宁波近代传统建筑气候适应性浅析
2017-04-07张亚琦
张亚琦 杨 锋
(1.宁波第二技师学院,浙江 宁波 315000; 2.浙江核力建筑特种技术有限公司,浙江 宁波 315000)
宁波近代传统建筑气候适应性浅析
张亚琦1杨 锋2
(1.宁波第二技师学院,浙江 宁波 315000; 2.浙江核力建筑特种技术有限公司,浙江 宁波 315000)
分析了德记巷、戴祠巷历史文化地段内近代传统建筑的街巷布局、天井、走廊、墙体、屋顶等要素,尤其适应宁波气候特点的分析,得出宁波近代传统建筑属于典型的被动式热环境调节方式,认为现代建筑设计应注重这一调节方式。
近代传统建筑,气候适应性,被动式热环境调节
随着城市化进程加快,大量传统建筑被拆除,“钢筋混凝土森林”日益增多。但人们很快发现“钢筋混凝土森林”并不适合于居住,导致了“城市病”的现象越来越突出。“城市病”表现为环境恶化、人口膨胀、交通拥堵等,制约城市的良性发展,容易引发市民身心疾病。由于“城市病”现象日益严重,人们越来越希望自己回归到历史传统之中。在建筑方面,他们赞叹“以人为本”的传统建筑所体现对人的关怀。这是因为传统建筑是劳动人民在长期历史创造中所形成的产物,也是适应自然环境的结果。宁波濒海,属北亚热带湿润季风气候,气候温和湿润,四季分明,雨量充沛,冬夏季风交替明显。降水量年内分配不均,属台风雨主控地区,雨量在年内分配呈双峰型,第一雨期为3月~7月春雨连梅雨,第二雨期为8月~9月雨台风雨,多狂风暴雨。由此可见,宁波气候很具有地方特点。自19世纪中期起,宁波被辟为沿海五大通商口岸之一,江北老外滩一带附近成了外国人的居留地和富商巨贾的居住地,包括德记巷、戴祠巷历史地段,其近代传统建筑很具有地方特色,也是适应宁波地方气候的结果。为此,本文拟以德记巷、戴祠巷历史文化地段为例,分析宁波近代传统建筑气候适应性。
1 宁波近代传统建筑及气候适应性分析
1.1 德记巷、戴祠巷历史地段概况
德记巷、戴祠巷历史地段北至泗洲巷,南至生宝路,东至人民路,西至大庆南路,占地面积约9.45 hm2。从晚清到民国,德记巷、戴祠巷历史地段涌现出大量的具有中西合璧风格的精美住宅,至今仍保存着德记巷1号董宅、12号严宅、18号方宅等3幢市级文保点,人民路419弄民宅、生宝路20弄27号~30号民居、德记巷董宅、人民路419弄民宅等13幢宁波市第一批历史建筑[1],还有一些不在上述名录的传统建筑。
1.2 街巷布局
街巷是南方传统建筑的代表元素之一。德记巷、戴祠巷历史地段中也有不少里弄建筑,如人民路419弄民宅、生宝路20弄27号~30号民居等,这些建筑与建筑之间的空间形成街巷,其中又分别形成纵巷与横街,其上有过街楼,如图1所示。
德记巷、戴祠巷历史地段内街巷的宽度一般都不到2 m,只能允许单股人流通过,两侧山墙形成的阴影能保证街巷的地面不受日晒,从而起到遮挡阳光的作用。南北走向的街巷狭窄既可以挡住早晨的阳光,又能遮挡傍晚的西晒,夏季时能保证街巷有个阴凉的气候环境,冬季则能让楼顶最大限度地获得热量,减少热量损失,属于被动式热环境调节方式。
街巷之间互相遮阳,使地面的冷环境与建筑内部院落等开阔空间形成热压差,与风压共同作用,强化了室外通风效果。同时外部风进入较窄的街巷时形成“风槽效应”,风速在进风口处得到加强,利于外部的风能到达历史地段的街巷深处。因此,即使是宁波夏季炎热天气时,街巷还是能保持阴凉舒适的环境。
1.3 天井
天井是南方传统民居的代表性元素,四面房屋或者三面房屋一面墙围合出的空地,由于四周的房屋较高,使其状如深井,因此被称为天井,图2是德记巷8号内天井。
天井作为南方民居的特色,主要与地域有关,是被动适应热环境的产物。南方地区尤其是宁波,气候较为潮湿,春秋多雨,夏季高温。除了遮阳挡雨,天井还有排水、通风、采光等作用。
宁波多雨水的气候条件,要求建筑要有一个良好的排水体系。通过天井及周边的井池、排水沟,在短时间内收集并排放雨水,不至于形成雨灾;日常时把生活用水排放到建筑外部。为了避免地下水的上渗,井池与厅堂的台基形成一定的高差,使得上渗的地下水会先汇集在井池中之后进行排放。
