黔東南苗族半干欄吊腳樓夏季熱環(huán)境實(shí)測(cè)研究

吳崇山 單軍 / WU Chongshan, SHAN Jun

1 引言

黔東南苗族居民在與所居山地環(huán)境的長(zhǎng)期對(duì)話中，創(chuàng)造出獨(dú)具特色的半干欄吊腳樓建筑。其居住層空間一半布置于山崖邊，另一半支承于吊腳柱之上，懸置于山體之外，在逼仄的山地環(huán)境中向天空爭(zhēng)取出生活空間，因此也有“半邊樓”的稱謂（李先逵，1983）。相比于傳統(tǒng)全干欄結(jié)構(gòu)，半干欄吊腳樓在復(fù)雜山地地形中的靈活性不言而喻。李先逵認(rèn)為，苗族半干欄的創(chuàng)造大大豐富了人們對(duì)于干欄建筑的認(rèn)識(shí)，是干欄建筑文化史中一次質(zhì)的飛躍，其完美充當(dāng)了干欄建筑向地居建筑進(jìn)化過(guò)程中的過(guò)渡形態(tài)，具有里程碑意義（1992）。

半干欄吊腳樓以穿斗式木枋柱體系為主結(jié)構(gòu)，嵌套其中的拼縫木板壁墻面，界定出居住空間內(nèi)外并分隔出不同使用功能。覆蓋其上的水平拼縫木板既作為居住層空間的屋面板又是閣樓層的地面，并與吊腳樓最頂端的雙坡落水干擺瓦屋面一同構(gòu)成通風(fēng)性能良好的閣樓空間，用以儲(chǔ)存并風(fēng)干糧食作物等。居住層下，吊腳柱與山體夾持的狹長(zhǎng)空間常作為儲(chǔ)物間或牲畜棚，人畜分層的功能布局策略保證了居住層的衛(wèi)生。

相較于磚混結(jié)構(gòu)的當(dāng)代農(nóng)宅，吊腳樓民居對(duì)環(huán)境相對(duì)開放，其輕質(zhì)維護(hù)界面更利于通風(fēng)散濕，較好應(yīng)對(duì)了西南山地夏季潮濕多雨的氣候特點(diǎn)。為了更好地了解黔東南苗族半干欄吊腳樓建筑氣候適應(yīng)性特征，本研究采取現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的方法，試圖定量分析其夏季室內(nèi)熱環(huán)境現(xiàn)狀，并以此為基礎(chǔ)提取其民居營(yíng)建中的氣候策略。

2 吊腳樓民居熱環(huán)境實(shí)測(cè)研究

2.1 測(cè)試對(duì)象

臺(tái)江縣是黔東南苗族侗族自治州下轄苗族自治縣，縣域97%以上的人口均為苗族，有“天下苗族第一縣”的美譽(yù)。臺(tái)江縣地處云貴高原東部苗嶺主峰雷公山北麓、清水江中游南岸，北緯26°24′-26°53′，東經(jīng)108°03′-108°31′之間，屬亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候。年平均氣溫18.5℃，近十年最高氣溫39.2℃。年平均降水量1050～1120mm。年平均日照時(shí)數(shù)1030～1500小時(shí)，年總輻射137.4kcal/cm2。臺(tái)江屬于我國(guó)建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)Ⅲ區(qū)，即夏熱冬冷地區(qū)。本文選取其下轄登魯苗寨一棟建于1960年代的半干欄吊腳樓民居為研究對(duì)象，該建筑室內(nèi)外現(xiàn)狀、各層平面、剖面及測(cè)點(diǎn)布置如圖1、2所示。該吊腳樓坐東朝西，背倚山崖，其平面為“一”字形，由3開間正房及其南面偏廈組成，共4開間。建筑共分為3層，底層為儲(chǔ)物間、廁所等輔助空間；中間為居住層，分為堂屋、臥室、火塘間及廚房等不同功能房間；頂層為閣樓，用以儲(chǔ)藏糧食及雜物等。主入口位于居住層南面，由該入口轉(zhuǎn)入西面凹廊后，經(jīng)由堂屋正門進(jìn)入房間。吊腳樓圍護(hù)結(jié)構(gòu)由25mm厚杉木企口板拼合而成，屋面做法為黔東南地區(qū)較為常見的干擺瓦。大門為木質(zhì)，白天長(zhǎng)時(shí)間開啟。窗分為兩種，一為木格窗，無(wú)玻璃，關(guān)閉時(shí)通過(guò)室內(nèi)可推拉的木板將窗口完全遮蔽；另一為木框普通單玻璃窗，可通過(guò)合頁(yè)自由開啟。臥室1、2、3及堂屋的窗屬于前者，火塘間、臥室4及廚房的窗則屬后者。

