廈門近代騎樓住宅室內(nèi)自然通風(fēng)優(yōu)化策略研究
——以廈門開元路為例

文／石悅含 華僑大學(xué)建筑學(xué)院 碩士研究生

黃鷺紅 華僑大學(xué)建筑學(xué)院 副教授（通訊作者）

引言

我國的近代騎樓始建于19 世紀(jì)末，廣泛分布在廣東、福建、廣西、?？诘饶戏降貐^(qū)，“下層部分做成柱廊或人行道，用以避雨、遮陽、通行，樓層部分跨建在人行道上”[1]，能適應(yīng)南方多雨炎熱的氣候，是南方地區(qū)極具地域特色的一種沿街建筑形式。學(xué)界對近代騎樓的研究始于20 世紀(jì)末，研究集中在歷史演變[2,3]、風(fēng)貌保護(hù)[4]、立面形態(tài)[5-8]等領(lǐng)域，對騎樓物理環(huán)境的研究開始得較晚。

2011 年華僑大學(xué)的薛佳薇[9]采用實測分析和對比分析的方法研究了朝向?qū)θ蒡T樓柱廊夏季熱環(huán)境的影響，研究結(jié)果顯示不同朝向的騎樓柱廊的熱舒適度高低排序為西向＞東向＞南向＞北向；2013 年廣西大學(xué)的何江[10]對南寧市民生路騎樓室外步行街道的熱環(huán)境進(jìn)行實測研究，研究結(jié)果顯示，道路遮陽能有效改善騎樓步行街熱環(huán)境狀況，提出了種植行道樹、設(shè)置遮陽棚等熱環(huán)境改善措施；2013 年廣西大學(xué)的莊志翔[11]以南寧市民生路、興寧路的騎樓室外步行街道為研究對象，采用現(xiàn)場實測和數(shù)值模擬的方法分別研究了街道、騎樓廊下空間、底層商鋪空調(diào)開啟狀況的熱環(huán)境，研究了街道走向及寬高比對室外街道空間熱環(huán)境的影響、建筑的尺度和連續(xù)性對騎樓廊下空間熱環(huán)境的影響以及空調(diào)氣流組織方式對商鋪室內(nèi)舒適度的影響。

上述文獻(xiàn)主要關(guān)注騎樓室外街道、騎樓廊下空間，對騎樓居住空間的室內(nèi)物理環(huán)境的定量研究鮮有學(xué)者問津，目前僅有西安建筑科技大學(xué)的陳敬等[12]（2010 年）對近代騎樓的夏季室內(nèi)自然通風(fēng)進(jìn)行實測研究，實測對象為面寬進(jìn)深比高達(dá)1 ∶11 的?？隍T樓。研究結(jié)果顯示，騎樓住宅室內(nèi)通風(fēng)不暢，空氣質(zhì)量惡劣，提出減少進(jìn)深、加設(shè)通風(fēng)天井、提高外圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱性能等熱環(huán)境改善措施。廈門和?？趯傧臒岫难睾５貐^(qū)，廈門騎樓的平面也是大進(jìn)深小開間，由此及彼，廈門騎樓的室內(nèi)通風(fēng)環(huán)境不容樂觀，亟須改善。但陳敬提出的“減少進(jìn)深”和“增設(shè)通風(fēng)井”改善措施，需要改變近代騎樓的室內(nèi)布局和建筑結(jié)構(gòu)，實施難度較大，而且尚未對各改善措施做進(jìn)一步的定量驗證研究。

本研究基于大進(jìn)深小面寬的近代騎樓室內(nèi)通風(fēng)不暢的現(xiàn)狀，以廈門市開元路典型騎樓為研究對象，依據(jù)室內(nèi)自然通風(fēng)設(shè)計原理，在不改變室內(nèi)功能布局的前提下，提出促進(jìn)室內(nèi)自然通風(fēng)的低成本改善措施，并通過實測對比了改善前后的室內(nèi)風(fēng)環(huán)境，驗證了改善措施的有效性和可行性，為改善騎樓住宅室內(nèi)通風(fēng)、提升空氣質(zhì)量提供了切實有效的方法，對近代騎樓的微改造和保護(hù)更新具有借鑒和指導(dǎo)價值。

