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基于夏季致凉的地域应变
——南方传统民居形态与空间特征解析

2022-03-23周伊利ZHOUYili宋德萱SONGDexuan

住宅科技 2022年3期
关键词:廊道阁楼民居

■ 周伊利 ZHOU Yili 宋德萱 SONG Dexuan

居住建筑天然具有庇护所的功能,最基本表现之一就是冷季防寒、热季避暑。传统民居结合各地独特的地域文化,演化出响应冷热气候的建筑形态与空间特征,并不断强化而形成鲜明的地域特色。南方地区以响应夏季湿热气候为主,部分地区需兼顾冬季防寒。针对夏季气候特征,传统民居借助被动式致凉技术,以降低温度、提高风速、调节湿度为技术途径,在不消耗能源的前提下塑造人居热环境,保证基本的热舒适度。在实现“双碳”目标的进程中,研究蕴含在传统民居调控环境中的形态语言和空间智慧,从中获得启示,汲取经验,并用以指引居住建筑的绿色设计,无疑具有较强的现实意义。

1 夏季致凉的气候区

我国幅员辽阔,人居环境存在夏季致凉需求的气候区主要为夏热冬暖地区和夏热冬冷地区。夏热冬暖地区的气候以温暖多雨、光热充足、夏季长、霜期短为特征,以广州市为例,全年平均气温为20~ 22℃,平均相对湿度77%,热月平均气温在28℃以上。夏热冬冷地区的春秋季短、冬夏季长,以上海市为例,每年在7 月入伏,天气潮湿酷热,夏季平均气温为28.7℃,每年平均有8.7天最高气温超过35℃。相比之下,夏热冬暖地区夏季时间更长,对人居环境的影响持续时间更久;夏热冬冷地区夏季极端高温天气更加常见,与人居环境调控矛盾更加尖锐,事实上这两个气候区,人居环境致凉调控的需求都十分迫切。夏热冬冷地区和夏热冬暖地区的传统民居,在应对夏季湿热气候方面积累了较多营造智慧,犹如一个宝藏,成为许多传统民居研究的重要抓手和建筑设计实践的灵感源泉。

近年来,受全球气候变暖影响,夏季气温有上升趋势,极端高温天气频发,尤其是夏热冬冷和夏热冬暖气候区,建筑空间致凉调控需求与建筑能耗控制的矛盾较为突出。这两个气候区人口集中、城镇密集、经济发达,随着夏季致凉需求的增加,用于室内环境致凉调控的能源消耗也不断攀升,这显然不利于这两个气候区实现“碳达峰、碳中和”的目标。同时,人们更加关注居住品质,对热舒适度的要求也在逐渐提升,在冬夏两季建筑环境调控面临更大挑战。是借助较多设备调控还是更加重视建筑设计来塑造高品质的人居环境,这是夏热冬冷和夏热冬暖两个气候区人居发展所面临的重大议题。

2 与夏季气候应对的相关研究

关于传统民居的本体研究存在较多维度,如建筑形态、空间特征、营造模式、结构类型及材料使用等,其中,建筑形态、空间特征与气候响应关联度较大,是从传统建筑到现代建筑设计转译的重要维度,也是历来研究者所关注的重点。

关于传统民居的研究最早可追溯到20 世纪30 年代的龙非了教授对河南、陕西、山西等地调查研究;之后20 世纪40 年代有刘致平、刘敦桢等学者对云南、四川等地古建筑、传统民居进行开创性研究;20 世纪50年代之后,关于传统民居的研究逐渐成为学界和业界关注的重点,研究范围不断扩展,成果资料不断完善,调研方法也越发成熟,以中国建筑科学研究院编写的《浙江民居调查》为代表;20 世纪80 年代至今,随着相关研究机构的成立,传统民居的研究进入多方位、多学科的综合研究阶段,其中,很重要的是将传统民居与环境、气候等结合研究,大大扩展了传统民居研究的深度和广度,进一步提升了传统民居研究的科学性。在某种程度上,南方传统民居以丰富多样的建筑类型、鲜明迥异的文化符号掩盖了针对建筑形态、空间结合地域气候的研究。

