湘北地区传统民居适宜性生态策略探析——以张谷英村为例

肖 祝,姜利勇

(中国人民解放军后勤工程学院 国防建筑规划与环境工程系，重庆 401331)

· 生态环境 ·

湘北地区传统民居适宜性生态策略探析
——以张谷英村为例

肖 祝,姜利勇

(中国人民解放军后勤工程学院 国防建筑规划与环境工程系，重庆 401331)

为研究湘北地区传统民居的适宜性生态策略，以张谷英村为例，在总结当地自然条件特点，介绍村落概况，并阐释适宜性生态策略内涵的基础上，通过实地调研及整理分析相关图表与数据，从选址与规划、营造技术、地方材料与构造三个方面初步阐明了此策略的应用状况。张谷英村所体现的传统民居适宜性生态策略对湘北地区新农村建设及推进“两型社会”具有一定借鉴意义。

湘北；传统民居；张谷英村；适宜性；生态策略

1 概 述

1.1 湘北地区地形及气候特点

湖南因其地处洞庭湖南岸而得名，历史上素以“三湘四水”概括之。“四水”的概念目前相对明确，即湖南境内湘、资、沅、澧四条主要水系，但关于何为“三湘”，众说纷纭，其中一种较为普遍的说法是“三湘”指将湖南全境划分为湘北、湘西、湘南三个部分。这种说法的根据应为地形地貌因素：湘北地势较为平坦，湘南多丘陵、盆地，湘西主要分布武陵山脉及雪峰山脉，地势较高。湘北地区主要包括长沙、岳阳、常德及益阳四市，大部分位于洞庭湖平原上，河网纵横交错，地形平坦，丘陵点缀其间，平均海拔在300m以下。

湘北地区位于亚热带湿润季风气候区，受东亚季风气流的强烈影响，地区气候较之地形更为复杂，有以下典型特征：①夏季地区气候受副热带高压控制，雨热同期，极端高温事件发生次数较多[1]。晴则骄阳似火，呈现“火炉天”的状态；阴则闷热潮湿，呈现“桑拿天”的状态。②冬季盛行北向季风，因无地形阻隔，可长驱直入，故冷空气影响强烈；由于靠近湖区，故较之湖南其他地区气候更为阴冷。③在每年4～7月的梅雨季节，空气湿度较大，阴雨连绵，降水集中，易发洪涝灾害。

1.2 张谷英村概况

张谷英村位于地处湘北地区的岳阳县张谷英镇，明洪武年间因其始祖张谷英来此定居兴造村落而得此地名。经过明清两代持续约600年的兴建，终成总面积超过五万平方米，大小房屋共约1 700间，主要由“当大门”、“王家塅”、“上新屋”、“下新屋”、“东头岸”、“西头岸”、“聚龙湾”、“石大门”、“长沙塅”、“枫树屋”、“和风塅”、“潘家冲”等十几个部分构成的单一姓氏家族民居建筑群(图1)。张谷英村历史文化底蕴深厚，被誉为“天下第一民俗村”[2]，中国建筑史学会郑孝燮先生称其为“我国湘楚、明清民居之活化石”。作为湘北地区传统民居的典型代表，其蕴含的可持续生态价值具有研究的标本意义。

图1 张谷英村总平面图Fig.1 Total plan of Zhangguying village

1.3 适宜性生态策略内涵

生态策略指在人居环境的规划与设计过程中融入绿色、环保、可持续发展等生态价值观念，并综合应用一系列相关技术来支撑这种观念的实现的系统举措。生态策略依其经济性与技术难度高低可分为高技生态策略、低技生态策略以及介于两者之间的适宜性生态策略。

适宜性的前提是地域性，适宜性生态策略则必须根植于所在地域的气候、地形等自然条件及其社会文化特点。对此，约翰·O·西蒙兹(John.O.Simonds)曾指出：“任何建筑得以在此地存在，而非彼地的重要基础是此地所具有的独特的人文、地貌及环境”[3]。此外，适宜与否并不取决于设计师的个人喜好，而主要取决于其能否有效应答生态建设目标以及相关技术的应用标准与要求。介于高低之间的适宜性，是充分权衡经济效益并综合运用多层次技术的结果。这种策略在湘北地区具有持续应用及推广的价值。

