鄂东南传统民居的气候适应性研究Climate Adaptability Study of Traditional Dwelling House inSoutheast Hubei Province 参见荆州百年（上卷）19001949p109。 参见乾隆五十九年（1794 年）九月二十四日上谕。见 希元：荆州驻防志卷三 p59 早期 3 间房多在最东梢间南侧开门，整座房屋形似口 袋，因此称做“口袋房”。开门的东面一间称“外屋”、 “堂屋”，通常也是烧火的灶台所在；西面屋又称“上 屋”，中间连接“上屋”与外屋的一间则是小辈住房。 上屋里南、西、北三面筑有“”字形大土坯炕，称 为“万字炕”，火炕是满族人家住房主要的取暖设备， 人们的室内生活主要是在炕上。东北满族传统民居 的室内陈设也与万字炕格局相应。南北炕靠山墙的 一端摆放炕柜，上叠放被褥枕头等寝具卧具，俗称 “被格”。西炕为满族人家放置“祖宗匣子”的地方， 不许坐人。通常放与炕长相等的“堂箱”，装粮食和 衣物。箱盖上摆放香炉、烛台等供器以及掸瓶、帽筒、 座钟等日用陈设。 满族多将烟囱坐落在房西或房后地上，以一段横烟道 与烟囱相连，这也叫“跨海式烟囱”。 东北的许多人家 里，儿子娶妻生子后仍与老人同住一室。但为避免不 便，常是把两、三开间的居室用木板糊纸作“软间壁”， 从炕面到房梁栅成里外两个空间，也有的是在相应位 置设活动的栅板，晚间安放，白天撤去。 尽管在一定程度上，这可能是因为晚清以后江陵城 市发展处于一种相对的停滞状态，而大型合院在后 来的城市发展中被替代的成本较高的缘故，因而导 致后来可以考察的民居实例以大型合院为主。但因 荆州现有传统民居实物已不多见，所以也难以确认。 引自张德魁：荆州民居略窥/华中建筑，1997 第 4 期， p76。张乾李晓峰Zhang QianLi Xiaofeng摘 要 中国传统民居具有良好的气候适应性，深入地研究传统民居的气候适应性，发掘其中有价值的策略和技术，对当今的生态建筑设计很有帮助。通过对湖北省阳新县玉堍村传统民居的热舒适性实验和分析 研究，发掘鄂东南传统民居解决夏季热舒适性的关键方法和技术，探索传统民居气候适应性的根源，揭示 了传统民居在解决气候适应性问题方面不同于现代生态建筑的方法和思路。关键词 传统民居 热舒适性 气候适应性 ABSTRACT Chinese traditional dwelling houses have good climate adaptability/ Through deeply research to find out the valuable maneuver and technology which help to achieve good climate adaptability in traditional resides will great promote the ecological architecture design today/ Through the thermal comfortability examination and analysis in Chinese traditional dwelling houses on Yuwan /Yangxing County/ Hubei Province /to find out the key method and technology of the houses to prevent too heat in summer/ seek the way to achieve good climate adaptability in traditional resides/ open out the different ways between traditional resides and