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浅析湘西传统民居的自然通风技术

2017-11-04骆晨

城市地理 2017年10期
关键词:湘西

骆晨

摘要:通过对自然通风基本概念的梳理,以吉首市矮寨镇中黄村为研究对象,从传统民居建筑的聚落布局规划、水体绿化环境、单体的构造等方面研究传统民居的自然通风技术,归纳出与地域性特色气候相适应的传统民居的建筑特点。对我国美丽乡村和生态建筑设计等具有一定的借鉴性意义。

关键词:湘西;自然通风;苗族传统民居;被动式通风

一、前言

湖南湘西属于亚热带季风湿润气候,大陆性气候特征非常明显。夏季温暖湿润,冬季寒冷干燥,由于降水量较多,导致常年湿度较大,潮湿是湘西地区的明显特征。在湘西传统建筑中,主要采取的是自然通风的形式进行散热,在当今的建筑设计中运用自然通风的方式改善室内热环境是一种趋势。建筑的自然通风类型主要有:被动式预冷型自然通风和被动式预热型自然通风。本文主要从传统民居建筑的聚落布局规划、单体的构造、水体绿化环境等方面研究传统民居的自然通风技术。

二、中黄村自然通风设计技术

中黄村位于湖南省吉首市矮寨镇的西北部,武陵山脉之间,是吉首市、保靖县和花垣县(市)交界的中心,原名“重午”苗寨,始建于清朝末年,至今已有两百多年的历史。中黄村经过数百年的不断延续,形成了独具湘西特色的苗族村落:向土尝水的村落布局,高低错落的建筑群体,曲折迂回的水系。

2.1村落规划层面的自然通风技术

2.1.1规划总体布局

规划布局的好坏对于传统建筑的通风来说起着决定性的作用,理想的村落选址和建筑群体的格局延续了传统的布局形式,按风水学的基本原则,背山面水,坐北朝南。这种风水学的理论与现在生态学的理论相似,对地形的选择本质上是因为当地良好的自然环境,容易形成生态循环的微气候,充分利用这个微气候,是趋利避害的。

中黄村位于武陵山脉之间,依山就势而建,建筑高低错落,布局自然紧凑,小巧的建筑尺度与大山河流融为一体,形成湘西特有的苗乡山寨。恰比河由北向南流经村寨,由于地处降水充沛的山区,植被保护较好,形成了丰富多样的自然生态环境。这种“坐北朝南、背山面水、负阴抱阳”的格局,从自然通风的功能上来说,是十分合理的。村前的恰比河、树木和农田形成一个低温地带,村内的建筑群体形成一个高温地带,这样使得村内村外的空气产生了温差,从而形成了自然通风,使得整个村寨形成了一个生态循环的微气候,这个是保证夏季室内热环境的一个必要前提。从聚落的空间结构来看,中黄村主要采用的是沿等高线布局的形式,村庄建于接近耕地和水源的山脚处,建筑沿等高线自由布置。整个村落的建筑群在空间布置上特别考虑了自然通风,结合地形地貌,利用向阳的坡地使传统聚落沿着地形的高低排列,呈现前低后高的排列方式,使建筑的相对高度逐渐加高。同时,在同一等高线上,独栋建筑之间相互错开。这些布置方式,使建筑之间挡风少,对后排建筑的自然通风影响较小,与此同时又节约土地。

2.1.2水体降温

水体对于塑造空间来说是一种十分有效的办法,也是建筑外环境重要的元素之一。在塑造空间的外环境时,水体更是一种降温的重要措施。传统民居村落的布局上都十分讲究“背山面水”,就是因为水体对于调节气候来说是—个很重要的元素。所以许多的湘西聚落都会选择伴水而居,整个村寨融于山水的自然空间之中。

中黄村就是比较典型的例子。白天,由于太阳辐射强度大,水体吸收了大量的热量,又因为水的比热大,所以导致水体与空气之间形成温度差;同时,水体被加热蒸发,带走热量,从而又使得

水体上方的空气温度降低。同时,受到太阳照射,建筑物周围的空气溫度较高,这样一来,建筑物和水体周围就形成了温度差,导致整个空气密度的不同,从而就形成了水路风。到了晚上,水体的比热容大,降温慢,水体对周围辐射热量,导致水体上方的空气温度较高,而建筑物冷却快,形成温度差,建筑周围的空气就会不断补充到水面,最后达到自然通风的效果。因此,水体在中黄村村落的规划中占据重要的地位,对于整个村落微气候的调节也起到了至关重要的作用。

