巴渝綠色新民居構建
——以安居古鎮典型民居為例

楊真靜，熊珂

（1重慶大學建筑城規學院，重慶　400045；2山地城鎮建設與新技術教育部重點實驗室，重慶　400045）

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巴渝綠色新民居構建
——以安居古鎮典型民居為例

楊真靜1，2，熊珂1，2

（1重慶大學建筑城規學院，重慶400045；2山地城鎮建設與新技術教育部重點實驗室，重慶400045）

摘要：傳統民居是我國古建筑文化和遺產的重要組成部分，保護與發展并行是構建綠色傳統民居的可持續發展之道。該文根據重慶的氣候特點，以重慶市安居古鎮某典型傳統民居為研究對象，剖析典型民居在室內物理環境存在的問題，并進行氣候適應性的一體化綜合改造。結果表明：改造后傳統民居空間布局更符合現代人的生活模式，建筑節能率為54.35%，非采暖空調時段室內熱環境也得到良好改善。研究成果對探索山地傳統民居低能耗熱環境優化技術，構建巴渝新民居提供了借鑒。

關鍵詞：傳統民居；更新改造；物理環境；建筑節能

熊珂（1990-），女，湖北鄂州人，碩士研究生，主要從事建筑節能、綠色建筑研究。

基金論文：該文為“十二五”國家科技計劃課題（項目編號：2013BAJ11B04）和中央高校基本科研業務費（項目編號：106112014CDJZR190008）論文之一。

0　引言

隨著國民經濟的快速發展，人們對生活水平的要求越來越高［1，2］，人居環境質量和建筑能耗已引起廣泛的關注［3］。“十三五”《綱要草案》中明確指出要加快建設美麗宜居鄉村，全面改善農村生產生活條件，開展生態文明示范村鎮建設行動和農村人居環境綜合整治行動，加大傳統村落和民居、民族特色村鎮保護力度，傳承鄉村文明，建設田園牧歌、秀山麗水、和諧幸福的美麗宜居鄉村［4］。傳統民居是我國農村建筑的重要組成部分，最能體現地方文化，承載鄉愁情節，傳統民居如何進行保護、發展是當前構建宜居村鎮建設時期所面臨的嚴峻任務。但傳統民居從空間形式、衛生條件、采光和室內熱舒適環境上都無法滿足現代的居住要求，居民有強烈改善室內環境的愿望，導致采暖空調能耗增長非常突出［5］。同時，盲目追求住房寬敞明亮而推倒老房子，建設大量低質、高能耗簡易磚混房屋，帶來地域文化喪失的同時最終也會引發外部生態環境的嚴重破壞。因此，尋求適宜于當地的民居更新模式，實現傳統民居的可持續發展，對當前宜居村鎮建設以及保護地域文化與環境都具有重大意義。

本文以重慶市安居古鎮典型傳統民居為研究對象，結合當地氣候特點，分析氣候適應性被動式節能策略，對典型傳統民居功能布局、室內物理環境等方面進行一體化綜合改造，并通過能耗模擬和實測來評價改造效果。

1　重慶地區氣候分析及被動式節能策略分析

通過建筑自身的被動式調節來達到建筑的低能耗高舒適是大力提倡的生態手段［6］，這就需要充分考慮氣候的影響，采取適宜的氣候調控措施。

1.1重慶地區氣候分析

重慶位于中國西南部，屬于典型的夏熱冬冷氣候區，逐月最高溫、最低溫及月平均溫度見圖1，圖中可見，夏季最高月平均溫度在28.3℃左右，冬季最低月平均溫度在10.0℃左右。全市年平均降水量較豐富，年平均相對濕度多在70%～80%，在中國屬高濕區。年日照時數1000～1400h，日照百分率僅為25%～35%，為中國年日照最少的地區之一［7］。

圖1　重慶地區逐月溫度

1.2被動式節能策略分析

利用weather tool采用相同的參數設置，對重慶地區分別采用被動式太陽能、高熱容材料、高熱容結合夜間通風、自然通風、直接蒸發降溫和間接蒸發降溫六種被動式策略后的舒適時段占全年時段的百分比進行分析，結果見圖2。

圖2　重慶地區全年采用被動式節能策略與未采用時舒適百分比

可以看出，重慶地區利用自然通風提高舒適性的效果最佳，可以達到未采用時7倍左右的效果，是采用高熱容材料和夜間通風及間接蒸發的2倍左右。因此，對于重慶地區構建低能耗、高舒適建筑的技術優選順序是自然通風、高熱容材料結合夜間通風、高熱容材料。

