖功能
從嶺南氣候的角度來說,夏季多東南風或東北風,為了顧及天井兩旁房屋的通風,天井的形狀首先要考慮的是進深問題。也就是說,嶺南民居的天井平面形狀,更科學合理的選擇是方形或東西向上的橫長方形。橫長方形天井的優點是橫向長,進風面寬,進風量也大。所以很多民居的前天井通常采用這種形式,而后天井則采用方形平面。如果是小型的三合院民居,則單天井會做成方形,天井的尺度一般不大,進深與寬度之比也不是很大。原因之一是天井兩側布置有輔助房,要從實用經濟出發。另一重要原因,則是嶺南地區所處的地理緯度較低,全年太陽高度角均較高,面積小可減少東西朝向的陽光輻射熱量,降低溫度,讓天井成為有效的熱緩沖空間。比如在潮汕地區,民居的天井進深為3.78米、5.58米,而平面進深與寬度之比,則會控制在1:1與1:1.145之間,較大的會達到1:2。一般來說,天井進深以不超過6米為好。這樣一來,當夏季室外氣溫過高的時候,由于民居對外的窗戶極少,本身可抵擋熱空氣流入。而連接天井的廳房門窗打開,則可利用天井的熱緩沖作用作為取氣口,使室內空間獲得相對清涼的空氣。
四、天井在現代嶺南住宅的運用
在現代嶺南住宅的建筑設計中,有不少優秀案例都有著對傳統天井空間自然通風手法的深入思考和合理運用,將天井引入現代住宅空間進而起到美化和調節室內環境微氣候的效果。
比如汕頭市建筑設計院在《潮汕新農居》征集方案活動中提供的連排式二層半現代農居設計,設計師在所有戶型中都引入了天井這一空間元素。整個項目是以傳統潮汕民居村落特色為基礎,用地規劃包括主體住宅建筑、方便農民節日聚會和日常生活的配套公共廣場、服務設施等。在方案一(圖4)的設計單元中設置了前庭、后院,同時引入天井這一嶺南民居的精髓作為空間核心。在天井中不僅可以種花賞蓮,觀魚品茗,它更重要的作用在于調節室內的微氣候。由綠化前庭進入客廳,客廳緊鄰著天井空間三三,而天井往后同一側連續布置了餐廳、廚房、后院。功能空間的“一線式”內外通透,有效地組織起了穿堂風,也就適應了潮汕地區夏季炎熱潮濕對自然通風的要求。位于中央一側開敞式的窄小天井同時又使上下層氣流貫通,形成豎向流動的自然通風系統。夏季時節當四周圍合的門窗開啟時,室內通風上下暢行,能有效緩解悶熱潮濕的問題,同時還為緊鄰的戶內引入自然光線。加入了天井空間,使整個室內的穿堂風于水平向和垂直向都能自然流暢,這樣既可以減少制冷能耗,又有益于人的身體健康,從而營造出良好的新型居住環境。
五、結語
追求綠色、低碳、生態化是現代建筑設計的大趨勢,極具地域特色的嶺南民居天井空間無疑為我們研究建筑的自然通風提供了一個很好的技術案例。它具有節能、清潔、可持續發展的設計理念,是嶺南先民在適應當地氣候的漫長歲月中結合多年累積的生活和營造經驗總結出來的樸素的建筑手段,是我們不應丟棄的寶貴的建造財富。它能為我們所倡導的低造價低能耗的生態建筑技術提供良好的借鑒和充足的養分。
參考文獻:
[1]楊宏烈,胡文中,潘廣慶.西關大屋與騎樓[M].暨南大學出版社,2012.
[2]陸琦.廣東民居[M].北京:中國建筑工業出版社,2008.
[3]曾志輝.天井對嶺南現代低層住宅的熱環境意義[J].建筑學報,2010(3):28-29.
