江西天井式民居生態(tài)適宜性探究

■ 周志儀 ZHOU Zhiyi 王鵬飛 WANG Pengfei 馬 凱 MA Kai

0 引言

隨著科技的發(fā)展與多學(xué)科的交融，近些年國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)傳統(tǒng)民居生態(tài)適宜性的研究數(shù)量飛速增長(zhǎng)。董曉等[1]通過(guò)實(shí)地測(cè)量與軟件模擬相結(jié)合的方式，研究秦嶺山地傳統(tǒng)民居的地域氣候適應(yīng)規(guī)律。張華等[2]調(diào)查江南水鄉(xiāng)地區(qū)傳統(tǒng)民居與現(xiàn)代民居的通風(fēng)狀況，并對(duì)典型案例進(jìn)行測(cè)試研究，指出傳統(tǒng)民居利用天井等半開(kāi)敞空間能夠很好地兼顧通風(fēng)與隔熱。吳迪等[3]通過(guò)風(fēng)環(huán)境模擬、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)與問(wèn)卷調(diào)查相結(jié)合的方式，對(duì)豫北道口鎮(zhèn)典型磚木民居冬季熱環(huán)境進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)寒冷地區(qū)歷史城鎮(zhèn)居民對(duì)冬季偏涼的室內(nèi)環(huán)境具有較好的適應(yīng)性。黃海靜等[4]以黔東南丹寨縣黃土寨苗族民居為例，研究傳統(tǒng)民居建筑的空間特征對(duì)其光環(huán)境的影響，結(jié)果表明傳統(tǒng)民居主要空間采光性能均未達(dá)到建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。何苗等[5]應(yīng)用分析軟件對(duì)晉江市東山村的傳統(tǒng)民居進(jìn)行室內(nèi)光環(huán)境模擬，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)民居的采光系數(shù)普遍不滿足國(guó)家規(guī)定采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，且大部分房間采光均勻度較差。

目前，針對(duì)江西地方傳統(tǒng)民居的生態(tài)適宜性研究數(shù)量不多，大部分研究主要圍繞傳統(tǒng)民居的外部環(huán)境展開(kāi)，而對(duì)傳統(tǒng)民居建筑單體的研究較少。喻汝青等[6]利用軟件工具分析南昌市后萬(wàn)村村落街巷寬度和巷道兩側(cè)建筑高度在夏、冬兩季對(duì)巷道風(fēng)環(huán)境的影響。王振亞等[7]通過(guò)軟件模擬金溪縣全坊村自然通風(fēng)條件下冬夏風(fēng)速與氣溫，結(jié)果表明在夏季巷道具有明顯的降溫通風(fēng)的調(diào)控作用，冬季北側(cè)建筑的不連續(xù)形成風(fēng)口，在一定程度上降低了防風(fēng)效果。

江西屬于典型的夏熱冬冷地區(qū)，建筑物通常要滿足夏季遮陽(yáng)、通風(fēng)降溫等需求，同時(shí)冬季也應(yīng)兼顧防寒保暖，因此江西的傳統(tǒng)民居建筑形式有著其獨(dú)特的氣候應(yīng)對(duì)策略與樸素的生態(tài)經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)技術(shù)手段與新研究方法的應(yīng)用，對(duì)江西傳統(tǒng)民居的生態(tài)適宜性進(jìn)行量化分析并提出優(yōu)化策略，可以探索江西地方傳統(tǒng)民居建筑特色，彌補(bǔ)目前對(duì)江西地方傳統(tǒng)建筑生態(tài)經(jīng)驗(yàn)研究的不足；并以此為契機(jī)，尋找兼顧經(jīng)濟(jì)性、生態(tài)性、地域性的現(xiàn)代民居優(yōu)化策略，提升農(nóng)村居民的生態(tài)保護(hù)意識(shí)、文化遺產(chǎn)保護(hù)意識(shí)，以期為地區(qū)的新農(nóng)村建設(shè)提供過(guò)程引導(dǎo)、設(shè)計(jì)啟發(fā)與參考。