2 张谷英村民居适宜性生态策略分析

2.1 选址与规划策略

中国古代村落的选址与规划深受中国传统哲学观念及风水思想的影响，历来重视人与自然和谐发展，其中许多渗透着朴素的生态理念。张谷英村也不例外：四面青山环绕，北高南低，呈现抱阳负阴的围合之势；村落整体布局依山就势，建筑大多坐北朝南，众多水体穿行其间，环境和谐而优美，体现了对自然的顺应与尊重。

(1)选址策略

张谷英村在选址方面深受传统风水理论的影响，属于典型的“四灵之地”：村落北面沿湘鄂赣交界地绵延五百余里的幕阜山脉是村落的后山，其余脉在此分为三座山峰，分别是南面的笔架尖、东面的旭峰尖以及西面的大峰尖，加上中部偏北的龙行山，正好构成左青龙、右白虎、前朱雀、后玄武的风水格局。建筑群主体北靠龙形山，背阴向阳，沿山体坡地展开，而整体又处在渭洞盆地之中；建筑群依山傍水，两侧渭溪河水在山前交汇，呈负阴抱阳之态[4](图2)。如图3所示，这种选址策略，不仅利用地形，最大限度地争取阳光及日照，方便排水，并有效阻挡冬季北风的直接侵袭，缓解了雨雪与霜冻的危害。另外，基于分布大量田地及水系的盆地与山体坡地吸收太阳辐射能力的差异，基地可在昼夜间形成局部热压对流的“山谷风”，有利于调节湘北夏季的不适气候(图4)。

图2 张谷英村风水格局图Fig.2 Geomancy pattern of Zhangguying village

图3 聚落选址分析图Fig.3 Analysis of settlement location

图4 山谷风分析图Fig.4 Analysis chart of valley wind

(2)规划策略

村落整体规划按龙行山与渭溪河的走势呈线性“枝干式”结构分布。它注重纵向与横向轴线，为适应自然地理条件,房屋多依地势朝东西向横向发展,一般主要房屋朝向以南为主略偏西,但也随地形变化,朝向并不完全局限于正南正北[5]，朝向情况实测见下表。自东向西流淌的渭溪河是规划的核心轴线，不仅串联起整个村落，还与“烟火潭”

以及穿行于众多集水天井之下的“暗排水道”共同构成了 “生态水系统”。在规划层面布置这样的系统，至少可以起到三方面的生态作用：①针对湘北地区夏季降水迅猛而集中的特点，此系统可以快速、高效地组织排水而避免出现内涝甚至泥石流或滑坡等地质灾害；②可在夏季炎热并持续高温之时调节局部气候，借助蒸发吸热降低室内外气温以保持相对舒适的生存环境；③在一定程度上维持了原自然水系统的循环以确保整个生态系统的健康[6]。这种规划策略与当下国家倡导的“海绵城市”建设有某种共通之处，特别是其将排水系统与调节小气候相结合的思路具有一定的启发性。此外，张谷英村的规划还特别注重对土地功能的充分利用。盆地南侧大片土地适合耕种，则规划作为稻田、菜田之用；四周山坡较为陡峭则规划用作种植果树等经济林木；位于盆地中央的龙行山山麓因其坡度不适合作为耕地使用，故作为居住区基址，如此便可使居住区少占耕地，更好地保障农业生产。

表 张谷英村主要建筑群朝向Tab. Main building’s orientation in Zhangguying village

2.2 营造技术策略

(1)“灰空间体系”营造技术策略

湘北传统民居从建筑形态特征出发，常被称作“湘北大屋民居”。独具特色的“大屋”，指住宅天井院横向或纵向组合扩展后，形成覆盖较大面积的顶界面形态。由于天井、巷道相通，其往往营造连片的灰空间(图5中橘红色所示部分)，可使“晴不曝日，雨不湿鞋”[7](图5)。

图5 王家塅平面图Fig.5 Total plan of Zhangguying village

张谷英村民居中的“灰空间体系”作为其建筑营造的重要组成部分，集中展现了适宜性生态策略的应用。此体系由彼此互通又具有生态功能的天井、巷道和檐廊等灰空间有机组合而成(图6～图8)。热缓冲作用是其生态性最显著的体现，作为一种适应当地气候条件的被动式策略，包括通风散热及遮阳隔热两方面内容。

