簡(jiǎn)析傳統(tǒng)民居自然通風(fēng)手法對(duì)“低碳”建筑設(shè)計(jì)的啟示

李遠(yuǎn)，段曉丹

（重慶大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院 重慶 400045）

簡(jiǎn)析傳統(tǒng)民居自然通風(fēng)手法對(duì)“低碳”建筑設(shè)計(jì)的啟示

李遠(yuǎn)，段曉丹

（重慶大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院 重慶 400045）

城市化進(jìn)程導(dǎo)致全球氣候變暖，自然資源日漸枯竭。提倡“低碳、節(jié)能”設(shè)計(jì)理念已成為我國(guó)當(dāng)代建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。本文對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)民居之嶺南民居的自然通風(fēng)手法進(jìn)行了剖析，試圖借助傳統(tǒng)自然通風(fēng)的設(shè)計(jì)手法達(dá)成“低碳”建筑要求，營(yíng)造舒適的現(xiàn)代建筑環(huán)境。

低碳；嶺南傳統(tǒng)民居；自然通風(fēng)

1 引言

低碳經(jīng)濟(jì)是指以減少溫室氣體排放量的生產(chǎn)方式實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性發(fā)展，尤其是有效控制CO2的排放量。近年來，“低碳”概念逐漸融入國(guó)內(nèi)建筑領(lǐng)域，這不僅反映出業(yè)界對(duì)環(huán)保的日益重視，更是我國(guó)未來建筑規(guī)劃發(fā)展之所向。目前，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家，建筑能耗約占社會(huì)總能耗的40%；而在我國(guó)這一比例為25%左右，居各種能耗首位，其中50%以上消耗在冬季采暖和夏季制冷空調(diào)上[1]。隨著我國(guó)城市化進(jìn)程加劇，居民對(duì)熱舒適要求的日益提高，空調(diào)設(shè)備產(chǎn)生的能耗勢(shì)必成倍增長(zhǎng)。當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)中自然通風(fēng)不良、遮陽設(shè)施不當(dāng)?shù)纫蛩赜旨哟罅巳藗儗?duì)空調(diào)設(shè)備的依賴，致使其年累計(jì)運(yùn)行能耗陡增。因此從建筑設(shè)計(jì)上，采取何種經(jīng)濟(jì)可行手段解決上述問題成為業(yè)界、學(xué)術(shù)界的關(guān)注焦點(diǎn)。

相對(duì)現(xiàn)代建筑中的節(jié)能手段，中國(guó)傳統(tǒng)民居因地制宜、善假于自然的被動(dòng)節(jié)能技術(shù)具有天然優(yōu)勢(shì)，而且絕對(duì)環(huán)保。新加坡大型房地產(chǎn)集團(tuán)“雷迪亞諾”委托權(quán)威能耗測(cè)評(píng)機(jī)構(gòu)行的評(píng)估表明[2]：以單位面積計(jì)算，陜北窯洞要比現(xiàn)有高層建筑節(jié)能20%，嶺南建筑中的騎樓、吊腳樓要比現(xiàn)有居住建筑節(jié)能30%。由此可見，中國(guó)傳統(tǒng)建筑手法對(duì)現(xiàn)代建筑節(jié)能設(shè)計(jì)具有借鑒意義，值得深究。由于中國(guó)傳統(tǒng)民居中自然通風(fēng)手法眾多，為改善當(dāng)前使用空調(diào)設(shè)備導(dǎo)致高能耗的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)目標(biāo)，本文特選取嶺南傳統(tǒng)民居中的自然通風(fēng)手法進(jìn)行分析，試圖為我國(guó)開展“低碳”節(jié)能建設(shè)提供參考。

2 嶺南傳統(tǒng)民居之自然通風(fēng)手法概述

2.1 自然通風(fēng)功效

一方面，自然通風(fēng)能有效提高空氣質(zhì)量，保障室內(nèi)熱舒適要求。雖然需綜合考慮地域和氣候因素，但建筑室內(nèi)都需要適當(dāng)與外界環(huán)境通風(fēng)換氣。良好的自然通風(fēng)能夠有效引入室外清潔的空氣，同時(shí)及時(shí)排出建筑室內(nèi)余熱，由此創(chuàng)造出舒適的室內(nèi)環(huán)境。另一方面，自然通風(fēng)還可以調(diào)節(jié)空氣溫度和濕度。在嶺南地區(qū)，夏季濕熱、良好的通風(fēng)可以將熱量帶走，防止室內(nèi)過熱；因此控制好室內(nèi)通風(fēng)，能大幅降低空調(diào)負(fù)荷[3]。我國(guó)嶺南地區(qū)傳統(tǒng)民居正是基于當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)，巧妙應(yīng)用了被動(dòng)性的節(jié)能手段構(gòu)建出自然通風(fēng)系統(tǒng)，不僅節(jié)能環(huán)保，而且經(jīng)濟(jì)可行。

