传统民居的气候适应性探索

Topic:传统民居的气候适应性探索Printthispage1.传统民居的气候适应性探索CopytoclipboardPostedby:GREYSPACEPostedon:2005-12-1815:132005年暑假，利用古建筑测绘的机会做了点有关传统民居气候适应性的探索。想和大家探讨一下。2.Re:传统民居的气候适应性探索[Re:GREYSPACE]CopytoclipboardPostedby:GREYSPACEPostedon:2005-12-1815:15摘要：中国传统民居具有良好的气候适应性，深入的研究传统民居的气候适性，发掘其中有价值的策略和技术，对当今的生态建筑设计很有帮助。通过对湖北省阳新县玉堍村传统民居的热舒适性实验和分析研究，发掘鄂东南传统民居解决夏季热舒适性的关键方法和技术，探索传统民居气候适应性的根源，揭示了传统民居在解决气候适应性问题方面不同于现代生态建筑的方法和思路。关键词：传统民居热舒适性气候适应性3.Re:传统民居的气候适应性探索[Re:GREYSPACE]CopytoclipboardPostedby:GREYSPACEPostedon:2005-12-1815:20传统民居的气候适应性是被广为赞誉的，深入的研究传统民居的气候适性，发掘其中有价值的策略和技术，对当今的生态建筑研究很有帮助。2005年7月，在湖北省阳新县玉堍村，进行了一次民居热舒适性实验。试图找出民居解决夏季热舒适性的关键，探索民居气候适应性的根源。一实验方案设计阳新县属于夏热冬冷地区，农村夏季是农忙期，需要获得较舒适的居住环境保证休息质量，以应付繁重的体力劳动，冬季是农闲期，可以在家生火取暖，因此，当地传统民居在设计建造时主要考虑避免夏季过热。因此我们考察研究的重点也放在夏季热适应性方面。实验地点：湖北省阳新县玉堍村实验时间：2005年7月18日上午8：00——7月19日上午8：00实验设备：温湿自计仪，电子微风仪测量数据：温度、湿度、风速测量方法：选择连续的晴热天气，24小时连续记录，每小时记录一次。天气状况：今年夏季最热的天气段，连续9天持续晴热高温。18日和19日天气晴热，南风2-3级。18日午后13：00-14：00左右出现短暂多云天气。4.Re:传统民居的气候适应性探索[Re:GREYSPACE]CopytoclipboardPostedby:GREYSPACEPostedon:2005-12-1815:26二实验样本的选择和人体热感受在进行广泛的走访后，根据当地居民的意见和自己实际的体验，选择了当地民居中热舒适性最好的新、老民居各一处。还选择了村里一处著名的官宅，此建筑建造规格高，材料和施工都很考究，但是热舒适性却很差，作为反例进行分析。同时还选择了室外树荫下作为测量点，不仅可以反映天气的状况，而且还可以和建筑内部状况进行对比研究（图1）。1．样本1：传统民居，李氏支祠老宅李氏支祠老宅是一处保存比较好的传统民居，始建于民国初年。典型的南方传统天井式民居，是当地村民公认的热舒适性最好的传统民居。建筑东西朝向，正面入口朝西。建筑外墙体采用400mm厚传统“金包银”砖墙，内部隔墙部分使用砖墙，部分使用土坯。庭院和天井为青石地面，室内是三合土地面。建筑内部通过3个天井串联，形成了通畅的通风巷道。这里非常凉爽舒适，中午我们都喜欢去那里休息纳凉。走进老宅，明显感觉空气清凉，微风阵阵，当天天气预报最高温度38℃，但是中午坐在巷道口人体感觉舒适凉快，不会出汗。为了对比传统民居中庭院和室内的热舒适性，在此宅中选择了2个测量点。选择天井旁舒适的巷道口作为测量点B（图2），同时选择了B点旁边的一户人家的卧室内作为测量点A。5.Re:传统民居的气候适应性探索[Re:GREYSPACE]CopytoclipboardPostedby:GREYSPACEPostedon:2005-12-1815:302样本2：新民居，李相剑宅李相剑宅，当地一个乡村建筑师李相剑的住宅，是3层楼的新民居，李相剑宅建于1983年，是村里第一批新民居。