淺析傳統(tǒng)冷巷技術(shù)在夏熱冬冷地區(qū)的啟示及應(yīng)用
——以2019 臺達(dá)杯國際太陽能建筑設(shè)計競賽獲獎作品為例

田春來 閻波 TIAN Chunlai,YAN Bo

重慶大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院

建筑在整個社會的資源消耗中占據(jù)了很大比例，如今人們對被動式節(jié)能建筑的訴求愈加強(qiáng)烈。自古以來，人們?yōu)榱藨?yīng)對不同的氣候條件創(chuàng)造了形式多樣、包含多種節(jié)能技術(shù)的民居，而傳統(tǒng)的冷巷技術(shù)作為中國民居典型的被動式節(jié)能技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于江浙、閩南等地區(qū)。冷巷的技術(shù)門檻較低，具有較強(qiáng)的氣候適應(yīng)性，可利用其原理使建筑滿足現(xiàn)代功能需求。

1 冷巷的特征

冷巷一般指存在于傳統(tǒng)聚落中的窄巷道，良好的遮陽降溫效果使其成為建筑中的氣候緩沖層[1]。冷巷一般沿建筑的進(jìn)深方向展開，寬度為0.8～1.5m，僅能容兩人并肩通過。在夏季，高寬比較大的巷子能夠很大程度上減少太陽直射，起到調(diào)節(jié)微氣候環(huán)境的作用。

1.1 傳統(tǒng)冷巷的空間形態(tài)

傳統(tǒng)冷巷根據(jù)位置不同可分為內(nèi)部冷巷和外部冷巷[1]。外部冷巷的傳統(tǒng)形式有外部窄巷和騎樓；內(nèi)部冷巷的常見形式存在于閩南地區(qū)的竹筒屋和手巾寮中。

1.1.1 外部冷巷

（1）室外窄巷

存在于建筑之間的狹窄巷子。窄高的空間形態(tài)特征極大地削弱了太陽輻射，使其保持陰涼。同時，窄巷兩邊高大實墻良好的蓄熱效果使得冷巷空間的常年溫差波動較小。

（2）騎樓

騎樓底層架空作為人行道，上空覆蓋樓層，利用下部長廊遮擋夏日午時強(qiáng)烈的太陽輻射，當(dāng)太陽較低時，陽光被柱列與道路對面的騎樓建筑遮擋[2]，使得騎樓常年溫度較低。

1 青云巷

2 邊弄

3 桐廬荻浦村布局

4 傳統(tǒng)聚落的通風(fēng)組織

1.1.2 內(nèi)部冷巷

內(nèi)部冷巷一般指建筑內(nèi)部縱深方向的空間。在廣東的竹筒屋中名為青云巷，在泉州的手巾寮中稱為邊弄。

（1）青云巷

青云巷用于聯(lián)系竹筒屋內(nèi)部的各個房間。竹筒屋一般為單開間民居，單天井式的竹筒屋較為常見，青云巷將其前、中、后三部分聯(lián)系起來，利用對外的門窗和內(nèi)部的天井形成建筑的雙向通風(fēng)[3]。因此，“正墻開口—室內(nèi)冷巷—天井”成為竹筒屋的基本通風(fēng)模式（圖1）。

（2）邊弄

邊弄在手巾寮中既是交通空間又是通風(fēng)通道。手巾寮的空間格局與建筑細(xì)部為室內(nèi)自然通風(fēng)提供了相對有利的基礎(chǔ)條件。手巾寮中的多個天井可隨時根據(jù)風(fēng)向轉(zhuǎn)換其進(jìn)出風(fēng)口的角色，提高屋內(nèi)通風(fēng)效果[4]。手巾寮的通風(fēng)模式為“街巷—廳堂—室內(nèi)冷巷—天井—室內(nèi)冷巷—天井”（圖2）。

