江南农村民居场地布局对保温隔热性能的影响研究

席飞，阮雪君，张乘风

（1.南京财经大学 艺术设计学院，南京 210046；2.南京机电职业技术学院，南京 211135；3.南京林业大学 艺术设计学院，南京 210037）

中国早在唐朝时期就有了江南这个地名，当时唐太宗将国家分为10个道，其中就有江南道这个地名，地理位置大约就在今天的苏南、浙北一带。如今，江南地区的区域划分面积与古代相比有所扩大，包括长江以南的江苏南部和浙江北部、安徽南部和江西的东北地区；而长江以北的扬州以及并不位于长江流域的宁波、绍兴，由于地理位置临近，经济文化与长江以南地区一致，也被认为是现代定义的江南地区，共占地约25.83万公里，约占我国国土面积的2.7%。从我国5大气候分区组成来说，江南地区都属于夏热冬冷气候分区，是我国具有代表性的，占地面积很大的典型气候分区。由于该区域夏季炎热，冬季寒冷，而农村民居保温隔热性能一般较弱，造成冬夏室内热环境舒适度差。因此分析江南农村民居保温隔热性能差的原因，找寻优化改进的方法，可为农村生态木构民居的营造打下坚实基础。考虑到自然地理环境和经济条件的一致性，本文研究的江南地区主要包括江苏南部的宁苏锡常地区和浙江北部的杭嘉湖地区。

民居的场地布局和单体建筑设计是影响其保温隔热性能的两个重要方面，本文从场地布局的角度分析江南农村民居现有保温隔热方法的优缺点，以期寻找改善方法。为了更好地进行分析，本文选取了两处江南农村传统民居和两处江南农村新建民居进行全面的调研，它们分别是浙江省嘉兴市嘉善县西塘镇翠南村、江苏省昆山市周庄镇东浜村和江苏省南京市六合区双墩村、江苏省南京市江宁区禄口镇石埝村。四处调研村落都经历了中国农村民居三次改造热潮，就江南农村民居而言在三次改造过程中经历了以下变化：（1）20世纪80年代，随着改革开放的不断深入，农民思想改变，收入增加，开始思考改善自己的居住环境，对老旧的江南传统砖木结构民居进行了修缮和重建，迎来了第一次建房热潮。（2）20世纪90年代中后期，在国家政策指引下，将建筑建造发展视为中国经济新的增长点，由此鼓励和带动了江南地区农民对于传统砖木结构民居的扩建、改建，并新建了砖混结构民居，解决了该地区农村居民缺房、居住拥挤的现状，也触发了第二次建房热潮的到来。（3）第三次建房热潮从2005年党的十六届五中全会提出建设社会主义新农村年开始到当下，各级政府和农村居民在建造民居的过程中更加注重民居的能耗问题、人体舒适度问题、保温隔热问题，正在逐渐经历由个体建造变成集中营造，由粗犷性用能变为集约性用能的过渡过程，但是，时至今日，建设生态宜居的美丽乡村的任务还有很长的路要走。因此在这三次农村建房热潮后，江南农村老旧的民居还未完全消失，新的民居又正在被建造，形成了茅草土胚民居、木结构民居、砖木混合民居和砖混结构民居组合的多种结构形式。由于新旧民居互相穿插，破坏了传统的场地布局对民居冬夏热环境的作用，因此需对经历过三次建房热潮之后的现有民居选址、相互间距、朝向和院落组合对保温隔热性能的影响进行重新研究。

图1 4个典型村落卫星鸟瞰图

图2 江南地区太阳辐射与最佳朝向图

图3 江南地区村落景观设计现状

一、农村村落选址分析

笔者以现场走访和实地调研的形式对选择的4个江南农村村落选址进行了分析和总结。浙江省嘉兴市嘉善县西塘镇翠南村和江苏省昆山市的周庄镇东浜村都是传统历史文化名村，在选址上也有异曲同工之妙：西塘镇翠南村是从水网中成长起来的村落，位于太湖流域东南诸脉的杭嘉湖平原水网地区，周边流经河流700多条，湖、荡、潭、漾60多个。另一个传统历史文化名村周庄镇东浜村可以说是傍水而居，吴淞江、娄江横穿东西，澄湖、淀山湖、阳澄湖在四周环绕，形成小桥流水人家的典型江南农村村落选址。而两个相对新建村落江苏省南京市六合区双墩村和江宁区禄口镇石埝村在农村村落选址上也借鉴了传统村落选址的特色：六合区双墩村北部背靠白云山，东边临近燕子山，西南角有平山屏障，周边低山丘陵众多；金牛湖、黄山水库、任营水库也在2公里范围之内，可以说村落选址负阴抱阳、山水纵横。而禄口镇石埝村南面有铜山作为依靠，秦淮河支流给村落提供丰富的水资源。从而可以总结出江南农村村落选址的典型特点：（1）山丘屏障对自然风的引导，以达到阻挡冬季风进入室内，使夏季风贯穿村落，带走热空气的目的，即江南传统建筑文化中的“山起西北”。（2）丰富的水网资源环绕在夏季蒸发降温，即江南传统建筑文化中的“水聚东南”。（3）“负阴抱阳、背山面水”的中国风水学理念对于建筑保温隔热性能的增强。

