王 薇,韓子藤,夏宇軒,安東兵
在當(dāng)代建筑體系下,回應(yīng)氣候的建筑設(shè)計方式逐漸被重技術(shù)的方式所取代。在達到高效控制建筑環(huán)境目標(biāo)的同時,也相應(yīng)地帶來了建造和運行成本增加、資源消耗加劇、生態(tài)環(huán)境退化等負(fù)面影響。傳統(tǒng)民居在千百年的發(fā)展中,深諳當(dāng)?shù)氐馁Y源、氣候和技術(shù),在缺乏機械環(huán)境控制手段的條件下,充分運用有限的技術(shù)資源,來應(yīng)對氣候因素對建筑的影響,并與自然環(huán)境形成良好的互動關(guān)系。因此,汲取傳統(tǒng)建筑的營建智慧應(yīng)用到現(xiàn)代的綠色建筑設(shè)計中,對于促進節(jié)能減排、助力雙碳目標(biāo)的實現(xiàn)具有重要意義。
合肥地貌分區(qū)屬江淮丘陵和沿江平原,有江淮分水嶺自肥西向市區(qū)延伸,形成合肥地勢中間高,南北低的特點。江淮分水嶺以南為長江水系,沿巢湖一帶形成沖積平原,地勢平坦,土地肥沃,圩畈綿延。江淮分水嶺以北為淮河水系,大部分為海拔高程30—50 m的丘陵臺地[1]。
合肥氣候為亞熱帶濕潤性季風(fēng)氣候。四季分明,氣候溫和、雨量適中、春溫多變、秋高氣爽、梅雨顯著、夏雨集中、冬季寒冷。年平均氣溫15.7 ℃,日照約2 100 h,降雨量近1 000 mm,梅雨季節(jié)往往引起洪澇災(zāi)害[2]。
合肥的傳統(tǒng)民居同時受到來自皖北淮河圈和皖南徽州文化圈的輻射,外加明代江西、徽州移民的遷入[3],在外形與營造上吸納融合南北方傳統(tǒng)民居的特點,形成類型豐富的建筑形式。主要類型有三種:皖西北圩寨、江淮天井式民居和江淮院落式民居。
1.3.1 空間形制特征
由于江淮地區(qū)是南北方的地理分界,使其成為中國北方與南方兩大建筑風(fēng)格交會融合的地帶。合肥地處江淮,其傳統(tǒng)民居建筑風(fēng)格受北方院落式和皖南徽派民居建筑風(fēng)格影響,兼容并包,形成了自己獨特的風(fēng)格[4]。天井式民居的空間形制以天井為中心,中軸對稱均勻分布。院落式民居的空間形制以院落為中心,環(huán)繞其布置上下房和廂房等生活居室,有軸線關(guān)系但不受約束,院落尺度介于北方合院和皖南天井院民居之間。天井院落混合式民居則大多為兩到三進,由天井和院落共同串聯(lián)起生活空間,布局形制體現(xiàn)家族結(jié)構(gòu),強調(diào)中軸對稱。
1.3.2 結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征
合肥傳統(tǒng)民居梁架一般為抬梁式和穿斗式結(jié)合的木構(gòu)架。墻體多使用青磚實墻、青磚空斗墻或青磚灌斗墻,堅固厚實,冬暖夏涼。屋頂形式多為硬山與懸山,并出現(xiàn)馬頭墻與硬山并存的形式,小青瓦鋪設(shè),屋面構(gòu)造方式主要有冷攤瓦屋面、木望板屋面和望磚屋面。地面一般選用磚或石材鋪地。門窗等建筑構(gòu)件有精美雕刻。
1.3.3 建筑材料特征
建筑材料主要包括磚、木、石、土等,其中磚材主要應(yīng)用于圍護墻體、隔墻和地面等,木材主要應(yīng)用于構(gòu)架和構(gòu)件等,石材主要應(yīng)用于墻基、柱底和地面等,土主要應(yīng)用于墻體、地面和地基等。