2.2 嶺南傳統(tǒng)民居通風(fēng)表現(xiàn)形式

2.2.1 建筑總體布局

中國(guó)傳統(tǒng)民居選址布局上講究 “負(fù)陰抱陽，背山面水”、“藏風(fēng)聚氣”。這些從通風(fēng)功能角度上看，是十分合理的。“負(fù)陰”與“抱陽”可形成熱壓通風(fēng)；“背山”可擋住冬季北方的寒流，“面水”可接受夏季東南的涼風(fēng)。

在平面布局方面，嶺南民居古村落中建筑多采用梳式布局，村前村后的水塘、農(nóng)田和樹木形成低溫空間，村內(nèi)建筑群構(gòu)成高溫空間，村內(nèi)外由于冷熱溫度差的作用形成冷熱空氣的交換，構(gòu)成自然通風(fēng)[4]。與此同時(shí)，梳式平面的巷道整齊排列并與夏季主導(dǎo)風(fēng)向平行，更加有利于通風(fēng)。在平面布局中常見的建筑元素還有冷巷（圖1），它通常是建筑排列組合形成的一個(gè)比較窄的巷道，或者是在建筑的一側(cè)留出的一條小廊道。有陣風(fēng)時(shí)，巷道因狹窄而提高風(fēng)速，有利于降溫；靜風(fēng)狀態(tài)下，又因巷道狹窄，受墻及周圍建筑陰影遮蓋，巷內(nèi)高密度冷空氣與巷外低密度熱空氣形成對(duì)流，帶出與巷接通的各房間里的熱空氣，達(dá)到通風(fēng)效果，如陳家祠的青云巷[5]（圖2）。

2.2.2 天井

天井是營(yíng)造有利通風(fēng)小環(huán)境的重要手段。天井（圖3）通常呈筒狀，一般為露天的內(nèi)院落，面積較小，基本單元多成長(zhǎng)方形。白天四周墻壁遮擋日輻射，使天井陰涼，從而營(yíng)造出房間內(nèi)的陰涼環(huán)境，加上天井內(nèi)植被的蒸騰作用，進(jìn)一步降低了院落內(nèi)的空氣溫度。到了夜晚，院內(nèi)空氣受到周邊建筑的影響加熱上升，而上空的冷空氣則下沉，并滲透到建筑內(nèi)，有效改善室內(nèi)熱環(huán)境[4]。除此之外，四面多層的房屋合成了高而窄的天井，具有近似煙囪的作用，能夠排除住宅內(nèi)的塵埃與污氣，同時(shí)增加內(nèi)外的空氣對(duì)流。狹高的天井既起著拔風(fēng)的作用，又可以防止夏日的暴曬，使住宅陰涼。天井的四周房屋屋頂為內(nèi)坡，雨水順屋面流向天井，經(jīng)天井四周的地溝排出屋外，陰雨天氣由于通風(fēng)作用，也并不覺得屋內(nèi)潮濕。

2.2.3 其他措施

除此之外，嶺南各地還有許多極富地域特色的傳統(tǒng)通風(fēng)手法。如運(yùn)用具有明顯熱壓通風(fēng)效果的老虎窗或較小的貓兒鉆，利用熱壓進(jìn)行通風(fēng)散熱。此外利用地形或建筑高低不等形成空氣壓力差而造成良好的通風(fēng)條件，如廣東的竹筒屋。還有的民居在室內(nèi)設(shè)置與地下水相連通的“冷眼”（圖4），在夏季既可以降低室內(nèi)空氣溫度，又加大了室內(nèi)外溫差，與此同時(shí)配合天井的抽、拔風(fēng)功能，在熱壓與風(fēng)壓的共同作用下形成自然的通風(fēng)系統(tǒng)。嶺南民居還多采用內(nèi)外廊式，當(dāng)建筑設(shè)置了一圈外廊時(shí)，除了可以較好地進(jìn)行遮陽外，還可以組織通風(fēng)。同時(shí)結(jié)合漏空墻的設(shè)置，通風(fēng)的效果更加明顯。在嶺南民居中，通常在大廳上空的屋面上做天窗，也稱為氣窗，形式靈活自由，可開閉，一般設(shè)置在廳堂上方的屋頂上，有開拉式氣窗、撐開式氣窗。當(dāng)大門關(guān)閉時(shí)，因天井很小，風(fēng)可以從屋頂氣窗吹入，出風(fēng)口為后窗或樓梯口，通風(fēng)效果良好。