modern ecological architecture to deal with the climate adaptability problems/KEY WORDS traditional dwelling house，thermal comfortability，climate adaptability参考文献1张国刚/ 唐代家庭形态的复合型特征/历史研究，2005（4）：84992赵生瑞/ 中国清代营房史/ 北京：中国建筑工业出版社，1999/3王其明，茹竞华/ 圆明园附近清代营房的调查分析/ 北 京：中国建筑工业出版社，1984/中图分类号 TU-05 文献标识码 B文章编号 1000-3959 （2006 ）01-0026-05 传统民居的气候适应性被广为赞誉，深入地研究传统民居的气候适应性，发掘其中有价值的 策略和技术，对当今的生态建筑研究很有帮助。2005 年7 月，我们在湖北省阳新县玉堍村进行了一 次民居热舒适性实验。试图找出民居解决夏季热 舒适性的关键，探索民居气候适应性的根源。续记录，每小时记录一次。天气状况：今年夏季最热的天气段，连续9 天 持续晴热高温。18 日和19 日天气晴热，南风23 级。18 日午后13：0014：00 左右出现短暂多云天气。收稿日期2005-09-09二实验样本的选择和***热感受在进行广泛的走访后，根据当地居民的意见和笔者实际的体验，选择了当地民居中热舒适性 最好的新、老民居各一处。还选择了村里一处著名 的官宅（此建筑建造规格高，材料和施工都很考 究，但是热舒适性却很差），作为反例进行分析。同 时还选择了室外树荫下作为测量点，不仅可以反 映天气的状况，而且还可以和建筑内部状况进行 对比研究（图1 ）。1 样本 1 ：传统民居，李氏支祠老宅 李氏支祠老宅是一处保存比较好的传统民居，始建于***初年，典型的南方传统天井式民居，是 当地村民公认的热舒适性最好的。建筑东西朝向， 正面朝西。建筑外墙体采用 400 mm 厚传统“金包 银”砖墙，内部隔墙部分使用砖墙，部分使用土坯。一实验方案设计阳新县属于夏热冬冷地区，农村夏季是农忙期，需要获得较舒适的居住环境保证休息质量，以 应付繁重的体力劳动，冬季是农闲期，可以在家生 火取暖，因此，当地传统民居在设计建造时主要考 虑避免夏季过热。因此我们考察研究的重点也放 在夏季热舒适性方面。实验地点：湖北省阳新县玉堍村。 实验时间：2005 年7 月18 日上午8：007 月19 日上午8：00。 实验设备：温湿自计仪，电子微风仪。 测量数据：温度、湿度、风速。 测量方法：选择连续的晴热天气，24 小时连作者单位：华中科技大学建筑与城市规划学院（武汉，430074）1 样本的位置分布 3 李相建宅平面图和测试点 4 光禄大夫第平面图和测量点2 李氏支祠老宅平面图和测量点 a 一层平面 a 光禄大夫第平面a 李氏支祠老宅平面 b 二层平面 b 光禄大夫第测量点b 巷道口的测量点 B c 李相建宅测量点c 向前看巷道d 向后看巷道祖堂 侧天井 侧天井 祖堂祖堂 天天中堂 井井天井通畅的巷道通风 B 测量点祖堂 前厅 加建部分 A 测量点入口 加建部分 加建部分加建部分 N样本 1 ：李氏支祠老宅 样本 2 ：李相建宅 样本 3 ：光禄大夫第 样本 4 ：室外树荫下 N1 2a2c 2dN 柴卧室 卧室 房 卧室卧室 院子 厕所 卧室 卧室 客厅测量点起居室 厨厕所 储物间房储物间 洗脸间 入口 3a 3b重建部分 祖堂 天井 天井天井天井 中堂测量点 建筑单体设计中老虑了 通风留出了通风巷道 天井天井 入口 0 0/5 5 m N4a庭院和天井为青石地面，室内是三合土地面。建筑内部通过 3 个天井串联，形成了通畅的通风巷道， 非常凉爽舒适，中午我们都喜欢去那里休息纳凉。 