2021年7月20日—30日開展實測,對合肥傳統(tǒng)民居適應(yīng)濕熱氣候的營建技術(shù)的有效性和作用程度進行評價。測試對象按照不同類型各選一棟代表性民居,包括張治中故居、劉同興隆莊和劉銘傳故居。三棟民居的建筑特征及測點布置見表1。測試內(nèi)容包括室內(nèi)外空氣溫度、相對濕度及風(fēng)速,并對圍護結(jié)構(gòu)進行紅外熱成像拍攝工作。
表1 三棟傳統(tǒng)民居的主要建筑特征及測試選點
傳統(tǒng)民居朝向選擇與日照方向、主導(dǎo)風(fēng)向和山脈水系走向等相關(guān)。民居朝向不定,大多臨水而建,朝向河道或池塘,即小氣候中風(fēng)的通道。朝向河道的傳統(tǒng)民居布局沿著水勢走向,多呈帶狀布局。朝向水塘的傳統(tǒng)民居以水塘為核心呈放射狀布局,三面圍合水塘,另一面與遠(yuǎn)處的矮山相對[5]。
朝向水體可以充分利用自然水體的生態(tài)作用協(xié)調(diào)溫差,獲得夏涼冬暖、晝冷夜熱的舒適微氣候。合肥傳統(tǒng)民居朝向的選擇,是基于減少夏季得熱、促進自然通風(fēng)、利用局部小氣候的綜合考慮,是充分規(guī)避與利用自然環(huán)境條件的營建手段。
江淮傳統(tǒng)民居空間形制組織的特點是外向封閉、內(nèi)向敞開。天井是內(nèi)向式民居內(nèi)部熱量的散發(fā)通道[6],在內(nèi)部空間中設(shè)置天井、穿堂等開敞空間,改善了密集聚居狀態(tài)下夏季室內(nèi)的通風(fēng)隔熱效果。從熱環(huán)境和風(fēng)環(huán)境方面評判氣候調(diào)節(jié)的效能和程度。熱環(huán)境包括遮陽效果和溫濕度處理,風(fēng)環(huán)境包括風(fēng)速和風(fēng)向的控制[7]。對張治中故居、劉同興隆莊和劉銘傳故居進行物理環(huán)境實測和紅外熱成像拍攝,并進行分析。
2.2.1 熱環(huán)境
遮陽方面,用紅外熱成像儀拍攝劉同興隆莊和張治中故居夏季中午時段天井的溫度,兩者天井的太陽直射面和背陰面的溫度情況如表2。
表2 夏季天井太陽直射面和背陰面紅外熱成像圖 ℃
劉同興隆莊和張治中故居夏季中午時段穿堂紅外熱成像圖,兩者穿堂的內(nèi)外表面溫度情況如表3。
表3 夏季穿堂太陽直射面和背陰面紅外熱成像圖 ℃
由表2和表3可以看出,劉同興隆莊天井背陰面比天井直射面的平均溫度低2.5 ℃,穿堂內(nèi)表面比穿堂外表面的平均溫度低2.8 ℃。張治中故居天井背陰面比天井直射面的平均溫度低0.3 ℃,穿堂內(nèi)表面比穿堂外表面的平均溫度低1.3 ℃。說明傳統(tǒng)民居在空間形制上組織天井和穿堂等空間,形成一個氣候緩沖系統(tǒng),起到夏季遮陽的作用,能夠有效降低夏季圍護結(jié)構(gòu)表面溫度,減少室內(nèi)得熱。
空氣溫度方面,分別測試劉同興隆莊、張治中故居和劉銘傳故居當(dāng)天天井和穿堂內(nèi)部的空氣溫度,并與室外空氣溫度進行比較。
由表4可知,劉同興隆莊和張治中故居穿堂平均溫度與室外平均溫度的差值均大于3 ℃,天井平均溫度與室外平均溫度的差值均大于2 ℃,劉銘傳故居穿堂平均溫度和天井平均溫度也均低于室外平均溫度。由此可見,天井、穿堂處的遮陽措施起到良好的阻擋太陽輻射熱的作用。穿堂的平均溫度低于天井平均溫度,共同低于室外平均溫度,天井、穿堂的平均溫度變化幅度較室外更平緩,并且有效削減了夏季午后室外溫度峰值,體現(xiàn)出天井、穿堂具有“氣候緩沖”的作用,能夠調(diào)節(jié)空氣溫度,減少室外高溫對室內(nèi)起居空間的影響。
