徽州傳統(tǒng)民居室內(nèi)環(huán)境及舒適度

黃志甲，余夢(mèng)琦，鄭良基，龔城

(安徽工業(yè)大學(xué) 建筑工程學(xué)院，安徽 馬鞍山 243002)

徽州傳統(tǒng)民居室內(nèi)環(huán)境及舒適度

黃志甲，余夢(mèng)琦，鄭良基，龔城

(安徽工業(yè)大學(xué) 建筑工程學(xué)院，安徽 馬鞍山 243002)

以徽州傳統(tǒng)民居為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)當(dāng)?shù)匾淮钡湫蛡鹘y(tǒng)民居進(jìn)行為期一年的室內(nèi)多項(xiàng)環(huán)境參數(shù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試以及連續(xù)監(jiān)測(cè)，從舒適性角度對(duì)民居室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行研究。結(jié)果表明：徽州傳統(tǒng)民居具有“冬冷夏涼”特性；夏季自然通風(fēng)、遮陽(yáng)以及隔熱性能良好，其室內(nèi)熱環(huán)境較為適宜；冬季防寒保溫及密閉性效果不佳，其室內(nèi)熱舒適性差；過(guò)渡季(春、秋季)室內(nèi)熱環(huán)境較好，人體熱舒適性好?；罩輦鹘y(tǒng)民居室內(nèi)具有較好的聲環(huán)境，但是光環(huán)境不佳，大部分時(shí)段不能達(dá)到現(xiàn)代建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

傳統(tǒng)民居；熱環(huán)境；光環(huán)境；聲環(huán)境；舒適度

由于氣候、生活習(xí)慣、文化等存在差異，導(dǎo)致不同地區(qū)的傳統(tǒng)民居具有多樣性，其傳統(tǒng)生態(tài)建造經(jīng)驗(yàn)與價(jià)值已得到了廣泛認(rèn)可與重視[1-3]。但隨著經(jīng)濟(jì)、技術(shù)水平、自然條件和生活方式等因素的影響，對(duì)傳統(tǒng)民居的保護(hù)與更新要適應(yīng)新的時(shí)代要求和變化，大多數(shù)傳統(tǒng)民居仍有人在繼續(xù)居住，所以，對(duì)傳統(tǒng)民居室內(nèi)舒適度的研究依然是建筑節(jié)能領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)[4-6]。

目前，對(duì)中國(guó)西北地區(qū)傳統(tǒng)民居的研究成果豐碩，研究發(fā)現(xiàn)，窯洞的厚壁對(duì)維持穩(wěn)定的室內(nèi)熱環(huán)境有重要作用[7-10]；華南地區(qū)傳統(tǒng)民居，具有強(qiáng)烈的地方特性，研究發(fā)現(xiàn)，組織好自然通風(fēng)是濕熱地區(qū)提高室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的關(guān)鍵[11-12]；西南地區(qū)傳統(tǒng)民居充分利用了當(dāng)?shù)刈匀毁Y源，其中，西藏地區(qū)傳統(tǒng)民居冬季充分利用太陽(yáng)輻射蓄熱這項(xiàng)被動(dòng)式技術(shù)來(lái)調(diào)節(jié)晝夜溫差從而抵制嚴(yán)寒，對(duì)提高冬季室內(nèi)熱環(huán)境有顯著作用[13-14]。上述對(duì)傳統(tǒng)民居的研究普遍關(guān)注室內(nèi)熱環(huán)境，而極少關(guān)注光環(huán)境與聲環(huán)境對(duì)室內(nèi)舒適度的影響。室內(nèi)環(huán)境是一個(gè)綜合環(huán)境，其舒適度受多個(gè)環(huán)境參數(shù)影響，筆者以徽州傳統(tǒng)民居為研究對(duì)象，對(duì)當(dāng)?shù)匾淮钡湫蛡鹘y(tǒng)民居進(jìn)行了為期近一年室內(nèi)多項(xiàng)環(huán)境參數(shù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試以及連續(xù)監(jiān)測(cè)，從舒適性角度出發(fā)，對(duì)民居室內(nèi)熱、光、聲環(huán)境三方面進(jìn)行系統(tǒng)分析與研究。