最早在1978 年,陆元鼎先生立足岭南地区,从朝向与布局、室内外空间处理、屋面和墙体、门窗、围墙、通风口、遮阳及绿化等层面,总结南方地区传统建筑通风与防热的技术经验[1]。之后,全国各地陆续开展了传统民居与地域气候的适应性探索研究。以岭南地区为代表,关于夏热冬暖地区传统民居的研究积累了不少相关成果。汤国华[2]从防太阳辐射、结构隔热、防雨防潮等多种角度,介绍了气候与建筑的关系,影响较大。谢浩分别就广东民居的建筑遮阳[3]和自然通风[4]开展研究,建筑遮阳主要包括屋顶、外墙、门窗、廊道、阳台、骑楼遮阳以及绿化和简易遮阳等方面,自然通风包括规划布局、天井及楼井、冷巷及廊道、门窗及室内隔断等方面。高娜等人的研究通过CFD 数值模拟,分析岭南地区竹筒屋自然通风模式,探索室内通风性能随天井尺寸的变化规律[5]。事实上,岭南地区建筑对于防热实践起步更早。1950—1958 年,留德建筑师夏昌世先生在岭南现代建筑创作中系统地研究了岭南新建筑防热的各种问题,并将屋顶隔热和窗口遮阳的研究成果付之实践[6],形成了“夏氏遮阳”,对岭南建筑创作产生深远的影响。

相比致凉需求较强的夏热冬暖气候区,夏热冬冷气候区传统民居夏季气候响应研究起步较晚,但成果也较多。李学的研究[7]从外部空间形态、内部空间形态和构造元素等三个层面,阐述江南传统民居的适宜性技术。王建华在研究[8]中提出,江南4个微气候区域传统民居形态特征和气候调节应对空间,总结四个区域民居基本空间模式。汪东升的研究[9]采用现场实测、风洞实验以及计算机数值模拟等方法,分析案例的风速场、风压场以及空气龄场,评价室内自然通风的质量,并提出改善室内自然通风的方法。杨维菊等人的研究[10]提炼江南水乡传统临水民居低能耗技术,包括传统建筑材料运用、气候缓冲空间、合理组织穿堂风、建筑的朝向及空气夹层的设置等,并提出改造策略。吴亚琦的研究[11]聚焦江南传统民居单体层面的缓冲空间,总结缓冲空间类型及影响因素,分别针对天井和檐下空间进行实地调研,并通过软件模拟,确定适合的空间尺寸和能耗情况。洪嫣岚的研究[12]通过江南传统民居典型案例微气候实测的方法,验证江南低层高密度空间特点对微气候营造的影响作用。郭卫宏等人的研究[13]从村落规划和民居单体两个层面,分析总结浙江东阳传统民居在适应本土气候方面的空间特征与构造措施。

以上研究都从不同角度建立了传统民居形态、空间与气候环境要素之间的关系,尽管南方地区各地的气候、文化也都有差别,事实上,在应对气候方面存在一些普遍性规律,这也正是之前研究涉及较少的。微气候中的热环境实质上是局部小气候中影响热环境的要素与建筑形态、建筑空间等多重耦合的结果。夏季致凉就是在炎热夏季,利用上述耦合作用机制,通过建筑形态和空间的应变,减少环境要素对热舒适度的不利影响,从而塑造出较适宜的建筑热环境。结合南方地区代表性案例的研究,探寻夏季气候应对普遍性规律,可理清响应湿热气候的共性,为当代居住建筑设计提供更好的借鉴。

3 聚落组团

南方地区人口稠密,地形复杂多样,山地丘陵占比较高,为减少对土地资源的占有,传统民居需要发展适用起伏地形的建筑结构形式,同时,以较为紧凑的聚落组团布局塑造低层高密度的人居环境。

3.1 紧凑布局的冷巷凉道

南方传统聚落总体布局较为紧凑,在聚落内部自然形成各种各样的巷道。南方传统民居多楼房,巷道两边的围合界面较高,建筑单体之间或建筑群之间形成高宽比较大的线型空间。这些巷道由于周边实体的遮挡,在夏季可避免阳光的长时间直晒,处于阴影之中,接受太阳辐射较少,获得阴凉的外部空间,成为冷巷凉道。许多传统村落主要街巷走势有利于夏季主导风向,通风效果十分显著。

这种现象在皖南传统村落中普遍存在。宏村集聚于雷岗山以南,各种冷巷不仅是丰富场景构成必不可少的要素,更是空间环境调控的典型。炎热夏季,人走巷间,凉意扑面。在夏热冬暖地区的福建传统民居和广府民居中也存在这种冷巷凉道。

