冬冷夏热地区传统村落绿色民居近零能耗关键技术研究

刘志宏

图1 柳州三江侗族冠岩村风貌

图2 三江侗族冠岩村传统民居空间布局

中国传统村落的民居建筑基本上多是在依山傍水、风景宜人的地方建设，在发展中逐步形成了独具特色的传统民居形式[1]。传统民居的产生和发展是自然、人文、社会和经济等因素的综合反映，它蕴含着丰富的大自然生态观、原生态理念和近零能耗技术的精华[2]。随着乡村经济的不断发展，传统民居的改扩建、新民居的建设等，在实施过程中不但出现了大量的能源浪费，而且还引发了不少环境污染问题。这使得民居向近零能耗绿色建筑发展已经是一种趋势[3]。因此，绿色生态民居的建设就是对民居建筑节能环保问题做出的正确应对。中共中央、国务院印发《乡村振兴战略规划（2018—2022年）》将实现农村人居环境显著改善，生态宜居的传统村落建设扎实推进,乡村优秀传统文化得以传承和发展[4]。中华人民共和国住房和城乡建设部、文化部、国家文物局、财政部以建村[2014]61号印发《关于切实加强中国传统村落保护的指导意见》加强传统村落保护，改善人居环境，建设传统村落，实现传统村落的可持续发展[5]；接着又发布了《关于建筑节能与绿色建筑发展“十三五”规划》文件推进可再生能源建筑应用规模逐步扩大，农村建筑节能实现新突破[6]等一系列重大举措，加之政府的努力，观念也发生了一定的改变。但是在真正的意义上，为了传统村落更好地持续发展，需要更科学的，体系化的应对策略。最好的途径之一是与绿色建筑技术相结合，通过绿色技术来完善我国传统村落民居近零能耗关键技术体系。

1 现状分析

1.1 传统民居与自然环境的关系

冬冷夏热地区传统村落民居建筑与当地自然环境有着密切的关系，民居的空间布局、建筑形式、结构材料和朝向等都深受自然环境特征的影响。传统村落民居建筑与历史文化、生活习俗、社会经济等有关，同时也受到地理环境、气候变化等自然条件的影响。

传统村落民居建筑的最大特点是与自然环境和谐共处，形成一种独特的传统文化特点。在当地气候适应性条件下使传统民居建筑发挥出最大的原始生态技术优势，结合自然环境的特色来促进民居的近零能耗实现。民居可持续发展到现在，有其独特的地方，传统民居蕴含着很多自然“绿色”生态的表现手法和独特的传统建筑技艺。

冬冷夏热地区传统村落的民居建筑在布局上因地制宜，做到“三节一环保”。传统村落民居都注重利用自然环境条件，结合地势，与自然和谐共生。比如西南少数民族地区的侗族村落多是依山而布置，层次感较丰富（图 1），这与近零能耗绿色技术体系中的生态自然观是很吻合的。利用冬冷夏热地区传统村落自然环境的地形优势，顺势而建，节约传统村落场地的用材等，也是一种节能环保形式。在传统村落民居建筑的布局设计、空间规划、建筑技艺上做到低能耗，充分有效地利用自然生态资源，挖掘出自然资源的生态性价值。传统村落民居建筑中许多优秀的技艺都体现出了一种“自然空调”通风技术，如冬暖夏凉、自动调节。这方面的资源有效性利用和近零能耗关键技术的突显，非常值得总结与借鉴[2]。

1.2 传统村落民居空间布局分析

中国传统村落大部分都分布在气候较好的依山傍水地区，其中冬冷夏热地区传统村落民居的合理布局对提高村民居住舒适度和改善气候变化方面起到了极为重要的作用。传统村落民居因气候条件、风俗习惯及地形地貌等因素使其具有突出的地域文化特征，空间布局以“走廊庭院式”进行布置（图 2），按照一定的次序进行空间布局，从前往后依次为大门、堂屋、正房、通透走廊、两侧厢房、庭院，其中通透走廊既可以用作各空间的采光和通风，也可以作为休闲空间使用。

传统村落民居与自然环境有机融合，尊重自然生态平衡和布局规律。顺应自然环境的居住生态营造技术，追求利用自然条件，为人类提供最大限度的环境宜居条件，并以近零能耗为前提的营造法则。具体包括民居的选址、水资源利用、建筑空间利用、生态环境的建造技法以及适宜性小气候的塑造技能等方面。