图6 天井空间Fig.6 Patio space

图7 巷道空间Fig.7 Laneway space

图8 廊道空间Fig.8 Corridor space

从通风散热的角度说，“灰空间体系”可借助热压通风与风压通风两种形式，实现对室内外气温的调控。张谷英村民居多坐北朝南，故巷道空间也多近乎南北向延伸。湘北地区夏季主导风向为东南风，与之顺应的巷道空间可引导起主要作用的风压通风，同时在建筑入口处设置的檐廊具有藏风作用，更强化了风压通风效果。受顶部两侧屋檐覆盖的巷道空间，高窄幽暗，全长近1500米，共60余条[8]，连接着诸多大屋出入口、高堂及外部空间。夏季天气炎热时，阳光从天井射入，被加热的空气在其附近形成低压区，同理建筑群外部空间也属于低压区，而相对阴冷的巷道及高堂、厢房等室内空间则形成了高压区。于是空气就从高压区流向低压区之后上升，实现在“灰空间体系”内热压对流从而促进“巷道风”、“穿堂风”、及“天井风”的形成(图9)。

从遮阳隔热的角度说，针对湘北地区夏季炎热，日照辐射强烈的特点，“灰空间体系”可营造相对阴凉舒适的半室外环境。据实地调研，张谷英民居的天井挑檐深度及高度随方向朝向而各不相同：南向挑檐平均深700～1 000mm，东、西向平均深1 500～2 000mm，且南向挑檐高于东西向(图10)。采取这样的营造策略可能基于不同季节各方向太阳高度的差异，即夏季南向太阳入射角度高，而东西向较低，并且冬季太阳高度低于夏季。这种做法不仅可阻挡夏季高入射角的太阳辐射，让冬季低入射角的阳光到达室内[9]；同时也利于接纳夏季湿润季风并阻挡冬季北风的侵袭。此外，“灰空间体系”作为内部功能居室与外部环境之间的过渡空间，还可以起到“隔热层”与“保温层”的作用，可较好地改善室内热环境。当夏季持续高温或冬季骤然寒冷之时，建筑外部热环境往往较为恶劣且气温波动较大。此时这个体系可缓冲其中空气温度的变化:炎热或寒冷的空气经天井、檐廊或巷道传至室内时已大幅减弱。经实测，夏季张谷英村民居(#表示)相比此地区现代建筑(*表示)，白天温差高达5℃，夜间缩小至2℃，且民居室内气温波动幅度为5℃而现代建筑高达8℃[10](图11)。

图9 通风体系分析Fig.9 Analysis of ventilation system

图10 天井挑檐Fig.10 Overhang Eaves of Patio

图11 传统民居和现代建筑房间、阁楼热环境实测比较[10]Fig.11 Comparison of thermal environment in traditional houses and modern architecture room, loft[10]

(2)庭院及单体营造技术策略

“灰空间体系”外的庭院空间较天井空间规模更大，形状多为长方形。其中常栽种树木，且规模大的庭院还设置烟火塘，储水以备灭火之用。庭院空间使大体量建筑中内部空间与外界气候资源之间得以交流，成为气候要素引入建筑物的通道[11]。院内热稳定性良好，空气温度波动明显低于外界，最高温度出现时间明显延迟[12]。通过植物及人工水体的蒸发吸热作用，可缓解夏季极端天候下持续高温带来的不适体感，达到调节局部微气候的效果，且美化了建筑外环境。

大屋建筑单体的营造同样贯彻了适宜性生态策略，主要体现在以下几个方面：①因湘北地区冬季阴冷而夏季酷热，需要建筑单体具有较低的传热能耗指标，而村落内建筑单体型制多为规整的方形，体形系数较小。选择体型系数较低的形体，并合理组织各空间序列，有利于冬季保暖纳阳、夏季散热通风。②张谷英村部分民居单体设置了可以调节室内微气候的阁楼和夹层空间(图12)。其不仅能在夏天促进“热压拔风”以增加空气对流，并起到“隔热层”的作用，还可在冬天作为下层空间的“保温层”。③通常置于建筑平面中轴上的堂屋空间较之周围尺度更为高耸，且多朝天井或庭院方向敞开，这样的营造策略也有利于拔风对流，改善夏季室内热环境(图13)。

图12 阁楼空间Fig.12 Loft space

图13 传统民居各空间室内温度实测[10]Fig.13 Measured temperature of traditional houses indoor space

2.3 地方材料与构造策略

(1)地方材料策略

建筑材料作为建筑营造的基础，是生态可持续思想的重要应用载体。张谷英村民居对建筑材料的应用至少在两方面体现了适宜性生态策略。

其一，就地取材，生态环保。湘北地区林木、生土、砖石资源丰富，就地取材不仅减少了运输过程中的能耗及对环境的污染，还降低了生产成本。此外，这些建筑材料均可循环利用，绿色环保，符合“可持续发展”的生态理念。