1 研究對(duì)象

金溪縣被譽(yù)為江西省“文化名縣”之首，全縣至今擁有格局完整、風(fēng)貌較好、古建筑成片、地方特色鮮明的傳統(tǒng)村落101 個(gè)，包括中國(guó)歷史文化名鎮(zhèn)（名村）3 個(gè)、中國(guó)傳統(tǒng)村落42 個(gè)，省級(jí)歷史文化名鎮(zhèn)名村9個(gè)、省級(jí)傳統(tǒng)村落31 個(gè)、省級(jí)歷史文化名街區(qū)2 個(gè)，已申報(bào)或待批的中國(guó)傳統(tǒng)村落28 個(gè)；傳統(tǒng)村落數(shù)量占江西省總數(shù)量的12.24%，在全國(guó)近260個(gè)縣傳統(tǒng)村落總數(shù)量排名第13。因此，金溪的傳統(tǒng)村落無(wú)論是在數(shù)量上還是文化上，在江西省傳統(tǒng)村落中都具有典型性和代表性，而金溪縣的竹橋村又是其中風(fēng)貌保留相對(duì)完好的古村。竹橋村始建于明代（1430 年），于2012 年入選首批中國(guó)傳統(tǒng)村落，村落整體維持著完整的明清時(shí)代格局，村內(nèi)現(xiàn)存有大量天井式民居。

當(dāng)?shù)孛窬映鲇诩易寰奂男枨螅ㄖǔＲ蕴炀疄楹诵模蛩姆竭M(jìn)行延伸布置各房間，形成以“進(jìn)”為單位的院落布局，產(chǎn)生不同大小規(guī)模的民居。當(dāng)?shù)孛窬又凶罨尽⒆畹湫偷男问綖椤耙幻鲀砂等_(kāi)間兩進(jìn)式”，其中：“一明”是指正對(duì)天井的明間廳堂，“兩暗”則是指廳堂兩側(cè)的次間。位于竹橋村中部的余為平宅約有200～300 年歷史，是典型的“一明兩暗三開(kāi)間兩進(jìn)式”天井式民居，是村落內(nèi)數(shù)量最多、最常見(jiàn)的傳統(tǒng)民居形式，故本文選擇余為平宅進(jìn)行模擬分析。

2 物理模型

研究對(duì)余為平宅進(jìn)行模擬分析，并選取其東南面一現(xiàn)代民居作為參照組（圖1）。

圖1 研究對(duì)象區(qū)位圖

余為平宅共有1 處天井、2 間廳堂、4 間廂房。天井平面長(zhǎng)寬比為3:1，較為狹窄；建筑外墻墻角為條石鋪砌，上部為空斗磚墻，內(nèi)墻為木板隔墻。現(xiàn)代民居為兩層平屋頂建筑，內(nèi)部無(wú)天井，開(kāi)間寬8.5 m，總進(jìn)深8.6 m，采用磚混結(jié)構(gòu)，外門均為鋼制防盜門，窗戶為單層玻璃窗，窗框?yàn)殇X合金材質(zhì)，是當(dāng)?shù)剌^為普遍的現(xiàn)代民居形式（圖2）。為簡(jiǎn)化模型，減少計(jì)算節(jié)點(diǎn)，加快計(jì)算的收斂速度，在模擬過(guò)程中忽略各處微小凹凸處及次要構(gòu)件，主要保留建筑的門窗、屋頂、樓板及墻體等主要構(gòu)件。因現(xiàn)代民居位置相對(duì)處于村落外圍，周邊建筑密度較低，而傳統(tǒng)民居多集中在村落中部，建筑密度較高，為控制周邊環(huán)境條件的影響，模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)定以四周空曠無(wú)遮擋的理想環(huán)境進(jìn)行運(yùn)算分析。