走进老宅，明显感觉空气清凉，微风阵阵，当天天 气预报最高温度 38 ，但是中午坐在巷道口***感 觉舒适凉快，不会出汗。为了对比传统民居中庭院和室内的热舒适性， 在此宅中选择了2 个测量点。选择天井旁舒适的巷 道口作为测量点B ，同时选择了B 点旁边的一户人 家的卧室内作为测量点 A （图 2 ）。2 样本 2 ：新民居，李相剑宅 李相剑宅是当地一个乡村建筑师李相剑的住宅，3 层楼的新民居，建于1983 年，是村里第一批 新民居。采用实心红砖、水泥、楼板等新材料建造。 共3 层，1 2 层住人，3 层只有半层高，作为仓库， 存放粮食和杂物，兼作隔热层。建筑东西朝向，正 面朝西。为了节省材料，降低造价，建筑非常简单 实用，一层窗台下是实心砖墙，上面全部是空斗 墙，只有正面用水泥砂浆抹灰，侧面和背面都是清 水砖墙，屋顶是传统小青瓦的坡屋顶。外观非常简 单，没有任何装饰，给人的感觉甚至有点简陋，但 是却具有良好的热舒适性。在下午2 ：00 左右最热 的时候，室内温度适宜，有微风，躺在竹***上睡觉 很舒服，人不觉得热，不出汗。本宅的测量点位于 2 楼靠西面的卧室，而没有 选择靠北的最凉快的卧室，这样选择的目的是为了 和李氏支祠老宅A 测量点获得类似的空间位置，两 个测量点在西面都有一个房间间隔， 这样更有利于 分析问题（图3 ）。3 样本 3 ：传统民居，光禄大夫第 光禄大夫第建于清朝末年，是二品***的宅邸，典型的传统南方天井式住宅形式，建造规格较 高，用材比较考究。建筑东西朝向，正面向西。建 筑墙体全部采用400 mm 厚传统“金包银”砖墙，庭 院和天井为青石地面，室内是三合土地面。建筑从 用材、空间设计到建造都相当不错，然而它却是村 里人公认的热舒适性最差的传统民居，村支书曾经 在里面住过好多年，用他的话来形容就是 “夏热冬 冷”。测量点位于中堂靠近天井的位置（图 4 ）。4 样本 4 ：室外树荫下样本 4 选择在光禄大夫第后面不远处的高地 上，由于地势高所以通风效果比较好。测量点选择 在一片小树林中（图5 ）。由于是室外，没有任何围 护，所以温度变化剧烈，不稳定。下午太阳落山后 直到早上 8 ：00 以前，室外都比较凉爽舒适，尤其 是夜间，即使是夏季最热的天，室外夜间也非常凉快。但是早上 9 ：00 以后就逐渐热了起来，中午2 ：00 的时候最热，***感觉酷热难耐。本测量点的温度、湿度和风速的数据。为了方便对比，把 4 个样本的温度和湿度数 据合成在两张图中，同时标出了不同时间段人的 活动，这样就可以将室内热环境的变化和人的活 动结合在一起研究（图 6 ）。风的指标采用平均风三测量结果与对比分析通过 24 小时连续测量，我们获得了 4 个样271/2006NEW ARCHITECTURE5 室外树荫下6 样本温度、湿度曲线与人的活动时段a 温度曲线b 湿度曲线7 样本平均风速5温度 38 37 363534 3231 302928272625 室外农活 室内活动 睡眠 室内活动 室外农活 室外活动 睡眠 室外农活24 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 2 2 2 4 2 4 6 82005/7/18 2005/7/19 时间李氏支祠老宅 A 点 李氏支祠老宅 A 点 李相建宅 光禄大夫第 室外树荫下6a相对湿度 100%90%80%70%60%50%40%室外农活 室内活动 睡眠 室内活动 室外农活 室外活动 睡眠 室外农活8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 2 2 2 4 2 4 6 82005/7/18 2005/7/19 时间李氏支祠老宅 A 点 李氏支祠老宅 A 点 李相建宅 光禄大夫第 室外树荫下6b平均风速 m/s21/81/61/41/210/80/60/40/20李氏支祠老宅 A 点 李氏支祠老宅 A 点 李相建宅 光禄大夫第 室外树荫下718 ：30 的热舒适性比李相剑宅好，这与传统民居厚重的墙体的热稳定性有关。