2　典型民居簡介及存在的問題

2.1典型民居簡介

圖3　安居古鎮布局

待改造的典型民居位于重慶市銅梁縣安居古鎮（具體位置見圖3），通過實地測量與現狀分析，改造前實測見圖4-圖6。古鎮傳統街區由太平街、會龍街、火神廟街等組成。街道寬4～6m，兩側底層是鱗次櫛比的臨街商業，多為古樸典雅的木構建筑，具有典型的巴渝穿斗民居風貌。民居之間緊密相連而不設間距或僅留有狹小的巷道，兩側是較大的屋檐出挑。

典型民居為古鎮典型的“小面寬大進深”的建筑格局，建筑功能沿進深方向一字鋪開，西面靠山，東面臨街，南北面均緊靠鄰居（圖4）。建筑共兩層，建筑高度為6.17m，一層凈高3.00m，二層凈高2.65m。建筑主體為木骨泥墻（木構框架+編竹夾泥墻），屋面為木構檁瓦體系（圖7）；由于建造年代較早，部分墻體采用磚砌體加固；一層地面為簡易水泥地面，二樓為木質樓板；全部為木質門窗，部分窗戶缺少玻璃。臨街臥室窗戶為木窗扇單層玻璃。

圖4　一層平面圖

圖5　二層平面圖

圖6　剖面圖

2.2存在的問題

2.2.1平面功能

該民居的小面寬大進深形式導致流線單一，各功能房間穿套使其私密性得不到保障。一層起居室直接臨街，這在過去是有利于鄰里間交流；但隨著旅游業的興起，大量游客涌入古鎮，起居室的私密性受到了極大影響，已無法滿足現代人的生活需求。另外，建筑的交通空間位于主體盡端，導致另一側房間均為穿套房間。

圖7　民居立面

2.2.2室內采光與通風

由于該民居為中間戶，且建筑格局特殊，導致采光只能通過東西兩側短邊和屋頂采光，而西側又毗鄰山體（圖6），導致房間采光嚴重不足。據測量，一層堂屋春季典型日采光系數在2.0%～6.7%之間，白天室內也需要開燈。另外，由于建筑進深過大，室內無法形成良好的通風，且雨水常年沿山體匯入西側墻腳的排水溝，使室內濕度增大，導致地面結露嚴重，尤其是一層的衛生間和廚房。

2.2.3室內熱環境

通過2014年夏季典型時段對該民居的實地測量，選擇室外溫度較高且穩定的一天作為典型日對室內外溫度進行分析（圖8）。從圖中可知，該民居一層室內熱環境較好，但二層臥室較為惡劣，其最高溫度、平均溫度均高于室外，顯然沒有滿足建筑的防熱要求。

3　典型民居氣候適應性改造設計

建筑空間形態和室內物理環境的改善是實現生態民居的重要基礎，也是實現低能耗綠色巴渝民居的重要措施。下面根據重慶的氣候特點，對典型民居在平面功能、室內熱環境和采

圖8　夏季典型日室內外溫度變化

圖9　改造后效果

3.1平面功能優化

針對原有民居在使用功能上無法滿足現代人的居住需求，對建筑空間進行合理分區（圖10-圖12），將建筑分為對外和對內兩條流線，一層空間對外，臨街部分為商業店面；二層對內，是供住戶使用的起居室和臥室，同時完善功能，增加廚房和衛生間。二層并排設計了3間臥室，通過廊道解決房間穿套問題，提高房間私密性。同時，結合住戶需求，解決室外空間不足的問題，將靠山部分坡屋頂改造成可上人的平屋頂，屋頂花園為住戶帶來觀景與休閑的戶外空間。

圖10　改造后一層平面圖

圖11　改造后二層平面圖

圖12　改造后屋頂平面圖

3.2通風采光設計

從重慶的氣候分析可見，自然通風是改善夏季熱舒適最有效的被動措施。因此，在改造時選擇多種加強室內自然通風的方法。建筑西側臨山，建筑與山體之間幾乎沒有太陽直接輻射，形成天然冷巷，而屋頂溫度高，出屋頂的樓梯間提高了出風口高度，使得位于建筑中部的樓梯間形成拔風井（圖13），能有效實現熱壓通風帶走室內的熱量，另外重慶全年風速較小，為了增加冷巷與室內的風壓差，在一層靠山處增加風機，采用主被動結合形式加強通風效果。

出屋頂的樓梯間為玻璃體，最大限度將頂部的天然光引入下部空間，樓梯間兩側房間均朝樓梯間開窗，通過間接采光提高室內照度，二層中間的臥室的采光通過抬高原西側坡屋頂增加高側窗來實現（圖13）。通過改造后，使得各房間均有天然采光，大大提高了室內光環境。