圖2 建筑平面圖

2.1 光環(huán)境模型

光環(huán)境模擬研究基于實(shí)地測(cè)繪數(shù)據(jù)建立三維空間模型，并在Ecotect軟件中對(duì)照建立采光分析模型。受氣候、歷史積淀、生活民俗、營(yíng)造工藝等一系列因素共同作用影響，傳統(tǒng)民居存在墻面粗糙、墻體并非相互垂直、格柵積灰、反射不均等干擾因素，這些不可抗力因素相對(duì)難以把控，但影響較小，因此模擬中對(duì)其忽略、簡(jiǎn)化。研究分別選取2 棟民居的臥室（廂房）和起居室（廳堂），模擬各區(qū)域的采光系數(shù)、采光均勻度、照度，網(wǎng)格均設(shè)于距室內(nèi)地面高度750 mm處，每個(gè)房間網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)為900 個(gè)，此精度下的模擬成果能較好地反映民居的采光情況，同時(shí)節(jié)約運(yùn)算成本。

2.2 風(fēng)環(huán)境模型

風(fēng)環(huán)境模擬采用PHOENICS 軟件進(jìn)行，研究以《江西省綠色建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（DBJ/T 36—037—2017）為依據(jù)，設(shè)置相應(yīng)的計(jì)算域，設(shè)定中保證建筑覆蓋區(qū)域面積小于計(jì)算域面積的3%，并建筑物為圓心，水平計(jì)算區(qū)域半徑不小于5H（H為建筑高度），建筑上空計(jì)算區(qū)域不小于3H。在確定計(jì)算區(qū)域后，運(yùn)用PHOENICS 軟 件 內(nèi) 置 的PARSOL 功能進(jìn)行結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分，并在建筑主體所在空間及近地面區(qū)域?qū)W(wǎng)格進(jìn)行加密處理，以提高計(jì)算精度。為了驗(yàn)證網(wǎng)格獨(dú)立性，分別劃分10 萬(wàn)、50萬(wàn)、100 萬(wàn)個(gè)網(wǎng)格進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出單元數(shù)量為50 萬(wàn)的網(wǎng)格能夠保證計(jì)算精度，提高運(yùn)行效率，故本文選用網(wǎng)格數(shù)為50 萬(wàn)個(gè)的計(jì)算單元進(jìn)行數(shù)值模擬。

2.3 能耗模型

建筑能耗模擬采用EnergyPlus軟件分析，根據(jù)實(shí)際測(cè)繪成果建立天井式住宅與現(xiàn)代住宅的三維立體模型，并設(shè)定門窗、外墻、屋頂、內(nèi)墻、樓板等不同圍護(hù)結(jié)構(gòu)。使用EnergyPlus 氣 象 數(shù) 據(jù)（EnergyPlus weather data file）中金溪縣所屬的撫州市氣象臺(tái)氣象數(shù)據(jù)，設(shè)定為天井式民居與現(xiàn)代民居全年氣象參數(shù)。天井式民居分為上廳堂、下廳堂、廂房等房間，分別設(shè)定為不同的熱區(qū)（thermal zones），現(xiàn)代民居根據(jù)起居室、臥室、廁所、儲(chǔ)藏室等不同功能的房間劃分為不同的熱區(qū)。在SketchUp 軟件中完成三維建模后，導(dǎo) 出idf 文 件，利 用EnergyPlus 軟件的idf 編輯器，對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的分層、厚度、材料導(dǎo)熱系數(shù)、透光性能進(jìn)行定義，同時(shí)對(duì)照明、人員、電氣設(shè)備、暖通空調(diào)系統(tǒng)等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，然后進(jìn)行建筑能耗模擬。

3 計(jì)算設(shè)置及參數(shù)

3.1 光環(huán)境參數(shù)及數(shù)學(xué)模型

3.1.1 氣象參數(shù)

根據(jù)中國(guó)光氣候分區(qū)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，竹橋村屬于IV 類光氣候區(qū)，室外天然光臨界照度值為4 500 lx，設(shè)計(jì)照度值為3 500 lx，采用國(guó)際照明委員會(huì)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)全陰天空標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算最不利條件下的采光情況，各部位表面反射比如表1 所示。

