董文英 Dong Wenying

(1.中南林业科技大学家具与艺术设计学院，湖南长沙 410004；2.四川农业大学林学院木材科学与工程系，四川成都 611113)

川西林盘节能经验与启示

董文英1,2Dong Wenying1,2

(1.中南林业科技大学家具与艺术设计学院，湖南长沙 410004；2.四川农业大学林学院木材科学与工程系，四川成都 611113)

在被动式节能背景下，从川西林盘及其住宅建筑入手，总结其传统节能经验，并提出了建筑平面布局、外墙的保温隔热性能、自然通风技术以及被动式太阳能利用等相关节能改进措施。目的在于把可供参考的经验和措施在四川的新农村住宅建设中进行应用，为创造具有传统文化特色并且环保、低碳、节能的新农村住宅及其环境提供一定的启示与借鉴。

川西林盘；节能；通风技术；被动式设计

1 引言

在全球能源供应越来越紧张的今天，我们的建筑能耗却一直居高不下，并在总能耗所占的比例也越来越重。1988年瑞典隆德大学的Mr. Bo Adamson教授和德国达姆斯塔特房屋与环境研究所的Mr. Wolfgang Feist博士提出被动式建筑概念，目标是设计一种不需要“主动”提供能量的这样一种房屋，因此被称为“被动式建筑”。2005年世界能源价格大幅上涨，“被动式建筑”作为生态节能领域的一项新技术，引起越来越多与环境相关的各界人士的注意。已有20余年被动建筑实践历史的欧洲在其议会也提出：欧洲新建建筑要符合“被动式住宅”标准。包括美国、中国等许多国家在内，越来越多的建筑专家逐渐认识到：“被动式建筑”节能技术是最合理且效果最明显的建筑节能技术，它以适合的技术、优良的性能、良好的经济性为建筑节能开辟了一条崭新的道路。

被动式建筑设计方式有很多。经过有关部门对中国各个地区气候的舒适度及节能措施对建筑产生的效果进行分析比较后，主要归纳为三种典型的被动式设计方法：自然通风技术、被动式太阳能利用以及保温隔热技术。

2 川西林盘的传统节能模式

被动节能意识在千百年前人们建造住宅时就存在，只是没有清晰的概念。自古以来，自然环境影响着民居建造。在诸多自然环境因素中，气候对民居建造的影响是最大的。中国民居的形式、结构、构造，往往与气候变化是相符的[1-2]。

川西林盘位于四川盆地西部边缘，它是成都平原及丘陵地区的农家院落与周边高大树木、竹林、河流及外围耕地等自然环境有机融合，营造的一种生态居住环境，是四川盆地地区独有的一种传统居住形式。该地区处于中国东部亚热带湿润季风气候区的西部边缘与高原干热河谷气候交汇地带，属夏热冬冷地区。近5年的气象数据显示，全年平均气温16℃左右，夏季平均气温不高于30℃，但冬季气温最低可达1℃；雨量充沛，空气相对湿度较高，全年基本维持在80%左右；太阳辐射照度低，辐射量少。

川西林盘是青藏高原向成都平原过渡地带的集生产、生活和景观于一体的复合型居住模式。这一生态居住模式历时悠久，与成都平原农耕条件、传统农耕方式和居住生活需要相互协调，并成为维护成都平原生态环境的重要因素，千百年来这类民居建筑实践中包含了众多的传统节能经验。本研究发现，川西林盘的传统节能经验主要体现在因地制宜、优良的生态经验和自然通风技术三个方面。

2.1 因地制宜

四川民居重要特点之一就是因地制宜，川西林盘也不例外。人们巧妙利用地形依山傍势修建住宅（见图1，依山傍势的川西民居），并从当地环境中寻找适宜的建筑材料，如用当地盛产的柏木、竹子等作为建筑材料。川西林盘中雅安农村住宅常使用木骨泥墙、青石门框等，充满乡土气息和地方特色。这类地方材料的使用，能有效调节室内温度，很多建筑材料还能加以循环利用，即使不能再利用的废弃材料也能自行分解，不会加重环境的承载力，还能有效减少垃圾排放，可称其为低技术生态节能建筑。

图1 依山傍势的川西民居

川西林盘因地制宜的传统节能经验，在当今雅安新农村住宅建设过程中有所延续，政府和相关部门取缔粘土砖，就地取材，利用工业废渣烧制空心砖，利用白泥制水泥，推广新型节能建材和墙体保温材料；并充分利用农村可再生能源——沼气，截止2010年底，雅安地区共建设农村户用沼气池8.37万口，占适宜建池农户的41.6%，建成沼气后期服务网点175个。

2.2 传统生态经验

川西林盘具有较好的文化价值和生态价值，并且它的存在与居住模式对周围环境的保护起到重大作用。它所在的成都平原是长江上游稻作文化的发祥地，在这里孕育了川西农耕文明，因其独特的地理位置、气候条件与文化背景，形成了当地居民与众不同的生活生产模式，从此意义上讲，林盘正是其文化特征的一面镜子和一个缩影，是当地文脉传承的一系分支。