二、农村民居布局分析

（一）农村民居间距

经过对4个江南村落各5户的现场调研测绘与统计，得到了20户农村民居的前后间距（表1），经过计算得到各个村落民居平均前后间距：嘉善县西塘镇翠南村民居平均前后间距为8m，昆山市周庄镇东浜村民居平均前后间距为16m，南京市六合区双墩村民居平均前后间距为20m，南京市江宁区禄口镇石埝村民居平均前后间距为8m。4处调研村落的建筑平均前后间距有所不同，主要有以下两个原因：（1）两个传统村落历史悠久，人口总数多于两个新建村落，民居建筑用地相应增加，新旧民居互相穿插，造成建筑前后间距不断缩小。其中嘉善县西塘镇翠南村位于西塘景区附近，为了促进经济消费，大量民居被改造新建成饭店、民宿，基础用地最为紧张，建筑前后间距最小；而周庄镇东浜村虽然位于周庄古镇景区四周，但在走访过程中得知政府为了保存传统建筑规划特点，响应国家建设生态宜居美丽乡村的号召，对民居间距作了严格的规定：前后间距不能低于16m，左右间距不能低于2m，因此江南农村传统的前后间距得以保留。（2）新建的两个村落，在民居平均前后间距上也有所不同。这是因为六合区双墩村的地理位置与江宁区禄口镇石埝村相比更加偏僻，而江宁区禄口镇石埝村近些年由于禄口机场的不断扩大以及周边南京航空航天大学金城学院和南京金肯学院的建立，很多农民也将民居改造或新建成宾馆、酒家，增加了建筑密度，导致该地区民居前后间距缩水严重。

> 表1 调研的4个江南村落民居前后间距

由于农村民居基本都是1～2层的低层建筑，总高8m左右，为了满足大寒日有效日照时间内，太阳光满窗状态照射到住宅首层2小时的国家规定，根据江南地区1.2～1.5的日照间距系数计算得到不同朝向的民居最小前后间距在9m～12m之间。调研的4个农村民居前后间距基本均满足要求，这主要是因为：（1）江南地区农村较城市相比地广人稀，为建筑前后间距的扩大提供了现实基础。（2）江南地区的先人在规划村落建筑的前后间距时，已经考虑到了该地区日、年平均日照时间较短，只有合理的建筑前后间距才能够减少冬夏太阳高度角和太阳方位角变化所造成的建筑阴影，增加民居冬季表面和室内接收的太阳辐射，提高室内温度，但由于现有民居外围护结构的热工性能差，传热系数大，民居内部积蓄的热量与室外冷空气交换快，室内保温效果并不理想；而建筑前后间距的增加，在一定程度上为夏季东西风贯穿村落，带走室内热空气，降低室内温度奠定了基础，民居夏季隔热效果优于冬季保温效果。

在调研测绘江南农村民居前后间距的基础上，笔者也对民居的左右间距进行了统计，两个传统村落和两个新建村落存在较大差异：传统民居的左右间距通常在2m左右，一方面节约土地资源，另一方面狭窄的左右间距形成“冷巷”：“冷巷”以开口小，气压低，太阳直射不到，温度相对较低而得名，夏季太阳方位角高，光线无法直射“冷巷”内部，降低了民居东西两侧墙壁的温度，在室内外气体交换时，室内温度不会上升剧烈，以达到隔热目的；冬季太阳方位角低，光线直射入巷内，但巷内接收太阳辐射不充分，较为阴冷，冷空气透过墙壁进入室内，不利于民居保温。新建村落民居左右间距参差不齐，没有统一尺寸，已丢失了江南地区传统的“冷巷”隔热的建筑设计手法。

以上分析说明了先人在规划江南农村民居时已经考虑到了利用建筑间距所带来的自然光、热、风的变化，来提升冬季室内温度，降低夏季室内温度。但其未能从热传递的三种方式：热对流、热传导和热辐射上全面科学地提升民居保温隔热性能，因此只依靠场地布局中建筑间距的变化无法达到室内热环境舒适度要求。

（二）农村民居朝向

从图1的卫星地图可以看出调研的4个农村村落建筑组合布局形式有沿河条式布局、沿河放射状布局、沿路团状布局和沿路条式布局，其建筑布局朝向均在南偏东20°～40°的范围内。4个村落民居的朝向较为一致，是因为先人在规划民居朝向时已结合江南地区的气候特征进行设计，以期提高建筑的保温隔热性能。从图2 weather tool气候分析软件对于江南农村民居最佳朝向的模拟图可以看出，南偏东20°～40°正处于模拟结果中代表最佳民居朝向的黄色区域内。