其二，因材施用，适应气候。针对湘北地区的气候特点，张谷英村民居充分利用了不同材料的性能特点，合理地应用于建筑各部位。湘北夏季湿热多雨，建筑墙体需要兼顾隔热与防潮。张谷英村主要建筑的外墙多用隔热与防潮性能较好青砖砌筑，而墙基勒脚部位因受雨水及湿气影响更大，故一般采用防水防潮性能更突出的石材，如当地盛产的麻石或鹅卵石砌筑。普通民居室内地面多采用防潮吸湿性能较好的夯实素土或三合土，而少数重要公共建筑或大户住宅在此基础上再铺设一层花岗岩或青砖。素土能吸附水分，而青砖能有效隔离地面的潮气,这些措施对改善室内热湿环境效果较好[13]。

(2)构造策略

在合理应用地方材料的基础上，针对湘北地区夏热冬冷、潮湿多雨的气候特点，张谷英村民居适宜性生态策略在构造设计上则体现为突出隔热，兼顾保暖、防潮的特点。其中外墙与屋盖作为建筑外围护结构的主体，对建筑的隔热及保温、防潮性能起着至关重要的作用。

张谷英村大屋外墙根据构造方式分为空斗与实心两种青砖墙体，厚度均约为300mm。空斗墙内有空心结构，形成了空气间层因而具有较高热阻值。据测算，300mm厚空斗青砖墙热阻约0.655m2·k/w而同厚度实心青砖墙约0.553m2·k/w，可见空气间层隔热作用明显。但在实际使用过程中，空斗墙相对于实心墙更易遇湿返潮，而后热阻值将大大下降，且蓄热能力弱于实心墙。据调研，张谷英村许多民居在不同部位及朝向上采取组合使用两类墙体的做法：墙基通常设置条石砌筑的勒脚，以上0.6m～1m左右包绕砌一圈实心墙，再以上于东西向砌空斗墙而南北向继续砌实心墙。这样做或基于以下几个理由:首先，勒脚以上一段距离砌实心墙利于加强建筑防潮性能；其次，在东西向砌空斗墙利于阻挡夏季强烈日晒带来的热量；再次，湘北地区在冬季盛行北风，又需要南向纳阳采暖，在北向设实心墙因其气密性较好且不易受潮，有利于挡风保暖，同时南向的实心墙则可发挥其蓄热性能，同样利于保暖。

张谷英村中保暖要求不高的建筑单体，如堂屋的坡屋顶多采取冷摊双层青瓦的构造措施，即不设苫背与望板，将仰瓦直接搁于两椽之间，再将附瓦盖于两路仰瓦间的缝隙上。在梅雨季节这样做有利于通过屋盖排出湿热空气，有效改善此时室内闷热、潮湿的不适环境。对于有保暖需求的居室空间，其坡屋顶仍设苫背与望板，但将望板与盖瓦分开一段距离以形成空气间层，起热缓冲之用，在夏季隔热、冬季保温。类似地，当盛夏受太阳直射时，堂屋坡顶盖瓦与望板温差可达25℃～30℃，这样空气间层就可利用热压对流原理实现屋面通风降温[14]。在冬季这样的构造措施也能起到保温的作用，原理近似现在常用的双层玻璃。

除外围护结构的构造措施外，建筑单体其他部位的细部构造也渗透着适宜性生态策略的匠心独具。例如张谷英村民居中颇具特色门窗，多采用栅格镂空构件，隔而不断，且窗台位置较高，这使得内外环境得以相互渗透，不仅满足夏季通风、遮阳要求，还在冬季最大程度地获取自然光照(图14)。以王家塅区域为例(图5)，经照度计实测，在冬季12：30时室外照度达到4 600lux,天井平均照度700lux，镂空门窗处的平均照度280lux，巷道平均照度80lux，厢房内平均照度不足90lux,镂空门窗附近照度基本符合日常使用要求，较好地补充了室内光照不足的问题。