作者單位:廣東工業大學藝術設計學院
影響天井進行熱壓自然通風的因素,除了上述之外,還包括在天井中設水井或者小水池,并栽種植物。這些措施既可美化私家環境,還可以降低天井底部的氣溫,從而提高天井的熱壓通風效果。將天井高度增高,能加大天井自身的溫度差,從而使其熱壓通風源動力更大。天井不但對于嶺南地區傳統住宅建筑具有非常重要的熱環境改善價值,同時也可以為現代住宅建筑的氣候適應性設計提供新思路。[3]
3.尺度合宜可提升熱緩沖功能
從嶺南氣候的角度來說,夏季多東南風或東北風,為了顧及天井兩旁房屋的通風,天井的形狀首先要考慮的是進深問題。也就是說,嶺南民居的天井平面形狀,更科學合理的選擇是方形或東西向上的橫長方形。橫長方形天井的優點是橫向長,進風面寬,進風量也大。所以很多民居的前天井通常采用這種形式,而后天井則采用方形平面。如果是小型的三合院民居,則單天井會做成方形,天井的尺度一般不大,進深與寬度之比也不是很大。原因之一是天井兩側布置有輔助房,要從實用經濟出發。另一重要原因,則是嶺南地區所處的地理緯度較低,全年太陽高度角均較高,面積小可減少東西朝向的陽光輻射熱量,降低溫度,讓天井成為有效的熱緩沖空間。比如在潮汕地區,民居的天井進深為3.78米、5.58米,而平面進深與寬度之比,則會控制在1:1與1:1.145之間,較大的會達到1:2。一般來說,天井進深以不超過6米為好。這樣一來,當夏季室外氣溫過高的時候,由于民居對外的窗戶極少,本身可抵擋熱空氣流入。而連接天井的廳房門窗打開,則可利用天井的熱緩沖作用作為取氣口,使室內空間獲得相對清涼的空氣。
四、天井在現代嶺南住宅的運用
在現代嶺南住宅的建筑設計中,有不少優秀案例都有著對傳統天井空間自然通風手法的深入思考和合理運用,將天井引入現代住宅空間進而起到美化和調節室內環境微氣候的效果。
比如汕頭市建筑設計院在《潮汕新農居》征集方案活動中提供的連排式二層半現代農居設計,設計師在所有戶型中都引入了天井這一空間元素。整個項目是以傳統潮汕民居村落特色為基礎,用地規劃包括主體住宅建筑、方便農民節日聚會和日常生活的配套公共廣場、服務設施等。在方案一(圖4)的設計單元中設置了前庭、后院,同時引入天井這一嶺南民居的精髓作為空間核心。在天井中不僅可以種花賞蓮,觀魚品茗,它更重要的作用在于調節室內的微氣候。由綠化前庭進入客廳,客廳緊鄰著天井空間三三,而天井往后同一側連續布置了餐廳、廚房、后院。功能空間的“一線式”內外通透,有效地組織起了穿堂風,也就適應了潮汕地區夏季炎熱潮濕對自然通風的要求。位于中央一側開敞式的窄小天井同時又使上下層氣流貫通,形成豎向流動的自然通風系統。夏季時節當四周圍合的門窗開啟時,室內通風上下暢行,能有效緩解悶熱潮濕的問題,同時還為緊鄰的戶內引入自然光線。加入了天井空間,使整個室內的穿堂風于水平向和垂直向都能自然流暢,這樣既可以減少制冷能耗,又有益于人的身體健康,從而營造出良好的新型居住環境。
五、結語
追求綠色、低碳、生態化是現代建筑設計的大趨勢,極具地域特色的嶺南民居天井空間無疑為我們研究建筑的自然通風提供了一個很好的技術案例。它具有節能、清潔、可持續發展的設計理念,是嶺南先民在適應當地氣候的漫長歲月中結合多年累積的生活和營造經驗總結出來的樸素的建筑手段,是我們不應丟棄的寶貴的建造財富。它能為我們所倡導的低造價低能耗的生態建筑技術提供良好的借鑒和充足的養分。
參考文獻:
[1]楊宏烈,胡文中,潘廣慶.西關大屋與騎樓[M].暨南大學出版社,2012.
[2]陸琦.廣東民居[M].北京:中國建筑工業出版社,2008.
[3]曾志輝.天井對嶺南現代低層住宅的熱環境意義[J].建筑學報,2010(3):28-29.