而李相剑宅的降温比 较快，在晚上20：00早上6/00 时段，李相剑宅温 度比李氏支祠老宅B 点低，这得益于李相剑宅空斗 墙较少的蓄热。李相剑宅的湿度在 53% 71% 之 间，相对于李氏支祠老宅 B 点58% 81% 的湿度要 小，这和测量点的选择有关，李相剑宅的测量点选 择在楼上，所以湿度较小。从数值分析和***感觉 上来说，李相剑宅的热舒适性稍胜一筹，而且是室 内环境，卫生条件比较好，李氏支祠老宅 B 点是半 室外环境，密闭性差，蚊虫多。李氏支祠老宅 A 点和光禄大夫第的热舒适性 较差。李氏支祠老宅 A 点位于传统民居的室内，窗 户很小，通风条件很差，基本上没有风，而且很潮 湿，湿度63% 86% 。光禄大夫第的测量点通风条 件也很差，基本上没有风，湿度64% 80% 。早上8：00 一直到次日凌晨 3：00，光禄大夫第测量点的 温度一直高于李氏支祠老宅 A 点，温差在0/21 之间。凌晨4：00早上8：00，光禄大夫第测量点 温度下降比较快，温度低于李氏支祠老宅 A 点。这 和光禄大夫第测量点离天井比较近有关系，比较 容易接受到天井下降的冷空气，凌晨 4 ：00 以后， 墙体蓄热基本放完，天井对流换热的效果开始 明显起来，温度下降较快，而李氏支祠老宅 A 点 由于对外的窗户很小，热量难以散发，所以降温 很慢。 除了利用天井的热压通风，传统民居还利用风压通风，即通过捕获自然风，引导进入建筑内 部，然后利用缩小的巷道减小通风的截面面积，从 而加速风的流动，获得较好的通风效果。乡村通常 地势开阔，有明显的自然风，通过合理的***，风 压通风的风速通常在1 m/s 以上，这种风速***有 较明显的吹风感，散热作用比较明显。热压通风和风压通风适用的地方不同。在传 统民居中，由于空间结构的***和私密性的原因， 不可能***巷道风直接穿越卧室，风压通风只能在 庭院中被实现，室内则主要依靠天井热压通风。这 就造成了夏季传统民居中最舒适的地方不是室内， 而是庭院和巷道口。在李氏支祠老宅的测量中充分 证明了这一点，巷道口平均风速1/4 m/s，凉风阵阵， 而室内风速几乎为零。风速小使得室内的热量很难 被带走，室内测量点的温度一直比巷道口的温度 高，温差在1/52/5。通风条件的不同造成的室 内和庭院的热舒适性差异是非常明显的。2 小环境对热舒适性的影响单从建造技术和建筑材料的隔热性能来看， 光禄大夫第是最好的，李相剑宅是最差的。从建筑 单体的角度来看，所选择的3 个民居，建筑平面设 计都考虑了通风的***，都具备良好通风的条件， 包括实际通风条件很差的光禄大夫第其通风设计也 非常完善。因此单从建筑单体来考虑，光禄大夫第 的热性能应该是最好的，但是实验结果和***感觉 却恰恰相反。通过观察和分析我们发现，除了建筑本身的 热性能外，建筑所处的小环境对建筑内部的热舒适 性影响非常大，它对建筑的遮***和通风都有很大的 影响。（1 ）李氏支祠老宅小环境分析 李氏支祠老宅南边是篮球场、稻田、小广场，非常开敞，只有2 栋低矮的平房，同时南墙周围的 建筑形成了一个捕风口，刚好将夏季的南风引导至 建筑内部，然后进入贯通建筑南北向的通风巷道， 获得了良好的通风效果，对建筑降温非常有利。建 筑的东面和北面都有密集的建筑遮挡，基本不会受 阳光的直接照射。建筑的西面有一些加建的建筑可 以帮助遮挡部分西晒阳光，但是测量点A 外的西墙 前面是没有任何遮挡的晒谷场。墙体吸热、蓄热量 非常大，经过一天的暴晒，下午5 ：00 左右西墙用 手摸明显感觉很热，对测量点 A 的温度影响非常 大。正是小环境造就的良好通风条件使位于巷道 口的测量点B 凉爽宜人，而西晒和通风***造成了 室内测量点A 的炎热难耐（图8 ）。