3.1.2 數(shù)學(xué)模型

采用分流法進(jìn)行計(jì)算，忽略陽(yáng)光的直接照射，將自然光分成3 個(gè)獨(dú)立的組成部分，計(jì)算公式如下：

式中，F(xiàn)D為采光系數(shù)；CS為天空組分，表示通過(guò)窗戶直接從天空射入房間內(nèi)的部分；CER為外部反射組分，表示被大地、樹及其他建筑物反射入房間的部分；CIR為反射組分，表示前兩部分在室內(nèi)表面上的內(nèi)部反射。

3.2 風(fēng)環(huán)境參數(shù)及數(shù)學(xué)模型

3.2.1 氣象參數(shù)

研究對(duì)2 棟建筑的夏冬兩季風(fēng)環(huán)境狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過(guò)參考《空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）》，并咨詢金溪縣氣象局，將主要?dú)庀髤?shù)設(shè)定如下：夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南向，風(fēng)速為2.8 m/s，室外設(shè)計(jì)溫度為28.1 ℃；冬季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槠憋L(fēng)，風(fēng)速為1.9 m/s，室外設(shè)計(jì)溫度為7.4 ℃。

3.2.2 數(shù)學(xué)模型

研究采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型計(jì)算，將空氣流動(dòng)視為不可壓縮、低速湍流。在建筑的風(fēng)環(huán)境研究中，控制方程包括質(zhì)量守恒方程、動(dòng)量方程與能量守恒方程。

質(zhì)量守恒方程如下：

動(dòng)量方程如下：

能量守恒方程如下：

式中，ρ表示流體密度；u表示速度矢量；ui表示坐標(biāo)系中的x軸處的速度分量；uj表示坐標(biāo)系中的y軸處的速度分量；xi表示坐標(biāo)系中x軸處的位置；xj表示坐標(biāo)系中y軸處的位置；μeff表示效熱傳導(dǎo)系數(shù)；p表示流體壓力；T表示溫度；ΓT,eff表示溫度T下的有效擴(kuò)散系數(shù)；ST表示溫度T下的熱的產(chǎn)生項(xiàng)；t表示時(shí)間。

3.2.3 風(fēng)環(huán)境邊界

由于計(jì)算區(qū)域空間足夠大，流體運(yùn)動(dòng)至出流面時(shí)已得到充分發(fā)展，上部和兩側(cè)邊界流體運(yùn)動(dòng)受建筑物影響也較小，故在出流面上可認(rèn)為流體已恢復(fù)為無(wú)建筑物阻礙時(shí)的正常流動(dòng)，故將其出口壓力設(shè)為大氣壓，上部和兩側(cè)邊界在氣流模擬中設(shè)為自由滑動(dòng)對(duì)稱邊界。建筑壁面及下墊面的邊界條件由于層流黏性作用影響加強(qiáng)，必須對(duì)標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型加以修正，運(yùn)算中以壁面函數(shù)法加以修正建筑物邊界區(qū)。至于來(lái)流面邊界，由于在現(xiàn)實(shí)中由于地表的摩擦的作用，接近地表的風(fēng)速隨著高度的減少而降低，需要根據(jù)大氣梯度作用的規(guī)律進(jìn)行修正，來(lái)流面風(fēng)速的變化規(guī)律以指數(shù)率表示為：

式中，Z為計(jì)算高度；Zo為參考高度；Uz為高度為Z處的水平方向風(fēng)速；Uo為參考高度的Zo處的風(fēng)速；α為由地形粗糙度所決定的冪指數(shù)。根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定，田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵地帶α取0.16。

3.3 能耗參數(shù)及數(shù)學(xué)模型

3.3.1 數(shù)學(xué)模型

運(yùn)用EnergyPlus 對(duì)住宅進(jìn)行能耗模擬，所采用的負(fù)荷計(jì)算方法是房間熱平衡法。假設(shè)為房間空氣溫度是均衡一致的，圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面溫度是均衡一致的。計(jì)算出任意干擾量下的墻體傳熱量后，求解房間的冷熱負(fù)荷及溫濕度狀態(tài)。