作者單位:廣東工業大學藝術設計學院
影響天井進行熱壓自然通風的因素,除了上述之外,還包括在天井中設水井或者小水池,并栽種植物。這些措施既可美化私家環境,還可以降低天井底部的氣溫,從而提高天井的熱壓通風效果。將天井高度增高,能加大天井自身的溫度差,從而使其熱壓通風源動力更大。天井不但對于嶺南地區傳統住宅建筑具有非常重要的熱環境改善價值,同時也可以為現代住宅建筑的氣候適應性設計提供新思路。[3]
3.尺度合宜可提升熱緩沖功能
從嶺南氣候的角度來說,夏季多東南風或東北風,為了顧及天井兩旁房屋的通風,天井的形狀首先要考慮的是進深問題。也就是說,嶺南民居的天井平面形狀,更科學合理的選擇是方形或東西向上的橫長方形。橫長方形天井的優點是橫向長,進風面寬,進風量也大。所以很多民居的前天井通常采用這種形式,而后天井則采用方形平面。如果是小型的三合院民居,則單天井會做成方形,天井的尺度一般不大,進深與寬度之比也不是很大。原因之一是天井兩側布置有輔助房,要從實用經濟出發。另一重要原因,則是嶺南地區所處的地理緯度較低,全年太陽高度角均較高,面積小可減少東西朝向的陽光輻射熱量,降低溫度,讓天井成為有效的熱緩沖空間。比如在潮汕地區,民居的天井進深為3.78米、5.58米,而平面進深與寬度之比,則會控制在1:1與1:1.145之間,較大的會達到1:2。一般來說,天井進深以不超過6米為好。這樣一來,當夏季室外氣溫過高的時候,由于民居對外的窗戶極少,本身可抵擋熱空氣流入。而連接天井的廳房門窗打開,則可利用天井的熱緩沖作用作為取氣口,使室內空間獲得相對清涼的空氣。
四、天井在現代嶺南住宅的運用
在現代嶺南住宅的建筑設計中,有不少優秀案例都有著對傳統天井空間自然通風手法的深入思考和合理運用,將天井引入現代住宅空間進而起到美化和調節室內環境微氣候的效果。
比如汕頭市建筑設計院在《潮汕新農居》征集方案活動中提供的連排式二層半現代農居設計,設計師在所有戶型中都引入了天井這一空間元素。整個項目是以傳統潮汕民居村落特色為基礎,用地規劃包括主體住宅建筑、方便農民節日聚會和日常生活的配套公共廣場、服務設施等。在方案一(圖4)的設計單元中設置了前庭、后院,同時引入天井這一嶺南民居的精髓作為空間核心。在天井中不僅可以種花賞蓮,觀魚品茗,它更重要的作用在于調節室內的微氣候。由綠化前庭進入客廳,客廳緊鄰著天井空間三三,而天井往后同一側連續布置了餐廳、廚房、后院。功能空間的“一線式”內外通透,有效地組織起了穿堂風,也就適應了潮汕地區夏季炎熱潮濕對自然通風的要求。位于中央一側開敞式的窄小天井同時又使上下層氣流貫通,形成豎向流動的自然通風系統。夏季時節當四周圍合的門窗開啟時,室內通風上下暢行,能有效緩解悶熱潮濕的問題,同時還為緊鄰的戶內引入自然光線。加入了天井空間,使整個室內的穿堂風于水平向和垂直向都能自然流暢,這樣既可以減少制冷能耗,又有益于人的身體健康,從而營造出良好的新型居住環境。
五、結語
追求綠色、低碳、生態化是現代建筑設計的大趨勢,極具地域特色的嶺南民居天井空間無疑為我們研究建筑的自然通風提供了一個很好的技術案例。它具有節能、清潔、可持續發展的設計理念,是嶺南先民在適應當地氣候的漫長歲月中結合多年累積的生活和營造經驗總結出來的樸素的建筑手段,是我們不應丟棄的寶貴的建造財富。它能為我們所倡導的低造價低能耗的生態建筑技術提供良好的借鑒和充足的養分。
參考文獻:
[1]楊宏烈,胡文中,潘廣慶.西關大屋與騎樓[M].暨南大學出版社,2012.
[2]陸琦.廣東民居[M].北京:中國建筑工業出版社,2008.
[3]曾志輝.天井對嶺南現代低層住宅的熱環境意義[J].建筑學報,2010(3):28-29.
作者單位:廣東工業大學藝術設計學院