圖1 測(cè)試對(duì)象外觀及室內(nèi)現(xiàn)狀

2.2 測(cè)試方案

測(cè)試時(shí)間為2018年8月12日0:00～14日24:00，晴天，實(shí)測(cè)期為臺(tái)江地區(qū)典型夏季。測(cè)試儀器包括TBQ-2太陽(yáng)能總輻射表、WSZY-1A溫濕度自記儀、WWZY-1無(wú)線溫度記錄儀、WFWZY-1萬(wàn)向風(fēng)速風(fēng)溫記錄儀及HQZY-1黑球溫度自記儀。記錄數(shù)據(jù)包括水平面太陽(yáng)總輻強(qiáng)度、空氣溫度、空氣相對(duì)濕度、風(fēng)速、黑球溫度、物體表面溫度等，測(cè)點(diǎn)如圖2所示。水平面太陽(yáng)總輻射強(qiáng)度每20min采集一次，其余數(shù)據(jù)均每10min采集一次。空氣溫度的連續(xù)實(shí)測(cè)點(diǎn)包括室外（自記儀放置于氣象箱內(nèi)，避免太陽(yáng)直射），堂屋，臥室1～4，火塘間，入口凹廊（半室外空間，與堂屋毗鄰），吊腳層貯藏間及閣樓，其布置點(diǎn)距地面高度均為1.1m。風(fēng)速實(shí)測(cè)點(diǎn)位于堂屋、臥室1、入口凹廊、吊腳層貯藏間及閣樓處。物體表面溫度測(cè)點(diǎn)布置于堂屋東、南、北壁面，堂屋水泥地面（接地）、木板地面（出挑），閣樓東、西坡屋面瓦底表面。

2.3 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析

2.3.1 水平面太陽(yáng)輻射強(qiáng)度分析

測(cè)試期間日太陽(yáng)輻射持續(xù)時(shí)間約為12h，平均太陽(yáng)輻射強(qiáng)度為457.47W/m2，最大值出現(xiàn)在每天中午12:20～13:00，并保持在1050W/m2上下（圖3）。測(cè)試周期內(nèi)，日間云層活動(dòng)復(fù)雜，導(dǎo)致太陽(yáng)輻射值波動(dòng)較為頻繁，且振幅較大。

