豫東民居的自然風(fēng)、日照環(huán)境分析

黃大勇 王 剛 秦華祥

（河南 大學(xué) 475000）

豫東地區(qū)是華夏文明發(fā)源地之一，包括開封、周口、商丘地區(qū)。豫東地區(qū)屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫在14℃以上，年平均降水量在700mm左右，年日照時(shí)數(shù)在2200h以上，年均無霜期在210d左右。從氣候熱工劃分上劃分屬于寒冷地區(qū)。自然通風(fēng)主要靠風(fēng)壓和熱壓，而日照主要跟日照時(shí)間和太陽輻射有關(guān)系，找出豫東地區(qū)的氣候適應(yīng)，和現(xiàn)代建筑的融合，使得我們的文化精粹有效利用。我們從下面幾個(gè)方面進(jìn)行分析。

1 空間整體布局

整體布局的好壞對(duì)民居外部環(huán)境的的運(yùn)用至關(guān)重要。首先朝向最好南北向，愈北愈寒冷，并且太陽高度角愈低，因此愈北院落會(huì)越大，同時(shí)又為了防止東北風(fēng)的入侵，一般把高大的建筑物作為正房阻擋，廂房偏低。夏天東南風(fēng)、南風(fēng)又能進(jìn)入院落；此外，夏季開封地區(qū)還需要遮陽，由于太陽的高角度，應(yīng)減少房屋之間的距離，以防止更多的陽光照射，并優(yōu)化庭院和庭院之間的協(xié)調(diào)，彌補(bǔ)了夏季隔熱和冬季防風(fēng)雙重氣候條件下氣候調(diào)節(jié)的局限性。正因?yàn)橐陨咸匦栽炀烷_封地區(qū)大多采用合院式作為民居的基本型制布局，開封地區(qū)土地使用相對(duì)富裕，院子就稍大些，院子里能得到更多的光線和日照。

2 民居單體構(gòu)成要素

2.1 單體高度的影響

一般來說，無論幾進(jìn)院單體高度只有正房是統(tǒng)領(lǐng)其他房子的首要，可能是單層，也可能是二層，其余房間以一層為主。正房和廂房形成的高差，既是保證冬季不受侵襲，同時(shí)保證院落有足夠的日照時(shí)間，從而向院內(nèi)其他房間進(jìn)行熱輻射。

2.2 單體平面布置的影響

民居的單體建筑大都是三開間為基本形制，也有“明三暗五”的豫東民居，在開封民居“三間一耳”的平面布置。候老先生有精辟總結(jié)：①提供適宜的使用面積；②滿足必要的粉飾要求；③具有良好的空間組織；④獲得良好的日照通風(fēng)；⑤可用規(guī)模的梁架結(jié)構(gòu)；⑥有利組群的整體布置好處。

2.3 民居外門窗、外墻和屋頂?shù)挠绊?/h3>

在組織自然通風(fēng)時(shí)，窗戶與風(fēng)向的關(guān)系主要受房間門窗等通風(fēng)口相對(duì)位置的影響。來風(fēng)方向垂直與開窗面，當(dāng)開窗在相對(duì)的兩面墻上，氣流大多形成線形氣流，使整個(gè)房間風(fēng)場(chǎng)不均勻；來風(fēng)方向與開窗面有一定夾角尤其接近45°時(shí)，穿堂風(fēng)自然而然形成與室內(nèi)。開窗位置不同，穿堂風(fēng)的風(fēng)壓差是不一樣的，有效調(diào)整窗板的方向可調(diào)整自然通風(fēng)情況。開封民居一般北面盡量不開窗，在緊鄰院落的墻面上增大開門開窗面積，采用木格柵代替普通磚墻或泥土墻，這樣一來保溫性能就出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)，因傳統(tǒng)民居的門窗傳熱系數(shù)和空氣滲透量比較大，就會(huì)形成整體熱工性能下降的問題。

豫東地區(qū)傳統(tǒng)民居的外墻厚重，一般在350～550mm厚，材料一般是磚墻、土坯墻或二者混合墻體，這樣的話，因?yàn)闊嶙韬蜔岫栊灾笜?biāo)就會(huì)隨著墻體的加厚而加大，外墻的得熱量就會(huì)因墻厚加大而減少，隔熱效果因增大而加強(qiáng)，通過南向加大開窗，其他面開窗減少，甚至不開窗而增大得熱，實(shí)現(xiàn)冬暖夏涼的效果。