表4 各測點空氣溫度時間分布 ℃
2.2.2 風(fēng)環(huán)境
合肥傳統(tǒng)民居的開口多朝向主導(dǎo)風(fēng)向,室外自然風(fēng)從門廳進入,由于多進式“天井—穿堂—院落”的空間形制的作用,有利于自然風(fēng)的貫穿,產(chǎn)生穿堂風(fēng),形成風(fēng)壓通風(fēng)。此外,空氣溫度梯度影響壓力差的形成,夏季白天,天井底部空氣溫度低于室外溫度,上部開口處空氣溫度與室外溫度相近。因此導(dǎo)致天井底部與上部開口處的氣壓產(chǎn)生差異,天井內(nèi)溫度較低的空氣經(jīng)由房間內(nèi)部流向室外,形成熱壓通風(fēng)[8]。
對三棟民居的風(fēng)壓通風(fēng)和熱壓通風(fēng)效率進行測試(圖1)。劉同興隆莊的夏季白天測點1室外平均風(fēng)速0.69 m/s,測點5天井平均風(fēng)速0.18 m/s,測點6穿堂平均風(fēng)速0.15 m/s,測點2室內(nèi)平均風(fēng)速0.8 m/s,測點4院落平均風(fēng)速0.99 m/s。其中,院落平均風(fēng)速最大,穿堂平均風(fēng)速最小。
圖1 各測點室內(nèi)外風(fēng)環(huán)境時間分布
張治中故居的夏季白天測點1室外平均風(fēng)速0.35 m/s,測點3天井平均風(fēng)速0.15 m/s,測點9穿堂平均風(fēng)速0.31 m/s,測點2室內(nèi)平均風(fēng)速0.26 m/s,測點10院落平均風(fēng)速0.5 m/s。其中,院落平均風(fēng)速最大,天井平均風(fēng)速最小。
劉銘傳故居的夏季白天測點1室外平均風(fēng)速為0.33 m/s,測點6穿堂平均風(fēng)速0.43 m/s,測點2室內(nèi)平均風(fēng)速0.15 m/s,測點4院落平均風(fēng)速0.57 m/s。其中,院落平均風(fēng)速最大,室內(nèi)平均風(fēng)速最小。
根據(jù)測試結(jié)果得出,合肥傳統(tǒng)民居空間形制的組織兼顧到風(fēng)壓通風(fēng)和熱壓通風(fēng),并且風(fēng)壓通風(fēng)的效率高于熱壓通風(fēng)。在熱壓和風(fēng)壓通風(fēng)的共同作用下,建筑內(nèi)部的通風(fēng)效果有效提升,從而提高人體皮膚汗液蒸發(fā),帶走室內(nèi)潮濕空氣,提高舒適度。因此,合肥傳統(tǒng)民居在空間形制的組織中加入天井、穿堂、院落等空間,是有效應(yīng)對濕熱氣候、合理利用自然環(huán)境條件、降低建筑能耗的綠色營建技術(shù)手段。
合肥傳統(tǒng)民居形式多樣的半室外空間,包括挑檐、檐廊、回廊等,其氣候適應(yīng)性意義除減少降雨對圍護結(jié)構(gòu)的損害外,主要目的在于減少夏季墻體外表面和門窗的太陽直射輻射。挑檐是傳統(tǒng)民居中最常見的做法,直接將坡屋面延伸,四面懸挑出檐。在此基礎(chǔ)上可將檐柱落地,形成檐廊,還可圍繞庭院做成一圈環(huán)路,形成回廊。以下午15:00不同遮陽形式的西向立面為例,測試不同挑檐形式的遮陽差異(表5)。