1 研究對(duì)象和研究方法

1.1 研究區(qū)域概況

徽州地區(qū)地處安徽南部，地形上包括山地、丘陵、盆地以及眾多的水系，主要以村落的形式聚集。研究對(duì)象位于安徽省宣城市，屬于典型的亞熱帶濕潤(rùn)性季風(fēng)氣候。全年氣候溫和，四季分明，氣候濕潤(rùn)，雨量充沛，日照尚足。宣城年平均溫度為15.6 ℃，最熱月平均28.1 ℃，最冷月平均2.7 ℃。年平均日照時(shí)數(shù)1 784.1 h，年平均降水量1 429.6 mm，年濕度79%，太陽(yáng)總輻射量為2 482 MJ/m2。

研究對(duì)象位于安徽省宣城市西南部山區(qū)査濟(jì)村，該村落始建于唐武德八年，至今已有1 380 a的歷史，全村面積20.7 km2。村落的選址和布局，依山傍水，隨坡就勢(shì)；建筑多為土木結(jié)構(gòu)，是一個(gè)具有典型代表性的以傳統(tǒng)土木結(jié)構(gòu)建筑為主，磚、石等其他材料為輔的村落，見(jiàn)圖1。

圖1 查濟(jì)村

1.2 研究對(duì)象簡(jiǎn)介

為了深入了解徽州傳統(tǒng)民居室內(nèi)環(huán)境現(xiàn)狀，選取位于村內(nèi)中部的馀慶堂作為建筑單體實(shí)測(cè)對(duì)象。馀慶堂建于明末清初，距今200多年歷史，仍由原生居民居住，保留著原始風(fēng)貌。該建筑坐北朝南(偏西南)，南面是下沉的農(nóng)耕田地，耕田臨河；北面為寬約2 m的街道，由于建筑外墻高大且互相之間聯(lián)系緊密，街巷常處于被遮擋狀態(tài)；東西鄰戶均為傳統(tǒng)民居住宅。

馀慶堂平面布局為東西對(duì)稱，二進(jìn)五廂，整體建筑體現(xiàn)出進(jìn)緊湊布局特征。民居外墻為270 mm厚空斗磚墻，墻面以白灰粉飾，內(nèi)墻及廂房南向墻體均為20 mm厚木板，屋頂為坡屋頂望板青瓦屋面，廳堂地面鋪設(shè)青石，廂房地面鋪設(shè)架空木地板，廂房門洞朝向南邊，門洞周圍布置花格窗，花格窗在門窗關(guān)閉的時(shí)可補(bǔ)給室內(nèi)需要的新風(fēng)。建筑外貌、建筑平面及內(nèi)部現(xiàn)狀見(jiàn)圖2。

圖2 建筑現(xiàn)狀Fig.2 Outline of tested buildin

1.3 測(cè)試方案

測(cè)試主要針對(duì)馀慶堂一層房間(廂房尺寸為3.2 m×6.0 m，廳堂為4.7 m×6.0 m，天井為3.6 m×18.3 m)進(jìn)行，對(duì)聲、光及熱三方面測(cè)試。