传统民居的巷道空间,在白天上下部分存在温差,使得巷道空间形成较为顺畅的垂直拔风效应,在夜晚凉空气下沉,对巷道空间进行冷却,有助于建筑的散热。两边的围合界面通常为砖石砌筑的围护结构,在夜间吸收巷道中的冷量,来“对冲”白天的得热。

街巷又是良好的导风通道,能顺应风的走向进行引导,带动整个区域的空气流动。通常来说,传统聚落中主要街巷的方向与常年主导风向或者主要地形风夹角较小,使得气流能顺畅地进入街巷空间,带走街巷中和围合界面积蓄的热量,有利于散热致凉。同时,街巷中良好的风场也能带动庭院及建筑内部的自然通风。

广东省开平市锦江里村,民宅分成10 条巷整齐排列,是典型的梳式布局村落(图1)。根据汤莉的模拟研究[14],当村落巷道与来流风(2 m/ s)平行时,巷道口因阻力小,风便直接进入巷道,且由于巷道内狭窄从而提高了风速。巷道风速最高可达(2.33 m/ s),从而形成巷道风(图2)。

图1 广东开平锦江里村卫星图(来源:谷歌地图)

图2 锦江里村冷巷通风模拟图[14]

冷巷凉道在聚落中制造更多的阴影空间,达到“抱团致凉”的效果。在集中布局的村落中,狭窄的冷巷凉道既有助于节约土地,也创造了更多有情节的公共空间,符合乡村熟人社会的生活规则。聚落中的冷巷凉道犹如人体中的血脉,大大小小,触及各个角落,是聚落中能量和物质流动的通道。同时,密度较大的冷巷凉道能调节聚落内部的风环境和热环境,在南方地区具有较强的适应性。

3.2 建筑围合的庭院与天井

庭院和天井是南方传统民居中普遍存在的空间类型。庭院平面尺寸较大,通常超过围合建筑或构筑物高度的数倍,庭院天空开放度较大,这类空间较多出现在开间数较多的大型传统民居及多户聚居型的传统民居中。浙东南地区由于地少人稠,采用多户聚居的形式,每户占据有限的面宽,主屋、厢房及院墙围合出共用的庭院,有横长形、正方形,通过庭院组织居住空间,获得不同朝向的居住单位,提升了单位土地的户密度。由于庭院较大,对水平通风的阻碍较少,容易形成穿越居室空间的庭院风,依靠提高水平通风率的方式来克服湿热气候带来的不适感。此外,在宽敞庭院中种植合适的树木和布置水景都有助于改善夏季微气候。

相比庭院,天井平面尺寸较小,至少有一个边长远小于周边围合物的高度,天井的开放度较小,对太阳辐射遮挡影响明显,利用周边围合物自然形成阴影区域,可有效减少空间得热的总量。这类空间较多出现在布局紧凑的单户传统民居中。徽州民居是南方典型的内向型民居,外部标志性的马头墙耸立,对外封闭,几乎所有的空间都面向自身的天井,室内的采光、日照情况取决于天井尺寸及围合高度。徽州民居天井的高宽比较大,容易形成较深的阴影。天井还是典型的风井类型,天然具有垂直拔风的性能,尤其在外部无风或者静风条件下。天井的热压拔风可以驱动室内水平通风,将室内空间中的多余热量散发出去。两湖地区多采用单元重复式合院的民居形态[15],建筑四面围合,在天井中形成深深的阴影,遮蔽了直射阳光,以牺牲自然采光的方式获得阴凉空间。

广东、福建等地的“竹筒屋”传统民居则是将庭院和天井更加灵活地组合。尽管建筑多为一层,面宽窄,但进深三进及以上的却比比皆是。连续天井和庭院的存在,强化了建筑对环境的通透性,能更加顺畅地实现夏季热量消散。连续存在的天井和庭院为连续的自然通风提供进出口和驱动力,避免大进深建筑空间的风力衰竭。

处于南方中部的江汉平原地区,由于夏季气候较为炎热潮湿,民居布局也强调天井为中心,建筑内部多为穿堂布局,构筑形式多采用斗式,并设置“天斗”以利通风、遮蔽烈日和雨水。湖南西部的吉首市东正巷某宅,对外封闭,中间天井覆顶盖,主要起到遮挡直射阳光的作用,兼顾通风、采光、防雨等多重作用。最重要的是,由于“天斗”这一特色构筑形态的存在,对掠过屋顶的气流具有诱导下压、提速穿行作用(图3),进而带动天井内部的气流上升速度,促进下层近人高度空气的水平和垂直方向的流动,从而达到致凉的目的。