采用实心红砖、水泥、楼板等新材料建造。共3层，1－2层住人，3层只有半层高，作为仓库，存放粮食和杂物，兼作隔热层。建筑东西朝向，正面朝西。为了节省材料，降低造价，建筑非常简单实用，一层窗台下是实心砖墙，上面全部是空斗墙，只有正面用水泥砂浆抹灰，侧面和背面都是清水砖墙，屋顶是传统小青瓦的坡屋顶。外观非常简单，没有任何装饰，给人的感觉甚至有点简陋，但是却具有良好的热舒适性。在中午最热的时候，下午2点钟左右，室内温度适宜，有微风，躺在竹床上睡觉很舒服，人不觉得热，不出汗。本宅的测量点位于2楼靠西面的卧室，（图3）而没有选择靠北的最凉快的卧室，这样选择的目的是为了和李氏支祠老宅A测量点获得类似的空间位置，两个测量点在西面都有一个房间间隔，这样更有利于分析问题。6.Re:传统民居的气候适应性探索[Re:GREYSPACE]CopytoclipboardPostedby:GREYSPACEPostedon:2005-12-1815:343样本3：传统民居，光禄大夫第光禄大夫第建于清朝末年，是二品官员的宅邸，典型的传统南方天井式住宅形式，建造规格较高，用材比较考究。建筑东西朝向，正面向西。建筑墙体全部采用400mm厚传统“金包银”砖墙，庭院和天井为青石地面，室内是三合土地面。建筑从用材、空间设计到建造都相当不错，然而它却是村里人公认的热舒适性最差的传统民居，村支书曾经在里面住过好多年，用他的话来形容就是“夏热冬冷”。测量点位于中堂靠近天井的位置。（图4）7.Re:传统民居的气候适应性探索[Re:GREYSPACE]CopytoclipboardPostedby:GREYSPACEPostedon:2005-12-1815:374样本4：室外树荫下样本4选择在光禄大夫第后面不远处的高地上，由于地势高所以通风效果比较好。测量点选择在一片小树林中。（图5）由于是室外，没有任何围护，所以温度变化剧烈，不稳定。下午太阳落山后直到早上8点钟以前，室外都比较凉爽舒适，尤其是夜间，即使是夏季最热的天，室外夜间也非常凉快。但是早上9点以后就逐渐热了起来，中午2点的时候最热，人体感觉酷热难耐。8.Re:传统民居的气候适应性探索[Re:GREYSPACE]CopytoclipboardPostedby:GREYSPACEPostedon:2005-12-1815:43二测量结果与对比分析为了方便对比，把几个样本的温度、湿度曲线合成在同一张图中（图6），同时标出了不同时间段人的活动，这样就可以将室内热环境的变化和人的活动结合在一起研究。风的指标采用平均风速，（图7）反映一天的通风状况。在所选择的4个样本中，李氏支祠老宅B点和李相剑宅的热舒适性较好。这两个地点不仅温度、湿度比较低，而且风速较大，人体感觉舒适。李氏支祠老宅B点在白天高温时段，尤其是14：00-18：30的表现比李相剑宅好，这与传统民居厚重的墙体的热稳定性有关。而李相剑宅的优势在于降温比较快，在晚上20：00-早上6:00时段李相剑宅温度比李氏支祠老宅B点低，这得益于李相剑宅空斗墙较少的蓄热。李相剑宅的湿度在53%-71%之间，相对于李氏支祠老宅B点58%-81%的湿度要小，这和测量点的选择有关，李相剑宅的测量点选择在楼上，所以湿度较小。从数值分析和人体感觉上来说，李相剑宅的热舒适性稍胜一筹，而且是室内环境，卫生条件比较好，李氏支祠老宅B点是半室外环境，密闭性差，蚊虫多。李氏支祠老宅A点和光禄大夫第的热舒适性较差。李氏支祠老宅A点位于传统民居的室内，窗户很小，通风条件很差，基本上没有风，而且很潮湿，湿度63%-86%。光禄大夫第的测量点通风条件也很差，基本上没有风，湿度64%-80%。早上8：00一直到次日凌晨3：00光禄大夫第测量点的温度一直高于李氏支祠老宅A点，温差在0.2℃-1℃之间。凌晨4：00-早上8：00，光禄大夫第测量点温度下降比较快，温度低于李氏支祠老宅A点。