通风是解决宁波潮湿闷热的最好途径,天井的存在让建筑本身存在一个小的“烟囱效应”,天井、贯通的廊道、半开敞的厅堂以及通往室外街巷的风口形成了建筑内部一个完整的通风系统。白天的时候建筑内部的热空气汇集在天井处上升排出,而外面街巷的冷空气下沉通过风口进入建筑内部。夜里的时候天井上空散热较快,冷空气沿着天井下沉穿过各个房屋并从各个风口排出。且经过的空气在天井中的水分挥发散热的帮助下降低了温度,整个系统仿佛一个兼顾了温度与湿度的天然空调。
南方的年平均气温相对较高,建筑对太阳的主要需求是照明,阳光通过天井上椽照射进来进入室内,穿过格栅之后再经过漫反射避免了眩光,使光线更加温和。
1.4 走廊
受殖民文化影响发展起来的近代外廊式建筑和骑楼建筑,在宁波近代传统建筑中有着浓墨重彩的一笔。宁波夏季闷热潮湿,但冬季是比较寒冷的,按理说,这种夏热冬冷的气候并不适合外廊式建筑。然而生活在凉爽气候下的英国殖民者难以忍受宁波夏季的炎热气候,还是对外廊式建筑情有独钟,并且创造出内外廊结合以及天窗式建筑,这在宁波江北老外滩乃至德记巷、戴祠巷历史地段比比皆是[1],如图2所示。
通过宽大的“外廊”或“骑楼”空间,使建筑内部获得良好的舒适性。典型的外廊式建筑和骑楼建筑,一般采用敞廊的形式,形成一个宽大的过渡空间,成为室内生活空间的外延,不仅可遮阳挡雨,还具有良好的舒适性。在热环境上可降低太阳辐射进入室内,并阻挡直射阳光,避免眩光。夏季有风时,若将外廊式建筑迎风面和背风面的窗户同时打开,室内热空气就会在迎风面正压的推动下与室外负压区流动形成“风压通风”。由此可见,走廊的被动式调节热环境效果比较显著。
1.5 墙体
1.5.1 马头墙
宁波不少传统建筑拥有高大的山墙,有些则是采用马头墙,其墙头覆盖以青瓦,呈现两坡状墙檐,色彩素雅而明朗,符合江南的地域文化和审美标准。它们形态特征是墙头高出屋顶,因此具有良好的防火功能。
1.5.2 空斗砖墙
宁波传统建筑中,很多采用厚度为340 mm空斗砖墙,其中空斗砖墙厚度为300 mm,内外砂浆饰面各为20 mm,墙体主要材料为粘土烧结青砖。粘土烧结青砖在隔热性、防水性等方面均优于当前常用的页岩砖、粉煤灰砖等。
1.5.3 条石勒脚
部分传统建筑墙体底部采用条石勒脚(见图3),采用天然的石材堆砌成墙基,形成防潮层来防止墙体受潮。石材、烧结砖作为比较好的传统建筑材料,也是传统建筑中最常用的建筑材料,导热系数小、蓄热系数较大。它们可起到调节墙体温度的作用,白天储存的热量使墙体的温度高于露点温度,减少墙体出现周期性冷凝的可能性。此外在夜间通过辐射作用将白天储存的热量释放出来,使室内具有一个良好的微气候环境。
同时,不少木结构房子底下采用柱础石支撑,柱础石除了承受屋柱压力外,还对上面的柱子进行保护,防止腐蚀柱子,无形提高了传统木结构建筑年限。
1.5.4 通风口
因通风防潮的需要,不少近代传统建筑有制作精美的通风口,图4为德记巷董宅内的通风口。在炎热气候时,白天外界密度大的冷空气通过通风口渗入建筑内部,夜里冷空气沿着天井下沉穿过各个房屋后排出建筑,达到通风换气的作用。
1.6 屋檐
宁波不少近代传统建筑屋顶的出檐较深,屋顶之下可形成廊道,在遮挡雨水保护墙身不受潮的同时,也遮挡了太阳光的直射。屋顶大多铺设小青瓦,一般采用多层正反相叠的铺设方法,使之具有一定的空气间隙。在夏季白天,瓦缝间的空气被加热并形成热压差,由热压差形成的风沿着间隙能带走望砖和瓦片上的热量,使室外传入室内的热量大为减少,屋顶拥有了一个由空气流动形成的循环系统来达到理想的隔热效果。
2 宁波近代传统建筑气候适应性启发
宁波夏热冬冷,相对湿度81%,雨量充沛,在年内分配呈双峰型,为适应这一气候,建房时常采用被动式的热环境调节方式,比如前面分析的街巷布局、天井、外廊、墙体、屋檐等。
