駱晨
摘要:通過對自然通風基本概念的梳理,以吉首市矮寨鎮中黃村為研究對象,從傳統民居建筑的聚落布局規劃、水體綠化環境、單體的構造等方面研究傳統民居的自然通風技術,歸納出與地域性特色氣候相適應的傳統民居的建筑特點。對我國美麗鄉村和生態建筑設計等具有一定的借鑒性意義。
關鍵詞:湘西;自然通風;苗族傳統民居;被動式通風
一、前言
湖南湘西屬于亞熱帶季風濕潤氣候,大陸性氣候特征非常明顯。夏季溫暖濕潤,冬季寒冷干燥,由于降水量較多,導致常年濕度較大,潮濕是湘西地區的明顯特征。在湘西傳統建筑中,主要采取的是自然通風的形式進行散熱,在當今的建筑設計中運用自然通風的方式改善室內熱環境是一種趨勢。建筑的自然通風類型主要有:被動式預冷型自然通風和被動式預熱型自然通風。本文主要從傳統民居建筑的聚落布局規劃、單體的構造、水體綠化環境等方面研究傳統民居的自然通風技術。
二、中黃村自然通風設計技術
中黃村位于湖南省吉首市矮寨鎮的西北部,武陵山脈之間,是吉首市、保靖縣和花垣縣(市)交界的中心,原名“重午”苗寨,始建于清朝末年,至今已有兩百多年的歷史。中黃村經過數百年的不斷延續,形成了獨具湘西特色的苗族村落:向土嘗水的村落布局,高低錯落的建筑群體,曲折迂回的水系。
2.1村落規劃層面的自然通風技術
2.1.1規劃總體布局
規劃布局的好壞對于傳統建筑的通風來說起著決定性的作用,理想的村落選址和建筑群體的格局延續了傳統的布局形式,按風水學的基本原則,背山面水,坐北朝南。這種風水學的理論與現在生態學的理論相似,對地形的選擇本質上是因為當地良好的自然環境,容易形成生態循環的微氣候,充分利用這個微氣候,是趨利避害的。
中黃村位于武陵山脈之間,依山就勢而建,建筑高低錯落,布局自然緊湊,小巧的建筑尺度與大山河流融為一體,形成湘西特有的苗鄉山寨。恰比河由北向南流經村寨,由于地處降水充沛的山區,植被保護較好,形成了豐富多樣的自然生態環境。這種“坐北朝南、背山面水、負陰抱陽”的格局,從自然通風的功能上來說,是十分合理的。村前的恰比河、樹木和農田形成一個低溫地帶,村內的建筑群體形成一個高溫地帶,這樣使得村內村外的空氣產生了溫差,從而形成了自然通風,使得整個村寨形成了一個生態循環的微氣候,這個是保證夏季室內熱環境的一個必要前提。從聚落的空間結構來看,中黃村主要采用的是沿等高線布局的形式,村莊建于接近耕地和水源的山腳處,建筑沿等高線自由布置。整個村落的建筑群在空間布置上特別考慮了自然通風,結合地形地貌,利用向陽的坡地使傳統聚落沿著地形的高低排列,呈現前低后高的排列方式,使建筑的相對高度逐漸加高。同時,在同一等高線上,獨棟建筑之間相互錯開。這些布置方式,使建筑之間擋風少,對后排建筑的自然通風影響較小,與此同時又節約土地。
2.1.2水體降溫
水體對于塑造空間來說是一種十分有效的辦法,也是建筑外環境重要的元素之一。在塑造空間的外環境時,水體更是一種降溫的重要措施。傳統民居村落的布局上都十分講究“背山面水”,就是因為水體對于調節氣候來說是—個很重要的元素。所以許多的湘西聚落都會選擇伴水而居,整個村寨融于山水的自然空間之中。
中黃村就是比較典型的例子。白天,由于太陽輻射強度大,水體吸收了大量的熱量,又因為水的比熱大,所以導致水體與空氣之間形成溫度差;同時,水體被加熱蒸發,帶走熱量,從而又使得
水體上方的空氣溫度降低。同時,受到太陽照射,建筑物周圍的空氣溫度較高,這樣一來,建筑物和水體周圍就形成了溫度差,導致整個空氣密度的不同,從而就形成了水路風。到了晚上,水體的比熱容大,降溫慢,水體對周圍輻射熱量,導致水體上方的空氣溫度較高,而建筑物冷卻快,形成溫度差,建筑周圍的空氣就會不斷補充到水面,最后達到自然通風的效果。因此,水體在中黃村村落的規劃中占據重要的地位,對于整個村落微氣候的調節也起到了至關重要的作用。
2.2建筑單體設計層面的自然通風技術
