豫东民居的自然风、日照环境分析

2018-02-13黄大勇秦华祥

建材与装饰 2018年23期

黄大勇王刚秦华祥

（河南大学 475000）

豫东地区是华夏文明发源地之一，包括开封、周口、商丘地区。豫东地区属于暖温带大陆性季风气候，年平均气温在14℃以上，年平均降水量在700mm左右，年日照时数在2200h以上，年均无霜期在210d左右。从气候热工划分上划分属于寒冷地区。自然通风主要靠风压和热压，而日照主要跟日照时间和太阳辐射有关系，找出豫东地区的气候适应，和现代建筑的融合，使得我们的文化精粹有效利用。我们从下面几个方面进行分析。

1 空间整体布局

整体布局的好坏对民居外部环境的的运用至关重要。首先朝向最好南北向，愈北愈寒冷，并且太阳高度角愈低，因此愈北院落会越大，同时又为了防止东北风的入侵，一般把高大的建筑物作为正房阻挡，厢房偏低。夏天东南风、南风又能进入院落；此外，夏季开封地区还需要遮阳，由于太阳的高角度，应减少房屋之间的距离，以防止更多的阳光照射，并优化庭院和庭院之间的协调，弥补了夏季隔热和冬季防风双重气候条件下气候调节的局限性。正因为以上特性造就开封地区大多采用合院式作为民居的基本型制布局，开封地区土地使用相对富裕，院子就稍大些，院子里能得到更多的光线和日照。

2 民居单体构成要素

2.1 单体高度的影响

一般来说，无论几进院单体高度只有正房是统领其他房子的首要，可能是单层，也可能是二层，其余房间以一层为主。正房和厢房形成的高差，既是保证冬季不受侵袭，同时保证院落有足够的日照时间，从而向院内其他房间进行热辐射。

2.2 单体平面布置的影响

民居的单体建筑大都是三开间为基本形制，也有“明三暗五”的豫东民居，在开封民居“三间一耳”的平面布置。候老先生有精辟总结：①提供适宜的使用面积；②满足必要的粉饰要求；③具有良好的空间组织；④获得良好的日照通风；⑤可用规模的梁架结构；⑥有利组群的整体布置好处。

2.3 民居外门窗、外墙和屋顶的影响

在组织自然通风时，窗户与风向的关系主要受房间门窗等通风口相对位置的影响。来风方向垂直与开窗面，当开窗在相对的两面墙上，气流大多形成线形气流，使整个房间风场不均匀；来风方向与开窗面有一定夹角尤其接近45°时，穿堂风自然而然形成与室内。开窗位置不同，穿堂风的风压差是不一样的，有效调整窗板的方向可调整自然通风情况。开封民居一般北面尽量不开窗，在紧邻院落的墙面上增大开门开窗面积，采用木格栅代替普通砖墙或泥土墙，这样一来保温性能就出现薄弱环节，因传统民居的门窗传热系数和空气渗透量比较大，就会形成整体热工性能下降的问题。

豫东地区传统民居的外墙厚重，一般在350～550mm厚，材料一般是砖墙、土坯墙或二者混合墙体，这样的话，因为热阻和热惰性指标就会随着墙体的加厚而加大，外墙的得热量就会因墙厚加大而减少，隔热效果因增大而加强，通过南向加大开窗，其他面开窗减少，甚至不开窗而增大得热，实现冬暖夏凉的效果。

3 结构形式和构造做法

豫东民居建筑大部分为砖墙承重体系、一般为五架抬梁式屋架结构。而当其出前后廊时，则以砖木混合的承重体系为主，也有使用木构架承重体系，主梁架多为抬梁式五架梁。尤其在近代社会，木屋架坡屋顶仍然保留，以墙体代替木柱承托屋架，墙倒物必塌。砖墙，河南俗话叫“混砖墙”、“混水墙”，砌筑比较讲究，砖面光洁“磨砖对缝”，以十字缝为主，整齐美观。屋顶大都是硬山和悬山，其构造层次自下而上为：苫背（泥草、草席等上面抹上灰和泥土）垫层、苫背层、粘合泥层、瓦面层。砖木结构不但影响开窗的方位、面积的大小，还因为自身材料的原因对于隔热相关指标就会差很多，而且对于自然通风的组织难度就会增加。但是劳动人民因地制宜，因材致用的实践创造让民居更加实用多样化。人民自己建房，经济因素是主要的，廉价使用的建筑材料，是至今不过时的原则。

4 以开封刘青霞故居案例进行分析

刘青霞的故居在开封有两个部分：一个是开封市刘家胡同的刘家宅院；另一个是尉氏县城关镇的师古堂。开封处刘家宅院的环境特点主要有：

4.1 外部空间的组织

刘家宅院两座三进四合院紧邻，文物部门编号西为1号院，东为2号院，两院左右对称，共六个小院构成的一个整体，共有房70余间，建筑布局严谨，构思独特。平面是以厅堂、正室为中心，沿各自院落中轴对称的院落式古建筑。檐廊做为空间的一部分，成为了交通联系的纽带，既是各个庭院相互渗透的过渡空间，也是适应开封夏季多雨、冬季多风的气候应对，也有助于调节室内温度、组织穿堂风等。

4.2 院落比例宅院的院落与屋面积比大约为1：1．5，开封市老城区地形

没有大的起伏，原土地使用不紧张，院落与苏州四合院民居相比，既能使院内冬季各房间日照充分，又能使夏季交流和纳凉提供了更大的场所有序的联系。

4.3 立面处理和绿化布置

外立面自上而下分别为屋面、墙体和台基。屋面承重以檩条、椽木为主，面层青板瓦屋面，有保温、防水层，外门和窗开口面积较小，台基用砖砌或柱石砌筑，木柱下鼓形石起到了保护木柱和墙裙的作用。院内种植树木和种植花卉，堆放石头和水。在狭小的空间里，它还种植花草，摆放桌椅，或下棋或闲聊，营造舒适的小空间和小环境。在提倡绿色设计的现在，调整局部小气候也是值得借鉴的。

通过对刘青霞故居的风、光环境分析，充分利用了太阳、空气、土壤、绿色和天然能源，如热工、水力、风力等，改善了建筑的微环境，蕴含了非常朴素的绿色建筑生态观．对现代建筑设计的启示个人认为主要有以下几个方面：①重就地取材，充分利用本地建材，增加材料厚度增加保温效果，或适当改变承重体系增大开窗面积等解决自然通风；②注重因地制宜，与豫东自然环境相结合，充分考虑冬季避寒和夏季遮阳及自然通风的问题；③建筑布局原理、庭院运用技法、空间布置层次与豫东气候相结合的手法，以及采用豫东建筑材料和技术的思想。