1.3 传统村落民居建筑现状分析

在中国，相当一部分传统村落由于保护不力，传统民居的基本功能已失去，如传统民居的通风、采光、暖通等使用方面，都普遍存在一定的功能缺陷和修缮问题。其中体现出传统民居建筑现状与存在的问题概况（表1）。

2 传统民居原生态技术探索

2.1 传统民居与气候变化的关系

为了适应冬冷夏热地区气候的变化，通过传统民居空间结构形式的合理营造，使其很好地适应地域气候的各个要素。做到结合气候变化的特点来进行空间布局，灵活运用生态绿色技术来打造环境宜居，保持传统民居与自然生态环境和谐发展，突显出其地域特色文化[7]。因此，传统民居只要符合地域气候、自然生态、近零能耗，自然环境就会呈现出其地域风土特色。从而构建出具有“地域性、特色文化性、适宜性”的气候风土绿色民居体系（图 3）。

上图中的地域性主要从民居所在的地理位置来进行分析，根据地域的特点来考虑传统民居的设计理念，突出了传统民居的地理气候特征。其特色文化主要是从传统民居固有的文化元素来定位，传统文化要素的运用给民居建筑带来了灵气和内涵的提升。适宜性通过民居本身的生态技术和近零能耗绿色设计方法来优化其性能，进而形成了保温文化、遮阳文化和二者并重的文化体系。

2.2 传统民居与环境的关系

民居在选址上比较注重周边自然环境、地形的变化、朝向及布局的关系，还要考虑传统民居建造的自然形态因素。与自然和谐共存是绿色民居近零能耗设计的宗旨，必须根据其地域文化的特点和自然环境的发展规律，使民居最大限度地与自然保持一种整体关系。传统民居之所以能长期遗存并发展至今，主要是因为它在结合地理条件和适应气候变化上做到了与地理环境和谐共生[8]。

2.3 传统民居与自然资源的关系

传统民居在尊重自然环境的基础上，强调 与自然和谐共存。生态性不仅体现在适应气候变化上，同时也主要体现在自然资源的有效利用等方面。传统民居在选取和利用当地自然资源方面体现了冬冷夏热地区文化特色，诸多乡土材料具有节能效果，近零能耗性能也特别突出。就地取材，在节约成本上做到了节约资源和近零能耗技术，而且运用到传统民居上具有美化装饰功能。民居原生态理念还体现在绿色技术上，如“自然通风、保温和遮阳”等方面做到了最大化的节能效果[9]。对自然资源的充分利用，可以做到健康舒适、环境宜居、经济实用，减少对环境破坏和污染。

3 绿色民居近零能耗关键技术

3.1 传统民居合理的规划布局

传统民居合理的规划布局主要体现在民居建筑群体布局形式、朝向和空间营造等方面，适宜的传统民居规划布局是解决近零能耗绿色技术的有效途径之一。在选择规划布局时，应该建立在不同气候区环境的基础上，做到采光通风等最大的利用效果，区分不同地区的气候环境来进行合理布局。气候呈现多样化，比如对于冬冷夏热气候区则应该采用较为紧密的布局方式，以达到保暖、防热效果；而对于冬暖夏凉气候区，应采用间距宽松的布局方式来加大民居建筑空间尺度以增强采光、通风及防湿的效果（图4）。根据不同区域的民居规划布局形式的不同，从另一方面也反映了民居对地域气候的适应性和地域的文化特色[10]。在传统民居的规划布局上应该考虑到水体利用、空间格局、尺度大小、节能材料和节地策略等，解决好各地区传统民居存在的短板，做到最佳的规划布局模式。

3.2 传统民居类型优化思路

加强对自然生态环境的保护与开发，合理采用以自然资源为基础的绿色民居近零能耗技术。探寻利用自然条件和生态资源，做到传统村落的环境宜居、健康生态，并以消耗最小自然资源为前提的绿色技术法则。根据传统民居的选址、自然资源的利用、绿色关键技术以及微气候生态环境的塑造等方面，民居类别可分为：自然型、生态型和科技型三类（图 5）。

3.3 民居地域文化多样性的保护措施

传统民居生态化不只是对自然环境的保护，还涉及人与自然之间和谐共存的发展关系。生态性民居建筑对传承民族文化、实现地域文化多样性具有重要的促进作用，特别在地域风貌特色、地域性营造技术和适宜性绿色技术等方面表现突出。具体的传统民居地域文化多样性保护措施如表2所示。

