嶺南傳統(tǒng)村落梳式布局氣候適應性研究

陳 才 杰

(廣州大學建筑與城市規(guī)劃學院，廣東 廣州 510006)

嶺南傳統(tǒng)村落梳式布局氣候適應性研究

陳 才 杰

(廣州大學建筑與城市規(guī)劃學院，廣東 廣州 510006)

對嶺南傳統(tǒng)村落梳式布局氣候適應性進行了分析，通過數值模擬村落進行了論述,提出了嶺南村落梳式布局氣候適應性評價方法，并對世界文化遺產自力村村落進行氣候適應性研究,研究結果表明，采用梳式布局的自力村村落對于嶺南濕熱氣候適應性強，通過對傳統(tǒng)村落微氣候的探索性研究，解決了傳統(tǒng)村落氣候適應性評價方法問題。

傳統(tǒng)村落，氣候適應性，數值模擬

1 項目背景概況

“開平碉樓與村落”于2007年6月被聯(lián)合國教科文組織列入《世界遺產名錄》，其由三門里村落、自力村村落與方式燈樓、錦江里村落及馬降龍村落群組成。近年來，對于開平碉樓的研究在建筑史、華人華僑史、保護及利用方面有相當豐碩的研究成果，卻鮮有人研究其村落微環(huán)境及氣候適應性。本文選取自力村村落為研究對象，基于數值模擬研究方法，從村落梳式布局及村落傳統(tǒng)民居的微環(huán)境出發(fā)，研究自力村村落對于嶺南夏季濕熱氣候的適應性。

2 嶺南村落布局形式

嶺南村落的布局形式大致有四種：梳式布局、密集式布局、圍團式布局和自由散點式布局或排列式布局，其中梳式布局為嶺南傳統(tǒng)村落最典型的村落布局。梳式布局村落中，建筑群前為一曬谷用廣場。廣場前為池塘，半圓形或不規(guī)則長圓形，用于養(yǎng)魚、灌溉等。村落內建筑像梳子一樣南北向排列成行，建筑之間形成巷道。

3 自力村概況

自力村，地處廣東省開平市塘口鎮(zhèn)，我國歷史文化名村之一，也是世界文化遺產之一。氣候條件為典型南亞熱帶季風氣候，平均氣溫常年穩(wěn)定于22 ℃，最熱的月份為7月份，氣溫平均為28.4 ℃。最冷的月份為1月份，氣溫平均為13.4 ℃。夏季主導風為東南風，冬季為偏北風。

自力村村落布局為嶺南傳統(tǒng)村落經典布局“梳式布局”，村落的背部為風水林，前部為曬谷場、風水塘及成片的農田。自力村內傳統(tǒng)民居布局整齊，呈梳式布局，通過南北向呈“梳子”狀的巷道將村落內民居編織成一體。村內民居為傳統(tǒng)“三間兩廊”形式，即建筑面寬三個開間，東西兩個入口門廊。

4 夏季室外風環(huán)境模擬

自力村室外風環(huán)境研究采用CFD方法。CFD模擬是從微觀角度，選取某一房間或某個區(qū)域進行模擬分析，計算基于動量、質量及能量守恒等方程，通過分析區(qū)域內部空氣的流動情況，提供使用者進行風環(huán)境的模擬依據。根據江門市氣象局提供的資料，夏季自力村室外風場平均風速為1.42 m/s的SSE風場，作為邊界輸入條件?；谧粤Υ蹇偲矫孢M行村落建筑幾何建模，模型如圖1所示。

夏季室外風速評價。

CFD模擬風速如圖2所示。由于建筑物的形體尺寸等因素，迎風面遮擋即減緩了大部分的東南風，村落室外風環(huán)境的最低風速出現于大部分建筑物的背風面，其平均風速約為0.35 m/s。由于自力村村域面積較大，建筑密度相對較低，在夏季，位于自力村東南側的建筑因無建筑物遮擋，其風速會較被遮擋建筑風速高，因此室外最大風速集中于無遮擋的村落東南側直接迎風的建筑兩側，最高風速約2.07 m/s。整體自力村室外風環(huán)境流體分布均勻，無形成渦流，平均風速約為1.56 m/s。

根據GB/T 50378—2006綠色建筑評價標準第5.1.7條，建筑物人活動區(qū)室外1.5 m高處風速宜低于5 m/s，以保證人的正常室外活動。對比表1，自力村平均風速1.56 m/s，屬于舒適范圍的人體感受。因此采用梳式布局的自力村村落在夏季很好地適應嶺南地區(qū)濕熱氣候，室外風環(huán)境整體舒適，適合人活動。

表1 風速變化與人體感受

5 夏季民居室內風環(huán)境模擬

傳統(tǒng)村落的形成創(chuàng)造了豐富的生產及活動的室外空間，而傳統(tǒng)村落由傳統(tǒng)民居構成，民居則提供給人居住及活動的室內空間，室內環(huán)境的優(yōu)與劣直接影響人在其中活動的生理及心理感受。選取自力村內傳統(tǒng)的三間兩廊形式民居為研究對象，采用CFD方法研究自力村夏季民居室內風環(huán)境，探討自力村民居在夏季濕熱氣候下是否具有很好的氣候適應性。