图14 镂空门窗Fig.14 Hollowed-out doors and windows

3 结 语

时下被动式绿色建筑技术主要包括自然采光、遮阳、自然通风、围护结构隔热保温等技术，但并没有很好体现“集成化”与“系统化”的设计思想，大多处于各自为政的状态。文中提到的起热缓冲作用的“灰空间体系”对被动式绿色建筑技术的系统化集成设计有一定启发意义，若借鉴或可提高整体的运行效果，更好地实现绿色节能的设计目标。新农村建设不同于城市建设，需要强调“在地性”与“经济性”,如何在其中引入绿色生态理念又贯彻这两个原则，张谷英村民居对适宜性生态策略的应用给出了某种程度的回答，如蕴含风水观念的选址及规划策略，就地取材、应对气候的地方材料应用策略都兼顾了地域特色与经济适用两方面因素。又如如前面提到的张谷英村在规划层面上整合“水系统”的排水及地区微气候调节双重功能的思路，对于目前国家在城市建设中大力推广的“海绵城市”模式具有参考借鉴意义：我国易发生内涝的南方城市气候大多雨热同期，兼顾防涝与降温具有现实针对性。

随着近年来湘北地区“两型社会”建设深入推进，建造活动日趋频繁，同时越来越多具有创新性的设计手法及相关技术应用其中，但地区传统民居中可借鉴的优秀思想却没得到足够的重视。以上关于适宜性生态策略对当下建筑活动的启发作用的分析仅是以点带面，抛砖引玉，如何将这种策略应用到实际建设过程中，继承并发扬好湘北传统民居的优势则仍需进一步的调查、研究、论证，以期得到更具可操作性的思路方法而非仅停留在理论探讨层面。

[1] 戴泽军，李易芝，刘志雄，等.1961-2013年湖南夏季高温气候特征[J].干旱气象，2014，32(5):710.

[2] 伍国正,吴 越,郭俊明.传统村落的人居环境——张谷英和黄泥湾古村落的调查报告[J].华中建筑,2006,24(11):128.

[3] 西蒙兹·J·O.景观设计学:场地规划与设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社，2000:43.

[4] 直 横.聚族而居的古建筑群——湖南笔架山下张谷英村[J].时代建筑,1991,9(2):32.

[5] 符 炫.古村张谷英乡土建筑试析[J].岳阳职业技术学院学报,2007,22(5):54.

[6] 李 旭,谢芳园.湖南省张谷英村聚落的生态价值及对新农村住宅设计的启示[J].华中建筑,2010,40(4):156.

[7] 黄家瑾,邱灿红.湖南传统民居[M].长沙:湖南大学出版社,2006:87-92.

[8] 何林福,李翠娥.中国湘楚明清民居之“活化石”——岳阳张谷英大屋研究之二[J].岳阳职业技术学院学报,2005,7(3):29.

[9] 陈 湛,张三明.中国传统民居中的被动节能技术[J].华中建筑,2008,20(12):208.

[10] 解明镜，张国强，徐 峰，等.湘北某民居夏季热环境实测分析.湖南大学学报(自然科学版),2009,36(3):16-21.

[11] 吕爱民,陈启高.应变建筑——大陆性气候的生态策略[M].上海:同济大学出版,2003:56.

[12] 赵敬源.庭院式民居夏季热环境研究[J].西北建筑工程学院学报,2001,18(1):8-11.

[13] 解明镜,张国强,徐 峰.中国夏热冬冷地区传统民居可持续技术研究[J].中国人口资源与环境,2006,2006(专刊):1302-1305.

[14] 冒亚龙,何镜堂.亚热带传统民居生态节能技术探析[J].工业建筑,2013,43(10):40.

Analysis of Suitably Ecological Strategies for Traditional Houses in the North of Hunan Province :Taking the Traditional Houses in Zhang Guying Village as An Example

XIAO Zhu，JIANG Li-yong

(ArchitecturePlanning&EnvironmentalEngineering,LogisticalEngineeringUniversity，Chongqing401331,China)

In order to study the suitability ecological strategy of traditional dwellings in the north of Hunan Province, taking Zhang Guying village as an example, on the basis of summing up the characteristics of local natural conditions, introducing the general situation of villages and explaining the connotation of suitability ecology strategy, through field investigation and analysis of related chart and data, from the location and planning, construction technology, local materials and construction three aspects, the paper illustrated the application status of this strategy. The suitably ecological strategies of traditional dwellings embodied in Zhang Guying Village has certain reference significance for the construction of new countryside in the northern part of Hunan Province and the promotion of "two - oriented society".

The north of hunan province; traditional houses; Zhang Guying villag; suitability; ecological strategies

2016-12-19

肖 祝(1991-)，男，湖南长沙人，中国人民解放军后勤工程学院建筑学专业2015级在读硕士研究生，研究方向为建筑设计及理论。

X24

A

1001-3644(2017)02-0117-08