林盘的形成和存在，犹如《园冶》作者计成所提出造园的至高境界“虽由人作，宛自天开”。其存在状态充分印证了道家哲学提倡的自然无为即是美的哲学理念。道家崇尚“天人合一”的观念，强调人与自然的协调及和谐关系。特有的川西院落式建筑和林、田、水共同营造的良好小气候，正是道家这一生态观念的直接体现。林盘结构所具有的生产格局和林、院的居住模式很类似森林与草地和灌木群落之间的过渡区域，由于群落交错区树种的数目及一些种群密度比相邻群落大，使林盘具有更丰富的物种，这些树木为鸟禽及小动物提供了良好的栖息地。林盘中的人们居住于院落之中，游憩于林盘绿洲，工作于田间地头，形成以小农经济为主的自给自足的“自养生态系统”。而且为生活其中的居民创造了温润适宜的小气候，置身于林盘中，春秋宜人、夏天遮阴、冬季挡风，其空气的含氧量和洁净度，较之城市中的污浊空气，两者不可同日而语。对于雅安市提出建设国际化区域性生态城市的战略目标来说，川西林盘的传统生态经验可供借鉴和参考。（见图2，川西林盘规划平面图）

图2 川西林盘规划平面图

2.3 自然通风技术

自然通风技术主要是利用天井所形成的，它对建筑舒适度的影响在各个地区均比较明显。而针对不同地区，天井在自然通风的作用时间和效果上存在一定差别。通过分析可以发现，像川西林盘这类夏热冬冷地区，其被动式设计在12月至次年3月寒冷季节效果微乎其微，同样需要供暖来满足其舒适度要求。而事实上，在四川这类夏热冬冷地区的冬季是没有集中供暖的，这严重影响该地区冬季的舒适度。因此，在川西林盘地区采用自然通风技术相对其他典型的被动式设计技术来说更为有效。

为川西林盘住宅的节能创造良好的条件的就是“天井”的设置。川西林盘住宅建筑中的天井与四川的气候和生活方式有着密切的联系。由于川西空气潮湿日晒少，天井居于院落之中，与院落保持空气通畅，还可将屋内的潮气与灰尘排于屋外。一般的林盘住宅会在房屋与围墙间至少留有1米左右宽度的通风天井，以利于组织室内良好的穿堂风。除此之外，天井常常就地取材，借助简单的建筑材料与房屋建筑同步修建，省工、省料、便于施工，并结合房檐的避雨、遮阴功能，能将污水顺利地排出室外，对室内空气与湿度的调整起到积极地作用。与阿拉伯园林中“下沉式花圃”有异曲同工之妙。（见图3、4，林盘住宅中的天井）

图3-4 林盘住宅中的天井

图5 典型川西林盘的室内热环境

3 川西林盘节能改进措施

川西地区建筑节能措施主要体现在夏季以通风、隔热、遮阳、隔潮为主，冬季以集热、保温、通风为主的被动技术。川西林盘对于住宅建筑夏季通风、遮阳和生态性处理有良好效果，但对于建筑的冬季集热、保温等措施还有待改进，尤其是冬季室内热环境急需改善。

3.1 建筑布局

建筑朝向的选择决定了室内采光情况，因此，选择合理的建筑朝向是建筑布局的首要因素。川西地区山地居多，当地建筑根据周围地形和环境来选择朝向，一定程度上影响到住宅的自然采光和冬季太阳辐射热。有数据表明，在典型川西林盘中，天晴时有良好采光条件的房间室内气温明显高于采光欠佳的房间，平均温差为1.8℃，最大可达3.6℃。因此良好的采光在很大程度上可以改善川西林盘住宅冬季室内热环境。（见图5，典型川西林盘的室内热环境）

据研究表明，当房屋的朝向或集热面处于正南方向±30°以内时，最有利于太阳能的利用。在建筑物平面布局时，应把人们居住的主要房间布置在南侧，而次要的房间则布置在北侧，并且，最好设计成东西轴长、南北轴短的平面形状[4]。

3.2 外墙保温隔热

对于川西林盘住宅建筑，围护结构主要为砖墙、夯土墙或木板墙，这种外墙材料加之有限的建筑施工水平，导致农宅的密闭性与保温性能都比较差。但在川西林盘住宅中也能看到有效而环保的节能方法缩影：在依山傍势修建的住宅中，有些住宅的三面都围着山体（效果等同于埋入地下），并设置通风天井，这样能有效隔热。再者，建筑周围可以种植适宜的树种，如南侧种植落叶树，夏季遮阳，冬季建筑外墙可以接受阳光来加热室温。对于川西林盘低层住宅，可以选择当地丰富木材、石材、黄泥等材料资源，既节约成本，石材作为适合的墙体材料，还能有效地保温隔热。

直接接受阳光暴晒时间最长的是屋顶。最好的方法是用植被覆盖屋顶，既能有效的保温隔热，又可以美化环境。但对于川西这类夏季多雨的地区，最因地制宜的节能做法是在屋顶上储水，但前提是屋顶要做好防水[5]。

