不同地區(qū)傳統(tǒng)糧倉建筑特征的對比研究

基金項(xiàng)目：本文系2023年度重點(diǎn)研發(fā)與推廣專項(xiàng)（科技攻關(guān)）項(xiàng)目“綠色儲糧環(huán)境被動式控制理論與高標(biāo)準(zhǔn)糧食倉房被動式設(shè)計(jì)方法”（232102110285）研究成果。

糧食安全是國家安全的重要基礎(chǔ)，糧食儲存則是保障糧食安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。自古以來，我國不同地區(qū)的先民根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境特點(diǎn)，創(chuàng)造了各具特色的傳統(tǒng)糧倉[2-4，形成了豐富多樣的設(shè)計(jì)策略。這些傳統(tǒng)糧倉不僅是農(nóng)業(yè)文明的重要物質(zhì)載體，而且是珍貴的建筑遺產(chǎn)，蘊(yùn)含著深厚的營造智慧與技術(shù)。

隨著全球氣候變化加劇和可持續(xù)發(fā)展理念的深入推進(jìn)，現(xiàn)代糧食儲存設(shè)施建設(shè)面臨著節(jié)能減排、綠色環(huán)保的新要求。當(dāng)前部分糧倉建設(shè)過度依賴機(jī)械通風(fēng)、制冷和化學(xué)防腐等高能耗、高成本技術(shù)，不僅增加了糧食儲存成本，而且?guī)砹谁h(huán)境污染問題5。因此，深入研究傳統(tǒng)糧倉的氣候適應(yīng)性策略，挖掘其中蘊(yùn)含的營造智慧，對于促進(jìn)現(xiàn)代糧倉設(shè)計(jì)的創(chuàng)新發(fā)展具有重要意義。

一、地理位置及氣候特點(diǎn)

（一）汪山土庫大房倉

汪山土庫建筑群位于中國江西省南昌市，地處長江中下游地區(qū)，始建于清道光元年（1821年），于1851年初具規(guī)模。南昌市地形以平原為主，局部有山地和丘陵，地勢總體較為平坦，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，四季分明，氣候溫暖濕潤。南昌地區(qū)的夏季（6—8月）氣溫較高，日間氣溫通常在 30°C 至 之間，夜間氣溫一般維持在 以上；而冬季（12—2月）氣候相對溫和，氣溫通常保持在 0°C 至 10^°C 之間，極少出現(xiàn)極端寒冷天氣。

汪山土庫建筑群展現(xiàn)出典型的贛派風(fēng)格，由25棟磚木結(jié)構(gòu)建筑組成。其中，大房倉是程氏家族專用的糧倉，也是唯一與主體建筑相連的糧倉，采用三合院式布局。汪山土庫大房倉的倉房布局既有坐北朝南的形式，也有坐東朝西的形式。本研究選取南側(cè)坐北朝南的單體糧倉作為研究對象。

（二）盈億義倉

盈億義倉建于1898年，位于中國河北省深州市。深州地勢開闊平坦，以廣袤平原為主。該地區(qū)屬于典型的溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，冷暖變化顯著。夏季（6一8月）高溫多雨，日間氣溫通常在 至 之間，夜間氣溫一般維持在 以上，極端氣溫可達(dá)38^°C 以上；而冬季（12一2月）氣候寒冷干燥，氣溫通常保持在 -5^°C 至 5^°C ，極端低溫可降至 -10^°C 以下，降水稀少。

盈億義倉是一座具有典型四合院布局的傳統(tǒng)糧倉建筑。在四合院布局中，東、西、南、北各設(shè)有四座糧倉，其建筑風(fēng)格與功能性設(shè)計(jì)基本一致。然而，現(xiàn)今東側(cè)糧倉已完全損毀，僅存地基遺跡，西倉和北倉亦有部分墻體及屋頂結(jié)構(gòu)受損，現(xiàn)狀保存較差。相比之下，南側(cè)糧倉的結(jié)構(gòu)保存較為完整，具備代表性和研究價值，因此被選為本文的研究對象。