2.3.2 空氣溫度及相對(duì)濕度分析

（1）溫濕度橫向比較

測(cè)試期間，室外、半室外空間（入口凹廊）及居住層主要功能房間（堂屋、臥室1、臥室2）空氣溫度、相對(duì)濕度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖4所示。由圖可知，測(cè)試期間室外溫度呈穩(wěn)定周期性變化，且晝夜溫差較大。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，其間室外平均溫度為26.6℃，最高溫度達(dá)37.9℃，最低為20.9℃，一日內(nèi)最大溫度波幅為17℃。日最低氣溫出現(xiàn)在6:00～7:00，最高氣溫則出現(xiàn)在15:00～17:00。入口凹廊是吊腳樓民居最具代表性的半室外空間，其不僅是居住層的出入口所在，也是居民日間重要起居場(chǎng)所。在9:00～16:30時(shí)段內(nèi)，入口凹廊空氣溫度低于室外氣溫（圖4）。經(jīng)計(jì)算，測(cè)試期間該時(shí)段內(nèi)其平均溫度較室外氣溫低1.4℃。16:30之后，太陽(yáng)開始落山，此時(shí)太陽(yáng)高度角較低，屋檐已無(wú)法遮擋光線。太陽(yáng)光直射入凹廊，迅速加熱木板壁，溫度疾升的木板壁通過(guò)傳導(dǎo)及長(zhǎng)波輻射的方式快速加溫周圍空氣，使其溫度在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到峰值，且高于該日室外最高氣溫。19:00以后，太陽(yáng)完全落山，此時(shí)木板壁通過(guò)長(zhǎng)波輻射向外界釋放熱量，其表面溫度陡降。失去熱源的凹廊空氣通過(guò)與室外空氣不斷對(duì)流換熱其溫度也迅速下降并與室外氣溫趨向一致。夜間其空氣溫度僅稍高于室外氣溫，且其二者變化趨勢(shì)基本一致。堂屋是吊腳樓的核心空間，居民諸多日常生活、生產(chǎn)活動(dòng)都在此展開，其使用頻率為所有房間之最。由圖4可知，堂屋溫度波幅遠(yuǎn)小于室外及入口凹廊，其日間對(duì)氣溫峰值削減作用明顯，而夜間溫度則高于室外及入口凹廊，表現(xiàn)出較高的整體熱穩(wěn)定性。其原因如下：（1）堂屋南北、上下均有房間，有效發(fā)揮了熱緩沖作用；（2）堂屋東壁面外與山體夾持的狹長(zhǎng)空間終日不見陽(yáng)光，致使其冷空氣聚集，溫度波動(dòng)較小，日間對(duì)堂屋有一定降溫作用；（3）“半樓半居”的半干欄建筑特色決定了堂屋地面“半落地、半懸挑”的獨(dú)特形式（圖2），而“落地”的水泥自流平地面與大地相接，具有良好的蓄熱性能和較穩(wěn)定的表面溫度，這無(wú)疑增加了堂屋空間的整體熱穩(wěn)定性。臥室在夜間發(fā)揮著重要作用，而白天使用頻率較低。由圖4可知，臥室1日間峰值溫度明顯高于臥室2，且其峰值溫度出現(xiàn)時(shí)間與入口凹廊一致，這表明其峰值溫度決定于16:30之后太陽(yáng)落山時(shí)的水平太陽(yáng)直射。而臥室2未受太陽(yáng)直接輻射，其溫度決定于周邊空氣溫度，決定方式為導(dǎo)熱及對(duì)流換熱。室外及臥室1均與臥室2直接毗鄰，其二者空氣溫度均是臥室2溫度的強(qiáng)影響因子。臥室2空氣溫度在15:00～19:00之間達(dá)到全天最大，而其中會(huì)出現(xiàn)兩次顯著波峰，反映出室外氣溫與臥室1溫度的交替影響作用。從臥室1與臥室2日間溫度變化的對(duì)比中可以看出，太陽(yáng)輻射對(duì)室內(nèi)溫度的影響程度遠(yuǎn)高于室外空氣溫度，因此遮陽(yáng)是吊腳樓民居氣候設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容之一。夜間臥室2溫度稍高于臥室1，且相對(duì)于臥室1表現(xiàn)出一定熱延遲性，這與其地面形式有關(guān)：臥室1為樓層地面，其材質(zhì)為木板；臥室2為水泥地面且與大地相連，熱穩(wěn)定性更高。

圖2 吊腳樓平面、剖面及測(cè)點(diǎn)位置示意

測(cè)試期間，室外空氣相對(duì)濕度較高，平均值為75.8%，最高值可達(dá)93.2%，最低值為42%。其變化規(guī)律與空氣溫度的變化規(guī)律相反，即溫度越低，相對(duì)濕度越高。堂屋、臥室1、臥室2相對(duì)濕度變化都較室外緩和，主要是由于其空氣溫度波幅較室外平緩。比較臥室1與臥室2室內(nèi)空氣相對(duì)濕度變化規(guī)律可以發(fā)現(xiàn)，在0:00～9:00時(shí)間段內(nèi)，臥室2室內(nèi)空氣溫度高于臥室1，而該時(shí)段內(nèi)臥室2室內(nèi)空氣相對(duì)濕度同樣高于臥室1，這說(shuō)明臥室2室內(nèi)絕對(duì)濕度高于臥室1。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，測(cè)試期間臥室2的門窗始終處于關(guān)閉狀態(tài)（有人出入時(shí)臥室門偶爾開啟）；而臥室1在7:00～22:00時(shí)段內(nèi)，窗戶完全開啟，22:00～次日7:00時(shí)段內(nèi)窗戶完全關(guān)閉，門則一直處于關(guān)閉狀態(tài)（有人出入時(shí)偶爾開啟）。這導(dǎo)致臥室1日間不斷與室外進(jìn)行著空氣交換，生活中產(chǎn)生的濕氣通過(guò)對(duì)流及時(shí)排出室外，避免了濕氣沉積。而臥室2室內(nèi)通風(fēng)不暢，其濕氣沉積較臥室1嚴(yán)重。由此可見，合理利用熱壓及風(fēng)壓組織通風(fēng)換氣對(duì)西南山地高濕地區(qū)民居設(shè)計(jì)具有重要意義。