民居一層平面圖及測(cè)點(diǎn)布置如圖2(c)所示，具體測(cè)試參數(shù)及儀器如表1所示，空氣溫濕度4個(gè)測(cè)點(diǎn)均距離地面1.5 m，位于室外測(cè)點(diǎn)的溫濕度自動(dòng)記錄儀采用鋁箔包裹防止太陽(yáng)輻射的影響，該項(xiàng)測(cè)試的周期為1 a(見(jiàn)表1)，按照氣象劃分法：3月—5月為春季(晴天占比35%，陰天占比33%，雨天占比32%)，6月—8月為夏季(晴天占比46%，陰天占比12%，雨天占比42%)，9月—11月為秋季(晴天占比40%，陰天占比33%，雨天占比27%)，12月—翌年2月為冬季(晴天占比54%，陰天占比24%，雨天占比20%，雨雪天占比2%)。從夏季、過(guò)渡季、冬季的季節(jié)角度，綜合考慮晴天、陰天、雨天等天氣的測(cè)試結(jié)果對(duì)民居室內(nèi)溫濕度進(jìn)行分析；壁面溫度測(cè)點(diǎn)布置于廂房6個(gè)內(nèi)表面：東墻、南墻、西墻、北墻(均距離地面1.5 m)、地面及吊頂；聲壓級(jí)及照度測(cè)點(diǎn)分別于民居各房間、天井及室外均勻分散布置61、18個(gè)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)均距離地面0.75 m。其中，對(duì)聲環(huán)境取一天4個(gè)時(shí)間(10:00、12:00、14:00及18:00)、光環(huán)境取一天3個(gè)時(shí)間(10:00、14:00及16:00，測(cè)試天氣為晴天)分別進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析。

表1 測(cè)試參數(shù)及儀器Table 1 Measured parameters and instruments

2 測(cè)試結(jié)果及分析

2.1 熱環(huán)境

2.1.1 室內(nèi)外溫度與平均輻射溫度 室內(nèi)環(huán)境的舒適與否，很大程度上取決于室內(nèi)的冷熱，也就是取決于熱環(huán)境的狀態(tài)?？諝鉁囟扰c平均輻射溫度(Mean Radiant Temperature，MRT)均是室內(nèi)熱環(huán)境的重要構(gòu)成要素。根據(jù)實(shí)測(cè)各圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度值和各表面面積的大小，計(jì)算出室內(nèi)平均輻射溫度值[15]，如圖3所示。

圖3 四季各測(cè)點(diǎn)溫度Fig.3 Temperature of different points during four season

從圖3的夏季數(shù)據(jù)可以看出，在夏季徽州地區(qū)室外平均溫度為26.7 ℃，其中峰值為41.6 ℃，谷值為18.2 ℃，即溫度波動(dòng)的幅度較大。徽州傳統(tǒng)民居的天井溫度波動(dòng)幅度略為小于室外，其溫度峰值比室外低4.2 ℃；廳堂、廂房溫度波動(dòng)幅度明顯小于室外，其溫度峰值分別比室外低6.6、7.5 ℃。這是因?yàn)椋阂环矫婊罩輦鹘y(tǒng)民居的天井作為“過(guò)渡空間”，與廳堂、廂房相連，在一定程度上可以削弱室外溫度波動(dòng)對(duì)廳堂、廂房的影響，即廳堂的平均溫度為26.3 ℃、廂房的平均溫度最低為25.7 ℃，具有較好的舒適性，表明徽州傳統(tǒng)民居具有良好的隔熱效果；另一方面，徽州傳統(tǒng)民居采取緊湊式單體的密集排列方式，利用高大外墻與天井具有的良好遮陽(yáng)效果，實(shí)現(xiàn)無(wú)陽(yáng)光直射，同時(shí)，天井的開(kāi)口設(shè)計(jì)得當(dāng)可以利用熱壓原理，促進(jìn)自然通風(fēng)，實(shí)現(xiàn)將涼風(fēng)帶入室內(nèi)、阻止熱風(fēng)進(jìn)屋，從而達(dá)到徽州傳統(tǒng)民居在夏季室外高溫時(shí)室內(nèi)溫度相對(duì)適宜的效果。

圖4所示為廂房平均輻射溫度與空氣溫度。從圖4(a)可以看出，在夏季廂房MRT略低于廂房氣溫，但溫差較小，即溫差范圍為0.8～2.9 ℃，因此，較低的廂房MRT對(duì)廂房室內(nèi)產(chǎn)生冷輻射，從而使人在室內(nèi)感覺(jué)涼爽。同時(shí)，結(jié)合圖3夏季數(shù)據(jù)，并對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可以看出，夏季廳堂與廂房室溫保持在26 ℃以下的時(shí)間頻率分別占樣本總數(shù)的60%、64%，從而進(jìn)一步說(shuō)明在夏季徽州傳統(tǒng)民居確實(shí)有著良好“自然空調(diào)”效應(yīng)。