二、傳統(tǒng)糧倉建筑特征

（一）汪山土庫大房倉

1.屋頂坡度

汪山土庫大房倉的屋頂設(shè)計(jì)采用了較陡的坡度形式，這種設(shè)計(jì)在一定程度上減少了屋頂暴露于太陽輻射下的范圍，降低了屋頂?shù)牡脽崃?。然而，較陡屋頂下方形成的較大三角區(qū)域會導(dǎo)致熱量在局部積聚，對內(nèi)部熱量的散發(fā)產(chǎn)生不利影響。

2.無窗設(shè)計(jì)

汪山土庫大房倉的倉房采用無窗設(shè)計(jì)，這一布局在減少外界熱量傳遞方面發(fā)揮了重要作用。無窗設(shè)計(jì)能夠有效避免太陽輻射通過窗戶直接傳入室內(nèi)，降低了外界環(huán)境對倉房內(nèi)部熱量的影響。

3.架空層

架空層通過將倉房底部抬升 600mm ，并在外部墻面采用石頭作為支撐底座，提高倉房整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的同時，還有效隔絕了地表水分對糧食儲存的潛在不利影響。此外，架空層結(jié)合四周設(shè)置的通風(fēng)孔，通過自然空氣對流的作用，促進(jìn)倉底空氣流通，有效排散積聚的濕氣，有利于糧食的儲存安全。

4.建筑遮陽

倉房設(shè)計(jì)采用寬大的挑檐，有效阻擋太陽輻射對外墻表面的直接影響，從而降低倉房的得熱量。在夏季高溫條件下，挑檐通過減緩圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱增益，為儲糧環(huán)境提供了更為穩(wěn)定的溫度條件。

5.圍護(hù)結(jié)構(gòu)

大房倉的圍護(hù)結(jié)構(gòu)整體采用木材建造，木板之間存在一定的縫隙，使倉房圍護(hù)結(jié)構(gòu)的氣密性相對較弱。空氣的緩慢滲透有助于排散倉房內(nèi)的熱量，降低內(nèi)部溫度，緩解高溫對儲糧環(huán)境的不利影響。此外，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的通透性有效減少了因密閉性過強(qiáng)可能導(dǎo)致的濕氣積聚風(fēng)險，為儲糧環(huán)境提供了穩(wěn)定的條件。

（二）盈億義倉

1.屋頂坡度

盈億義倉的屋頂設(shè)計(jì)采用了較陡的坡度形式，這種設(shè)計(jì)在一定程度上減少了屋頂暴露于太陽輻射下的范圍，降低了屋頂?shù)牡脽崃俊Ｈ欢?，較陡屋頂下方形成的較大三角區(qū)域會導(dǎo)致熱量在局部積聚，對內(nèi)部熱量的散發(fā)產(chǎn)生不利影響。

2.窗墻比

盈億義倉的開口設(shè)計(jì)以小窗為主，倉房的窗墻比較小，這種特征在減少太陽輻射和外界熱量傳遞方面發(fā)揮了作用，降低了倉房內(nèi)部的熱負(fù)荷。此外，窗戶設(shè)置在倉房的上部，利用熱壓效應(yīng)促進(jìn)空氣流動，排散倉內(nèi)積熱，從而進(jìn)一步改善儲糧環(huán)境的熱穩(wěn)定性。

3.架空層

盈億義倉架空層通過將倉房底部抬升，與地面保持適當(dāng)?shù)木嚯x，有效地隔絕了地表水分上滲對糧食儲存的不利影響，從而利于倉房儲糧環(huán)境的穩(wěn)定。此外，架空層結(jié)合四周設(shè)置的通風(fēng)孔，通過空氣自然對流的方式，促進(jìn)倉底空氣流通，有效排散積聚的濕氣，進(jìn)一步降低了潮濕環(huán)境對儲糧安全的威脅。

4.遮陽設(shè)計(jì)

盈億義倉的遮陽設(shè)計(jì)通過在倉房外墻頂部設(shè)置寬大的挑檐，有效減少了太陽輻射對外墻表面的直接照射，從而有效抑制了外界熱量向倉內(nèi)的傳遞。在夏季高溫條件下，挑檐通過減緩圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱增益，為儲糧環(huán)境提供了更為穩(wěn)定的溫度條件。