圖3 水平面太陽(yáng)總輻射強(qiáng)度

圖4 測(cè)試期間室外、半室外及主要功能房間溫濕度變化曲線

測(cè)試期間各功能房間溫度變化范圍均小于室外及半室外空間（圖5、6）。其中臥室2、臥室3溫度振幅最小，分別為6.6℃及6.5℃；臥室1溫度振幅最大，達(dá)12℃。各功能房間最低溫度相對(duì)接近，其最大溫差僅為1.4℃，因此決定溫度范圍大小的關(guān)鍵因素為溫度最高值。臥室1溫度最高值達(dá)35℃，在所有功能房間中最高。緊隨其后的是火塘間及臥室4，其最高溫分別為33.1℃及31.9℃。由平面關(guān)系可以看出，臥室1、火塘間及臥室4的房間西立面在每天16:30～19:00時(shí)段內(nèi)均受太陽(yáng)直射影響。臥室1西立面距檐口最近，其遮陰面積最小，受輻射面積最大，因此峰值溫度最高。臥室4外走廊檐柱處有水平木構(gòu)架及部分鑲嵌木板壁，起到一定遮陽(yáng)作用，使其受輻射面積減小，峰值溫度降低。這更進(jìn)一步反映出輻射得熱對(duì)于房間溫度的較大影響作用。臥室2、臥室3測(cè)試周期內(nèi)均未受到太陽(yáng)直射，因此其峰值溫度最低，分別為30.1℃及30.2℃。

圖5 居住層實(shí)測(cè)點(diǎn)溫度范圍

圖6 居住層實(shí)測(cè)點(diǎn)相對(duì)濕度范圍

與溫度變化規(guī)律一致，各功能房間相對(duì)濕度波動(dòng)范圍均小于室外及半室外空間。臥室2、3由于其門窗終日關(guān)閉，在最低室內(nèi)溫度高于臥室1、4的情況下，室內(nèi)相對(duì)濕度最高值仍高于臥室1、4。這再次驗(yàn)證了通風(fēng)換氣對(duì)于室內(nèi)濕度的重要調(diào)節(jié)作用。

（2）溫濕度縱向比較

測(cè)試期間閣樓及吊腳層溫濕度變化規(guī)律極為接近，僅吊腳層日間最高溫度出現(xiàn)時(shí)間較閣樓稍有推遲且峰值溫度更高，這與16:30～19:00的太陽(yáng)直射有關(guān)。溫濕度波幅方面：室外溫濕度波動(dòng)最為劇烈；閣樓及吊腳層溫濕度波幅較為接近，且較室外更為緩和；堂屋溫濕度波動(dòng)最為平緩。同時(shí)，閣樓及吊腳層一日內(nèi)峰值溫濕度出現(xiàn)時(shí)間較室外有所延遲，而堂屋一日內(nèi)峰值溫濕度出現(xiàn)時(shí)間較閣樓及吊腳層又有所延遲（圖7）。以上諸現(xiàn)象說(shuō)明，閣樓及吊腳層在垂直方向上對(duì)堂屋起到一定熱緩沖作用，體現(xiàn)在其對(duì)堂屋峰值溫濕度值的消減及出現(xiàn)時(shí)間的延遲。

