江南民居“四水歸堂”設(shè)計(jì)的節(jié)能解讀

劉聰 朱嫻 單玥

摘要：“雙碳”背景下，對(duì)建筑的物質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)和能量系統(tǒng)的控制更為嚴(yán)格，需要重新審視當(dāng)代建筑的空間形態(tài)設(shè)計(jì)手段和方法。單純運(yùn)用空間設(shè)計(jì)手段達(dá)到本體節(jié)能，改變嚴(yán)重依賴技術(shù)手段推動(dòng)低碳發(fā)展的現(xiàn)狀，將對(duì)建筑設(shè)計(jì)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。江南民居根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件，采用適當(dāng)?shù)姆绞綄⒐庹蘸屯L(fēng)引入室內(nèi)，達(dá)到保護(hù)環(huán)境和節(jié)約能源的目的。“古為今用”，通過(guò)研究傳統(tǒng)民居的設(shè)計(jì)手法啟迪當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)，是文章的主要目的。

關(guān)鍵詞：江南民居;“四水歸堂”;節(jié)能

中圖分類號(hào)：TU241.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-9436（2022）18-0-03

君到姑蘇見，人家盡枕河。

古宮閑地少，水港小橋多。

夜市賣菱藕，春船載綺羅。

遙知未眠月，鄉(xiāng)思在漁歌。

杜荀鶴的《送人游吳》描繪了江南水鄉(xiāng)的優(yōu)美景色，彎彎的河道上遍布小橋，由小橋、流水構(gòu)建的生活空間，擁有令人神往的精致和容易讓人陷入的漫不經(jīng)心。“夜市賣菱藕，春船載綺羅”這句詩(shī)頗具生活氣息，又不乏江南小鎮(zhèn)的婉約之美。江南是文人墨客恒久吟誦的主題，江南水鄉(xiāng)成就了古城的獨(dú)特之美，反之，江南民居的獨(dú)特設(shè)計(jì)也讓江南在歷史上留下了濃墨重彩的一筆。

1 氣候環(huán)境

大家普遍認(rèn)為江南以蘇杭為中心，處于長(zhǎng)江中下游的長(zhǎng)江以南地區(qū)，是被文人美化了的地方。事實(shí)上，江南這個(gè)區(qū)域概念在地理上是不斷變化的[1]。古代的江南指長(zhǎng)江以南的地區(qū)，清初設(shè)置了江南省，包含現(xiàn)在的浙江北部、江蘇和安徽的大部分地區(qū)。現(xiàn)代除了指蘇南、浙北，還包括安徽、江西兩省長(zhǎng)江南部的廣大地區(qū)。因此，本文分析的江南民居也限于此區(qū)域。

江南處于亞熱帶向暖溫帶過(guò)渡地區(qū)，溫暖濕潤(rùn)，四季分明，降水豐富，雨熱同期。該區(qū)域丘陵分布廣泛，紅壤遍布，夏季高溫多雨，冬季平均氣溫高于0℃，氣溫年差較小，而梅雨更是江南地區(qū)一種特有的天氣現(xiàn)象。“小橋流水人家”，吳越地理環(huán)境和生產(chǎn)生活要素最本質(zhì)的特征是水，吳越文化發(fā)源于江河湖海匯聚的水鄉(xiāng)澤國(guó)，因此江南的建筑文化也融入了水的特征。不同于徽派建筑的高大氣派，江南民居依水而建，布局緊湊，院落占地面積較小，以適應(yīng)當(dāng)?shù)厝丝诔砻堋⑸僬嫁r(nóng)田的特點(diǎn)。中軸線上設(shè)立住宅大門，迎面的正房設(shè)為大廳，住宅后院建兩層樓房。四合房屋圍成天井，兼具采光、遮陽(yáng)、通風(fēng)、排水等功能，對(duì)現(xiàn)代建筑的空間設(shè)計(jì)具有啟迪作用。

2 布局設(shè)計(jì)

江南民居以合院式為基本形制，包括天井式、庭院式、宅園式等。其中的天井式民居，房屋圍合成方形庭院。天井既作為建筑內(nèi)部向外敞開的空間，也作為家人的活動(dòng)中心。天井面積不大，長(zhǎng)度相當(dāng)于廂房開間，寬度相當(dāng)于正房中央開間，四面房屋的挑檐使得天井的露天部分更窄小。在《易經(jīng)》八卦中，“中”是主要的方位，是整個(gè)建筑群體的核心。古代以天空為宇，對(duì)應(yīng)中庭、天井，符合我國(guó)古樸哲學(xué)理念中的“天人合一”，室內(nèi)空間和室外環(huán)境在此處融合[2]。除此之外，在風(fēng)水理論中，水為財(cái)富之源，下雨時(shí)天井式民居屋前脊的雨水會(huì)從四面匯入天井，寓意水聚天心，象征聚財(cái)聚氣，因此當(dāng)?shù)厝艘卜Q這種結(jié)構(gòu)的房屋為“四水歸堂”（見圖1）。