表5 不同遮陽形式形成的溫度差異
根據(jù)紅外熱成像圖可知,挑檐、檐廊、回廊等均有良好的遮陽效果,能夠顯著削弱太陽輻射熱。檐廊和回廊在夏季太陽高度角大的情況下,能夠形成較大的遮陽面積;挑檐伸出的長度較小,遮陽面積也較小,主要是屋頂結(jié)構(gòu)和冬季接納太陽輻射的綜合考慮。合肥傳統(tǒng)民居的挑檐、檐廊、回廊等半室外空間,在為墻體和門窗等提供避雨的同時,也起到了良好的遮陽效果,有利于減少墻體外表面的太陽直射輻射,降低外立面向室內(nèi)的輻射熱量。
合肥傳統(tǒng)民居墻體構(gòu)造以青磚實墻和外貼青磚內(nèi)用土坯的青磚灌斗墻為主。本文主要從墻體內(nèi)外表面溫度分布方面來驗證合肥市傳統(tǒng)民居墻體構(gòu)造對濕熱氣候的適應(yīng)。分別選取三棟民居朝向、遮陽條件、屋頂構(gòu)造、圍護結(jié)構(gòu)開口等相似的3個房間進行實測,其中劉同興隆莊和張治中故居為青磚實墻,劉銘傳故居為青磚灌斗墻。
墻體內(nèi)表面溫度直接影響室內(nèi)平均輻射溫度,對室內(nèi)熱舒適有重要意義。墻體內(nèi)表面溫度受房間空氣溫度和非透明圍護結(jié)構(gòu)傳入熱量的共同影響。用紅外熱成像儀拍攝三棟傳統(tǒng)民居夏季墻體內(nèi)表面溫度及對應(yīng)的外表面溫度(圖2)。
圖2 不同墻體內(nèi)外表面溫度變化
由圖2可以看出,劉同興隆莊墻體外表面平均溫度變化幅度為32.9—40.8 ℃,對應(yīng)內(nèi)表面溫度變化幅度為30.2—30.8 ℃,內(nèi)外表面溫度差變化幅度為2.7—10 ℃;張治中故居墻體外表面平均溫度變化幅度為31.7—37.3 ℃,對應(yīng)內(nèi)表面溫度變化幅度為29.4—30.3 ℃,內(nèi)外表面溫度差變化幅度為2.3—7 ℃;劉銘傳故居墻體外表面平均溫度變化幅度為29.3—45.3 ℃,對應(yīng)內(nèi)表面溫度變化幅度為28.2—29.9 ℃,內(nèi)外表面溫度差變化幅度為1.1—15.4 ℃。
根據(jù)測試結(jié)果,青磚墻有利于保持室內(nèi)溫度動態(tài)平衡,提高室內(nèi)熱舒適度。這是由于青磚墻體的熱阻和熱容較高,對墻體外表面上的溫度變化不敏感,因此墻體內(nèi)表面的溫度變化較為平緩,且青磚灌斗墻的隔熱性能要優(yōu)于青磚實墻。
合肥市傳統(tǒng)民居以小青瓦坡屋頂為主,合瓦鋪設(shè),壓七露三,分為瓦片直接鋪于椽上的冷攤瓦屋面和瓦下先鋪木板再置于椽上的木望板屋面。對三棟民居同一朝向的屋頂內(nèi)外表面進行熱成像拍攝,定量驗證屋面的熱工性能。
由圖3可以看出,劉同興隆莊夏季屋頂外表面平均溫度51.1 ℃,屋頂內(nèi)表面平均溫度僅為36.3 ℃,內(nèi)外表面溫度差14.8 ℃;張治中故居夏季屋頂外表面平均溫度36.4 ℃,屋頂內(nèi)表面平均溫度僅為30.8 ℃,內(nèi)外表面溫度差5.6 ℃;劉銘傳故居夏季屋頂外表面平均溫度50.8 ℃,屋頂內(nèi)表面平均溫度僅為35.3℃,內(nèi)外表面溫度差15.5 ℃。
圖3 不同墻體內(nèi)外表面溫度變化