房間空氣熱平衡方程式如下：

式中，qi,c表示通過(guò)第i個(gè)表面的對(duì)流傳熱量；N表示圍護(hù)結(jié)構(gòu)的表面?zhèn)€數(shù)；Ai表示圍護(hù)結(jié)構(gòu)第i個(gè)表面的實(shí)際傳熱面積；Qother表示表面熱平衡方程中日射、設(shè)備、燈光及人員得熱中的對(duì)流部分和水分蒸發(fā)等引起的潛熱量；Ga表示新風(fēng)與滲透風(fēng)的風(fēng)量之和；Cp表示空氣的定壓比熱容；Ta-out表示室外空氣溫度；Tm表示區(qū)間溫度；Qheat-extra表示內(nèi)部空氣散失到外界的熱量；ρ表示流體密度；V表示建筑室內(nèi)體積；t表示時(shí)間；Tin表示室內(nèi)綜合溫度。

3.3.2 氣象參數(shù)

在模擬中，假設(shè)使用照明與電器的人數(shù)和用電負(fù)荷與建筑面積成比例，將人口數(shù)量設(shè)置為8 人，根據(jù)江西省居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，照明和設(shè)備負(fù)荷分別設(shè)置為5.0 W/ m2和3.8 W/m2，開(kāi) 啟 時(shí) 間設(shè)置為6 h/d。室內(nèi)夏季空調(diào)制冷溫度設(shè)定為26 ℃，冬季室內(nèi)制熱溫度設(shè)定為18 ℃；結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，制冷時(shí)間設(shè)置為每年的6 月1日至10 月1 日，每天的制冷時(shí)間為12:00—14:00 、20:00—05:00，制熱時(shí)間設(shè)置為每年的12 月15 日至次年3 月1 日。

3.3.3 材料參數(shù)方面

根據(jù)相關(guān)節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐馁Y源條件，與對(duì)模擬對(duì)象建筑實(shí)地調(diào)研的結(jié)果，對(duì)天井式民居建筑與現(xiàn)代民居圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)分別設(shè)置，具體參數(shù)數(shù)值見(jiàn)表2。

表2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置

4 模擬結(jié)果及分析

4.1 模擬結(jié)果

4.1.1 光環(huán)境模擬

根據(jù)《建筑環(huán)境通用規(guī)范》（GB 55016—2021），當(dāng)?shù)刈≌ㄖP室和起居室最小采光系數(shù)不得低于2.20%，室內(nèi)天然光照度最小值不低于330 lx。研究在理想狀態(tài)下對(duì)光環(huán)境進(jìn)行模擬，并對(duì)天井式民居與現(xiàn)代民居臥室與起居室的采光系數(shù)、照度進(jìn)行對(duì)比（圖3～6）。①天井式民居廂房（臥室）采光系數(shù)低于2.20%的區(qū)域面積占總面積的97.22%，照度低于330 lx 的區(qū)域面積占比達(dá)97.67%，平均照度29.04 lx；廳堂（起居室）采光系數(shù)低于2.20%的區(qū)域面積占總面積的63.11%，照度低于330 lx 的區(qū)域面積占比達(dá)67.57%，其中鄰近天井、大門位置照度相對(duì)較高。②現(xiàn)代民居臥室采光系數(shù)低于2.20%的區(qū)域占模擬范圍的51.56%，照度低于330 lx 的區(qū)域面積占比達(dá)54.11%，平均照度為607.75 lx，其中距離窗口近的區(qū)域照度較高；起居室采光系數(shù)低于2.20%的區(qū)域面積占總面積的48.33%，照度低于330 lx 的區(qū)域面積占比達(dá)54.11%，平均照度為578.01 lx，鄰近大門處照度相對(duì)較高。