四影响民居热舒适性的关键因素1 通风对热舒适性的影响在防止夏季过热方面，传统民居主要依靠两 种方法：一是通过墙体和屋顶遮挡，避免阳光直 射，减少建筑的得热，二是***良好的通风带走热 量。在村里建筑密集建造互相遮挡的环境中，虽然 墙体不会被直接照射，但是屋顶还是会受到太阳 的直接照射而获得热量，必须依靠通风带走这些 热量才能保证良好的室内热舒适性。如果通风不 良，这些热量无法被顺利带走，积累起来就会造成 室内过热。因此通风对于建筑降温非常重要。从测 量结果中我们可以发现，通风效果的好坏对热舒 适性有着非常大的影响。传统民居的通风方式有两种：热压通风和风压 通风。热压通风是依靠天井热压效应的通风方式， 风速通常很小。经过测量发现，鄂东南传统民居中 运作良好的天井热压通风风速通常只有0/ 2 m/s0/ 3 m/s/这样的风速***不会有明显的吹风感，只 有轻微的***凉感。速，反映一天的通风状况（图 7 ）。在所选择的4 个样本中，李氏支祠老宅B 点和 李相剑宅的热舒适性较好。这两个地点不仅温度、 湿度比较低，而且风速较大，***感觉舒适。李 氏支祠老宅B 点在白天高温时段，尤其是14：00 28NEW ARCHITECTURE 1/20068910李氏支祠老宅小环境分析李相剑宅小环境分析 光禄大夫第小环境分析a 光禄大夫第小地形分析b 从南面的山上看整体环境cd e南面挡风的山周围的陡坎 西面的山口（2 ）李相剑宅小环境分析在采访房主乡村建筑师李相剑时，得知该住 宅设计特别注意了夏季防热问题。选址注意周围建 筑对通风的影响，选择比较有利的地形，同时建筑 平面设计有意识进行了通风设计，建筑通风非常顺 畅。建筑平面作九宫格布局，西面因为西晒的原 因，全部作储藏等辅助用房。南北向都有卧室，据 主人介绍，夏天热的时候就住北边的卧室，冬天就 住南边的卧室。考虑到防晒，屋顶没有用楼板做平 屋顶，而是加高半层，用青瓦作了坡屋顶，既解决 了存放粮食的问题，也兼作隔热层。从环境分析图上，我们能够发现建筑选址的 妙处。建筑的南边是开阔的稻田，南风可以毫无遮 挡的吹过来，前面和后面的两排建筑刚好形成了 一个通风的通道，而李相剑宅就位于通风通道的 中间，同时和西面的 3 层小楼房靠近，利用它遮挡 西晒的阳光，很大程度上避免了东西朝向带来的 不利。正是由于良好的小环境和建筑设计时防热 的考虑使李相剑宅具有良好的热舒适性（图 9 ）。（3 ）光禄大夫第小环境分析 光禄大夫第周围小环境不利于建筑的通风降温。从图10 上可以看到，建筑的南面完全被山遮挡， 无法接受到夏季南向来风。而且建筑本身位于一片 低地中，东面和南面被一个陡坎包围，陡坎高度基 本和建筑高度相同。这种格局更加剧了建筑通风不 良的状况。建筑周围光秃秃的，没有任何建筑或者 树木遮挡，从早上太阳升起，建筑就完全暴露在烈 日下。尤其是下午，西晒的阳光直接通过天井和大 门深入建筑内部，造成内部过热。经过一天的暴晒， 外墙温度很高。墙体蓄热到了夜间开始释放，由于 通风***，热量很难被带走，所以夜晚内部降温非 常慢，直到凌晨 3 ：00 左右才觉得稍微凉快一点。通风***，加上地处低洼地，造成了建筑内部 湿度过大，64% 80% 的湿度使***感觉更加闷 热。这种小环境到了冬季对于保温也非常不利，西 面正对着山口和开阔地，导致冬天的西北风长驱直 入，直接正对着建筑的大门吹，导致冬季室内寒 冷。从这个例子我们可以看出，建筑的热舒适性不 仅取决于建筑单体的热工性能，也与周围的小环境 关系密切，虽然单体设计不错，但是如果周围的小 环境***，建筑的热舒适性可能会很差。据当地村民介绍，当年光禄大夫第的选址特 别注意了风水。前面正对案山，面临开阔的平地和 小河，背后有靠山，左右群山环抱，符合传统风水 理论最佳选址的要求，可惜这种风水的考虑不仅没 有好处，反而造成了很不利的小环境。