图3 湘西吉首市东正巷某宅的通风亭[17]及通风示意图

4 围护系统

传统民居围护系统包括屋顶、墙体及各类开口。基于夏季雨热同期的气候特点,南方传统民居空间普遍存在遮阳挡雨的需求,围护系统及形态成为建筑响应气候的核心要素。

4.1 遮阳挡雨的屋顶

南方地区传统民居大多采用坡屋顶的形式,挑檐较为深远,形态也较为轻薄。大屋顶犹如一柄大伞,对建筑本身形成庇护。南方地区夏季热量充足,过多的太阳直接辐射则会导致室内热环境恶化,因此,有效阻挡太阳辐射进入室内就显得格外重要。这种深挑檐有助于减少雨水冲刷和太阳辐射,延长建筑构件的使用年限。挑檐形成的檐下空间处于阴影之中,形成气候缓冲区,较为凉爽和舒适,在南方各地的多数传统民居中都有存在。某种程度上,大屋顶深挑檐是传统民居的一种自我保护。

台湾地区的部分族群还保留着接近原始状态的大草顶民居,如布农族的大草顶民居(图4),屋顶由当地的茅草层层铺就,屋顶高耸,檐口较低,建筑室内空间完全笼罩在大草顶所铸就的阴影之下。这种民居即使在炎热夏季,室内空间也能长时间处于阴凉的状态。在云南西双版纳地区,类似的传统民居采用巨大的四坡屋,屋脊高耸,屋面片瓦铺就。大屋顶的出檐庇护底下空间,减少太阳辐射和雨淋。屋顶坡度较大,除了在雨季能顺畅地排水,也能使室内垂直方向形成环境梯度,促进空气对流。

图4 台湾布农族的大草顶[18]

广西桂林传统民居也都采用了轻薄的双坡悬山屋面,大屋顶形成更深的阴影,室内空间更长时间处于大屋顶形成的阴影之中(图5),大大减少了得热,可以获得较为阴凉的室内空间。

图5 桂林白面瑶寨[19]

屋顶在山墙部位的出挑也可以起到保护建筑的作用。福建土楼在南方地区是一个特殊的类型,其形态包含了许多社会文化、民间习俗、族群矛盾等方面的因素,但不管是圆形的土楼还是方形土楼,都采用了出挑深远的双坡大屋顶。屋顶出挑形成阴影,减少外墙得热,尤其是对夯土厚度较小的顶层外墙,顶层及阁楼空间是得热最多的空间,大屋顶的遮阳作用不啻于一种补偿致凉(图6)。

图6 福建南靖瑞云楼大屋顶

南方传统民居的大屋顶和深遮檐是适应地域气候中多雨、强热特征的表现。在夏季热量过多的情况下,大屋顶能最大限度地庇护建筑空间,免于烈日暴晒,减少炎热带来的不适感。在某种程度上说,遮阳与采光又是此消彼长的关系,遮阳越多,势必影响室内采光。面对炎热夏季,南方传统民居需要牺牲局部的自然采光来换取热舒适。传统民居大屋顶既带来热庇护,也导致了部分光遮挡,这也反映了固定大屋顶在建筑环境自然调控中具有一定局限性。

4.2 协同庇护的檐构

除屋顶悬挑形成深遮檐之外,南方许多传统民居还存在各种檐构。在建筑山墙部位,尽管有悬挑的屋顶结构,但还不足以保护山墙。通常以增加披檐或增加披房的方式减少雨水对山墙的侵蚀。以坐北朝南的民居为例,东西向的山墙分别在上下午受较强的太阳辐射,披檐和披房增强了山墙的遮阳作用,形成阴影区域,协同大屋顶发挥庇护作用。在江浙、江西一带,表现较为明显(图7、8)。由于披檐和厦檐的存在,使得山墙部分开窗获得较大的自由度,在雨天不用担心飘雨的问题。

图7 浙江黄岩樟树下路许宅 [21]

图8 江西民居[22]