中黃村古建筑群也是少為罕見保留完好的苗族木質結構“籽蹬屋”代表性民居,建筑大部分為懸山頂穿斗式結構,依山而建,主要是為了降低建筑使用中的能耗和適應當地地理氣候,而且,一般是長方形,三間,中為堂屋。前后出檐較大,堂屋門前有意留下一片空地,使堂屋門處兩側,檐柱與金柱之間,形成一個凹形“吞口”,大門退至金柱,左右兩側板壁裝齊檐柱,從而,大門地面與階沿連成一片,呈凸字形,建筑的構筑形態主要有:天井、堂屋、廊道、干欄式吊腳樓。
2.2.1天井
天井的設計是我國傳統民居中的一大特色,從建筑功能的層面來說,天井起著空間組織和聯系的作用。傳統民居的建筑單體往往以天井為核心,圍繞著布置臥室,雜物間,堂屋等其他空間,是室內外空間的過渡。作為一個過渡的空間,天井還起到了熱緩沖的作用。
在中黃村的傳統民居建筑中,天井運用的十分普遍,與寬敞的庭院相比,天井就顯得小巧緊湊。小巧的天井常被認為是由于地形引起的用地緊張所致,其實是由于當地特有的氣候所致。中黃村屬于亞熱帶季風濕潤氣候,夏季溫和多雨,空氣潮濕,常給人一種“悶”的感覺,這時候,建筑的隔熱、通風和除濕就顯得格外重要。天井開口越小,房屋內暴露的面就越少,受到太陽輻射的影響就越小,同時抽風效果也越顯著。而且天井在平面上也較為自由,其寬窄變化多樣,往往還出現凹凸或斜邊,對于中黃村這種空間造型豐富的山地建筑來說十分的適用。所以,中黃村的傳統建筑中廣泛使用開口較小、組織形式自由的天井形式,主要是為了適應高溫高濕的氣候。
2.2.2屋頂的隔熱
從我國傳統民居建筑外表皮的五個立面來說,屋頂受到的太陽輻射最為強烈。對屋頂溫度的阻隔,是改善傳統民居室內熱環境的重要手段。因此,在垂直方向上,多采用增加隔熱緩沖層的辦法,加大熱阻,可以阻止屋頂的熱量直接進入室內主要活動空間。endprint
我國傳統民居在利用隔熱緩沖層的時候,主要有兩種形式。一種是將整個二層作為一個隔熱的緩沖層,將主要的活動空間設置在一層。這種形式在徽州民居中十分常見;還有一種形式就是通過抬高屋頂的高度來達到隔熱的效果,中黃村的傳統建筑采取的就是這種形式來調節室內的熱環境。具體來說就是將屋頂的高度加高,同時在屋頂的兩側采用大面積的鏤空式木架結構來進行通風。整個屋頂從頂部的正脊下形成坡屋頂的形式。由于整個屋頂上部的空間較大,太陽對屋頂的熱輻射主要集中在屋頂周圍的空氣中,同時又因為受熱的空氣上升,通過透風窗排除室外,熱緩沖的作用明顯,這樣就使得二層的活動空間的溫度不至于過高,在濕熱的氣候下依舊可以清涼宜居。
2.2.3建筑遮陽
在傳統民居中,阻擋太陽輻射到建筑圍護結構上,最直接的辦法就是切斷太陽輻射的路徑,換句話來說就是采用建筑遮陽的方式來解決。利用遮陽的構筑物來遮擋建筑外的開口部分,還有利于產生壓力差,有利于自然通風。
中黃村的傳統建筑中主要采用以下幾種方式進行遮陽:1)外廊遮陽。在沒有外部遮陽的地方設置外走廊,這是中黃村建筑遮陽的常見方式。外走廊是連接室內外空間的一個灰空間,同時也起到了一定的遮陽作用。運用這種措施就可以避免建筑的外墻和門窗打開時吸收過多大太陽輻射。2)門窗遮陽。對于建筑的圍護結構來說,門和窗是最容易吸收太陽輻射的地方。所以,中黃村傳統民居中多采用將門窗凹進的設計手法,來減少太陽輻射。3)屋檐遮陽。在中黃村的傳統建筑中,我們經常可以看到中黃村傳統民居的挑檐都比較深遠,挑檐不僅可以增加建筑的美觀,而且可以在外部墻上投影出足夠大的陰影面,太陽直射將不會直接照射在外墻上,得熱的熵值大大降低。
結語:與當今各種各樣復雜、昂貴的機械式通風技術相比,傳統的通風技術是當今廣泛接受的一種廉價、節能的技術措施,同時還體現可持續的發展理念。從對中黃村傳統民居的通風設計的研究中我們可以得到很多的啟示,在進行現代住宅的布局建設時,我們應該考慮當地的氣候,結合地形,并注重整個生態環境。在對建筑單體進行設計時,必須考慮與當地的氣候相適應,并且充分利用建筑的灰空間來進行通風,如:廊道、樓梯空間等。除了采取相應的通風措施,我們還要考慮隔熱、除濕措施,例如在建筑外立面適當的位置設置遮陽的部件,來減輕太陽的輻射。通過這些措施最終來滿足人民對熱環境舒適度的要求,從而減少機械通風帶來的能源損失。endprint