这和光禄大夫第测量点离天井比较近有关系，比较容易接受到天井下降的冷空气，凌晨4：00以后，墙体蓄热基本放完，天井对流换热的效果开始明显起来，温度下降较快，而李氏支祠老宅A点由于对外的窗户很小，热量难以散发，所以降温很慢。9.Re:传统民居的气候适应性探索[Re:GREYSPACE]CopytoclipboardPostedby:GREYSPACEPostedon:2005-12-1815:44三影响民居热舒适性的关键因素1通风对热舒适性的影响在防止夏季过热方面，传统民居主要依靠两种方法：一是通过墙体和屋顶遮挡，避免阳光直射，减少建筑的得热，二是组织良好的通风带走热量。在村里建筑密集建造互相遮挡的环境中，虽然墙体不会被直接照射，但是屋顶还是会受到太阳的直接照射而获得热量，必须依靠通风带走这些热量才能保证良好的室内热舒适性。如果通风不良，这些热量无法被顺利带走，积累起来就会造成室内过热。因此通风对于建筑降温非常重要。从测量结果中我们可以发现，通风效果的好坏对热舒适性有着非常大的影响。传统民居的通风方式有两种：热压通风和风压通风。热压通风是依靠天井的热压效应的通风方式，风速通常很小。经过测量发现，鄂东南传统民居中运作良好的天井热压通风风速通常只有0.2m/s－0.3m/s,这样的风速人体不会有明显的吹风感，只有轻微的阴凉感。除了利用天井的热压通风，传统民居中更依靠风压通风，即通过捕获自然风，引导进入建筑内部，然后利用缩小的巷道减小通风的截面面积，从而加速风的流动，获得较好的通风效果。乡村通常地势开阔，有明显的自然风，通过合理的组织，风压通风的风速通常在1m/s以上，这种风速人体有较明显的吹风感，散热作用比较明显。热压通风和风压通风适用的地方不同。在传统民居中，由于空间结构的限制和私密性的原因，不可能组织巷道风直接穿越卧室，风压通风只能在庭院中被实现，室内则主要依靠天井热压通风。这就造成了夏季传统民居中最舒适的地方不是室内，而是庭院和巷道口。在李氏支祠老宅的测量中充分证明了这一点，巷道口平均风速1.4m/s，凉风阵阵，而室内风速则几乎为零。风速小使得室内的热量很难被带走，室内测量点的温度一直比巷道口的温度高，温差在1.5℃-2.5℃。通风条件的不同造成的室内和庭院的热舒适性差异是非常明显的。10.Re:传统民居的气候适应性探索[Re:GREYSPACE]CopytoclipboardPostedby:GREYSPACEPostedon:2005-12-1815:482小环境对热舒适性的影响单从建造技术和建筑材料的隔热性能来看，光禄大夫第是最好的，李相剑宅是最差的。从建筑单体的角度来看，所选择的3个民居，建筑平面设计都考虑了通风的组织，都具备良好通风的条件，包括实际通风条件很差的光禄大夫第其通风设计也非常完善。（图2、3、4）因此单从建筑单体来考虑，光禄大夫第的热性能应该是最好的，但是实验结果和人体感觉却恰恰相反。通过观察和分析我们发现，除了建筑本身的热性能外，建筑所处的小环境对建筑内部的热舒适性影响非常大，它对建筑的遮阴和通风都有很大的影响。（1）李氏支祠老宅小环境分析李氏支祠老宅南边是篮球场、稻田、小广场，非常开敞，只有2栋低矮的平房，同时南墙周围的建筑形成了一个捕风口，刚好将夏季的南风引导到建筑内部，然后进入贯通建筑南北向的通风巷道，获得了良好的通风效果，对建筑降温非常有利。建筑的东面和北面都有密集的建筑遮挡，基本不会受阳光的直接照射。建筑的西面有一些加建的建筑可以帮助遮挡部分西晒阳光，但是测量点A外的西墙前面是没有任何遮挡的晒谷场。墙体吸热、蓄热量非常大，经过一天的暴晒，下午5点左右西墙用手摸明显感觉很热，对测量点A的温度影响非常大。正是小环境造就的良好通风条件使测量点B凉爽宜人，而西晒和通风不良造成了测量点A的炎热难耐。（图8）11.Re:传统民居的气候适应性探索[Re:GREYSPACE]CopytoclipboardPostedby:GREYSPACEPostedon:2005-12-1815:50（