在两层及两层以上的传统民居中,坡屋顶、山墙的披檐或披房可能都难以有效遮挡保护建筑围护结构和空间,需要不同高度的厦檐发挥协同庇护的作用。在浙东南地区,为适应多山地形和充分利用稀缺的建设土地,传统民居大多为两层甚至三层的楼居形式,这样的建筑除最顶层的大屋顶之外,以下部分还有一层腰檐或两层腰檐,形成双重檐或三重檐的形态,在不同高度对建筑形成遮阳挡雨的有效庇护,使居住空间能避开外部环境的不利影响。此外,传统民居中还有腰檐、山檐、窗檐等形式,“百褶裙似的居屋,如一棵棵阔叶树,枝叶扶苏,屋与屋相连形成连绵之状”[20],对立面的门窗开口形成遮蔽,降低雨热因素对室内空间的负向作用。

事实上,由于各类檐构的存在,建筑立面的开门、开窗相对自由。在过渡季节,长时间开启加强室内的自然通风,可以提升人体热舒适程度。在炎热夏季,自然通风可削弱湿热空气带来的不舒适感觉。即使在雨天,受各种檐构庇护的门窗也可处于开启状态,创造室内良好的通风环境,排出室内的热量,增强蒸发致凉作用。

5 缓冲空间

南方传统民居在营建中大多采用自然材料,如木、土、石、草及经烧制的砖瓦等,难以形成具有较强热工性能的建筑。在现代建筑材料使用之前,传统民居以适应自然变化为主,通过各类缓冲空间来减弱炎热气候对居室空间的影响,以保证日常生活中的热舒适。

5.1 阁楼空间

南方传统民居多为坡屋顶,坡度较大,高跨比大多在1:3~ 1:4 之间,屋脊高度较高,自然形成了中间高两侧低的阁楼空间。阁楼空间通常作为生活用品、生产工具、农产品、柴草等储藏空间,南方地区素有“暑不登楼”[2]的传统,阁楼才是主要的起居空间。在夏季,屋顶受热较多,被加热屋面又向室内空间进行热辐射,导致阁楼温度较高,也间接影响到下层空间的热舒适性。在浙江、云南等地的两层及更多楼层的传统民居中,能见到的开敞的顶层空间,即只有大屋顶的遮蔽,四周没有墙体的围合,通过自然通风,使热量快速消散、不易积聚。

阁楼空间可以看作为一个变截面的空气夹层(图9)。由于空气是热的不良导体,对自上而下的热辐射有一定的阻隔作用,受热之后的空气与室外存在温度差和压力差,具备气流运动的基本条件。在炎热夏季,阁楼空间上热下冷,极易形成稳定的热空气层,若无朝外部的散热开口,阁楼热空气层极易形成闷顶效应,对阁楼以下空间形成持续热辐射,会导致居室空间温度过高。

图9 浙江绍兴某宅纵剖面凉热分布示意图(根据资料重绘)

南方传统民居中存在许多屋顶窗户(Roof window),这类开口不仅有助于阁楼空间多变功能的拓展,也提供了屋顶热量消散的重要通道。在有风的条件下,这些屋顶开口都可能成为阁楼空间通风的进出风口;在无风或者微风的条件下,只要存在必要垂直通道和压力差,这些屋顶窗户就成为烟囱效应的出风口,可以大大减少阁楼空间热量的积聚。

除了在屋面上设置开口,南方传统民居阁楼山墙部分通常也会设置通风孔或用砖砌筑较为通透的墙体,阁楼空间的热量可以从通风孔或透空处流出,起到散热作用。这类开口通常处于屋面出挑部分的遮蔽之下,受太阳辐射较少,在雨天也能保持开敞状态,有助于凉空气的进入使阁楼空间降温。

江南地区的传统民居在山墙顶部双坡合拢的三角地带采用了叠瓦透空的做法,江西东部的传统民居采用了类似木板百叶的形式,兼顾通风、防雨等多种功能。而西南的巴渝地区,当地的传统民居采用了“猫儿钻”(屋顶开口较小,仅容一只猫通过,故名),待屋顶受热后,阁楼温度升高,空气受热上升,经“猫儿钻”散逸,起到散热的作用,使阁楼气温不致过高,保证阁楼隔热效果的持续性。

可见,阁楼空间作为建筑顶部的空气间层,具有一定的隔热性能,但若形成闷顶,将对阁楼以下空间形成持续辐射,导致致凉效果不佳。屋顶需要设置连接阁楼空间的开口,作为通风散热的通道,才能发挥阁楼空间的隔热效果。