1.2 傳統(tǒng)冷巷的布局

夏熱冬冷地區(qū)的傳統(tǒng)聚落多圍繞廣場或湖泊交匯處呈組團(tuán)或發(fā)散狀發(fā)展。聚落聚集在河流匯集處，呈現(xiàn)中心集中聚攏的形態(tài)[5]，而且整個聚落通常由一條主要巷道串聯(lián)（圖3）。

這種布局對聚落的通風(fēng)組織非常有利，建筑之間利用窄高的墻體形成良好的遮陽效果，冷巷成為建筑與周圍環(huán)境間的氣候調(diào)節(jié)器。同時，當(dāng)室外風(fēng)環(huán)境較好時，也可利用風(fēng)壓通風(fēng)改善室內(nèi)熱環(huán)境。江浙地區(qū)夏季盛行東南季風(fēng)，傳統(tǒng)聚落中的建筑與巷道的朝向多以東南向為主[6]，當(dāng)聚落與主導(dǎo)風(fēng)向的夾角不大時，風(fēng)會在聚落內(nèi)形成壓力差，以此形成良好的風(fēng)壓通風(fēng)效果（圖4）。同時，當(dāng)室外風(fēng)環(huán)境不太理想時，可以利用冷巷形成的溫差組織熱壓通風(fēng)：白天，室外地面因積聚大量熱輻射而溫度升高，進(jìn)而吸引周圍冷巷的冷空氣進(jìn)行補充，形成冷巷與室外地面間的熱壓通風(fēng)；夜間，露天的室外快速向天空散熱降溫，氣溫下降最多，冷巷則由于地面和墻體良好的蓄熱能力散熱較慢，所以形成由室外吹向冷巷的熱壓通風(fēng)。

5 桐廬地區(qū)熱環(huán)境

6 技術(shù)策略

7 總平面圖

8 風(fēng)環(huán)境分析

9 導(dǎo)風(fēng)分析

1.3 冷巷的技術(shù)要點

冷巷降溫的技術(shù)要點主要為遮陽通風(fēng)的窄通道、蓄冷墻與地面、夜間通風(fēng)[7]。

1.3.1 遮陽通風(fēng)的窄通道

窄通道的目的是利用較大高寬比的墻體形成自遮陽效果，減少太陽輻射。因此，建筑中常見的天井、廊道等都可以形成冷巷。

同時，冷巷還需要保持通風(fēng)，保證其調(diào)節(jié)室內(nèi)熱環(huán)境的效果。首先是風(fēng)壓通風(fēng)，當(dāng)風(fēng)吹向冷巷時，會在冷巷中形成負(fù)壓區(qū)，進(jìn)而使整個建筑有良好的對流換氣。其次是熱壓通風(fēng)，在建筑上部設(shè)置出風(fēng)口，在建筑底部設(shè)置進(jìn)風(fēng)口，利用室內(nèi)外溫度差將室內(nèi)渾濁的熱空氣排出，同時將室外新鮮的冷空氣從建筑的開口處吸入室內(nèi)。

1.3.2 蓄冷墻和地面

因為土壤是很好的蓄冷體，年溫度變化非常穩(wěn)定，所以地面和厚墻在傳統(tǒng)建筑的被動式降溫中至關(guān)重要。

1.3.3 夜間通風(fēng)

夜間通風(fēng)是利用白天與夜晚的溫度差，在夜晚讓蓄冷結(jié)構(gòu)進(jìn)行蓄冷，從而冷卻白天被加熱的建筑結(jié)構(gòu)。夜間熱交換指冷巷蓄冷體在夜間被室外冷空氣冷卻，白天熱交換指冷巷蓄冷體在白天通過吸收冷巷周圍的熱量對室內(nèi)進(jìn)行降溫。

2 技術(shù)應(yīng)用

2.1 項目概況

項目用地位于浙江省杭州市桐廬縣鳳溪玫瑰教育研學(xué)基地，地處三山夾谷、兩溪交匯的小河谷平原。該項目分兩期，一期為建成的玫瑰農(nóng)場、環(huán)藝展示基地等配套設(shè)施；二期為本次競賽的設(shè)計內(nèi)容，包括教學(xué)中心、創(chuàng)意中心、學(xué)生宿舍、體驗單元等服務(wù)設(shè)施。