堂屋西側(cè)木地面（樓層屋面，底部為吊腳層）日溫度波幅最大，最高溫度出現(xiàn)在每天17:00～18:00時(shí)段內(nèi)，峰值溫度高達(dá)40℃以上，遠(yuǎn)高于堂屋其它表面溫度及室內(nèi)氣溫，這與該時(shí)段其表面接受太陽(yáng)直射有關(guān)。其他時(shí)段內(nèi)其表面溫度始終與室內(nèi)氣溫接近，并稍低于室內(nèi)氣溫。堂屋水泥地面（與大地相接）日溫度波幅最小，這歸因于大地良好蓄熱性能及熱穩(wěn)定性。每天9:00～21:00時(shí)段內(nèi)，其表面溫度低于室內(nèi)氣溫，并在18:00左右二者差值達(dá)到最大，最大差值可達(dá)3～4℃。日間，水泥地面通過(guò)與室內(nèi)空氣層的傳導(dǎo)及輻射換熱，堂屋峰值氣溫得到有效消減。堂屋東壁面日溫度波幅大于水泥地面但小于南、北壁面。測(cè)試周期內(nèi)，其表面溫度始終低于堂屋空氣溫度，但僅在每天12:00～18:00時(shí)段內(nèi)二者差值較為明顯，其他時(shí)段二者溫度則較為接近，這與其東側(cè)與山體夾持的日影區(qū)有關(guān)。白天室內(nèi)氣溫較高時(shí)，沉積于其東側(cè)日影區(qū)內(nèi)的冷空氣有效消減了其內(nèi)表面峰值溫度，造成其表面溫度與室內(nèi)氣溫間的差值。與水泥地面調(diào)節(jié)室內(nèi)氣溫的原理一致，堂屋東壁面同樣有助于降低日間氣溫并消減其峰值。堂屋南、北壁面溫度波動(dòng)規(guī)律較為一致，其波動(dòng)劇烈程度僅次于木地面。二者表面溫度在9:00～21:00時(shí)段內(nèi)與堂屋空氣溫度幾乎一致，而在21:00～次日9:00時(shí)段內(nèi)高于室內(nèi)溫度。這是由于夜間堂屋大門關(guān)閉，通過(guò)長(zhǎng)波輻射向室外直接散熱的方式受到一定阻礙，而此時(shí)室內(nèi)空氣通過(guò)窗戶及木板壁間隙與室外空氣存在一定的對(duì)流換熱，因此該時(shí)段南、北壁面溫度稍高于室內(nèi)氣溫（圖8）。

圖7 測(cè)試期間吊腳樓各樓層典型房間溫濕度變化曲線

圖8 測(cè)試期間堂屋壁面及地面溫度隨時(shí)間變化關(guān)系

室內(nèi)平均輻射溫度可由下式求得（朱穎心 等，2010）：

其中tr為平均輻射溫度，tg為黑球溫度，v為風(fēng)速。tg及v分別由黑球溫度計(jì)及風(fēng)速儀記錄得到。

每天18:00～21:00時(shí)段內(nèi)，堂屋平均輻射溫度與空氣溫度相對(duì)接近，而其他時(shí)段室內(nèi)溫度則明顯高于平均輻射溫度（圖9）。經(jīng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算，測(cè)試周期內(nèi)，18:00～21:00時(shí)段外，堂屋室內(nèi)溫度平均高于其平均輻射溫度1.6℃。這是由于吊腳樓民居擁有良好的遮陽(yáng)設(shè)計(jì)，白天太陽(yáng)高度角較高時(shí)，出檐較深的瓦屋面阻擋了直射光線，使房屋外壁面免于太陽(yáng)輻射，房間壁面緊靠與室內(nèi)空氣的接觸傳導(dǎo)得熱，其升溫幅度較小，加之水泥地面及東壁面穩(wěn)定且較低的表面溫度，在此時(shí)段內(nèi)房間整體平均輻射溫度較低。18:00～21:00時(shí)段內(nèi)，受16:30之后太陽(yáng)直射影響，房間壁面溫度上升，致使房間整體平均輻射溫度升高，與室內(nèi)氣溫接近。太陽(yáng)落山后壁面開始降溫，至21:00左右，其溫度再次明顯低于室內(nèi)氣溫。夜間隨著房間外界面以長(zhǎng)波輻射的方式向外界空氣散熱，房間各界面溫度達(dá)到最低，也直接帶動(dòng)了整體平均輻射溫度的下降，其與室溫的差值也被逐漸拉大。