5.2 地面架空层

除了顶部的阁楼空间做热缓冲之外,南方许多地区的传统民居采用干栏式,即架空底层,将主要生活空间抬高至上层,这种形式具有十分悠久的历史和较广泛的分布范围。在距今6 000~ 7 000 年的浙江河姆渡遗址中,经过发掘证实,河姆渡遗址居住的史前先民采用干栏式建筑作为房屋。在《礼记·礼运》中有“昔者先王未有宫室,冬则居营窟,夏则居巢”的说法,在《旧唐书·南蛮传》中有“山有毒草,虱腹蛇,人并楼居,登梯而上,号为干阑”的记载。干阑式,也称干栏式,又称高脚屋,在东南亚、马达加斯加、中国大陆南方地区(尤其是西南地区)以及中国台湾等地区均有分布。干栏式民居可避免瘴气、潮湿、淹水,并防止虫蛇进入,保证居住的安全性。

面对潮湿、闷热的南方土地,若要获得相对干燥的居住基面,将主要生活空间和地面隔离开来,干栏式就成为必然的选择。底层终年处于建筑掩盖之下,空气阴凉,对上面的居住基面具有致凉作用。由于减少地面植被、构筑物等对气流的阻碍,抬高的居住空间可以获得比地面层更良好的通风条件。我国云南地区的傣族竹楼民居,就是采用了在平地上架空底层的做法。避免潮湿和虫蛇骚扰,更重要的是能促进通风,减少热量积聚,将夏季过多热量“隔离”在室外。

这种底层架空的做法在起伏的山地环境中也具有较强的适应性。通过契合地形的底层架空结构,造就生活空间所需要的基面,形成完全架空、局部架空等形态,充分利用山地来拓展居住空间,同时,将居住面与潮湿地面脱离,削弱湿气和热量的传导作用,有助于保持室内空间的干燥。贵州、湖南等地的吊脚楼民居就是干栏式建筑长期适应复杂地形的演化形态。

在地势平坦地区,传统民居在铺设室内地板时,地板抬高与地面保持 15~ 30 cm 的间距,设置石质或砖砌支座作为支撑,在地板与夯实地面之间形成了一个低矮的空气层。墙基设置通风口,保证架空层空气流通,起到防潮作用,也避免地面直接传热,有效调控室内空气温度和相对湿度。

5.3 廊道空间

这里的廊道空间是连续的线形、有顶盖的半开敞空间,与建筑主体空间紧密相连,在生活中具有通勤、休憩、遮阳、避雨等作用。根据结构系统区分,廊道空间可分为檐廊和柱廊。檐廊源自上部屋檐投影范围超过外墙,而柱廊则是指建筑最外围的列柱与建筑外墙之间的半开敞空间。南方传统民居中的廊道空间既有单纯的檐廊,也有完整的柱廊,更多的是檐廊与柱廊不同形式的组合和叠加,通常柱廊在内,檐廊在外。出挑的屋檐使位于廊道空间中的支撑构件获得庇护,避免直面日晒雨淋,这也符合木构建筑体系下的建造逻辑。廊道空间的致凉作用早有认知。宋代诗人梅尧臣在《中伏日妙觉寺避暑》中曾写道:“高树秋声早,长廊暑气微,不须河朔饮,煮茗自忘归。”廊道空间主要依靠对太阳辐射的遮挡,使底下的空间免于烈日的炙烤,较长时间处于阴影之中,在炎热夏季削弱暑气、增强空间热舒适。

5.3.1 建筑廊道

在夏热冬暖地区,介于室内空间和室外空间之间的廊道空间几乎成为必备的空间形态。在福建等地的传统民居中,底层通常设置了檐廊或柱廊,底层的腰檐既可以看做巨大的挡雨篷,也可视为从主体结构“生长”出来的水平遮阳“构件”。土楼以其方形、圆形或椭圆形厚实夯土外墙著称,而内则是一圈圈深深的挑檐和连续的廊道空间(图10)。根据相关土楼测绘图[23],土楼的屋顶挑檐在1.5 m 左右,回廊为1.2 m 左右,从檐口到墙面约有2.7 m,仅略小于楼层高度(图11)。在土楼中,夏季太阳“晒不进”的廊道空间和“晒不透”的厚实夯土外墙一起构筑了热舒适性的保障,形成了“冬暖夏凉”的室内居住环境。

图10 福建南靖钟兴楼的挑檐及回廊空间

图11 怀远楼走马廊木构架详图[23]