以浙江民居河坊街13號(hào)為例（見圖2），三合院式民居也叫“十三間頭”，即正房三間居中，朝南面天井，中央一間為敞廳，廳側(cè)兩間為居室，是主人居住之所，左右?guī)扛魑彘g，面向天井，檐廊相互貫通。大廳多為三開間抬梁式大空間。為了隔濕防潮，一般多建成底層磚墻上層木結(jié)構(gòu)的兩層樓房。因?yàn)榇耗┫某鯙殚L(zhǎng)江中下游的梅雨期，多陰雨天氣，常有大雨和暴雨天氣出現(xiàn)，所以江南民居屋面多為斜坡（見圖3）。房頂較大的坡度在多雨的天氣便于雨水下落，適應(yīng)了地形地勢(shì)，充分利用了空間，而且便于多途徑取水。

3 節(jié)能分析

天井是當(dāng)?shù)鼐用窀鶕?jù)氣候條件長(zhǎng)期適應(yīng)自然、改善環(huán)境的創(chuàng)造性設(shè)計(jì)，單從建筑節(jié)能方向來(lái)看，就有很多值得借鑒的地方。

3.1 采光

受中國(guó)人的思想觀念和審美情趣的影響，圍合這種內(nèi)向封閉而又溫馨舒適的院落空間造就了最普遍的傳統(tǒng)生活場(chǎng)景。圍合形成的獨(dú)立完整的局部空間可以給人以安全感與歸屬感，但是民居外墻無(wú)窗或少窗的內(nèi)向型設(shè)計(jì)易使光線昏暗，室內(nèi)采光不佳（見圖4）。通過(guò)設(shè)計(jì)天井引入天然光，可有效解決室內(nèi)光線不足的問(wèn)題，同時(shí)削弱室內(nèi)的封閉感。人眼在天然光下比在人工光下更為舒適，視覺功能也更好，因此通過(guò)天井引入天然光有利于居住者的身心健康。為了保證中庭采光，選取中庭的剖面比例W/H衡量，其中W代表中庭寬度，H代表中庭高度。W/H增大，空間就會(huì)產(chǎn)生距離感，W/H>2時(shí)顯得寬闊;W/H減小，空間就會(huì)產(chǎn)生接近感，W/H<1時(shí)顯得狹窄，W/H降低到0.8以下時(shí)，如果整棟建筑平面尺度較小，空間就會(huì)顯得高聳逼仄[3]。這是由于中庭高度的增加會(huì)讓到達(dá)相鄰空間的直射光線迅速減少。大量建筑實(shí)例證明，中庭高寬比控制在3∶1以內(nèi)，就能保證其相鄰空間進(jìn)入足夠的天然光線[3]。天然光照度中，江南地區(qū)在光氣候分區(qū)中屬于Ⅳ區(qū)，以天空漫射光照度較大。相比側(cè)窗，天窗的采光效率高，照度分布均勻。從頂部窗口灑下的光線，可以讓人們舒適地生活和勞作，清晰地感受到當(dāng)下處于一天中的什么時(shí)刻[4]。

江南地區(qū)冬季太陽(yáng)高度角小，天井四周屋頂挑檐的設(shè)計(jì)對(duì)日照遮擋不多，可讓冬季柔和的日光直接照進(jìn)廳堂。夏季江南地區(qū)太陽(yáng)高度角大，光線強(qiáng)，屋頂挑檐可有效擋住大部分光線，僅讓少數(shù)光線直射地面形成漫反射，減少眩光，使進(jìn)入室內(nèi)的光線變得柔和[2]。同時(shí)，這種設(shè)計(jì)可以形成中庭的自遮陽(yáng)，減少整棟建筑的輻射得熱。

3.2 通風(fēng)

江南地區(qū)河網(wǎng)密布，市鎮(zhèn)繁榮，寬闊的宅地較少，因而街巷只用方便人流通過(guò)，并不追求寬敞，依據(jù)地形曲折延伸。在建筑布局、街道的走向上，江南地區(qū)并無(wú)定式。這種高密度、布局多樣的住區(qū)內(nèi)會(huì)形成獨(dú)特的風(fēng)環(huán)境，使住區(qū)內(nèi)部出現(xiàn)渦旋、風(fēng)速太小和大面積靜風(fēng)區(qū)等問(wèn)題，造成建筑群內(nèi)部無(wú)法散熱、空氣污染物堆積的惡劣環(huán)境。為了解決上述問(wèn)題，江南民居依據(jù)地勢(shì)和宅地大小靈活布置，調(diào)整房間朝向，運(yùn)用天井設(shè)計(jì)，同時(shí)，采用底層架空的干欄式建筑，通過(guò)搭配進(jìn)深較大的挑檐，起到引風(fēng)的作用。