3 結(jié)構(gòu)形式和構(gòu)造做法

豫東民居建筑大部分為磚墻承重體系、一般為五架抬梁式屋架結(jié)構(gòu)。而當(dāng)其出前后廊時(shí)，則以磚木混合的承重體系為主，也有使用木構(gòu)架承重體系，主梁架多為抬梁式五架梁。尤其在近代社會(huì)，木屋架坡屋頂仍然保留，以墻體代替木柱承托屋架，墻倒物必塌。磚墻，河南俗話叫“混磚墻”、“混水墻”，砌筑比較講究，磚面光潔“磨磚對(duì)縫”，以十字縫為主，整齊美觀。屋頂大都是硬山和懸山，其構(gòu)造層次自下而上為：苫背（泥草、草席等上面抹上灰和泥土）墊層、苫背層、粘合泥層、瓦面層。磚木結(jié)構(gòu)不但影響開窗的方位、面積的大小，還因?yàn)樽陨聿牧系脑驅(qū)τ诟魺嵯嚓P(guān)指標(biāo)就會(huì)差很多，而且對(duì)于自然通風(fēng)的組織難度就會(huì)增加。但是勞動(dòng)人民因地制宜，因材致用的實(shí)踐創(chuàng)造讓民居更加實(shí)用多樣化。人民自己建房，經(jīng)濟(jì)因素是主要的，廉價(jià)使用的建筑材料，是至今不過時(shí)的原則。

4 以開封劉青霞故居案例進(jìn)行分析

劉青霞的故居在開封有兩個(gè)部分：一個(gè)是開封市劉家胡同的劉家宅院；另一個(gè)是尉氏縣城關(guān)鎮(zhèn)的師古堂。開封處劉家宅院的環(huán)境特點(diǎn)主要有：

4.1 外部空間的組織

劉家宅院兩座三進(jìn)四合院緊鄰，文物部門編號(hào)西為1號(hào)院，東為2號(hào)院，兩院左右對(duì)稱，共六個(gè)小院構(gòu)成的一個(gè)整體，共有房70余間，建筑布局嚴(yán)謹(jǐn)，構(gòu)思獨(dú)特。平面是以廳堂、正室為中心，沿各自院落中軸對(duì)稱的院落式古建筑。檐廊做為空間的一部分，成為了交通聯(lián)系的紐帶，既是各個(gè)庭院相互滲透的過渡空間，也是適應(yīng)開封夏季多雨、冬季多風(fēng)的氣候應(yīng)對(duì)，也有助于調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度、組織穿堂風(fēng)等。

4.2 院落比例宅院的院落與屋面積比大約為1：1．5，開封市老城區(qū)地形

沒有大的起伏，原土地使用不緊張，院落與蘇州四合院民居相比，既能使院內(nèi)冬季各房間日照充分，又能使夏季交流和納涼提供了更大的場(chǎng)所有序的聯(lián)系。

4.3 立面處理和綠化布置

外立面自上而下分別為屋面、墻體和臺(tái)基。屋面承重以檁條、椽木為主，面層青板瓦屋面，有保溫、防水層，外門和窗開口面積較小，臺(tái)基用磚砌或柱石砌筑，木柱下鼓形石起到了保護(hù)木柱和墻裙的作用。院內(nèi)種植樹木和種植花卉，堆放石頭和水。在狹小的空間里，它還種植花草，擺放桌椅，或下棋或閑聊，營造舒適的小空間和小環(huán)境。在提倡綠色設(shè)計(jì)的現(xiàn)在，調(diào)整局部小氣候也是值得借鑒的。

通過對(duì)劉青霞故居的風(fēng)、光環(huán)境分析，充分利用了太陽、空氣、土壤、綠色和天然能源，如熱工、水力、風(fēng)力等，改善了建筑的微環(huán)境，蘊(yùn)含了非常樸素的綠色建筑生態(tài)觀．對(duì)現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)的啟示個(gè)人認(rèn)為主要有以下幾個(gè)方面：①重就地取材，充分利用本地建材，增加材料厚度增加保溫效果，或適當(dāng)改變承重體系增大開窗面積等解決自然通風(fēng)；②注重因地制宜，與豫東自然環(huán)境相結(jié)合，充分考慮冬季避寒和夏季遮陽及自然通風(fēng)的問題；③建筑布局原理、庭院運(yùn)用技法、空間布置層次與豫東氣候相結(jié)合的手法，以及采用豫東建筑材料和技術(shù)的思想。

5 結(jié)語

傳統(tǒng)合院式民居建筑結(jié)合自然風(fēng)、日照的處理，是經(jīng)過時(shí)間洗禮留下的適應(yīng)性應(yīng)對(duì)，譬如建筑內(nèi)空間利用、開窗面積過小等這些弊病，但有必要對(duì)其進(jìn)行分析，找出院落空間利用、外門窗開設(shè)方向、外墻保溫等方面的優(yōu)點(diǎn)得以在現(xiàn)有建筑中充分應(yīng)用。

[1]左滿堂，白憲臣.河南民居.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007.

[2]鐘軍立，等.建筑的自然通風(fēng)設(shè)計(jì)淺析.重慶建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2004（2）.

[3]袁博成.基于健康住宅建筑日照研究[J].2009，03.

[4]王 鵬，譚 剛.生態(tài)建筑中的自然通風(fēng).世界建筑，2000（4）.

[5]韓文翔，等.豫北傳統(tǒng)合院式民居日照環(huán)境分析.科技視界，2013，26.