圖9 測(cè)試期間堂屋平均輻射溫度、空氣溫度隨時(shí)間變化關(guān)系

圖10 東西坡屋面瓦面溫度及閣樓層氣溫隨時(shí)間變化關(guān)系

較低的平均輻射溫度有助于居民獲得更為舒適的熱體驗(yàn)，房間壁面通過(guò)冷輻射影響人們冷熱感覺，使人們獲得更接近中性的實(shí)感溫度。

測(cè)試期間，閣樓層?xùn)|、西坡屋面瓦底表面溫度（以下簡(jiǎn)稱東、西瓦面溫度）及閣樓氣溫隨時(shí)間變化關(guān)系如圖10所示。東瓦面最高溫度出現(xiàn)在每天12:00左右，此時(shí)太陽(yáng)高度角為全天最高，屋面東坡受太陽(yáng)輻射更為充分。西瓦面最高溫度出現(xiàn)在15:30～18:00之間，此時(shí)太陽(yáng)偏西，屋面西坡太陽(yáng)入射角更小。東、西瓦面溫度最高值接近，并維持在37℃～40℃的溫度區(qū)間內(nèi)。閣樓氣溫一日內(nèi)波動(dòng)幅度遠(yuǎn)小于東、西瓦面溫度。在9:00～19:30時(shí)段，東、西瓦面溫度高于閣樓空氣溫度，其最大溫差可達(dá)8℃～10℃，并通常出現(xiàn)在中午12:00東瓦面溫度最高時(shí)。此時(shí)良好的通風(fēng)將熱空氣及時(shí)帶出室外，削弱了高溫瓦面對(duì)于閣樓空氣的加熱作用。晚19:30～次日9:00時(shí)段內(nèi)，東、西瓦面溫度低于閣樓氣溫。此時(shí)，東、西坡屋面通過(guò)對(duì)天空長(zhǎng)波輻射快速散熱，其表面溫度下降迅速。由于屋面東坡外的山體一定程度上阻隔了東坡面向天空輻射的路徑，其散熱不如西坡面充分，夜間瓦面溫度較西屋面更高。綜上所述，良好的通風(fēng)條件，有效削減了白天閣樓層室內(nèi)峰值溫度；輕質(zhì)、低蓄熱的干擺瓦屋面則有利于夜間瓦體的快速降溫。

2.3.4 風(fēng)速

測(cè)試期間，室外風(fēng)速變化范圍為0.02～3.22m/s，平均值為1.17m/s。吊腳樓各測(cè)點(diǎn)風(fēng)速大小分布情況如圖11所示。由圖可知，同為半室外空間的入口凹廊及吊腳層平均風(fēng)速及最高風(fēng)速均大于其他室內(nèi)測(cè)點(diǎn)。堂屋白天門窗全開，夜晚僅保持窗戶打開并關(guān)閉大門，室內(nèi)風(fēng)速最高可達(dá)0.53m/s，平均風(fēng)速為0.11m/s，均遠(yuǎn)小于入口凹廊。其一是因?yàn)樘梦葸M(jìn)深較大，易形成渦流降低風(fēng)速；其二則是由于堂屋內(nèi)各室內(nèi)門緊閉，未能組織較為通暢的風(fēng)路。閣樓層平均風(fēng)速及最高風(fēng)速均大于堂屋，再次證明了其較好的通風(fēng)性能。臥室1白天僅打開窗戶而緊閉臥室門，夜晚則門窗均保持關(guān)閉，因此室內(nèi)風(fēng)速較低，平均值僅為0.04m/s。

2.3.5 熱環(huán)境評(píng)價(jià)

PMV（Predicted Mean Vote，預(yù)測(cè)平均熱感覺投票）-PPD（Predicted Percentage Dissatisfied，預(yù)測(cè)不滿意百分比）指標(biāo)可綜合評(píng)價(jià)空氣溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速及壁面輻射等因素對(duì)人體室內(nèi)熱感覺的綜合影響，并能夠代表同一室內(nèi)熱環(huán)境下大多數(shù)人的冷熱感覺判斷，是室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)的重要評(píng)價(jià)依據(jù)。其中PMV指標(biāo)采用9級(jí)標(biāo)度，分別為：-4（很冷）、-3（冷）、-2（涼）、-1（微涼）、0（適中）、1（微暖）、2（暖）、3（熱）、4（很熱），以表征人體不同冷熱感覺層級(jí)。PMV可以通過(guò)空氣溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速、平均輻射溫度、人體新陳代謝率及人體服裝熱阻計(jì)算得出（朱穎心 等，2010）。