圖13　改造后通風采光示意圖

3.3圍護結構改造

該民居改造前墻體為編竹夾泥墻，屋頂為小青瓦屋頂，窗戶為單層玻璃，其傳熱系數都比較大［8，9］，導致室內熱環境惡劣。通過對重慶地區的被動式節能策略分析中得知，利用好高熱容材料是重慶地區提高舒適性的有效方法之一。針對這個策略，對典型民居室內熱環境存在的問題對其圍護結構進行合理的改造，改造后性能參數見表1。

表1　改造后圍護結構性能參數

4　改造效果

該民居在2015年3月完成改造，通過實測和模擬，對典型民居改造前后的室內熱環境與能耗進行比較。

4.1室內熱環境

于2015年夏季典型時間對該民居進行室內外溫度測量，選取與改造前室外溫度最接近的一天進行分析。對改造前熱環境最差的二層臥室進行比較（圖14）。從圖中可見，改造具有典型的移峰填谷作用，使全天室內溫度更加穩定，峰值削減更為明顯，最大降低了2℃，平均值降低了0.4℃，室內熱環境明顯得到改善。

圖14　改造前后臨街臥室實測溫度對比

4.2能耗水平

應用Design Builder軟件分別建立改造前后建筑模型，采用重慶典型氣象年數據進行能耗模擬。參數依據改造前后的建筑實際情況設置，改造前后建筑能耗見圖15。從圖中可見，改造后全年能耗下降明顯，尤其是圍護結構的改造后，保溫性能大大增強，采暖能耗下降顯著，單位面積能耗由152.25 kW·h/ m2下降至69.49 kW·h/m2，節能率為54.35%。

圖15　改造前后全年能耗對比

5　結論

傳統民居是傳統文化的重要載體，也是老百姓的居住場所。傳統民居的更新節能改造，應該以保護為前提，以降低建筑能耗和提高人體舒適度為目的，構建與時俱進的綠色新民居，使傳統民居煥發出新的生機。安居古鎮典型民居更新改造項目將保護傳統風貌與改善室內物理環境相結合，根據重慶氣候特點，合理地利用被動式策略，有效提高了建筑室內舒適度，降低了建筑能耗，建筑節能率達到54.35%，該改造項目為巴渝傳統民居的更新建設提供了可行的思路，為既有傳統建筑的節能改造提供實踐參考。

參考文獻：

［1］鄭軍德.走生態文明之路的新農村住宅設計［J］.浙江師范大學學報：社會科學版，2014（4）：85-91.

［2］武涌，劉興民，李沁.三北地區農村建筑節能∶現狀、趨勢及發展方向研究［J］.建筑科學，2010（12）：7-14.

［3］王醫.湘中北地區傳統民居建筑形式的氣候適應性研究［D］.長沙：湖南大學，2012：76.

［4］中國建筑學會.住房城鄉建設部關于開展綠色村莊創建工作的指導意見［EB/OL］.［2016-04-02］.http∶//www.chinaasc.org/ news/zonghexiaoxi/20160325/112788.html.

［5］Yilmaz，Z. Evaluation of energy efficient design strategies for different climatic zones：comparison of thermal performance of buildings in temperate-humid and hot-dry climate［J］.ENERGY AND BUILDINGS，2007，39（3）：306-316.

［6］楊柳.建筑氣候學［M］.北京：中國建筑工業出版社，2010：302.

［7］百科地理組.重慶［EB/OL］.［2016-04-17］.http∶//baike. baidu.com/subview/2833/6922767.html.

［8］鮑沁星，王美燕.浙江地區幾種農村常見墻體熱工性能分析及改進［J］.安徽農業科學，2009（5）：2329-2331.

［9］張濤.國內典型傳統民居外圍護結構的氣候適應性研究［D］.西安：西安建筑科技大學，2013：274.

責任編輯：孫蘇，李紅

New Green Residence Construction in Chongqing

Key words：traditional residence；renovation；physical environment；energy efficiency

Abstract：The traditional residence is an important component of the culture and heritage of ancient architectures in China. To develop them while protecting is the right way to maintain the sustainable development of the traditional residence. This paper，combined with the climate characteristics of Chongqing，and with the typical traditional residence in Anju，an ancient town in Chongqing，as the study subject，analyzes the problems in the indoor physical environment of the typical residence and comprehensively reforms climate adaptability. The results show that the spatial layout of renovated traditional residence adapts more obviously the modern life style，with building energy efficiency rate up to 54.35%，and indoor thermal environment is also massively improved when not air-conditioned. The study offers some references for exploring thermal environment optimization technology with low energy consumption for traditional mountainous residence and establishing new civil residence in Chongqing as well.

中圖分類號：TU-87；TU241.5

文獻標識碼：A

文章編號：1671-9107（2016）05-0009-04

收稿日期：2016-04-22

作者簡介：楊真靜（1975-），女，重慶人，博士，副教授，主要從事建筑節能、綠色建筑研究。

doi：10.3969/j.issn.1671-9107.2016.05.009