從圖3的冬季數(shù)據(jù)可以看出，冬季徽州地區(qū)室外平均溫度為5.2 ℃，其中峰值為25.2 ℃，谷值為-10.9 ℃，即溫度波動(dòng)的幅度較大。徽州傳統(tǒng)民居的天井、廳堂與室外溫度波幅相近，且其溫度平均值、谷值之間相差較小，即溫差僅0.4～1.5 ℃。廳堂平均溫度5.6 ℃，這是由于廳堂與天井相通，氣密性較差，受室外溫度變化影響較大，導(dǎo)致廳堂溫度整體偏低。廂房平均溫度7.1 ℃，溫度谷值較室外高6.7 ℃，說(shuō)明相對(duì)于廳堂，廂房具有較好的保溫性能，但是，人體舒適度一般。這是因?yàn)榛罩輦鹘y(tǒng)民居的廂房在南外墻多設(shè)置木質(zhì)花格窗(圖5(a))，冬季花格窗鏤空部位及門縫、窗縫處溫度較高(圖5(b))，存在熱橋現(xiàn)象，室內(nèi)熱量易從該區(qū)域散失，導(dǎo)致在冬季廂房的人體舒適度低于夏季。

圖4 廂房平均輻射溫度與空氣溫度Fig.4 Mean radiant temperature and air

圖5 冬季廂房花格窗外表面溫度Fig.5 Temperature of hollow windows

從圖4(c)可以看出，冬季測(cè)試階段，在晝間冬季廂房不開(kāi)空調(diào)，MRT與廂房氣溫?zé)o明顯溫差，說(shuō)明房間保溫性能較差；在夜間空調(diào)開(kāi)啟導(dǎo)致空氣升溫，空氣對(duì)流換熱使得室內(nèi)各壁面升溫，故夜間廂房空氣溫度與MRT整體高于晝間。由于室內(nèi)各圍護(hù)結(jié)構(gòu)存在一定的熱惰性，廂房壁面仍保持相對(duì)較低溫度，導(dǎo)致廂房MRT遠(yuǎn)低于空氣溫度，最多比廂房氣溫低7.5 ℃。蘇聯(lián)學(xué)者研究表明，為保持居住者的熱舒適狀態(tài)，空氣溫度與平均輻射溫度的差值不得超過(guò)7 ℃[16]，因此，較低的MRT對(duì)廂房室內(nèi)產(chǎn)生冷輻射，易使人體產(chǎn)生冷不舒適感。結(jié)合圖3冬季測(cè)試數(shù)據(jù)，并對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)可以看出，冬季廳堂與廂房室溫保持在10 ℃以下的時(shí)間頻率分別占樣本總數(shù)的89%、84%，說(shuō)明徽州傳統(tǒng)民居冬季室內(nèi)寒冷，人體舒適度較低。

在分析過(guò)渡季各測(cè)點(diǎn)溫度時(shí)，綜合考慮了春、秋兩個(gè)季度各測(cè)點(diǎn)溫度。從圖3可以看出，在過(guò)渡季節(jié)，徽州地區(qū)室外溫度平均溫度為17.5 ℃(春季平均溫度16.8 ℃，秋季平均溫度18.2 ℃)，其中，峰值為34.8 ℃，谷值為-0.6 ℃，即溫度波動(dòng)幅度最大。天井、廳堂與廂房溫度受室外環(huán)境的擾動(dòng)越來(lái)越小，即溫度波動(dòng)幅度依次減小，這是因?yàn)榛罩輦鹘y(tǒng)民居溫度波動(dòng)幅度受圍護(hù)結(jié)構(gòu)阻隔性(通透性)影響較大。廳堂與廂房溫度峰值分別比室外低5.6、6.7 ℃，谷值分別僅比室外低0.4、2.2 ℃，平均溫度為17.2、16.4 ℃，說(shuō)明徽州傳統(tǒng)民居具有良好的隔熱性能、一般的保溫性能以及較好的室內(nèi)熱環(huán)境，能夠滿足人體舒適度的要求。