3 嶺南傳統(tǒng)民居自然通風(fēng)對(duì)現(xiàn)代建筑“低碳”的啟示

3.1 自然通風(fēng)滿足現(xiàn)代建筑環(huán)保節(jié)能要求

傳統(tǒng)的自然通風(fēng)手段能夠很好地滿足現(xiàn)代建筑對(duì)通風(fēng)的要求，我國(guó)建筑師們也在設(shè)計(jì)中巧妙運(yùn)用到了此種手法。香港環(huán)保中心大樓位于香港九龍?zhí)粒摻ㄖ醒朐O(shè)有天井，天井上空設(shè)有玻璃柵蓋，柵蓋可以透風(fēng)，能夠很好地發(fā)揮天井的自然通風(fēng)作用，營(yíng)造出舒適的建筑環(huán)境。同時(shí)天井也為大樓內(nèi)部提供照明，減少電能消耗，實(shí)現(xiàn)環(huán)保、節(jié)能的功效。

廣東省深圳市蛇口工業(yè)區(qū)“三洋廠區(qū)”的6棟4層舊廠房，沒有大拆大建，經(jīng)過合理的建筑改造，改頭換面成為如今的創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園“南海意庫”。經(jīng)過改造有效地減緩建筑在使用過程中對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生的“熱島效應(yīng)”和建筑在使用中的“三廢”排放。由于深圳臨海同時(shí)受季風(fēng)影響，常年可利用的風(fēng)力資源比較豐富，廠區(qū)中的3號(hào)廠房便采用六個(gè)截面為3m×3m的屋面熱壓拔風(fēng)煙囪，使建筑在過渡季節(jié)通過拔風(fēng)“煙囪”，實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)（圖5）。改造時(shí)，將體量過大的舊廠房從中間打開，采用中庭式設(shè)計(jì)，獲得自然照明的同時(shí)，內(nèi)中庭也可作為熱壓通風(fēng)的豎向通道，利用屋面設(shè)置的六個(gè)玻璃拔風(fēng)“煙囪”將室內(nèi)外熱冷空氣形成置換對(duì)流通風(fēng)。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，拔風(fēng)系統(tǒng)每年可節(jié)電60到80萬度，減排二氧化碳800多噸。建筑前部有景觀水面，在夏季，開啟建筑地下水池處的進(jìn)風(fēng)口，如同嶺南建筑中冷眼的作用原理，利用水面使空氣冷卻，然后送入室內(nèi)，很好地為建筑進(jìn)行夏季室內(nèi)降溫[6]。

武漢中南財(cái)經(jīng)政法大學(xué)南湖校區(qū)的文泰樓，利用嶺南建筑中狹窄冷巷提高空氣流動(dòng)的原理，樓梯間外圍護(hù)做成全玻璃或半玻璃，加強(qiáng)樓梯間拔風(fēng)效果，并用這些建筑間的灰空間，達(dá)到整個(gè)建筑群自然通風(fēng)的效果，同時(shí)在主樓外墻面開多個(gè)通風(fēng)口，如同嶺南建筑中貓兒鉆一樣利用熱壓通風(fēng)原理加強(qiáng)通風(fēng)。

由此可見，在建筑設(shè)計(jì)中，對(duì)嶺南民居傳統(tǒng)建筑自然通風(fēng)手法進(jìn)行簡(jiǎn)單應(yīng)用，就能避免因設(shè)計(jì)造成自然通風(fēng)不良，從而大大降低應(yīng)用在建筑通風(fēng)上的化石能耗，達(dá)到建筑低碳。