2.2 地區(qū)技術(shù)分析

2.2.1 氣候分析

基地所在的桐廬地區(qū)屬于夏熱冬冷地區(qū)，基本的氣候特點是光雨值較高、雨熱同步、光溫互補。除此以外，空氣濕度大、悶熱，且容易受潮。冬季風(fēng)出現(xiàn)頻率最高的風(fēng)向為北向，夏季風(fēng)出現(xiàn)頻率最高的風(fēng)向為東向和南向（圖5）。因此，該氣候區(qū)的建筑物必須滿足夏季遮陽降溫及通風(fēng)要求，光雨值較高的冬季需考慮防寒、保溫措施。

2.2.2 地區(qū)技術(shù)

經(jīng)過前期的調(diào)研考察，我們發(fā)現(xiàn)桐廬當(dāng)?shù)氐膫鹘y(tǒng)民居為適應(yīng)亞熱帶季風(fēng)氣候而自發(fā)產(chǎn)生的被動式低技術(shù)生態(tài)手法很好地解決了遮陽、防潮和通風(fēng)問題。民居建筑群體布局緊湊、建筑密度大，避免了陽光直射，通過設(shè)置天井和冷巷來加強(qiáng)建筑內(nèi)部的空氣流通。

2.3 冷巷技術(shù)在設(shè)計中的應(yīng)用

基于對當(dāng)?shù)亟ㄖ夹g(shù)的分析，結(jié)合現(xiàn)代功能技術(shù)要求，我們提出以下適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蚣碍h(huán)境因素的技術(shù)策略（圖6）。

2.3.1 建筑布局

建筑布局主要朝南，面向基地的夏季主導(dǎo)風(fēng)——東南風(fēng)。將一條巷道作為基地的主路徑，延續(xù)后作為基地主軸線，同時，將冷巷對著主要風(fēng)向（圖7）。夏季，季風(fēng)可以沿著建筑布局中的冷巷深入，由于季風(fēng)與主導(dǎo)風(fēng)的風(fēng)向平行、角度不大，所以季風(fēng)在巷子內(nèi)部的衰減不大。季風(fēng)在冷巷內(nèi)形成負(fù)壓區(qū)，帶動建筑內(nèi)部的空氣進(jìn)行熱交換（圖8）。通過院落將各部分建筑組團(tuán)進(jìn)行再組織，以獲取更好的通風(fēng)和采光條件。當(dāng)夏季風(fēng)為東風(fēng)時，風(fēng)向與庭院的夾角較小，通過植物和格柵將風(fēng)引入建筑內(nèi)部，從而獲得良好的通風(fēng)效果（圖9）。

2.3.2 建筑組團(tuán)

（1）研學(xué)宿舍

通過一條主要的冷巷將宿舍單元串聯(lián)在一起。為了使冷巷的降溫通風(fēng)效果達(dá)到理想狀態(tài)，我們根據(jù)冷巷的三條技術(shù)要點進(jìn)行設(shè)計。

第一點是遮陽通風(fēng)的窄通道。整個冷巷的高寬比為2：1，通過軟件模擬夏季熱環(huán)境可知，冷巷在夏季白天的遮陽降溫效果較好，可以在一定程度上削弱熱輻射（圖10）。為了使整個冷巷達(dá)到良好的風(fēng)壓通風(fēng)效果，將冷巷兩端開口，與夏季主導(dǎo)風(fēng)形成較小的夾角。同時為了加強(qiáng)熱壓通風(fēng)，宿舍的山墻面對著冷巷開口，屋頂設(shè)置通風(fēng)口，利用室內(nèi)外溫差將室內(nèi)熱空氣排出。

10 宿舍區(qū)熱輻射分析

11 磚墻構(gòu)造

12 宿舍通風(fēng)

13 宿舍單體形態(tài)