这个依据风小广场 周围的建筑形成风道空地 院子 院子 广场 篮球场 建筑形成捕风口，主导风向稻田开阔无遮挡一层平房 空地 晒谷场 西面有部分遮挡 稻田 水塘 西边的三层房挡住了部分西晒89环绕建筑的陡坎使建筑通风严重*** 东南方向被高山完全遮挡 无法接受到夏季东南风 周围没有任何建筑或者树木遮挡 完全暴露在烈日下 冬季西北风长驱直 入西北方向开阔正对山口 稻田 10aN10b10c10d10e水理论选址失败的特例值得我们深思。传统民居内部围绕天井的墙面为了采光和通风，都不用砖墙，而是布满孔洞的木隔扇，上面糊一层纸， 隔热性能非常差。这就造成热量可以通过薄弱的隔 扇和天井大量向外散失。拥有厚重的墙体和天井的 传统民居就像一个开了口的保温瓶，四周的保温效 果虽然好，但是顶上却有一个很大的热流通道，不 可能获得良好的热性能。那么传统民居良好的气候适应性从何而来？我们认为传统民居依靠两种方法和策略来实现：一五对传统民居气候适应性本质的思考单纯从单体建筑热工性能的角度考虑，传统民居的热工性能并不好，甚至可以说很差。虽然建筑 的墙体很厚，隔热效果好，但是屋顶过于薄弱，单 层的瓦屋面隔热和保温性能非常差。而且屋顶的面 积很大，因此屋顶对于建筑热性能的影响非常明 显。不仅如此，屋顶上还有几个完全敞开的天井，291/2006NEW ARCHITECTURE13 传统民居和现代居住建筑空间利用模式的对比11 天井热压通风的形成条件12 传统民居的有***密集建造a 传统民居空间利用b现代居住建筑的空间利用居内部，具有良好的私密性和领域感，非常适合人的活动。3 特殊的空间利用模式 传统民居中有***密集建造和内部多样性空间的实现，都来源于一种和现代居住建筑截然不同的 空间利用模式。传统民居对空间的利用模式：尽量 压缩公共空间，只保留最基本的交通空间，将空间 更多地放在建筑内部，形成半室外的天井和庭院（图1 3 ）。由于有了内部的天井和庭院，可以依靠面 向天井和庭院的内部的面采光通风，这样建筑就可 以建造得很密集。同时形成了三种空间层次：室内 空间、建筑围合的半室外的庭院空间、公共空间， 这样可以很好地利用室内空间和室外空间的优势。这种空间利用模式和现代居住建筑完全不同。 现代居住建筑将空间简单地划分为两种类型：私 密的室内空间和公共的室外空间。由于没有天井 和庭院，必须依靠建筑外围的面采光，为了保证建 筑的采光通风，必须控制建筑的间距，将大量空间 划分为公共空间，不可能密集建造。它的空间类型 很单调，建筑内部完全是私密的室内空间，外部完 全是开放的公共空间，而且是众目睽睽下的公共 空间，私密性不佳，很多活动无法在其中进行，使 得这种夜晚最舒适的空间部分无法被有效利用。从传统民居和现代居住建筑对空间的利用模 式对比中，我们可以发现传统民居的智慧。虽然传 统民居单体热工性能不佳，但是却很好地利用了 群体的力量。而现代生态建筑的视野则过多地局 限在单体内部，希望通过加强单体的热调控能力 来解决热舒适性的问题，很少考虑建筑群体的利 用。一般规划过程中也只是认识到了密集建造不 利的方面，通过如控制日照间距，控制容积率的方 法控制建筑密度以求获得较好的环境，而没有认 识到密集建造可能带来的好处，也很少能够像传 统民居那样利用密集建造带来的好处。传统民居 这方面的智慧和处理方法值得现代建筑师学习和 深思。高温区周围 的 建 筑周围 的 建 筑低温区11室内空间室内空间庭院空间公共空间很小公共空间很大 缺乏私密性和领域感庭院空间室内空间室内空间1213传统民居的空间利用模式现代居住建筑的空间利用模式是有***密集建造的群体优化效应，二是民居内部多样性空间的优化组合利用。气温度有什么
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