從圖4(b)可以看出，過(guò)渡季廂房MRT范圍與廂房氣溫波動(dòng)規(guī)律及大小基本一致，無(wú)明顯溫差，表明過(guò)渡季節(jié)室內(nèi)MRT對(duì)廂房室內(nèi)幾乎無(wú)冷熱輻射，對(duì)人體冷熱感覺(jué)影響較小。同時(shí)，結(jié)合圖3的過(guò)渡季(春季、秋季)數(shù)據(jù)可以看出，廳堂與廂房的溫度分布主要集中在12.5～22.1 ℃，進(jìn)一步說(shuō)明，在過(guò)渡季徽州傳統(tǒng)民居室內(nèi)熱環(huán)境較好。

2.1.2 室內(nèi)外相對(duì)濕度 圖6為各測(cè)點(diǎn)的相對(duì)濕度。從圖6夏季數(shù)據(jù)可以看出，在夏季徽州地區(qū)室外相對(duì)濕度波動(dòng)幅度為30.2%～100%，平均相對(duì)濕度為80.8%，徽州傳統(tǒng)民居的天井與廳堂平均相對(duì)濕度與室外平均相對(duì)濕度基本一致，這是因?yàn)樵谙募咀匀煌L(fēng)是調(diào)節(jié)室內(nèi)熱環(huán)境的主要方式，導(dǎo)致天井、廳堂與室外環(huán)境密切。廂房相對(duì)濕度波動(dòng)幅度最小，且平均相對(duì)濕度最高，這是因?yàn)榛罩輦鹘y(tǒng)民居的廂房，其門窗均設(shè)置于南外墻，室內(nèi)無(wú)法形成有效對(duì)流通風(fēng)，導(dǎo)致受室外氣候影響較小。

圖6 四季各測(cè)點(diǎn)相對(duì)濕度Fig.6 Relative humidity of different points

從圖6冬季數(shù)據(jù)可以看出，在冬季徽州地區(qū)室外相對(duì)濕度波動(dòng)幅度為16.2%～100%，平均相對(duì)濕度為77.7%?；罩輦鹘y(tǒng)民居的廳堂平均相對(duì)濕度與室外平均相對(duì)濕度基本一致，天井平均相對(duì)濕度高于室外平均相對(duì)濕度，這是因?yàn)槎咀匀煌L(fēng)不暢，導(dǎo)致濕氣有可能在天井附近凝滯。廂房相對(duì)濕度波動(dòng)幅度依然最小，且平均相對(duì)濕度依然最高，從而進(jìn)一步說(shuō)明廂房門窗均設(shè)置于南外墻，室內(nèi)對(duì)流通風(fēng)不暢，導(dǎo)致受室外氣候影響較小。

從圖6春、秋季數(shù)據(jù)可以看出，以氣象劃分的過(guò)渡季，即春季與秋季，兩者的室外相對(duì)濕度波動(dòng)幅度與平均相對(duì)濕度均存在較大差異。同時(shí)，結(jié)合圖6中夏季數(shù)據(jù)與冬季數(shù)據(jù)可以看出，在冬季與春季，徽州傳統(tǒng)民居的天井、廳堂與廂房的平均相對(duì)濕度變化趨勢(shì)較為一致；在夏季與秋季徽州傳統(tǒng)民居的天井、廳堂與廂房的平均相對(duì)濕度變化趨勢(shì)基本一致。這是因?yàn)樽鳛橄臒岫涞幕罩莸貐^(qū)具有夏、冬季較長(zhǎng)，春、秋季較短的特點(diǎn)，從而造成以氣象劃分的過(guò)渡季，在濕環(huán)境方面呈現(xiàn)延續(xù)前一極端季節(jié)濕特性的現(xiàn)象。