本研究取人體輕微活動(dòng)狀態(tài)下的新陳代謝率1.2met（Metabolic Equivalent of Task，代謝當(dāng)量），并依據(jù)當(dāng)?shù)鼐用裰b習(xí)慣，將服裝熱阻值clo定為0.54（短袖、長(zhǎng)褲、單鞋）。將實(shí)測(cè)所得熱環(huán)境參數(shù)代入計(jì)算式，可求得測(cè)試周期內(nèi)各時(shí)間點(diǎn)PMV值。以測(cè)試周期內(nèi)第二天（2018年8月13日）全天PMV值為典型樣本，并將其作為因變量，各時(shí)間節(jié)點(diǎn)（間隔為10min）作為自變量，求得堂屋、臥室1、入口凹廊PMV值隨時(shí)間變化關(guān)系（圖12）。由圖可知，入口凹廊一日內(nèi)PMV值振幅最大，最高值甚至突破4.0，而最低值僅有-1.5左右。堂屋一日內(nèi)PMV值振幅最小，并始終保持在-0.5～2.0的范圍內(nèi)。臥室1一日內(nèi)PMV值振幅介于入口凹廊與堂屋之間，其最高值突破3.0，最低值約為0.5左右。

圖11 各測(cè)點(diǎn)風(fēng)速大小分布情況

圖12 一日內(nèi)典型房間PMV值隨時(shí)間變化關(guān)系

如果將PMV值處于-2.0～2.0的區(qū)間視作可接受熱感覺區(qū)間，-1.0～1.0的區(qū)間視作較舒適熱感覺區(qū)間，-0.5～0.5的區(qū)間視作舒適熱感覺區(qū)間，＞2.0及＜-2.0的區(qū)間視作不可接受熱感覺區(qū)間。那么，堂屋、臥室1、入口凹廊一日內(nèi)PMV值分別處于上述區(qū)間的不同時(shí)間段可統(tǒng)計(jì)得出、各時(shí)間段持續(xù)時(shí)長(zhǎng)占全天總時(shí)長(zhǎng)的比例也可通過(guò)計(jì)算求得，其結(jié)果詳見表1。

由表1可知，堂屋PMV值全天均處于可接受熱感覺區(qū)間，處于較舒適及舒適熱感覺區(qū)間的時(shí)長(zhǎng)比率也分別高達(dá)72.9%及58.3%，可以說(shuō)一日內(nèi)堂屋熱環(huán)境品質(zhì)均保持較高水平。臥室1的PMV值處于可接受熱感覺區(qū)間的時(shí)長(zhǎng)比率為78.5%，處于較舒適及舒適熱感覺區(qū)間的比率分別為59.7%及46.5%。值得說(shuō)明的是：臥室1使用時(shí)段內(nèi)（22:00～次日7:00），其PMV值均處于舒適熱感覺區(qū)間，具有較高的熱舒適度。入口凹廊PMV值處于可接受熱感覺區(qū)間的時(shí)長(zhǎng)比率為74.3%，稍低于臥室1，但處于較舒適及舒適熱感覺區(qū)間內(nèi)的比率僅為36.8%及21.5%，明顯低于堂屋及臥室。同時(shí)，其24.3%的不可接受熱感覺區(qū)間時(shí)長(zhǎng)比率也為三者中最高。由圖12及表1可知，入口凹廊不可接受熱感覺時(shí)段主要集中在13:00～18:50，這與該時(shí)段太陽(yáng)輻射有直接關(guān)系。同樣由圖12及表1可以看出，20:00～22:00時(shí)段內(nèi)入口凹廊PMV值始終處于舒適熱感覺區(qū)間，相較于堂屋及臥室其擁有該時(shí)段內(nèi)最高熱舒適度，因此入口凹廊是居民晚飯后乘涼的理想選擇，這也體現(xiàn)出半室外空間對(duì)于居民日常生活的積極意義。

3 結(jié)語(yǔ)