根據(jù)測試結(jié)果,合肥傳統(tǒng)民居的屋頂能夠有效阻擋太陽輻射熱進入室內(nèi),在外表面溫度升高時,能夠保證內(nèi)表面溫度相對穩(wěn)定。壓七露三的鋪設(shè)方式使瓦片間留有間隙,形成空氣間層,在起到互遮陽作用的同時,也有利于屋面內(nèi)部的通風(fēng)??諝忾g層具有較大熱阻,增大了屋頂?shù)臒岫栊?,提高了保溫隔熱性能,發(fā)揮空氣緩沖作用[9],使屋面內(nèi)側(cè)溫度有較大幅度的降低。此外,坡屋頂室內(nèi)層高度較高,使熱空氣聚集在頂部,而人活動的高度較低,空氣溫度比頂部低,不會造成室內(nèi)過熱。
合肥夏季潮濕多雨,地面需要防潮處理。地面做法主要有四種:三合土地面、青磚地面、木地板地面和條石地面[10-12]。三合土地面是較為常見的室內(nèi)外地面做法。家庭條件較好的民居室內(nèi)外地面采用青磚地面,還有的民居在室內(nèi)用木地板地面。條石地面通常只用在天井或其他有防水需求的部位。
采用抬梁式和穿斗式結(jié)合的木構(gòu)架,結(jié)合了兩種木構(gòu)架體系的優(yōu)點,不僅營造出跨度大、開闊敞亮的空間,而且用料減少,可提前裝配成整體屋架,再豎立安裝,方便施工,縮短施工時間,利于經(jīng)濟。當(dāng)建筑需要加建、擴建時,在主房的任何一面,只需在臨近新建部分的柱上開榫,把新建部分的構(gòu)架拼接上去即可[13]。這種結(jié)合的木構(gòu)架體系既能給平面、空間劃分帶來很大的靈活性,又利于建筑的施工、改建、擴建和體形調(diào)整,具有靈活的可擴展性與可調(diào)整性。
合肥夏季多雨潮濕,防潮是建構(gòu)需要重點考慮的問題,防潮主要包括三方面:防雨、防水汽和防地下水。
在防雨方面,屋面多采用硬山頂,小青瓦壓七露三,瓦坑與瓦垅將雨水分流,便于及時排雨。屋檐的滴水、封檐板、勾頭等防止屋面木構(gòu)架直接接觸雨雪,有利于提高耐久性。
在防水汽方面,當(dāng)夏季溫度和濕度較高的空氣在接觸到溫度較低的石礎(chǔ)、墻腳時,會產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象,導(dǎo)致室內(nèi)濕度增大,腐蝕木材。針對這種現(xiàn)象,合肥傳統(tǒng)民居建構(gòu)時注意自然通風(fēng),減少室內(nèi)濕氣聚集。使用桐油作為木材、金屬的涂料,在材料結(jié)構(gòu)表面形成堅固的油膜[14],增強建筑防腐蝕和防風(fēng)化性能。木柱不完全埋入墻體,露出一半在外,用來排除潮氣,保證透氣干燥。青磚墻體不僅可以防水,還能吸收少量水分,但又不會滲透整個墻體。墻體砂漿以石灰、糯米、桐油等經(jīng)反復(fù)攪拌而成,使磚縫密實平整,有效阻止水汽從縫隙進入[15]。
在防地下水方面,建筑基礎(chǔ)采用砂石素土夯實,提高室內(nèi)標(biāo)高,阻止地下毛細(xì)水的滲透。青磚鋪砌,孔隙率大,呼吸性能強,可以吸收水分。木構(gòu)件不落地,墊以石柱礎(chǔ),露出墻體一半,保證透氣干燥,增加耐久年限。天井院落地面標(biāo)高低于走廊地面,并用青磚或青石板圍繞在四周,防止雨水飛濺至走廊和起居空間的地面。天井院落地面下挖排水暗渠,與巷道一側(cè)的排水溝相連,通向村前低處的池塘,形成有效的排水通道。
合肥傳統(tǒng)民居建筑材料的選擇,是基于地域自然材料產(chǎn)出的結(jié)果。建筑不同部位營建所選擇的材料滿足其受力與功能要求。建筑外墻使用青磚、石材等防水抗壓性能優(yōu)良的材料來滿足承重與圍合。屋頂使用青瓦等防水性能優(yōu)良的輕質(zhì)材料,在降低荷載的同時,解決屋頂防水排水問題。建筑構(gòu)架使用木材等抗彎性能好的材料承受產(chǎn)生的形變。