表2為不同季節(jié)的室內(nèi)外濕度值。從表2可看出，四季之中，徽州傳統(tǒng)民居室內(nèi)相對(duì)濕度均超過(guò)室外，而室外相對(duì)濕度波動(dòng)幅度均最大，室內(nèi)天井、廳堂與廂房相對(duì)濕度波幅相對(duì)依次減小，室內(nèi)外相對(duì)濕度均超過(guò)75%，反映了徽州地區(qū)全年高濕的氣候特征。與此同時(shí)，結(jié)合圖6四季數(shù)據(jù)可知，廳堂與廂房相對(duì)濕度集中分布在60.0%～95.0%之間，其中，廂房平均相對(duì)濕度83.1%，相對(duì)于廳堂80.0%更為潮濕，均高于室外相對(duì)濕度，超出文獻(xiàn)[15]給出的推薦值，由此可見(jiàn)，徽州傳統(tǒng)民居室內(nèi)潮濕，是影響當(dāng)?shù)鼐用駸崾孢m主要原因之一。

表2 不同季節(jié)室內(nèi)外濕度值Table 2 Value of relative humidity of differentpoints during four seasons

2.1.3 熱舒適 徽州傳統(tǒng)民居屬于非空調(diào)房間的室內(nèi)氣候，對(duì)地區(qū)氣候的適應(yīng)能力和高風(fēng)速的忍耐性都要高，人們可接受的熱舒適區(qū)域和空調(diào)房間存在很大不同。圖7為徽州地區(qū)各季節(jié)舒適區(qū)。夏季舒適區(qū)是根據(jù)文獻(xiàn)[17]提出的空氣流速與熱舒適的關(guān)系及文獻(xiàn)[18]規(guī)定的自然狀態(tài)下房間風(fēng)速在2.0及1.5 m/s以內(nèi)，通過(guò)分析氣象數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，徽州地區(qū)夏季平均風(fēng)速1.5 m/s，計(jì)算可得，在該風(fēng)速下夏季舒適區(qū)為：溫度21.2～33 ℃、相對(duì)濕度上限90%、絕對(duì)濕度下限4 g/kg。冬季舒適區(qū)是根據(jù)文獻(xiàn)[19]提出的被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖的有效性區(qū)域，即溫度與日太陽(yáng)輻射量的關(guān)系，結(jié)合徽州地區(qū)冬季室內(nèi)外太陽(yáng)輻射量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算得出，室內(nèi)外日平均太陽(yáng)輻射量165 W/m2，從而得出冬季舒適區(qū)：溫度為11.5～22 ℃、相對(duì)濕度上限95%、絕對(duì)濕度上限12 g/kg。過(guò)渡季可充分利用被動(dòng)式太陽(yáng)能(實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算所得：日平均太陽(yáng)輻射量為248 W/m2)與自然通風(fēng)(氣象數(shù)據(jù)：過(guò)渡季平均風(fēng)速：1.4 m/s，取1.5 m/s方便繪圖)來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)氣候，得出過(guò)渡季舒適區(qū)為：溫度6～22 ℃，相對(duì)濕度上限95%。由此，對(duì)徽州傳統(tǒng)民居廂房的熱舒適進(jìn)行分析。表3為四季廂房處于熱舒適區(qū)的時(shí)段情況。夏季廂房約有62.2%時(shí)段處于熱舒適區(qū)內(nèi)，約6.9%時(shí)段由于溫度過(guò)高而偏離熱舒適區(qū)，約30.8%時(shí)段濕度過(guò)大偏離舒適區(qū)(內(nèi)包括10.6 %濕熱時(shí)段)；過(guò)渡季廂房夜間整體人體舒適度較好，約89.5%時(shí)段處于過(guò)渡季舒適區(qū)內(nèi)，1.3%時(shí)段因?yàn)闇囟鹊推x熱舒適區(qū)，9.2%時(shí)段由于濕度過(guò)高而偏離舒適區(qū)；冬季廂房?jī)H僅約8.9%時(shí)段分布于冬季熱舒適區(qū)中，大部分時(shí)間段由于溫度過(guò)低、極少數(shù)由于濕度過(guò)大偏離冬季熱舒適區(qū)，表明廂房夜間濕冷，人體舒適性差，建議冬季采取局部采暖裝置。