下面通过对于建筑采光、太阳辐射量、通风的分析也可以证明该朝向布局有一定合理性：（1）采光。根据对调研民居的统计，民居朝向在南偏东20°～40°的范围内时，冬季建筑平均有效日照时间在3小时左右，时间较短，并且由于冬季太阳入射角低，因此日照面积较小，尤其室内的日照面积几乎为零，需要改进；夏季的平均日照时间为8小时左右，采光较为充足，而适当的建筑朝向，减少了有效日照时间和日照面积，减弱了日照对于建筑升温的压力，降低了夏季室内温度，利于建筑隔热。但由于江南地区夏季平均日照时间较长，仅仅依靠合理的建筑朝向无法使室内达到夏季热环境人体舒适度要求。（2）太阳辐射量。太阳辐射是热传递的三种主要方式之一，控制好民居冬夏太阳辐射接收量，对于民居的保温隔热性能有很大提升。根据weather tool软件基于江苏南部的宁苏锡常地区和浙江北部的杭嘉湖地区主要城市南京、杭州气候数据的分析，从图2可以看出：太阳辐射量除了和日照时间、日照面积有关外还与太阳辐射强度有关。江南地区冬季太阳辐射强度以南偏西30°为最强，南偏西45°～南偏东15°之间都有较强的太阳辐射，调研的江南农村民居南偏东20°～40°主流朝向，冬季太阳辐射量不在最高点，有改进余地；而江南地区夏季太阳辐射强度以正西和北偏西67.5°为最强，南偏西75°至北偏西75°之间都有较强的太阳辐射，由东西向南北递减，调研的民居朝向避开了夏季太阳辐射最强的西面直射。但由于该地区夏季各个朝向太阳辐射均十分强烈，必须在正确朝向的基础上，进行遮阳设计，才能在夏季有效地隔绝太阳辐射传热热量由室外进入室内。（3）通风。江南地区冬季主导风向为西北风，夏季主导风向为东南偏南风。在冬季正好与南偏东20°～40°的主流民居朝向形成冬季背风，具有微风除湿的效果；在夏季建筑长轴与主导风向垂直，形成穿堂风的通风效果，有利于夏季室内冷热风循环带走热量。但由于传统民居平立面设计不合理，减弱了合理的建筑朝向所带来的自然通风效果。

从图1的卫星鸟瞰图中可以看出，昆山市周庄镇东浜村和南京市六合区双墩村的建筑朝向严格遵循了南偏东20°～40°的范围进行规划；而嘉善县西塘镇翠南村和江宁区禄口镇石埝村由于经济发展所带来的商业化，有些建筑朝向没有完全按照南偏东20°～40°进行布置。通过上文结合采光、太阳辐射量和自然通风对于适合建筑朝向的分析，认为江南地区农村民居南偏东20°～40°的主流建筑朝对于民居保温隔热性能的提升还有一定改进余地。

（三）农村民居的院落组合

江南地区农村单体建筑的院落组合，也是建筑场地布局的重要组成部分。经调研发现4个农村村落单体建筑院落组合主要以U型和L型为主，面阔10～12m，进深15～18m。整个院落由院墙和门楼围合，正房位于院落中间，原为家中地位较高的老人居住，但现在主要供留守老人生活休憩，体现了居中为尊，尊卑有序的中国传统思想；厦房位于院落两侧，U型院落两侧都有厦房，L型为一侧有厦房，体现了对称均衡的中庸之道，为家中儿女居住的场所，但由于江南地区经济发达，很多年轻村民外出周边城市打工，因此厦房失去了原来的作用，现多改造为杂物房、棋牌室或空置，偶有村民用于养猪、养鸡，浪费面积，破坏环境。在正房和厦房的中间是围合的庭院，调研的4个村落中几乎没有村民对家中庭院进行景观设计和规划（图3），大多为一片空地，不仅浪费土地、不够美观，也失去了通过庭院景观去优化民居保温隔热性能的机会，如在场地布局设计中加入院落内庭院的景观设计，可以在民居保温隔热方面起到以下几点作用：（1）景观树木夏季遮阳，调节温湿度。（2）景观树木夏季阻止或降低太阳直射和地表反射引起的建筑热量增加，降低夏季室内温度。（3）景观树木阻挡或引导冬夏主导风向。（4）绿色植物铺地减少并吸收地面太阳辐射反射，减少民居周围热量集聚。（5）景观水体蒸发降温，降低夏季建筑周围环境温度。

三、结语

综上所述，本文调研的两处江南农村传统民居和两处江南农村新建民居通过场地布局的选址、间距、朝向和院落组合可以实现冬季室内温度有所上升，夏季室内温度有所下降。但其未能从热传递的三种主要方式——热对流、热传导和热辐射上科学地考量如何增强民居的保温隔热性能，民居温度达不到夏热冬冷的江南地区室内冬季18℃～24℃，夏季22℃～26℃的人体室内舒适温度指标值。因此需对本文分析的江南农村民居场地布局的缺点进行改进的同时，科学地分析热传递的三种方式与民居保温隔热性能的关系，为江南农村生态木构民居的营造打下坚实基础。■