圖3 采光系數(shù)低于2.2%的空間占比模擬分析

圖4 采光系數(shù)模擬對(duì)比

圖5 照度低于330 lx 的空間面積占比分析

圖6 空間平均照度對(duì)比

4.1.2 風(fēng)環(huán)境模擬

在理想狀態(tài)下模擬得出：①夏季天井式民居大門至天井部分，風(fēng)壓明顯提升，上、下兩廳堂的通風(fēng)情況較好，下廳堂大部分區(qū)域風(fēng)速高達(dá)1.75～1.97 m/s，其余部分風(fēng)速基本多處在0.44～0.66 m/s，但上廳堂兩側(cè)廂房通風(fēng)情況較差（圖7a）；現(xiàn)代民居的南側(cè)大門及北側(cè)后門附近風(fēng)速最大，高達(dá)1.31～1.53 m/s，中間區(qū)域風(fēng)速稍小，且較為均勻，通風(fēng)效果顯著，但兩側(cè)臥室內(nèi)風(fēng)速微弱，基本在0.22～0.44 m/s（圖7b）。②冬季天井式民居室內(nèi)風(fēng)速較小，僅有中間走道鄰近天井處有些許微風(fēng)，風(fēng)速在0.17～0.33 m/s（圖8a）；現(xiàn)代民居北面開(kāi)口較多，在開(kāi)啟通風(fēng)的情況下，室內(nèi)風(fēng)速相對(duì)較大，在靠近北面的位置風(fēng)速最大可達(dá)1.29 m/s，廳堂大部分區(qū)域風(fēng)速也基本維持在0.32～0.48 m/s（圖8b）。

圖7 夏季風(fēng)速圖

圖8 冬季風(fēng)速圖

4.1.3 能耗模擬

天井式民居全年能耗的構(gòu)成中，暖通空調(diào)系統(tǒng)的電耗占總能耗的62.31%，照明系統(tǒng)的電耗占總能耗的17.53%，設(shè)備系統(tǒng)的電耗占總能耗的20.16%。現(xiàn)代民居全年能耗的構(gòu)成中，暖通空調(diào)系統(tǒng)的電耗占總能耗的68.76%，照明系統(tǒng)的電耗占總能耗的14.53%，設(shè)備系統(tǒng)的電耗占總能耗的16.71%。天井式民居全年能耗23.54 kWh/m2，現(xiàn)代民居全年能耗28.68 kWh/m2（表3）。

表3 能耗模擬對(duì)比

4.2 模擬結(jié)果分析

4.2.1 建筑光環(huán)境

從采光系數(shù)分布來(lái)看，天井式民居廳堂采光情況明顯好于其他部分，而現(xiàn)代建筑自然采光分布均勻，無(wú)偏重區(qū)域。從自然采光照度來(lái)說(shuō)，天井式民居通過(guò)天井獲取廳堂部分良好采光的同時(shí)，減少太陽(yáng)直射室內(nèi)的情況，保證主要活動(dòng)區(qū)域的采光需求，而由于廂房私密性過(guò)強(qiáng)，僅通過(guò)朝天井的內(nèi)窗采光，導(dǎo)致廂房采光條件不能達(dá)到《建筑環(huán)境通用規(guī)范》（GB 55016—2021）中最低標(biāo)準(zhǔn)；反觀現(xiàn)代民居，由于在門窗布局上更為自由，各部位開(kāi)窗較為規(guī)整均勻，各區(qū)域數(shù)據(jù)較為相近，整體采光情況優(yōu)于天井式民居。

4.2.2 建筑風(fēng)環(huán)境

在夏季，天井式民居廳堂區(qū)域風(fēng)速顯著提升，可以更好地改善室內(nèi)夏季悶熱環(huán)境，但由于廂房只有朝天井的內(nèi)窗，通風(fēng)效果較差。在冬季，天井式民居室內(nèi)風(fēng)速穩(wěn)定，只有輔助空間局部存在微風(fēng)，對(duì)主要使用空間影響不大；而現(xiàn)代民居的室內(nèi)風(fēng)速較大，甚至出現(xiàn)穿堂風(fēng)。總體來(lái)說(shuō)，天井式民居廂房的自然通風(fēng)效果并不理想，但在主要的活動(dòng)區(qū)域，自然通風(fēng)效果在夏、冬兩季都能更好地調(diào)節(jié)建筑的室內(nèi)風(fēng)環(huán)境，在夏熱冬冷地區(qū)能夠更好的維持建筑的室內(nèi)舒適性。