圖7 四季廂房溫濕度圖Fig.7 Temperature and relative humidity atfour seasons in the bedroom

夏季過(guò)渡季(春秋兩季)冬季舒適時(shí)段占比不舒適占比及原因舒適時(shí)段占比不舒適占比及原因舒適時(shí)段占比不舒適占比及原因62.3%6.9%溫度高,30.8%潮濕89.5%1.3%溫度低,9.2%潮濕8.9%85.8%溫度低,5.3%濕冷

2.2 光環(huán)境

圖8為室內(nèi)外照度平面云圖。從圖8可以看出，10:00時(shí)，北門光照度整體最強(qiáng)，天井處光照度達(dá)200 lx，廂房光照度基本小于50 lx。14:00時(shí)，光照度明顯增強(qiáng)，天井處達(dá)600 lx，廳堂達(dá)350 lx，廂房南側(cè)鏤空門窗附近照度達(dá)200 lx，但廂房?jī)?nèi)區(qū)光照度增加并不明顯。到了18:00，照度值又有大幅度的下降，除了大門處照度達(dá)80 lx，其它區(qū)域均在30 lx以下。

圖8 室內(nèi)外照度平面云圖Fig.8 Illumination field cloud of indoor and outdoo

以上3個(gè)時(shí)間段，廂房光照度變化范圍都在20 lx以下，主要原因是采光途徑除了南側(cè)鏤空門窗，無(wú)其它采光措施；照度變化明顯的區(qū)域是天井與廳堂，天井與廳堂直接相連，自然光通過(guò)天井射入廳堂，靠近天井區(qū)域室內(nèi)照度值較大，遠(yuǎn)離天井區(qū)域室內(nèi)照度值較小，采光不均勻。起居室(廂房)、客廳(廳堂)、廚房天然光照度標(biāo)準(zhǔn)值為300 lx[20]，廂房照度基本上沒(méi)達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)。這是因?yàn)榻ㄖ邏﹂_(kāi)小窗或不開(kāi)窗，導(dǎo)致廂房光環(huán)境不佳，徽州傳統(tǒng)民居廂房作為古時(shí)的閱讀書(shū)寫(xiě)中國(guó)毛筆字的場(chǎng)所，并不需很高的光照度，按現(xiàn)代住宅的相關(guān)要求，徽州傳統(tǒng)民居的光環(huán)境較差，不能達(dá)到衡量標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 聲環(huán)境

圖9為室內(nèi)外聲壓級(jí)平面云圖。從圖9可以看出，在10:00—14:00階段，徽州傳統(tǒng)民居建筑外圍北側(cè)聲壓級(jí)最高達(dá)70 dB(A)左右，而室內(nèi)聲壓級(jí)遠(yuǎn)小于室外，平均值為54 dB(A)，峰值聲壓級(jí)出現(xiàn)在廳堂為65 dB(A)，這主要是由于室內(nèi)人員活動(dòng)頻繁所致；16:00時(shí)，建筑外圍聲壓級(jí)整體增大，室內(nèi)聲壓級(jí)維持在45～60 dB(A)；18:00時(shí)，室內(nèi)外聲壓級(jí)整體削弱，室內(nèi)平均聲壓級(jí)為45 dB(A)，峰值聲壓級(jí)出現(xiàn)在廳堂65 dB(A)。

根據(jù)《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3096—2008)[20]，徽州傳統(tǒng)民居執(zhí)行1類標(biāo)準(zhǔn)，晝間的環(huán)境噪聲限值為55 dB(A)[21]?；罩輦鹘y(tǒng)民居室內(nèi)聲環(huán)境可滿足上述標(biāo)準(zhǔn)。這是因?yàn)?，一方面，徽州傳統(tǒng)民居具有高大且無(wú)窗的外墻，其隔聲效果良好，同時(shí)，天井的“聲閘”作用，進(jìn)一步阻隔室外相關(guān)噪聲；另一方面，徽州傳統(tǒng)民居雖然布局密集，但是，個(gè)體建筑較為封閉，隔絕了周邊生活噪聲。