合肥傳統(tǒng)民居充分體現(xiàn)了有效應(yīng)對濕熱氣候、合理利用自然環(huán)境條件、降低建筑能耗的綠色營建技術(shù),以及結(jié)合地域環(huán)境特征靈活利用建設(shè)資源的營造思想,為現(xiàn)代建筑設(shè)計提供了參考。
5.1.1 設(shè)計靈活空間,調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境
合肥傳統(tǒng)民居在空間形制的組織中,加入天井、穿堂、院落等空間,為民居提供了優(yōu)于室外的物理環(huán)境,顯著削減了室外溫度峰值,起到了氣候緩沖的作用,提升了建筑內(nèi)部的通風(fēng)效果。檐廊和穿堂使房屋在夏季避免過量太陽輻射熱量進入室內(nèi),且在冬季太陽入射角度較低時也不影響室內(nèi)光照。檐廊、穿堂、天井共同構(gòu)成了建筑內(nèi)部的空氣流通系統(tǒng),起到通風(fēng)作用。此外,民居內(nèi)部通常會選擇一整面設(shè)置可自由拆卸的鏤空門窗,冬季關(guān)閉,阻擋寒風(fēng)侵襲,夏季敞開,將自然風(fēng)引入廳堂。
在現(xiàn)代建筑中也可以設(shè)計靈活空間,如通過設(shè)置中庭、架空等空間調(diào)節(jié)室內(nèi)通風(fēng)和光環(huán)境、熱環(huán)境,加強建筑室內(nèi)外空間的相互滲透,營造朦朧的意境之美。其中,中庭空間應(yīng)設(shè)置于建筑的中部或邊側(cè)部位,建筑頂部可采用大面積玻璃窗實現(xiàn)遮雨和采光,高度上采用多層貫通的空間形式。同時,在中庭空間中可充分組織自然通風(fēng)、引入自然光線、種植自然植物,改善建筑內(nèi)部微氣候[16]。還可利用建筑下層屋頂部分形成室外露臺,與建筑室內(nèi)部分形成虛實結(jié)合的關(guān)系,改善建筑光照、促進通風(fēng)的同時也增加了空間的趣味性。某現(xiàn)代住宅利用一層部分屋頂形成室外露臺,與盆景植物組成舒適的室外空間(圖4-a),住宅中部置入半嵌入式庭院,庭院周圍布置落地可開啟式玻璃窗(圖4-b),夏季促進空氣流通,冬季增加光照范圍,在庭院中還植入自然植物,形成舒適的住宅室內(nèi)外環(huán)境。
圖4 現(xiàn)代建筑中庭和露臺的置入
5.1.2 串聯(lián)檐下空間,提供防雨遮陽
合肥傳統(tǒng)民居在半室外空間的利用上,通過挑檐、檐廊、回廊等形式,將被天井、院落分隔開的建筑空間相互串聯(lián),構(gòu)成合肥傳統(tǒng)民居的遮陽防雨體系,有效減少夏季墻體外表面的太陽直射輻射,降低外立面向室內(nèi)的輻射熱量。此外,半室外漫游空間也創(chuàng)造了室內(nèi)與室外景觀交流的場所,使建筑空間更為靈活、多用。