該半干欄吊腳樓民居在夏季整體防熱較好，這首先得益于其合理的房間布置。水平維度上，日間使用頻率最高的堂屋被布置于居住層正中，其左右分別布置若干臥室及火塘間。在日間室外溫度較高時(shí)，臥室及火塘間能有效發(fā)揮熱緩沖作用；垂直維度上，居住層上、下分別布置閣樓及吊腳層，由于其各自良好的遮陽(yáng)及通風(fēng)條件，氣溫變化較室外平緩，同樣充當(dāng)了居住層的熱緩沖空間。而主要在夜間使用的臥室則靠外布置，并盡量與室外毗鄰。白天無(wú)人使用時(shí)，其能夠有效發(fā)揮熱緩沖作用，幫助消減堂屋峰值氣溫。夜間則通過(guò)長(zhǎng)波輻射直接向外界散熱，室內(nèi)氣溫下降迅速，保證了室內(nèi)的舒適效果。

遮陽(yáng)、通風(fēng)是半干欄吊腳樓設(shè)計(jì)中最為重要的氣候策略，也是其樸素綠色經(jīng)驗(yàn)的直接體現(xiàn)。測(cè)試結(jié)果表明，太陽(yáng)輻射得熱對(duì)室內(nèi)溫度的升高作用明顯強(qiáng)于空氣傳熱；而適當(dāng)通風(fēng)換氣有助于將生活中產(chǎn)生的濕氣盡快排出室外，使室內(nèi)相對(duì)濕度保持在更接近舒適區(qū)的范圍內(nèi)。因此建議日間盡量打開臥室門、窗，以增加臥室及堂屋單位時(shí)間內(nèi)的換氣次數(shù)并提升其室內(nèi)空氣流速，加速沉積濕氣的排出并提高各功能房間整體熱舒適性。

該吊腳樓堂屋水泥地面（接地）與東壁面在日間擁有穩(wěn)定且較低的表面溫度，能夠通過(guò)輻射及傳導(dǎo)兩種方式降低堂屋室內(nèi)溫度，并幫助消減16:30～19:00太陽(yáng)直射時(shí)段（西曬）室內(nèi)峰值溫度。水泥地面由于與大地相接，擁有良好蓄熱能力及熱穩(wěn)定性；而東壁面外與山體夾持的日影區(qū)長(zhǎng)期冷空氣沉積，有助于日間東壁面內(nèi)表面低溫的維持。二者均為半干欄吊腳樓民居重要的氣候策略。

通風(fēng)閣樓結(jié)合干擺瓦屋面的設(shè)計(jì)對(duì)于吊腳樓夏季整體防熱具有積極意義。當(dāng)夏季白天太陽(yáng)高度角較大時(shí)，瓦屋面承受了高強(qiáng)度太陽(yáng)輻射，此時(shí)瓦體內(nèi)外表面升溫迅速，其溫度遠(yuǎn)超室外氣溫。瓦體內(nèi)表面通過(guò)長(zhǎng)波輻射及接觸導(dǎo)熱迅速加熱閣樓層空氣，受熱不均的空氣因熱壓產(chǎn)生氣流，而閣樓層良好的通風(fēng)條件保證了熱氣流能迅速排出室外，一定程度上緩解了閣樓層白天過(guò)熱的問(wèn)題。夜間，瓦屋面以長(zhǎng)波輻射的方式向天空迅速釋放熱量，其內(nèi)表面溫度低于閣樓層氣溫，并不會(huì)對(duì)居住層夜間熱舒適產(chǎn)生影響。

堂屋及臥室在其使用時(shí)段內(nèi)均具有較高熱舒適度。入口凹廊（半室外空間）在白天大部分時(shí)間內(nèi)（16:30～19:00西曬時(shí)段除外）扮演居住層氣候緩沖空間的角色，而在20:00～22:00時(shí)段內(nèi)，擁有較高熱舒適度，是居民飯后乘涼的理想選擇。

測(cè)試結(jié)果表明，夏季夜間吊腳樓民居整體熱舒適度較高，大部分時(shí)間內(nèi)其室內(nèi)PMV值均保持在0以下（冷感）。建議適當(dāng)增加吊腳樓外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能，這樣不僅不會(huì)過(guò)多影響夏季夜間房間整體熱舒適性，還可大幅度提升冬季吊腳樓室內(nèi)熱環(huán)境品質(zhì)。