圖9 室內(nèi)外聲壓級(jí)平面云圖Fig.9 Sound pressure level field cloud of indoor and outdoo

3 結(jié)論

1)徽州地區(qū)屬于“冬冷夏涼”。民居緊湊式單體的密集排列方式，高大外墻及“過(guò)渡空間”——天井形成良好的遮陽(yáng)與自然通風(fēng)效果，并結(jié)合水體及綠化使得室內(nèi)“夏涼”，而冬季民居內(nèi)部木結(jié)構(gòu)保溫性能以及氣密性差，保暖效果不佳，導(dǎo)致“冬冷”。春秋兩過(guò)渡季有良好的熱環(huán)境。

2)徽州傳統(tǒng)民居過(guò)渡季85%以上時(shí)段處于過(guò)渡季熱舒適區(qū)，人體舒適度高；夏季超過(guò)50%時(shí)段處于熱舒適區(qū)，濕度過(guò)大是影響人體舒適度主要原因；冬季極少數(shù)時(shí)段處于熱舒適區(qū)，主要是由于溫度過(guò)低而偏離熱舒適區(qū)，人體舒適性差。徽州傳統(tǒng)民居全年室內(nèi)平均相對(duì)濕度超過(guò)80%，室內(nèi)潮濕是影響當(dāng)?shù)鼐用駸崾孢m的主要原因。

3)徽州傳統(tǒng)民居聲壓級(jí)主要來(lái)源于室外及室內(nèi)人員，機(jī)器設(shè)備帶來(lái)的聲壓級(jí)很小，民居個(gè)體建筑較為封閉，高大且無(wú)開(kāi)窗的外墻隔聲效果好，使得民居室內(nèi)聲環(huán)境好。

4)徽州傳統(tǒng)民居高墻開(kāi)小窗或不開(kāi)窗，導(dǎo)致室內(nèi)光環(huán)境不佳，民居室內(nèi)采光主要依賴于天井，光照度分布不均勻，民居大部分時(shí)段不能達(dá)到建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

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2017-04-13

National Natural Science Foundation of China (No. 51478001)

AuthorbriefHuang Zhijia(1963-), professor, PhD, main research interest: building energy efficiency,E-mail:hzj@ahut.edu.com.

IndoorenvironmentandcomfortofHuizhoutraditionaldwellings

HuangZhijia,YuMengqi,ZhengLiangji,GongCheng

(Department of Civil Engineering and Architecture, Anhui University of Technology, Maanshan 243002, Anhui, P. R. China)

This study was conducted based on one year field measurement of indoor and outdoor environment parameters in a typical traditional dwelling of Huizhou in China. The indoor comfort was evaluated based on the measured multi-environment parameters. According to the analysis, the characteristic of cold winter and cool summer in Huizhou traditional dwellings is demonstrated by the measured data. It shows that the dwelling has a good indoor environment and thermal comfort in spring and autumn. The indoor thermal comfort is also good during summer due to good natural ventilation and sun shading, etc. While the indoor thermal comfort is not fully satisfactory during winter due to the poor air tightness. In addition, acoustic environment is complying with relevant standards for all the rooms. However, the visual environment can’t reach the standards of modern architecture design lighting in the most of time.

traditional dwellings; thermal environment; visual environment; acoustic environment; comfort

10.11835/j.issn.1674-4764.2018.01.014

TU119.9

A

1674-4764(2018)01-0097-08

2017-04-13

國(guó)家自然科學(xué)基金(51478001)

黃志甲(1963-)，男，教授，博士，主要從事建筑節(jié)能研究,E-mail:hzj@ahut.edu.com。

(編輯 胡英奎)