在現(xiàn)代建筑中可以將屋頂結(jié)構(gòu)做延伸處理,用不同形式的檐下空間將建筑各功能區(qū)連接起來,使建筑內(nèi)部漫游空間相互交織,構(gòu)建防雨遮陽體系,形成舒適的安全棲息場所。檐下空間的設(shè)計可分為檐廊、挑廊、廊棚三種,均為建筑體系中的開敞式水平交通,以“通”為核心。其中,檐廊靈活多變、形式自由,適用于現(xiàn)代商業(yè)建筑形態(tài),商家可在檐下放置桌椅和商品,營造自由和諧的灰空間,優(yōu)化商業(yè)氛圍,提升鄰里感受;挑廊常設(shè)置在建筑一側(cè)或四周,形成前有陽臺,四周環(huán)繞走廊的格局,可利用柱子直撐、斜撐、懸挑的方式建造走廊,豐富建筑立面,提升建筑層次感;廊棚與前兩種形式相比更強調(diào)整體感,是建筑與建筑之間由屋檐相連的形式,適用于現(xiàn)代街道兩邊連續(xù)的建筑群落,可為過往行人提供舒適的半室外空間,用于遮陽、避雨[17]。
5.2.1 使用傳統(tǒng)建材,平衡室內(nèi)溫度
合肥傳統(tǒng)民居墻體構(gòu)造以青磚實墻和青磚灌斗墻為主,熱阻高傳熱系數(shù)低,有利于保持室內(nèi)溫度動態(tài)平衡,提高室內(nèi)熱舒適度。青磚具有良好的隔熱隔聲作用,冬暖夏涼,堅固厚實。夯土墻的保溫隔熱性能較好,且可以根據(jù)空氣濕度的不同吸收或釋放水汽。竹編夾泥墻輕盈薄透、布置靈活,還能促進室內(nèi)空氣流通,吸收潮氣。傳統(tǒng)木構(gòu)架具有良好的穩(wěn)定性和抗震性。
在現(xiàn)代建筑改造中,外表面可充分使用青磚,在其中加入補強材料,體現(xiàn)建筑地域性的同時還能提高穩(wěn)定性和耐久性。例如桃源村宀屋,建筑保留原有的青磚空斗墻,在墻體內(nèi)側(cè)置入鋼筋網(wǎng)片,再用多層水泥粉刷,形成加固層。這種“以新修舊,以舊補新”的建造方式,使建筑產(chǎn)生了一種地域性與現(xiàn)代性相互融合的微妙關(guān)系(圖5)。在室內(nèi)設(shè)計中也可對傳統(tǒng)材料進行創(chuàng)新使用,如木材、石材、磚能賦予室內(nèi)空間別具一格的自然氛圍,同時改善室內(nèi)微氣候,平衡溫度,提升熱舒適性。
圖5 安徽祁門縣桃源村宀屋
5.2.2 采用透水材料,減少雨水蓄積
合肥地區(qū)雨季降雨量大,合理組織地面排水,防止雨水侵蝕地基是關(guān)鍵問題。傳統(tǒng)民居地面構(gòu)造以三合土夯實,上鋪青磚和青石板,有效阻隔地面水汽,且青磚吸水性和透水性良好,能有效防止地下水滲入地面,保證地面干燥。條石可以防止雨水飛濺到走廊和墻體。
現(xiàn)代建筑多采用硬質(zhì)鋪裝,雨季容易造成積水問題。使用傳統(tǒng)的青瓦、青磚、條石等透水材料,可以使雨水快速下滲,防止地面受潮。在地域建筑中,可以就地取材,采用當(dāng)?shù)靥赜械拇u、木、石等材料,運用于地面鋪裝,促進雨水下滲。例如青龍塢言幾又鄉(xiāng)村膠囊旅社書店(圖6),地面和墻體下圍采用青石磚,有效降低夏季室溫,同時與室內(nèi)暖色調(diào)的木材和光源相輔相成,營造舒適、質(zhì)樸的環(huán)境氛圍(圖6)。這種將技術(shù)與文脈結(jié)合的設(shè)計手法,在避免潮濕、降低溫度的同時,也體現(xiàn)了建筑的在地性。
圖6 浙江桐廬市青龍塢言幾又鄉(xiāng)村膠囊旅社書店
5.3.1 利用木構(gòu)體系,創(chuàng)造靈活空間
合肥傳統(tǒng)民居以木構(gòu)架為主,結(jié)構(gòu)體系結(jié)合抬梁式和穿斗式,平面空間劃分靈活,施工建造方便,且相對于鋼材、混凝土等不可再生資源,在合理開采和生長量平衡的條件下,木材可成為永不枯竭的環(huán)保材料。木結(jié)構(gòu)建筑全生命周期對環(huán)境的影響和總體能耗要遠(yuǎn)低于鋼筋混凝土建筑。同時,從體驗感來看,木材可以給予人們天然的親和感,提升居住體驗[18-19]。