5.1 民居室內風環(huán)境分析

在嶺南地區(qū)，由于夏季氣候濕熱的特點，室內的自然通風顯得格外的重要，自然通風不僅能帶走室內的熱量，提高室內的舒適指數，同時通過自然通風，能持續(xù)為室內提供新鮮空氣，并且降低室內的二氧化碳的濃度，從而很好的提升室內的微環(huán)境。如圖3所示，選取自力村內的一幢傳統(tǒng)三間兩廊民居進行CFD模擬分析，黑色顯示選取民居所處位置。根據所選民居平面圖進行等比例建模(見圖4)。

基于自力村室外1.42 m/s的SSE風場環(huán)境下，由室外風壓云圖(如圖5所示)讀取選取民居建筑通風口的風壓，并進行記錄(如表2所示)，建筑迎、背風側的壓差作為自然通風的驅動力賦予到相應建筑表面窗口可開啟面積上，并將數值輸入模擬模型進行自然通風模擬，模擬結果如圖6所示。

表2 所選民居室外進風口風壓Pa

通過CFD模擬分析，所選三間兩廊民居夏季室內自然通風良好，在夏季開啟外表面門窗時，能很好的組織穿堂風。在室內的活動區(qū)域，包括兩間臥室、兩間廚房及客廳，氣流順暢無明顯的氣流死區(qū)。由于傳統(tǒng)的三間兩廊大多都為一層，驅動自然通風的兩側風壓差均比較低，室內風速在所選對象的迎風面風速較大，在北側入戶門廳的出風口處形成了最高風速，最大值約在0.83 m/s，臥室內部的風速較低，平均風速約為0.05 m/s，滿足室內舒適度的要求。

5.2 夏季室內PMV評價

PMV(Predicted Mean Vote)，即預測平均投票數。PMV值是丹麥的范格爾(P.O.Fanger)教授提出的表征人體熱反應(冷熱感)的評價指標，代表了同一環(huán)境中大多數人的冷熱感覺的平均。他將人體熱感覺劃分為7個標尺，如表3所示，通常認為-0.5≤PMV≤0.5是使人體舒適的最佳范圍。

表3 人體熱感覺標尺

通過選取自力村三間兩廊民居為研究對象，采用CFD數值模擬，室內PMV分布云圖如圖7所示。

由圖7分析顯示，民居室內總體PMV值均在-0.53以下，且室內PMV平均值為-0.61，對照表熱感覺標尺，室內人體熱感覺為微涼。PMV最小值為-1.88，出現于北側入戶門處，人體熱感覺為涼?？傮w來說，由于自力村民居夏季具有良好的通風環(huán)境，穿堂風能很好的帶走夏季室內的濕熱空氣，室內熱感覺總體表現為微涼，因此自力村民居能很好的適應嶺南地區(qū)夏季濕熱的氣候條件。

6 結語

通過數值模擬形式分析并研究世界文化遺產自力村村落的適應性發(fā)現：

1)自力村村落布局總體迎合夏季東南季風方向，通過梳式布局，很好的組織村落室外風的流動，從而創(chuàng)造宜人的村落室外微環(huán)境，能很好的適應嶺南地區(qū)夏季濕熱的地域氣候。

2)自力村傳統(tǒng)三間兩廊民居通過迎合夏季東南風方向布置，通過組織穿堂風帶走夏季室內的濕熱空氣，從而創(chuàng)造了涼爽宜人的室內居住環(huán)境，也很好的適應嶺南地區(qū)夏季濕熱的地域氣候。

總的來說，自力村村落對于嶺南地域氣候適應性強，具較強的氣候適應性。希望通過研究自力村村落氣候適應性，能為嶺南地區(qū)傳統(tǒng)村落氣候適應性的研究及提升提供借鑒。

[1] GB/T 50378—2006,綠色建筑評價標準[S].

[2] GB 50176—93,民用建筑熱工設計規(guī)范[S].

[3] 楊 柳.建筑氣候分析與設計策略研究[D].西安：西安建筑科技大學,2003.

[4] 葉曉江,陳煥新,周朝霞.熱舒適溫度與建筑節(jié)能[J].建筑節(jié)能,2008,36(9):63-65.

[5] 徐小林,李百戰(zhàn).室內熱環(huán)境對人體熱舒適的影響[J].哈爾濱工業(yè)大學學報(自然科學版),2005,28(4)：33-34.

[6] 宋 凌,林波榮,朱穎心.安徽傳統(tǒng)民居夏季室內熱環(huán)境模擬 [J].清華大學學報(自然科學版),2003,43(6)：22-24.

Studyonclimaticadaptabilityofcomb-stylelayoutinLingnantraditionalvillage

ChenCaijie

(CollegeofArchitectureandUrbanPlanning,GuangzhouUniversity,Guangzhou510006,China)

This paper analyzes the climatic adaptability of the comb-style layout of the traditional village in Lingnan, and discusses the method of the climate adaptability evaluation of the comb-style layout of the Lingnan village by numerical simulation. And the world cultural heritage village, Zili village to carry on the climate adaptability research, the research results show that the village with the comb-style layout is adaptable to the hot and humid climate of Lingnan, and the traditional village climate adaptability evaluation method is solved by exploring the traditional village microclimate.

traditional village, adaptation of climate, numerical simulation

1009-6825(2017)23-0025-03

2017-06-08

陳才杰(1992- )，男，在讀碩士

TU982.29

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