1 廈門開元路近代騎樓概況

廈門舊城的建設(shè)始于1920 年，以開元路為開端，拓展到廈禾路、中山路、思明路等街道，廈門近代騎樓與街道同期建成，分布在街道兩旁（圖1）。開元路沿街騎樓是廈門最早開發(fā)的騎樓，也是廈門目前保存最完好的近代騎樓街道之一，騎樓界面完整而統(tǒng)一，保留著最初的下商上住的格局，是廈門近代騎樓街區(qū)的典型代表之一，本文以開元路沿街騎樓為研究對象具有普遍性和代表性。

圖1 開元路區(qū)位圖（圖片來源：作者自繪）

圖2 騎樓住宅分類（圖片來源：作者自繪）

圖3 測點布置圖（圖片來源：作者自繪）

廈門近代騎樓歷經(jīng)百年滄桑，其產(chǎn)權(quán)已十分復(fù)雜，有公房類、私房類、僑房類、公私混合類等多類型，騎樓底層商鋪空間與上層住宅空間分屬不同產(chǎn)權(quán)，大多數(shù)住宅的產(chǎn)權(quán)幾經(jīng)分割變遷，呈現(xiàn)出多戶住宅以室內(nèi)公共樓梯為核心的布局模式，空間組織靈活多樣，但大多數(shù)戶型為單側(cè)通風(fēng)，甚至是無自然通風(fēng)的黑房間。

從開元路騎樓戶型平面圖中調(diào)研發(fā)現(xiàn)，公共樓梯作為聯(lián)系各戶空間的紐帶成為各戶之間物質(zhì)和能量交換的中介。本文擬充分發(fā)揮樓梯間聯(lián)系各戶中介作用，旨在以騎樓公共樓梯空間的界面洞口改造為引擎，優(yōu)化各戶的室內(nèi)自然通風(fēng)。

根據(jù)對廈門開元路沿街騎樓調(diào)研，發(fā)現(xiàn)騎樓與住宅相對位置關(guān)系呈現(xiàn)多樣化，總結(jié)出以下兩大類型：第一類為樓梯位于住宅中心；第二類為樓梯位于住宅端部（圖2）。第一類根據(jù)是否設(shè)置天井可細(xì)分為樓梯加天井和樓梯不加天井兩小類，其中樓梯加天井的類型只見1 例。第二類根據(jù)樓梯臨外墻狀況可細(xì)分為樓梯單側(cè)臨墻、樓梯兩側(cè)臨墻、樓梯局部外凸、樓梯全部外凸四小類。經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，樓梯位于住宅中心且不加天井的類型是最常見的布局方式，以下研究將針對該類型展開。

2 實測對象及工況

開元路257 號騎樓的室內(nèi)公共樓梯位于住宅中心，二層屬于一個住戶，方便通過門窗開關(guān)組合模擬以下兩種狀況：狀況一為普遍存在的復(fù)雜分戶情況下的單側(cè)通風(fēng)現(xiàn)狀；狀況二為改善措施實施后的對流通風(fēng)狀態(tài)。因此本研究選定該建筑二樓作為騎樓室內(nèi)風(fēng)環(huán)境的實測對象。

該騎樓位于開元路的東側(cè)，坐西北朝東南，底層為商鋪，上部住宅出入口與商鋪分離，由獨(dú)立樓梯進(jìn)入（圖1）。二層住宅的戶型為兩室一廳，兩個臥室位于兩端，對外直接通風(fēng)；客廳和廚房位于中部，間接通風(fēng)。該戶型開間3.8m，進(jìn)深15m，層高3m，二層的樓梯間尺寸為1.53m×3.98m。

實 測 時 間 為2021 年1 月12 日20 ∶00 ～23 ∶00，測試期間天氣晴朗，以東北風(fēng)為主，室外平均風(fēng)力2 級，風(fēng)速達(dá)到1.6 ～3.3m/s，與廈門全年平均風(fēng)速（3.4m/s）相近，因此本實測結(jié)果可代表廈門室外平均風(fēng)速下的室內(nèi)通風(fēng)狀況。

本研究實測了三種工況：工況1 代表普遍存在的單側(cè)通風(fēng)狀態(tài)；工況2、3 代表改善措施實施后的對流通風(fēng)狀態(tài)（表1）。工況2、3 側(cè)窗C3 的開閉狀態(tài)不同，分別代表對流通風(fēng)時有無側(cè)向分流的兩種狀態(tài)。