3.2 有助于傳承傳統(tǒng)建筑文化

現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)吸取嶺南傳統(tǒng)民居的自然通風(fēng)手法特色，有助于傳承我國(guó)傳統(tǒng)建筑文化。傳統(tǒng)建筑自然通風(fēng)在結(jié)合自然、適應(yīng)氣候等方面擁有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和生命力，中國(guó)式傳統(tǒng)建筑中“敬天惜物，樂道尚和”的思想符合“低碳”建筑設(shè)計(jì)的核心理念。當(dāng)代建筑師應(yīng)從傳統(tǒng)建筑汲取營(yíng)養(yǎng)，結(jié)合具體實(shí)際和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)，這既是對(duì)傳統(tǒng)建筑的傳承，又能為現(xiàn)代“低碳”節(jié)能建筑的設(shè)計(jì)提供新的思路和發(fā)展方向。傳統(tǒng)堪輿學(xué)學(xué)者黃家安強(qiáng)調(diào)，應(yīng)注意“天時(shí)、地利、人和”協(xié)調(diào)統(tǒng)一的內(nèi)在規(guī)律，不僅要遵循美學(xué)規(guī)律，而且還要融入深刻的傳統(tǒng)節(jié)能觀。

3.3 能耗低契合“低碳經(jīng)濟(jì)”政策導(dǎo)向

建筑自然通風(fēng)可以減小建筑物對(duì)高能耗空調(diào)系統(tǒng)的依賴，最大限度降低空調(diào)夏季制冷和新風(fēng)系統(tǒng)上的能耗，進(jìn)而替代化石能源在建筑通風(fēng)上的大量消耗。世界各地城市化進(jìn)程加速導(dǎo)致了全球氣候變暖加速，我國(guó)近期頒布的“節(jié)能減排”政策要求發(fā)展低碳節(jié)能建筑，要實(shí)現(xiàn)城市低碳建筑規(guī)模化，必須采用行之有效的節(jié)能技術(shù)。綜上分析，筆者認(rèn)為運(yùn)用嶺南傳統(tǒng)民居中被動(dòng)式手法對(duì)建筑進(jìn)行自然通風(fēng)，無疑是對(duì)低碳減排政策的最好響應(yīng)和實(shí)踐低碳建筑的有效手段。

4 結(jié)語

綜上所述，運(yùn)用嶺南民居傳統(tǒng)建筑自然通風(fēng)營(yíng)造出的“低碳”建筑能夠營(yíng)造出舒適的建筑環(huán)境，同時(shí)最大程度減少化石能源的消耗，它又植根于本土文化，是最具中國(guó)本土特質(zhì)的建筑標(biāo)識(shí)，符合當(dāng)今“低碳”建筑設(shè)計(jì)要求，同時(shí)有助于營(yíng)造健康、舒適的人居環(huán)境。傳統(tǒng)建筑學(xué)精髓對(duì)當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐的影響還有待我們進(jìn)一步探索。

[1]葉倩.建設(shè)低碳城市，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)[J].建設(shè)科技，2010，(2).

[2]眾嬋.外國(guó)建筑師看中國(guó)民居的節(jié)能[J].中國(guó)房地產(chǎn)市場(chǎng)，2006，（11）.

[3]張繼良.傳統(tǒng)民居建筑熱過程研究[D].西安建筑科技大學(xué)碩士論文，2006.

[4]湯國(guó)華.嶺南濕熱氣候與傳統(tǒng)建筑[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005.

[5]謝浩.嶺南民居的自然通風(fēng)[J].小城鎮(zhèn)建設(shè)，2007，(12).

[6]周浩明，張曉東.生態(tài)建筑[M].南京東南大學(xué)出版社，2002.

Analysis of Low-Carbon Architecture Designs for Natural Ventilation Techniques in Traditional Vernacular Buildings

There's no doubt that urbanization causes global warming,while natural resources are going to be used up within decades.Nowadays,a low-carbon and energy-saving architectural design has emerged as a mainstream development direction in China.After analyzing the natural ventilation techniques used in Lingnan traditional dwellings in China，this paper aims to meet certain construction needs in accordance with the low-carbon target，and tries to create a comfortable environment in the modern buildings to be built.

low-carbon(LC);Lingnan traditional vernacular buildings;natural ventilation

TU201.5

A

1671-9107（2011）02-0025-04

10.3969／j.issn.1671-9107.2011.02.025

2010-12-20

李遠(yuǎn)（1987-），女，河南商丘人，重慶大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院在讀研究生。

段曉丹（1964-），男，四川綿陽人，副教授，重慶大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院碩士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)榻ㄖO(shè)計(jì)、建筑及室內(nèi)設(shè)計(jì)。

責(zé)任編輯:余詠梅

施工經(jīng)驗(yàn)