浙江传统民居的底层厦檐出挑深度在1.35 m 左右,若加上柱子和墙壁之间的空间,廊道空间总深度可达到3.0 m 左右,与底层檐口高度接近。根据空间形态,廊道空间可分为一字廊、C 形廊和回廊等[24],取决于建筑总体布局和形态。宽阔的廊下空间为居住者使用创造了条件,成为室内空间的延伸和补充(图12)。在夏季,宽阔的廊道空间在白天可以遮挡太阳辐射,制造阴影,在夜晚可以导风,成为使用者围坐乘凉的场所。在雨天,宽廊更可以起到遮风避雨的作用,邻里之间的交往不受外界天气的干扰,朝向廊道空间的门窗可以全部打开,让雨天室外较凉空气流入室内,缓解室内的闷热。

图12 浙江平阳顺溪陈氏老宅

南方传统民居的廊道空间不仅存在整体连续分布的形态,也有片段分布的形态。由于南方地形多变,因地制宜的传统民居形成多样而独特的建筑形态。在山地环境中,在吊脚楼中设廊悬挑的现象较为普遍,分布在建筑两面或三面,步廊宽度在2 尺8 寸左右[16]。这些廊道空间在形成阴影的同时,也为水平通行、农作物晾晒等提供方便。这些传统民居为适应地形,需要在局部做出悬挑、吊脚的处理,出挑吊脚部分有柱子承托屋顶出挑部分,形成外挑的廊道空间,兼顾了挡雨和遮阳的双重功能。

5.3.2 公共通廊

在江南地区,传统村镇在沿水处设置了通廊空间,营造出尺度宜人的临水氛围。这些公共通廊,既是步行通道也可停留休憩,在水网密布的江南水乡深受村镇居民的青睐,不仅是空间的延伸,扩大了生活空间、促进了邻里交往,而且由于热缓冲作用切实改善了底层空间的热环境。在南方的内陆地区,也存在类似的公共通廊,如四川地区,在传统村镇中,房屋联排建造,在朝向公共街巷的一侧,每家每户都留出宽阔(超过3 m)的廊下空间,形成连续的柱廊空间,满足当地居民在空闲之时喜欢“摆龙门阵”的需求,同时,也构筑了第二层面的步行通道,适应雨季摆摊、通行及邻里交往的空间使用。四川地区的公共通廊也创造了深深的阴影空间,被当地人称为“凉厅”。由于狭窄的街巷和通廊的缓冲,底层外墙在夏季避开了太阳直接辐射。

6 结语

本文以夏季致凉需求为切入点,结合南方典型地区的案例研究,探讨传统民居响应夏季气候的共性应变特征,并尝试提炼形态、空间的普遍性规律:①在聚落组团层面,紧凑布局在建筑之间自然形成高宽比较大的冷巷凉道,因两侧建筑的遮挡而受太阳辐射较少,因而温度较低;聚落内的巷道又成为内部的导风通道,有助于建筑单体夜间散热。庭院较大,主要通过自然通风来致凉;天井较小,依靠周边围合的建筑相互遮挡形成阴凉空间,同时作为垂直通风的风井。② 在围护系统层面,传统民居缺乏现代防水材料,采用具有遮阳挡雨作用的坡屋面,遮蔽直射阳光,各类檐构对建筑外墙、门窗开口形成协同庇护,使主要居室空间处于阴影之中,以自然采光的削弱来换取热环境的改善。③在缓冲空间层面,南方传统民居中以阁楼、底层架空层及廊道空间作为主要缓冲空间。阁楼作为坡屋顶的衍生空间,具有一定的隔热作用,屋面和山墙的各类开口促进通风,避免阁楼热量积聚;底层架空做法有助于保持室内干燥、减少地面传热,在较高的基面上获得较好的室内自然通风条件;南方传统民居中普遍存在的檐廊和柱廊空间体现了木构体系中建筑物的“自我保护”,并通过制造阴影对夏季热环境起到正向的调节作用。

南方传统民居在形态、空间方面的特征是基于气候、文化、建造方式、材料等多方面要素长期综合演化的结果。必须指出的是,南方传统民居形成的室内环境与现代人居环境标准是有一定距离的,以朴素的环境调控来实现基本舒适的人居环境,适应了传统社会较低水平的居住环境需求。解析传统民居对气候应变之道,并从中获得营建智慧,通过融合现代建筑科学发展成果,有助于增强城乡人居气候响应性能、提升室内环境品质及降低建筑空间能耗。

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