漢口里分民居建筑重構(gòu)的保溫設(shè)計(jì)研究

張震中

（武漢紡織大學(xué) 湖北武漢 430073）

1 保溫設(shè)計(jì)在武漢里分建筑重制過程中的必要性

武漢是我國第二批歷史文化名城，擁有著大量優(yōu)秀的近代歷史建筑，其中就包括著“里分”。民國時(shí)期所建造規(guī)劃的里分建筑群，由于年代久遠(yuǎn)，缺乏有效的治理和保護(hù)，大多數(shù)建筑遭受到或多或少的損壞，曾經(jīng)規(guī)劃合理的租借居民區(qū)，現(xiàn)在已經(jīng)基本喪失最初的一些保溫功能。武漢屬于亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，夏季酷暑炎熱，冬季又嚴(yán)寒濕冷，作為人性場所之一的里分建筑群在漸進(jìn)式更新改造的過程當(dāng)中對于建筑和環(huán)境規(guī)劃的處理上，需要針對武漢的當(dāng)?shù)貧夂颍扇∫幌盗斜匾谋叵到y(tǒng)設(shè)計(jì)。[1]

2 武漢里分建筑保溫性能分析

2.1 建筑結(jié)構(gòu)分析

里分的建筑風(fēng)格及其構(gòu)件樣式主要折衷于當(dāng)時(shí)西方流行風(fēng)格和中國傳統(tǒng)建筑風(fēng)格，里分建筑組成形式主要為聯(lián)排式低層住宅，其主要住宅戶型可分為一、二、三開間，每戶除了客廳、主臥、次臥、廚房、廁所，還有當(dāng)時(shí)具有特色的天井和車庫。漢口里分建筑在20世紀(jì)20年代采用磚木結(jié)構(gòu)，居民建筑一般為兩層連體樓，二樓單元之間往往是一個(gè)小曬臺(tái)。在20世紀(jì)30年代，磚混結(jié)構(gòu)引進(jìn)國內(nèi)，這個(gè)時(shí)期在租界興建了的里弄居民住宅出現(xiàn)了局部三層，并有較大的曬臺(tái)與陽臺(tái)。漢口里分建筑有著獨(dú)具特色的紅磚墻、木門窗和紅瓦屋，它們不僅有不錯(cuò)的藝術(shù)美感，也對建筑的人居環(huán)境有著不錯(cuò)的調(diào)節(jié)作用。

2.2 建筑選址與朝向

武漢屬于亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，夏季酷暑炎熱，冬季又嚴(yán)寒濕冷，剛建成的里分建筑群有著不錯(cuò)的氣候調(diào)節(jié)功能，其中少不了整個(gè)里分建筑群的朝向規(guī)劃。當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)師考慮到當(dāng)時(shí)整個(gè)租界房屋陽臺(tái)觀景問題，所以在租界的選址時(shí)選擇了長江西岸的漢口地段，這樣建筑東面就可以做觀景陽臺(tái)。在夏天，居民早上可以在陽臺(tái)看書、聊天、讀報(bào)，光線柔和適度，溫柔愜意，不會(huì)像西面朝陽的陽臺(tái)清晨沒有光照，午后又烈日炎炎，讓人酷暑難耐。而冬天，里分居民區(qū)也陽光充分，里分是低層聯(lián)排式建筑群，其次弄道與弄道之間寬度適宜，次弄道不乏公共娛樂空間，即便建筑是東西朝向，在冬季也能保證有足夠的日照。

雖然建筑東面有著良好的環(huán)境，但是畢竟建筑是東西朝向，在武漢炎熱的夏季，其西面并沒有良好的隔熱措施。

2.3 墻體的結(jié)構(gòu)與材料

墻體的保溫結(jié)構(gòu)形式主要分為三個(gè)類別：外墻外保溫、外墻內(nèi)保溫和墻體自保溫。漢口里分建筑群的墻體結(jié)構(gòu)則是外墻內(nèi)保溫，采用外墻裸露的清水磚，墻體內(nèi)側(cè)采用保溫粉飾加厚的形式，這樣既滿足了室內(nèi)人居環(huán)境的需要，又不失審美價(jià)值的表現(xiàn)。

紅磚墻是里分建筑的又一特色。紅磚的主要材料是頁巖，在設(shè)計(jì)建筑墻體時(shí)，當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)師把頁巖磚砌成多孔形式，從而有利于建筑本身的節(jié)能，達(dá)到隔熱、隔音的效果。民國里分建筑墻體采用高檔的清水磚，其墻體結(jié)構(gòu)采用外墻內(nèi)保溫墻體結(jié)構(gòu)模式，不僅用于室內(nèi)外墻裝飾時(shí)有著非凡的藝術(shù)效果，而且有著承重、隔音、保溫、裝飾的功能。[2]

由于晝夜溫差、紅墻墻體和舊式保溫涂料密度差距較大，所熱脹冷縮的程度不同，日積月累，其表面產(chǎn)生大量裂痕，從而降低了建筑的保溫效果。

2.4 建筑前后雙天井

在天氣炎熱的季節(jié)，毗鄰長江江岸的里分，當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)師通過對里分居區(qū)的氣候特點(diǎn)、風(fēng)土人情、生活習(xí)慣的調(diào)查，在建筑中設(shè)計(jì)了前后雙天井，運(yùn)用對流式和建筑內(nèi)部環(huán)繞式的手段調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度、創(chuàng)造濕溫恒流的室內(nèi)物理環(huán)境，而且陽光穿透天井打在墻面和地上有著不錯(cuò)的光影視覺效果。