表1 传统村落民居现状与问题分析

表2 传统民居地域文化多样性的保护措施[11]

表3 绿色民居近零能耗技术使用原则[13]

4 绿色民居近零能耗技术应用策略

传统民居包含有农房和乡土建筑，其建造过程具有生态技术和绿色建筑思想。主要注重民居全生命周期和自然环境属性，节约自然资源，保护生态环境，突显出其近零能耗绿色技术研究与实践。确立“以人为本、环境宜居、资源节约、性能质量”等绿色建筑发展新模式[12]。同时也为了适应目前全球性气候恶化带来的自然环境破坏，提供了一种新的近零能耗绿色技术路径。

4.1 绿色民居近零能耗技术使用原则

不同地域的传统村落有着不同的特点，自然环境、经济和文化也会存在一定的差异，根据地域村落的基础条件，构建适合本地域的传统民居近零能耗绿色技术使用原则。如维系传统民居的特色风貌、科学构建绿色设计模式、就地取材控制成本等，具体的近零能耗绿色技术使用原则详见表 3所示。

表4 传统村落绿色民居近零能耗技术体系[12]

图3 气候风土绿色民居体系

图4 民居建筑的空间布局形式

图5 传统民居类型架构体系

4.2 绿色民居近零能耗技术方法及体系构建

绿色民居近零能耗技术方法基本上是按照现有《绿色建筑评价体系》对近零能耗绿色评价的适应性分析，再到传统村落绿色民居元素的提取、定性和定量的评价分析。近零能耗绿色技术具有的地域特色，是与民居所在的地域紧密联系。其绿色评价方法也应该根据不同的地理环境特点来进行不同的评价细则，从而形成鲜明的绿色民居近零能耗技术体系。

传统民居文化要素与绿色性能的关联度主要体现在“安全耐久、健康舒适、生活便利、资源节约、环境宜居”新版《绿色建筑评价体系》的五个方面。结合民居自身的特点，提出传统民居近零能耗要素的定性与定量相结合的绿色评价方式。并结合绿色民居建筑评价标准，最终该评价体系分为6项大项标准（方法上采用定性和定量评价）。本文从现有的绿色建筑和传统村落评价体系两方面进行分析总结，提取出合理的适合传统村落绿色民居的评价标准。具体的传统村落绿色民居近零能耗技术体系构建详见表 4所示。

结语

本文以解决冬冷夏热地区传统村落绿色民居近零能耗技术的不足、自然资源利用不充分、环境污染等关键问题为目的，针对传统村落近零能耗影响因素与绿色节能的关系展开了定性和定量研究。提出了具有适宜性的绿色民居近零能耗技术改造策略和方法措施。研究成果既可以为全国传统村落近零能耗民居设计提供指导，又可以为既有传统民居的修缮提供参考。本文主要研究结果有如下几点：

首先，建立了传统村落绿色民居近零能耗关键技术的基本信息与分析数据。对比分析了不同地域气候特征的民居建筑在能耗节约上的技术处理。从而构建出了具有“地域性、特色文化性、适宜性”的气候风土绿色民居体系，为后续的研究提供了理论支撑。

再次，提出了传统村落民居技术的改造措施，合理地采用以自然资源为基础的传统村落绿色民居近零能耗技术。基于不同地区气候变化的特征，突破了以气候变暖作为未来气候趋势的研究方向。总结出了利用自然条件，做到传统村落的生态宜居，并以消耗最小自然资源为前提的绿色技术法则。

最后，提出了冬冷夏热地区传统村落绿色民居近零能耗关键技术应用策略，并以体系化方法及流程进行优化研究。实现了绿色民居近零能耗的协同优化，其技术体系的构建解决了当前传统村落环境污染、资源缺失、生态失衡和传统建筑修缮等科学问题。

因此，本文针对传统村落自然资源低效利用，节能环保等不够充分的问题。在实际的案例运用上对一些评价指标的设置还有待进一步的完善，特别在传统村落绿色民居近零能耗技术上的一些数据分析需要进一步的提升效率和科学性验证。通过这一系列的实际问题分析，提出了乡村振兴战略下中国传统村落绿色民居近零能耗技术体系构建的创新研究思路。

资料来源：

表1～4：作者根据参考文献自绘；

文中其余图片均为作者自摄自绘。