4.2.3 建筑能耗

根據(jù)實(shí)測(cè)得知，天井式民居與現(xiàn)代民居夏、冬兩季室內(nèi)溫度相差并不大，但由于天井式民居門窗洞口相比現(xiàn)代民居更小，因此在夏、冬兩季室內(nèi)外熱交換也較小，減少了一部分能耗損失；其次天井式民居天井面積有限，夏季室內(nèi)熱交互能力也相對(duì)有限，空調(diào)系統(tǒng)制冷能耗占比較低，因此，整體上來(lái)看天井式民居相較于現(xiàn)代民居更為節(jié)能 。

5 結(jié)論

借助軟件的模擬分析，可以看出天井式民居中天井的設(shè)置可加強(qiáng)室內(nèi)外通風(fēng)，坡頂結(jié)構(gòu)及傳統(tǒng)材料可削減熱輻射，門窗洞口方向與尺寸的設(shè)計(jì)可調(diào)節(jié)室內(nèi)外的熱交換，天井式民居可在不使用現(xiàn)代設(shè)備的情況下，帶來(lái)更舒適、更節(jié)能的生活環(huán)境，在現(xiàn)代民居設(shè)計(jì)中值得借鑒。但在現(xiàn)代生活的需求條件下，天井式民居由于空間封閉性過(guò)強(qiáng)，在室內(nèi)采光、濕度環(huán)境等方面較差，在這方面應(yīng)當(dāng)積極發(fā)揮現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，在合理吸取天井式民居設(shè)計(jì)方法的同時(shí)，融入現(xiàn)代手法進(jìn)行改良，從而設(shè)計(jì)出同生態(tài)環(huán)境更為適應(yīng)的現(xiàn)代鄉(xiāng)土民居。由此，可總結(jié)出以下鄉(xiāng)土民居綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)策略。

（1）光環(huán)境方面，天井式傳統(tǒng)民居可通過(guò)增加部分屋面亮瓦和下采光口的方式，增加室內(nèi)的光照，再對(duì)內(nèi)部墻面進(jìn)行粉飾，加強(qiáng)并協(xié)調(diào)室內(nèi)墻體對(duì)光的反射，使室內(nèi)采光更加的均勻；其次，可利用現(xiàn)代手段于北面后墻處增設(shè)窗口，并擴(kuò)大南面窗口，來(lái)有效增加采光需要的窗地面積比，同時(shí)需要注意相應(yīng)的對(duì)位關(guān)系，并統(tǒng)一窗口形式和裝飾風(fēng)格，維持原始建筑立面風(fēng)貌。

（2）風(fēng)環(huán)境方面，天井式傳統(tǒng)民居主要利用天井的熱壓通風(fēng)保證主要活動(dòng)空間風(fēng)環(huán)境的穩(wěn)定，在現(xiàn)代民居設(shè)計(jì)中，也可以設(shè)置通風(fēng)屋面或天窗，加強(qiáng)被動(dòng)式通風(fēng)。而天井式民居廂房由于有效通風(fēng)面積的不足，通風(fēng)較差，可與采光優(yōu)化一同考慮，通過(guò)增設(shè)和擴(kuò)大窗口形成更好的氣流路徑，加強(qiáng)室內(nèi)的自然通風(fēng)。

（3）能耗方面，天井式傳統(tǒng)民居的優(yōu)勢(shì)主要得益于對(duì)較高熱惰性傳統(tǒng)材料的使用與更具生態(tài)性的建筑形制，在現(xiàn)代鄉(xiāng)土民居設(shè)計(jì)中，可以進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)生土、木、石等傳統(tǒng)材料的使用，發(fā)揮傳統(tǒng)材料在節(jié)能方面的優(yōu)勢(shì)。然而由于傳統(tǒng)民居密封性較差，在冬季能耗優(yōu)勢(shì)并不明顯，可以在門窗縫隙和其他結(jié)構(gòu)企口處添堵密封材料，并在天井處設(shè)置活動(dòng)式遮陽(yáng)裝置，降低雨雪天氣的冷空氣入侵和交流換熱所產(chǎn)生的能耗。