3.3 更优良的自然通风技术

川西林盘的朝向和平面布局应考虑到川西地区的夏季与冬季的风向，使朝向夏季主导风向的外表面积增大，改善吸风面的风环境。建筑的平面尽量利用集中式的圆形、扇形、方形等组合的方式进行平面布局，减少建筑的体型系数，减少能量耗散。同时，可将建筑物立面因势利导设计成尖劈形体，用其朝向冬季主导风向，以削弱冬季不利风流的影响。在川西林盘住宅建筑中延续天井的设置，以利于疏导以及释放过大的室外风流。还可在建筑每层的适当高度合理设计通透空间，有利于夏季通风。

3.4 被动式太阳能利用

川西林盘地区太阳辐射少，属太阳能利用第Ⅴ类地区。针对日照少的特点，我们可以改太阳能板等的主动式太阳能利用为被动式太阳能利用。通过巧妙的构造设计实现太阳能的直接利用，具有低技术、低成本的特点，有利于节能技术的普及和推广。

(1)直接受益式系统。通过合理设置，使房间成为一个有太阳能集热器、蓄热器、热分配装置等的综合体，将更多的太阳光反射进入室内，有效解决传统川西林盘住宅建筑阴暗、热环境差的问题。此外，还可利用混凝土、砖、夯土等制成的集热蓄热体，通过蓄热体对白天收集的太阳辐射热的时滞效应在夜间放热。这种直接受益式和蓄热体式的组合，既保证了室内温度的均衡性，又可获得良好的自然采光。

(2)对流环路式系统。将维护构件设计成由玻璃层和集热墙的双层壁面，同时在集热墙外表面作保温层，使金属隔板与集热墙之间形成对流循环集热系统。当太阳照射时，集热器内的空气迅速升温，流动的空气来加热室内的墙体进而向居室供热，以保持室内温度的稳定。

(3)附加温室系统。在川西林盘住宅建筑二层向南采光好的空间（阳台、走廊、小门厅等），增设由玻璃与墙体构成的暖房或日光室，这种方式既可用于新建的太阳房，也可在旧房改建时增建。在太阳光的作用下，暖房迅速升温，热量一部分贮存，一部分则进入室内，从而改善室内热环境。

4 结论

川西林盘传统生态居住模式体现出的因地制宜和良好自然通风技术，不仅使川西林盘充满乡土气息和地方特色，也符合被动设计中经济、节能、环保等要求，对于夏热冬冷地区的被动建筑设计，能提供一定有效的参考。

被动节能设计的研究在我国还在摸索阶段，川西林盘的传统节能经验也需要通过多方面的改进来适应现代人的生活。本研究认为可以从川西林盘自然通风技术、墙体保温与隔热性能和太阳能的直接利用等节能设计方面的进行改进与优化。这些节能改进措施的建造成本只增加5～10%，运行能耗只相当于普通建筑10～25%。其根本目的是保证室内空间夏季通风、凉爽；冬季保暖，采集热量。因此，本研究所提倡的被动、节能，并不是要有几百个控制开关和庞大的设备系统的高成本建筑，而是可以从传统民居中吸取节能住宅规划、构造、材料等方面的宝贵经验，运用最生态、最自然的手段因地制宜，防止伪生态住宅的产生，只有这样才能保证四川民居真正意义上的被动、节能，为为新农村建设、生态城市建设和发展生态旅游提供宝贵的依据和借鉴。

（责任编辑：贺 辉）

[1]吴江,史津.不同地域传统民居与其后相关的低碳经验研究[J].四川建材, 2010.06：44-45.

[2]曾文琳,戴向东,吕宙.建筑室内与家具的低碳设计初探[J].家具与室内装饰,2013(04).

[3]雷亚平,林忠平.四川盆地地区农村住宅冬季热环境实测与评价[J].建筑科学,2009,12：39-43.

[4]崔艳琦.农村住宅建筑节能分析[J].工业建筑,2010,40(8)：61-63.

[5]庄碧贤.建筑设计中被动式节能的探讨[J].建材技术与应用,2010,4(8)：13-14.

Energy-saving Experience and Enlightenment of Western Sichuan Lin Pan

Under the background of passive energy saving, some traditional residential building energy saving experiences of farmhouse forest in Western Sichuan were summed up and appropriate energy-saving improvement measures of construction layout, exterior walls insulation, natural ventilation technology and Passive solar energy utilization were proposed from the perspective of the western Sichuan Lin Pan and residential buildings. The purpose is to apply the experience and measures of reference to the Sichuan new rural construction, and to provide the certain enlightenment and reference to create a traditional characteristic and low carbon energy saving of the new rural residential and its environment.

Western Sichuan Lin Pan; Energy conservation; Ventilation technology; Passive energy design

TS664；TU238+.2

A

1006-8260(2015)01-0023-03

中南林业科技大学研究生创新论坛项目