首先就天井設(shè)計(jì)中的風(fēng)壓作用進(jìn)行分析。伯努利效應(yīng)認(rèn)為，隨著氣流速度的加快，其靜壓力會(huì)減小。根據(jù)這一現(xiàn)象在建筑中運(yùn)用文丘里管（Venturi tube），使其細(xì)腰處出現(xiàn)負(fù)壓（見圖5），制造出局部的負(fù)壓，加強(qiáng)建筑內(nèi)部的通風(fēng)。將建筑物的端頭墻體設(shè)計(jì)成一個(gè)文丘里管式通風(fēng)道，附近任何形式的開口，都會(huì)使空氣被吸出室內(nèi)（見圖6）。廳堂是開敞的室內(nèi)空間，天井是狹窄的外部空間，從廂房、廳堂到天井，在伯努利效應(yīng)的作用下，窄小的天井會(huì)起到加快空氣流速的“拔風(fēng)”作用，室內(nèi)的空氣通過(guò)屋頂?shù)拈_口排出[5]。江南地區(qū)夏季濕熱，設(shè)計(jì)這種高窄的天井，能夠通過(guò)自然通風(fēng)達(dá)到除濕的效果，排出房屋內(nèi)部的污濁空氣。

民居中的天井除了運(yùn)用風(fēng)壓通風(fēng)之外，還利用熱壓形成自然通風(fēng)。冬季，在太陽(yáng)光的照射下，天井形成一個(gè)半封閉溫室，作為建筑內(nèi)外空間的熱緩沖區(qū)域，達(dá)到保溫、減少熱損失的目的。夏季，太陽(yáng)光照射天井，室內(nèi)空氣在受熱之后會(huì)膨脹，密度降低，從而造成熱空氣上升，下部氣壓降低。房屋上下形成溫度差，下方負(fù)壓不斷引入新鮮的冷空氣，搭配底層架空的干欄式設(shè)計(jì)形成高差，室外的空氣涌入，溫度升高后繼續(xù)上升，從而實(shí)現(xiàn)了空氣的循環(huán)流動(dòng)。這種熱壓作用下的“煙囪效應(yīng)”能使民居內(nèi)部保持自然通風(fēng)，并且室內(nèi)外的溫差和房屋上下的高度差越大，熱壓通風(fēng)效果越強(qiáng)。

3.3 灰空間

作為建筑內(nèi)部的室外空間，天井依靠屋頂面的挑出提供檐廊的遮陰空間，形成室內(nèi)外的明暗轉(zhuǎn)換，減少房屋直接裸露在室外部分的面積，最大限度地使建筑處于陰影之下，形成灰空間[6]。在炎熱的夏季，天井成為人的視線從外部刺眼的陽(yáng)光至陰暗室內(nèi)之間的過(guò)渡區(qū)域，還可以增強(qiáng)庭院空間的層次感，形成豐富的光影變化。天井的光照度高于室內(nèi)光源而低于室外光源，其作為過(guò)渡空間可以改善室內(nèi)的光環(huán)境，避免眩光給居住者帶來(lái)不適感。檐廊一般設(shè)在二層樓房的底層，或樓上、樓下同時(shí)設(shè)置，多為開敞或半開敞式，同天井結(jié)合可以強(qiáng)化廊內(nèi)空間的內(nèi)向性和安全感。

4 結(jié)語(yǔ)

天井在建筑設(shè)計(jì)中營(yíng)造了一種與外部空間既隔離又融合的形式，可以在室內(nèi)分享外部自然環(huán)境，形成明暗過(guò)渡空間。與此同時(shí)，天井自然通風(fēng)和采光的運(yùn)用是對(duì)我國(guó)“雙碳”背景和提高生活品質(zhì)作出的積極回應(yīng)。只有創(chuàng)新傳統(tǒng)才能發(fā)展當(dāng)?shù)亟ㄖ幕瑧?yīng)在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)手段的基礎(chǔ)上傳承與發(fā)展，發(fā)掘起源，彌補(bǔ)不足，讓傳統(tǒng)設(shè)計(jì)手段大放異彩。

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作者簡(jiǎn)介：劉聰（1986—），女，江蘇宿遷人，博士，講師，研究方向：綠色建筑。

朱嫻（1999—），女，江蘇蘇州人，本科在讀，研究方向：綠色建筑。

單玥（2000—），女，江蘇泰州人，本科在讀，研究方向：綠色建筑。