现代建筑大多依靠主动式的热环境调节方式,主要依靠空调系统来进行温度、湿度等热环境的调节。主动式的热环境调节方式虽然能满足人们对热环境的直接需求,但随之而来的是能源问题和健康问题。空调等设备的每一次运转,都需要能源;并且,依靠空调系统主动营造人们感觉“舒适”的室内热环境并不是健康的室内热环境,如现在非常普及的分体式家用空调,使用时需要关窗,空调运行过程中室内并没有新风的补给,所以说,本质上不通风的系统会使得房间内的空气质量越来越差;而且室内与外界温差很大,进出时引起热冲击很容易感冒,导致“空调病”的发生[3]。所以说,这些恒温恒湿的室内环境,于健康上并没有很大的益处,在消耗大量能源的同时,室内环境并不“生态”。而传统建筑属于被动式的热环境调节方式,采用自然通风和遮阳采光等方式,注重外廊、墙体、屋檐等建筑构造细节处理,在适应当地气候条件方面,具有一定的独特优点,体现了“以人为本”的原则。相反,科技相当发达的当今,对建筑的热环境调节方面,还做得不够。
因而,现代建筑设计更应注重被动式的热环境调节方式,在传统建筑的基础上进行更加深入的研究试验,将传统建筑被动式的热环境调节方式引入到现代建筑之中,特别是在数量最多的民居建筑之中,将以由天井为核心的南方传统建筑布局原理运用在现代的建筑之中,使建筑依靠建筑构造细节,通过自然通风等方式,来改善建筑内部的热环境,营造舒适且健康的生活环境,从而做到可持续发展的目标,在减少能源消耗的同时,拥有一个适合人们居住和生活的建筑内部环境。
[1] 宁波市人民政府.宁波市人民政府关于公布第一批宁波市历史建筑的通知[EB/OL].http://qyzc.ningbo.gov.cn/art/2015/12/10/art_18012_444.html.
[2] 黄定福.宁波近代外廊式建筑形成原因及特征初探[J].宁波经济(三江论坛),2012(5):31-32.
[3] 吴筱波,刘 猛,杨巧霞,等.各气候区被动建筑节能技术适用性分析[J].土木建筑与环境工程,2012(S2):72-75.
Abstract: Through analyzing on architecture elements such as street layout, patio, corridor, wall, roof of modern architecture of historical cultural sites of Deji lane and Daici lane in modern times, especially the elements being adaptable to climatic characteristics of Ningbo, the conclusion of modern architecture of Ningbo in modern times being typical passive regulated thermal environment was presented. To modern architectural design, the passive regulated thermal environment should be emphasized.
Keywords: modern architecture in modern times, climate adaptability, passive regulated thermal environment
AnalyzingonclimateadaptabilityofmodernarchitectureofNingboinmoderntimes
ZhangYaqi1YangFeng2
(1.NingboNo.2TechnicianCollege,Ningbo315000,China;2.ZhejiangHeliConstructionSpecialTechnologyLimitedCompany,Ningbo315000,China)
1009-6825(2017)25-0028-02
TU241.5
A
2017-06-22
张亚琦(1988- ),女,助理工程师; 杨 锋(1987- ),男,工程师