14 教室導(dǎo)風(fēng)

15 教室通風(fēng)分析

16 創(chuàng)意中心形體分析示

17 創(chuàng)意中心通風(fēng)分析

第二點是蓄冷墻和地面。為了延續(xù)傳統(tǒng)，同時保證墻體具有良好的蓄冷性能，采用當(dāng)?shù)氐膫鹘y(tǒng)材料——磚墻（圖11）。

第三點是夜間通風(fēng)。為了使冷巷在夜間達(dá)到良好的降溫效果，在與冷巷相對的位置設(shè)置兩個拔風(fēng)天井，通過天井與冷巷組織夜間通風(fēng)，不僅可以改善建筑內(nèi)部的熱環(huán)境，還能在夜晚及時降溫，第二天繼續(xù)充當(dāng)冷源（圖12）。

為了更好地營造宿舍單元的熱環(huán)境，加強(qiáng)室內(nèi)的通風(fēng)效果，以當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)民居中的天井為原型，進(jìn)行了不同形制的轉(zhuǎn)譯（圖13）。天井在形態(tài)上與冷巷類似，都是窄高的空間，因而也按照冷巷的技術(shù)要點進(jìn)行組織，使得室內(nèi)空間獲得良好的熱環(huán)境。

（2）教室

為了保證教室獲得良好的自然通風(fēng)，通過平面組織，將組團(tuán)的大開口對著夏季主導(dǎo)風(fēng)，再利用植物的配置和格柵的引導(dǎo)將風(fēng)導(dǎo)向建筑內(nèi)部（圖14）；為了使室內(nèi)獲得較好的通風(fēng)效果，利用冷巷原理將室內(nèi)走廊的兩端對著主導(dǎo)風(fēng)開口方向，同時在屋頂增設(shè)天窗，白天開啟，夜晚關(guān)閉，加強(qiáng)風(fēng)壓通風(fēng)；為了使走廊在夜晚能夠及時降溫，設(shè)置多個天井對著走廊，加強(qiáng)夜晚通風(fēng)（圖15）。

（3）創(chuàng)意中心

創(chuàng)意中心臨近水源，為了使建筑獲得更多由水面吹來的風(fēng)，建筑由兩個“L”形的體塊疊加而成，并做架空處理（圖16）。架空的形態(tài)賦予了建筑騎樓式冷巷的形式，夏季可以為首層遮擋大量太陽輻射，保持底部的低溫狀態(tài)，同時兩個“L”形體塊的疊加也獲得了中間通高的天井，使得建筑內(nèi)部房間通風(fēng)良好。為了進(jìn)一步加強(qiáng)室內(nèi)的通風(fēng)效果，利用冷巷原理，在建筑端部——對著室內(nèi)走廊的位置布置窄高的天井（圖17），加強(qiáng)室內(nèi)外熱交換，從而獲得舒適的室內(nèi)熱環(huán)境。

3 結(jié)語

冷巷作為中國傳統(tǒng)建筑技術(shù)的典型，集通風(fēng)、遮陽、降溫等功能于一身，因而研究夏熱冬冷地區(qū)的冷巷技術(shù)將對建筑的氣候適應(yīng)性設(shè)計具有極大的指導(dǎo)意義。傳統(tǒng)意義上的冷巷技術(shù)為適應(yīng)現(xiàn)代功能技術(shù)的要求，在更新中不斷向前發(fā)展。本文以2019年臺達(dá)杯國際太陽能建筑設(shè)計競賽方案為例，介紹了如何利用冷巷的技術(shù)原理解決建筑自然通風(fēng)、遮陽、降溫等問題，并在此基礎(chǔ)上滿足不同的功能需求。本文對于冷巷技術(shù)的研究和應(yīng)用較為粗淺，如需更全面地挖掘技術(shù)背后的原理，需要更加廣泛和深入的研究。

圖片來源

圖1 改繪自文獻(xiàn)[8]；圖2 改繪自文獻(xiàn)[9]；其他圖片均為作者自繪。