現(xiàn)代建筑功能復(fù)雜多樣,木結(jié)構(gòu)有抗沉降、抗老化的特性,穩(wěn)定性、抗震性能強,使建筑平面的布置更加靈活,給予建筑師更大的想象空間。木材與其他材質(zhì)有著高度兼容性。對于現(xiàn)代建筑,可以用混凝土做柱子和樓板,用木骨架組合成墻體用于外圍護結(jié)構(gòu)和內(nèi)部隔墻,將混凝土的堅固與木材的天然相結(jié)合。玻璃幕墻也可以用木材代替常用的鋁質(zhì),效果更為通透。此外,木構(gòu)還可與鋼材結(jié)合,豎向支撐使用木包裹著鋼材的柱,鋼材用于加強穩(wěn)定性和抗震性,木材發(fā)揮其天然的質(zhì)感,與周邊的自然植物融為一體,使建筑與環(huán)境有機結(jié)合。例如海口市民游客中心,用鋼結(jié)構(gòu)支撐起巨大的弧形木構(gòu)屋面,使建筑呈現(xiàn)出輕盈的漂浮感,結(jié)合現(xiàn)代先進的防腐技術(shù),使木構(gòu)架即使長期暴露在潮濕的環(huán)境中也不會被腐蝕,體現(xiàn)了傳統(tǒng)建筑材料與現(xiàn)代先進工藝的融合[18]。
5.3.2 抬升建筑底面,減少潮氣腐蝕
合肥地區(qū)氣候潮濕,木構(gòu)件不落地,墊以石柱礎(chǔ),既有防潮作用,又強化了柱子的層次感。在重要起居空間地面上鋪設(shè)地板,形成架空層,在墻基腳石處開設(shè)通風(fēng)孔,疏散潮氣。院落地面和地下挖排水暗渠,雨天迅速聚攏雨水導(dǎo)入暗渠,再排入河道,有效排除積水,以降低潮濕氣候?qū)ㄖ牟焕绊憽?/p>
依據(jù)此原理,在氣候濕潤地區(qū)的現(xiàn)代建筑設(shè)計中,小型建筑可以設(shè)置架空防潮層,通過抬升建筑底面約30-75 cm,中間架空,以阻擋土壤水分和地面潮氣,達到防止地面返潮的目的。還可以在地梁上直接鋪設(shè)預(yù)制板作為地面架空地板,在架空層中預(yù)留幾個通氣孔,再用細(xì)石混凝土將縫隙填實,阻擋潮氣上升。大型建筑可以將輔助功能房間放置在首層或者將首層架空,如浙江大學(xué)教育學(xué)院附屬中學(xué),底層架空遠(yuǎn)離地面,還提供了防雨遮陽的半室外活動空間。
合肥傳統(tǒng)民居在不同文化交融的影響下,呈現(xiàn)出多樣性和復(fù)雜性,類型豐富、特征顯著,外觀上吸納融合南北方民居特點,并在建筑空間、建筑界面和建筑建構(gòu)3個層面均存在適應(yīng)當(dāng)?shù)貪駸釟夂虻谋粍邮骄G色營建技術(shù)。在充分體現(xiàn)當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)文化的基礎(chǔ)上,降低室內(nèi)溫度,促進空氣流動,改善室內(nèi)光線,提升熱舒適性。未來要重新審視現(xiàn)代建筑的設(shè)計與建造過程,充分利用傳統(tǒng)民居中的被動式綠色營建技術(shù),以“綠色”為導(dǎo)向,將其運用于現(xiàn)代建筑中,使其成為現(xiàn)代建筑設(shè)計的一種重要手段,提升居住體驗、體現(xiàn)地域性特征的同時降低建筑能耗,節(jié)約資源,推動城市綠色建筑事業(yè)的發(fā)展。