為了直觀地反映通風(fēng)效果，避免戶型和家具布置導(dǎo)致的空氣擾流現(xiàn)象，將測點布置在風(fēng)的路徑上：測點1 設(shè)置在直接通風(fēng)風(fēng)口處、測點2 設(shè)置在間接通風(fēng)風(fēng)口處、測點3 設(shè)置在兩個門之間距離的中點（圖3）。各測點同時測量風(fēng)速，每種工況測量6 次。

測量儀器為Testo425 型熱線風(fēng)速計，測量精度為±0.01m/s，由人工讀數(shù)并記錄風(fēng)速。為保證各測點儀器同步工作的精準(zhǔn)度，實測前通過以下程序?qū)θ_儀器進(jìn)行校準(zhǔn)：在同一室內(nèi)空間，三臺風(fēng)速計間距0.1m，同時同地進(jìn)行風(fēng)速試測，分別讀取了瞬時風(fēng)速、10s 平均風(fēng)速、20s 平均風(fēng)速以及30s 平均風(fēng)速，結(jié)果顯示：三臺風(fēng)速計測量的30s 平均風(fēng)速差異最小。所以本研究以儀器測得的30s 內(nèi)平均風(fēng)速作為實測風(fēng)速值，并依據(jù)各儀器試測的差值對三臺儀器進(jìn)行數(shù)值校準(zhǔn)。

3 實測數(shù)據(jù)分析

由于不同工況的室內(nèi)風(fēng)速并非同時測量，在室外風(fēng)速大小不可控的情況下，直接對比不同時刻獲得的風(fēng)速值會造成巨大誤差，因此對室內(nèi)風(fēng)速的空間分布狀況進(jìn)行對比性分析必須排除室外風(fēng)速變化的影響。本文將各工況下同時獲得的3 個測點的實測風(fēng)速值分別除以“測點1”（直接通風(fēng)風(fēng)口處）的實測風(fēng)速值，即得到同一時刻的各測點風(fēng)速與“測點1”的風(fēng)速比，“測點1”的風(fēng)速比為1，其他測點的風(fēng)速比越大，表明其風(fēng)速衰減度越小，室內(nèi)通風(fēng)狀態(tài)越好，越適宜濕熱地區(qū)的氣候條件。圖4—圖6 為不同工況不同時刻的測點2 和測點3 的風(fēng)速比。

3.1 不同工況數(shù)據(jù)對比

從圖4 可知，測點2 和測點3 在對流通風(fēng)工況下各時刻的風(fēng)速比均高于單側(cè)通風(fēng)工況。

據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計：對流通風(fēng)工況下，測點2 和測點3 各時刻的風(fēng)速比的平均值均為0.39；單側(cè)通風(fēng)工況下，測點2 和測點3 各時刻的風(fēng)速比的平均值分別為0.14 和0.07，可見，對流通風(fēng)效果總是強(qiáng)于單側(cè)通風(fēng)。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計還顯示，由單側(cè)通風(fēng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換成對流通風(fēng)狀態(tài)后，測點2 風(fēng)速比平均值由0.14提升到0.39，提升了0.25；測點3 風(fēng)速比平均值由0.07 提升到0.39，提升了0.32。測點3的改善效果更明顯，可見，對流通風(fēng)能明顯改善單側(cè)通風(fēng)時盡端處的通風(fēng)狀況，單側(cè)通風(fēng)時通風(fēng)環(huán)境越差的空間，改善效果越好。

從圖5 可知，單側(cè)通風(fēng)工況下，各測點風(fēng)速比呈現(xiàn)穩(wěn)定的低風(fēng)速狀態(tài)；在對流通風(fēng)工況下，測點2 和測點3 風(fēng)速比大小波動較大，各測點最大值和最小值分別相差0.87 和0.51?？梢?，對流通風(fēng)工況下，室內(nèi)風(fēng)速受室外風(fēng)速影響較大，與單側(cè)通風(fēng)相比，對流通風(fēng)室內(nèi)風(fēng)環(huán)境與室外環(huán)境關(guān)系更緊密。數(shù)據(jù)統(tǒng)計還顯示：對流通風(fēng)工況下，測點2 和測點3 風(fēng)速比的平均值均為0.39，但測點2 和測點3 的風(fēng)速比大小關(guān)系無明顯規(guī)律，兩者的大小取決于風(fēng)向：當(dāng)風(fēng)從C1進(jìn)入室內(nèi)時，測點2 的風(fēng)速比大于測點3，當(dāng)風(fēng)從C4 進(jìn)入室內(nèi)，測點3 的風(fēng)速比大于測點2?？梢?，對流通風(fēng)可以適應(yīng)不同風(fēng)向的變化，提升室內(nèi)通風(fēng)。

