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1、第21卷第4期重庆建筑大学学报Vol.21No.41999年8月JournalofChongqingJianzhuUniversityAug.1999文章编号:1006-7329(1999)04-0024-05中国传统四合院式民居的生态环境121冯雅,杨红,陈启高(1.重庆建筑大学建筑城规学院400045;2.华中理工大学建筑系武汉430074)摘要对中国传统民居四合院建筑所形成的室内气候、空气质量等进行分析,得出这一传统的建筑形式是改善室内环境质量有效方法,它对于建设可持续发展的人类居住环境,创造与自然生态相适应的建筑形式,具有一定的借鉴作用。关键词传统民
2、居;生态环境;室内环境质量中图法分类号TU241.5文献标识码A1992年联合国环境与发展大会以来,可持续发展的人居环境建设,已成为全球人们所关注的议题。尤其是近年来人们过分地追求和滥用建筑技术设备,所带来的建筑环境污染,人类居住环境不断恶化,因此,人们正在寻求人类生存可持续发展的各种方式,具有良好的自然生态环境的建筑形式。我国传统民居四合院建筑就是很有代表的生态建筑形式之一,它是以中国古代建筑实践经验总结出的风水设计理论为依据,紧紧围绕着中国传统文化和科学技术基本原理这二个基本方法流传至今。虽然在科学技术应用上显得简单和原始,但它能通过这一建筑形式的科学基
3、本原理体现出,具有调节室内微气候功能。由于四合院建筑围护结构的封闭性,院内植被所形成的生态条件,它能有效地阻止室外干扰因素,保持清新宜人的室内空气质量和安静的环境,利用建筑围护结构,屋檐、天井等进行庶阳、通风、采光、保温、防止室外噪声干扰等,创造出冬暖夏凉舒适的气候条件。本文想通过几种四合院建筑实例,从建筑技术科学角度和空气质量方面来介绍这一建筑形式。1具有热微气候的调节能力我国幅员辽阔,南北跨越热、温、寒不同的气候区,气候类型多种多样,各地气候也各有不同,因而我国传统的四合院民居建筑形式有不同的围合方式和称谓。北京四合院、福建的团楼、云南丽江三坊一照壁,四
4、合五天井、安徽微州民居、新疆/阿以旺0民居、四川的/四水归堂0等。但都有其共同的特点,就是封闭的围护结构,开敝的天井以及院内植被绿化。对于我国北方和严寒地区,由于冬季盛行的干冷偏北风,冷天时间又相对漫长。为了加强建筑的保温,四合院建筑围护结构有良好的封闭性,墙体较厚,能有效地防止门窗冷热桥作用,节约了能量,而且院内平面尺度较大,普遍采用平房以求在北方纬度较高的寒冷地区获得较多的太阳辐射能量。我国南方地区,夏季气温高,尤其是长江流域和华南地区温湿度高,时间长、热环境条件差,因此,四合院建筑主要突出是遮阳,隔热、通风,一般建筑为二、三层,院内平面尺度较小,纵向尺
5、度较大,顶部仅留一小尺度天井口,加之院内建筑间相互遮阳,以尽量减少院内太阳辐射。以福建漳洲地区土楼图3为例,由于外围护结构高达10m以上,对外开窗面积较小,墙体厚度达1.5m~2m,墙体材料为蓄热系数良好的土壤,因此具有良好的热稳定性和恒温特性。如果我们取墙体厚度1m收稿日期:1998-03-25作者简介:冯雅(1959-),男,四川雅安人,重庆建筑大学高级工程师,博士,主要从事建筑技术方面的研究。第4期冯雅等:中国传统四合院式民居的生态环境25图1北京四合院图2新疆民居图3福建土楼图4围护结构对室内温度波的衰减图5永定古竹苏宅图6云南丽江四合院[3]-5处
6、温度波进行分析计算,日温度波幅在1m厚度时为外表面温度波幅的5.7@10倍,相应围护结构受太阳辐射和大气温度波作用而引起的墙体表面温度日周期波影响可以忽略,土楼与外环境的热量交换主要靠天井进行,说明这种民居具有良好的隔热特性。从遮阳、通风特性来看,以我国南方民居为例(图5~图6),建筑屋盖一般采用挑檐形式,采用小间距,深遮阳,内天井,在东南地区为了防止西晒,适当地选择建筑的朝向,把建筑构造措施与遮阳结合起来,最大限度地避开太阳辐射对房间各个表面的直接加热作用,也就是讲,尽可能地降低室外综合热作用。而且院内设有畜水池,种植植被,利用院内水份的蒸发产生的相变吸热
7、,降低院内空气温度,通过天井,过道上、下二部分空气温差进行通风。有的庭院为了强化通风的热交换,采用浅地表层埋管或石井,利用地表层土壤所具有的畜热特性,使院内空气经埋管降温后进入室内,26重庆建筑大学学报第21卷在夏季形成一种自然空调方式。院内种植植被或利用外墙种植攀藤进行垂直绿化,既美化了庭院又达到遮阳效果。无论夏季还是冬季,植被可以改变建筑物或地面太阳辐射的形式,或改变建筑体系内能量平衡方式,形式一种自然的生态环境来调节室内气候,同时也能减小人们进出室内外活动时所承受的热应力和冷应力影响,避免今天人们在采暖或空调房间进出活动产生的热损伤事故。图7四合院夏季
8、温度分布测试曲线图8夏季院内外热环境指标WBGT日变