2.2建筑单体设计层面的自然通风技术

中黄村古建筑群也是少为罕见保留完好的苗族木质结构“籽蹬屋”代表性民居,建筑大部分为悬山顶穿斗式结构,依山而建,主要是为了降低建筑使用中的能耗和适应当地地理气候,而且,一般是长方形,三间,中为堂屋。前后出檐较大,堂屋门前有意留下一片空地,使堂屋门处两侧,檐柱与金柱之间,形成一个凹形“吞口”,大门退至金柱,左右两侧板壁装齐檐柱,从而,大门地面与阶沿连成一片,呈凸字形,建筑的构筑形态主要有:天井、堂屋、廊道、干栏式吊脚楼。

2.2.1天井

天井的设计是我国传统民居中的一大特色,从建筑功能的层面来说,天井起着空间组织和联系的作用。传统民居的建筑单体往往以天井为核心,围绕着布置卧室,杂物间,堂屋等其他空间,是室内外空间的过渡。作为一个过渡的空间,天井还起到了热缓冲的作用。

在中黄村的传统民居建筑中,天井运用的十分普遍,与宽敞的庭院相比,天井就显得小巧紧凑。小巧的天井常被认为是由于地形引起的用地紧张所致,其实是由于当地特有的气候所致。中黄村属于亚热带季风湿润气候,夏季温和多雨,空气潮湿,常给人一种“闷”的感觉,这时候,建筑的隔热、通风和除湿就显得格外重要。天井开口越小,房屋内暴露的面就越少,受到太阳辐射的影响就越小,同时抽风效果也越显著。而且天井在平面上也较为自由,其宽窄变化多样,往往还出现凹凸或斜边,对于中黄村这种空间造型丰富的山地建筑来说十分的适用。所以,中黄村的传统建筑中广泛使用开口较小、组织形式自由的天井形式,主要是为了适应高温高湿的气候。

2.2.2屋顶的隔热

从我国传统民居建筑外表皮的五个立面来说,屋顶受到的太阳辐射最为强烈。对屋顶温度的阻隔,是改善传统民居室内热环境的重要手段。因此,在垂直方向上,多采用增加隔热缓冲层的办法,加大热阻,可以阻止屋顶的热量直接进入室内主要活动空间。endprint

我国传统民居在利用隔热缓冲层的时候,主要有两种形式。一种是将整个二层作为一个隔热的缓冲层,将主要的活动空间设置在一层。这种形式在徽州民居中十分常见;还有一种形式就是通过抬高屋顶的高度来达到隔热的效果,中黄村的传统建筑采取的就是这种形式来调节室内的热环境。具体来说就是将屋顶的高度加高,同时在屋顶的两侧采用大面积的镂空式木架结构来进行通风。整个屋顶从顶部的正脊下形成坡屋顶的形式。由于整个屋顶上部的空间较大,太阳对屋顶的热辐射主要集中在屋顶周围的空气中,同时又因为受热的空气上升,通过透风窗排除室外,熱缓冲的作用明显,这样就使得二层的活动空间的温度不至于过高,在湿热的气候下依旧可以清凉宜居。

2.2.3建筑遮阳

在传统民居中,阻挡太阳辐射到建筑围护结构上,最直接的办法就是切断太阳辐射的路径,换句话来说就是采用建筑遮阳的方式来解决。利用遮阳的构筑物来遮挡建筑外的开口部分,还有利于产生压力差,有利于自然通风。

中黄村的传统建筑中主要采用以下几种方式进行遮阳:1)外廊遮阳。在没有外部遮阳的地方设置外走廊,这是中黄村建筑遮阳的常见方式。外走廊是连接室内外空间的一个灰空间,同时也起到了一定的遮阳作用。运用这种措施就可以避免建筑的外墙和门窗打开时吸收过多大太阳辐射。2)门窗遮阳。对于建筑的围护结构来说,门和窗是最容易吸收太阳辐射的地方。所以,中黄村传统民居中多采用将门窗凹进的设计手法,来减少太阳辐射。3)屋檐遮阳。在中黄村的传统建筑中,我们经常可以看到中黄村传统民居的挑檐都比较深远,挑檐不仅可以增加建筑的美观,而且可以在外部墙上投影出足够大的阴影面,太阳直射将不会直接照射在外墙上,得热的熵值大大降低。

结语:与当今各种各样复杂、昂贵的机械式通风技术相比,传统的通风技术是当今广泛接受的一种廉价、节能的技术措施,同时还体现可持续的发展理念。从对中黄村传统民居的通风设计的研究中我们可以得到很多的启示,在进行现代住宅的布局建设时,我们应该考虑当地的气候,结合地形,并注重整个生态环境。在对建筑单体进行设计时,必须考虑与当地的气候相适应,并且充分利用建筑的灰空间来进行通风,如:廊道、楼梯空间等。除了采取相应的通风措施,我们还要考虑隔热、除湿措施,例如在建筑外立面适当的位置设置遮阳的部件,来减轻太阳的辐射。通过这些措施最终来满足人民对热环境舒适度的要求,从而减少机械通风带来的能源损失。endprint

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