表1 工況概述（表格來源：作者自繪）

圖4 不同工況下不同測點的風(fēng)速比（圖片來源：作者自繪）

圖5 不同測點在單側(cè)通風(fēng)工況和對流通風(fēng)工況下的風(fēng)速比（圖片來源：作者自繪）

圖6 對流通風(fēng)側(cè)窗不同開啟狀態(tài)下測點的風(fēng)速比（圖片來源：作者自繪）

從圖5 還可知，單側(cè)通風(fēng)工況下，測點2各時刻的風(fēng)速比均高于測點3。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計：該工況下，測點2 風(fēng)速平均值比測點3 高0.07。與測點3 相比，測點2 更接近直接通風(fēng)風(fēng)口，可見，單側(cè)通風(fēng)時離進(jìn)風(fēng)口越近，風(fēng)速越高。

3.2 開側(cè)窗對比分析

從圖6 可知，對流通風(fēng)時側(cè)窗打開與關(guān)閉工況下，兩個測點的風(fēng)速比雖略有波動，但變化不大，數(shù)值趨于穩(wěn)定。

據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計：在對流通風(fēng)工況下，測點2 側(cè)窗打開與關(guān)閉風(fēng)速比平均值分別為0.18和0.17，差值為0.01；測點3 側(cè)窗打開與關(guān)閉風(fēng)速比平均值分別為0.18 和0.15，差值為0.03，側(cè)窗開啟狀態(tài)對風(fēng)速比影響不大?？梢?，對流通風(fēng)時有無側(cè)向分流對室內(nèi)風(fēng)環(huán)境影響不大。

4 優(yōu)化策略

通過上述的廈門開元路典型近代騎樓的住宅室內(nèi)風(fēng)速實測研究發(fā)現(xiàn)：

（1）對流通風(fēng)效果總是強(qiáng)于單側(cè)通風(fēng)。

（2）對流通風(fēng)能明顯改善單側(cè)通風(fēng)時盡端處的通風(fēng)狀況，單側(cè)通風(fēng)時通風(fēng)環(huán)境越差的空間，改善效果越好。

（3）對流通風(fēng)工況下，室內(nèi)風(fēng)速受室外風(fēng)速影響較大，與單側(cè)通風(fēng)相比，對流通風(fēng)室內(nèi)風(fēng)環(huán)境與室外環(huán)境關(guān)系更緊密。

（4）對流通風(fēng)可以適應(yīng)不同風(fēng)向的變化，提升室內(nèi)通風(fēng)。

（5）單側(cè)通風(fēng)時離進(jìn)風(fēng)口越近，風(fēng)速越高。

（6）對流通風(fēng)時有無側(cè)向分流對室內(nèi)風(fēng)環(huán)境影響不大。

自然通風(fēng)有利于改善室內(nèi)熱舒適，提升空氣品質(zhì)，對近代騎樓的健康防疫尤為重要，基于上述的實測發(fā)現(xiàn)，本文從物質(zhì)性改造和行為引導(dǎo)兩方面對廈門近代騎樓的室內(nèi)自然通風(fēng)優(yōu)化提出以下策略：

（1）發(fā)揮公共樓梯間聯(lián)系各戶的中介作用，加強(qiáng)騎樓各戶住宅間的對流通風(fēng)。在樓梯的空間界面增設(shè)洞口，通過定量研究洞口的形式、大小、位置等設(shè)計參數(shù)，精細(xì)化改善室內(nèi)自然通風(fēng)狀況，提升居住品質(zhì)。

（2）若無法進(jìn)行公共樓梯空間的界面改造，建議住戶經(jīng)常打開入戶門，以促進(jìn)各戶間的空氣對流，加強(qiáng)自然通風(fēng)，提高空氣品質(zhì)，促進(jìn)夏季排熱。