但是隨著時(shí)間的推移，一方面，里分的歷史建筑損毀嚴(yán)重；另一方面人們對人居場所的追求不斷提高，如今的這里的天井系統(tǒng)已不能滿足人們的居住需要。長時(shí)間的陽光直射產(chǎn)生高溫，現(xiàn)在無論是的主臥還是次臥，當(dāng)夏季入夜，靠近天井的地方，居民中午午休都難于安寢。

2.5 百葉窗

陽臺(tái)窗戶采用雙層結(jié)構(gòu)內(nèi)部是宮格樣式的玻璃窗，其外部是百葉窗，有效遮擋了紫外線的同時(shí)還具有隔熱的功能，百葉窗由于每個(gè)百葉之間存在著一定的小縫隙，發(fā)揮著良好的通風(fēng)性能。部分里分建筑的樓梯間采用大型的窗洞（如：珞珈山街），尤其在夏季，武漢的悶熱天氣，如果不采用這種大型的窗洞，紅磚建筑保溫性好的情況下，很難將累積的熱量排出建筑外，大型窗洞和寬闊的樓道間形成了合理的通風(fēng)系統(tǒng)。[3]

當(dāng)時(shí)窗戶玻璃采用的是傳統(tǒng)式的單層玻璃，這種材料的熱阻力很小，同時(shí)能讓大量陽光射入。

3 低碳視角下里分建筑保溫改造方法

3.1 熱物理性能設(shè)計(jì)

從狹義上來說，保溫層可以僅只用來緩和損耗的保溫材料。傳統(tǒng)材料：纖維板、玻璃絨、巖棉、聚苯乙烯、水泥砂漿。[4]新式材料：大豆噴涂泡沫（相比舊式的涂料更具有延展性；可再生；可回收；無毒；與建筑內(nèi)部形成空氣密封）、中空玻璃（相比單層玻璃，中空玻璃從玻璃的中心部分以及四周框架提高其抗熱新能）。[5]

漢口里分紅磚建筑外部是紅磚，可以將保溫材料夾在墻中間，做成夾心墻結(jié)構(gòu)，中間用拉筋鏈接，這樣明火就不會(huì)與保溫材料接觸，不存在火災(zāi)隱患。對于室內(nèi)的壁爐，可采用封閉式的壁爐，相比開放式不僅對人更加健康，而且熱傳導(dǎo)效率高的多。[6]

3.2 建筑局部構(gòu)件的環(huán)保節(jié)能型改造

建筑在處理保溫與隔熱時(shí)，需要充分考慮到建筑能量傳導(dǎo)的媒介和建筑能量傳導(dǎo)的方向和強(qiáng)度大小。上面所提到的一些可能情況，會(huì)在不同的季節(jié)時(shí)期有所不同，也會(huì)在一天之內(nèi)的不同時(shí)間段有所不同，我們應(yīng)該根據(jù)具體的狀況來選擇合適的設(shè)計(jì)手段，從而達(dá)到合理的材料使用和技術(shù)運(yùn)用。

在寒冷的日子里，對于房屋的保溫，主要采用的手段就是盡可能的減少建筑內(nèi)部熱量的流失。其中就包括了一些容易散失熱量的建筑構(gòu)件，如：屋頂、墻壁、門窗和容易流動(dòng)空氣的滲透屏障等，這都是關(guān)鍵的熱損耗部位。如果整個(gè)建筑要想保溫處理得好，工作的重點(diǎn)就要放在門窗的處理上，因?yàn)殚T窗是比較大的開口和主要的熱傳導(dǎo)媒介。降低熱量流失的措施可以有：采用大面積隔熱板材以及減少非隔熱玻璃（尤其是不朝向陽光的玻璃）的面積、安裝根據(jù)氣候能調(diào)節(jié)室溫的設(shè)備等。

在酷暑的時(shí)期，熱量會(huì)來源于太陽的一次輻射和反射后大氣層的二次輻射，這時(shí)候，能夠通過窗戶直接進(jìn)入室內(nèi)的陽光很強(qiáng)烈，使得室內(nèi)環(huán)境的溫度普遍升高，從而增加了外部熱量向建筑內(nèi)部的傳導(dǎo)效率。對此，解決太陽和大氣輻射帶來的熱量可以有：采用淺色屋頂、安裝充足的遮陽裝置、采用光譜選擇性油漆和涂料以及建筑外層的其余地方應(yīng)用各種其他隔熱措施。再就是一些高效的手段，比如能讓太陽能增益系數(shù)降低的特殊鍍膜玻璃、增加輻射隔離層實(shí)現(xiàn)頂部空間的有效隔熱。在天氣比較熱的時(shí)段，熱流動(dòng)和空氣對流的現(xiàn)象也會(huì)相應(yīng)的較弱，整個(gè)室內(nèi)空間的熱傳導(dǎo)是由輻射來主導(dǎo)的，也就是說如果輻射隔離層要充分發(fā)揮作用，就必須有相充足的空氣對流間隙。

4 結(jié)語

漢口里分民居作為武漢獨(dú)有的歷史文化遺址，在未來武漢城市面貌中占據(jù)著歷史承上啟下的重要作用。要想發(fā)揮出這樣的價(jià)值，我們需要對漢口里分民居進(jìn)行合理的改造，其中就包括了我以上談到的保溫設(shè)計(jì)改造，我們要因地制宜、改舊如新，在保留當(dāng)時(shí)民國風(fēng)格的同時(shí)，能夠讓這些老建筑“活”起來、“用”起來，符合現(xiàn)代人們所適應(yīng)的人居環(huán)境，從而讓這里的古建筑得以延續(xù)。