5.圍護(hù)結(jié)構(gòu)

盈億義倉的墻體采用較為厚重的設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)在應(yīng)對外界高溫氣候條件和溫度波動方面展現(xiàn)了重要的優(yōu)勢。一方面，厚重的墻體和屋頂通過其較高的熱阻性能，有效阻擋了外界熱量向倉房內(nèi)部的傳遞，從而降低了倉房在夏季高溫條件下的熱增益；另一方面，其具有較高的熱惰性，顯著衰減了外界溫度波動對倉內(nèi)環(huán)境的影響，為儲糧環(huán)境的穩(wěn)定性提供了有效保障。

6.老虎窗

倉房頂部設(shè)置老虎窗，通過利用煙肉效應(yīng)，促進(jìn)空氣流通，進(jìn)一步增強(qiáng)了通風(fēng)性能。熱空氣通過頂部通風(fēng)窗排出，有效降低了倉內(nèi)的熱量積聚，這種設(shè)計(jì)充分適應(yīng)了夏季高溫條件下的儲糧需求。

三、傳統(tǒng)糧倉建筑特征的對比分析

（一）圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工特性的對比分析

傳統(tǒng)糧倉在圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料和厚度設(shè)計(jì)上呈現(xiàn)明顯的地域性差異：南方汪山土庫大房倉采用輕薄木板圍護(hù)結(jié)構(gòu)（ 0.04m? ，北方盈億義倉則采用較厚的磚墻（0.45m）。這種差異直接反映了各地區(qū)對溫濕環(huán)境的差異化應(yīng)對策略。

汪山土庫大房倉采用輕質(zhì)木板圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其熱工特性表現(xiàn)為低熱惰性與高透氣性，這種選擇的氣候成因在于：南方高溫高濕氣候條件下，糧食霉變風(fēng)險主要來源于濕度過高，而非溫度波動。輕質(zhì)木板圍護(hù)結(jié)構(gòu)雖然隔熱性能相對較弱，但其良好的吸濕放濕特性能有效調(diào)節(jié)倉內(nèi)濕度，實(shí)現(xiàn)被動式濕度平衡。此外，木材的毛細(xì)結(jié)構(gòu)使其具有良好的水分?jǐn)U散性能，能夠在高濕環(huán)境中吸收并逐漸耗散多余水分，防止?jié)駳庠趥}內(nèi)聚集。這種“透氣型”圍護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)先滿足了南方地區(qū)控濕為主的儲糧需求，反映了對當(dāng)?shù)貪駸釟夂蛱卣鞯臏?zhǔn)確適應(yīng)。

北方盈億義倉采用中等厚度的磚墻，熱工特性體現(xiàn)為中等熱惰性與較高熱阻，這種選擇的氣候成因是：北方地區(qū)冬季嚴(yán)寒，夏季炎熱，但相對濕度較低，儲糧面臨的主要問題是防止極端溫度影響。 0.45m 厚的磚墻在物理上形成了足夠的熱阻，減緩了外部溫度向室內(nèi)傳導(dǎo)的速率，有效隔絕外部極端溫度；同時，其中等熱惰性配合通風(fēng)策略，形成了“隔熱-散熱”的復(fù)合調(diào)溫機(jī)制。

這種設(shè)計(jì)既考慮了北方氣候下隔絕外部極端溫度的需要，又兼顧了散熱通風(fēng)對墻體厚度的限制，體現(xiàn)了對北方氣候特征的綜合性應(yīng)對。

（二）建筑遮陽的區(qū)域差異分析

傳統(tǒng)糧倉的出檐長度呈現(xiàn)明顯的南北梯度變化：南方汪山土庫大房倉出檐長達(dá) 2.9m ，北方盈億義倉僅為1.3m 。這種差異直接關(guān)聯(lián)各地區(qū)的日照特征與降水特性。

南方汪山土庫大房倉采用超長出檐設(shè)計(jì)，其成因主要有二：首先，南方夏季太陽高度角大于北方，圍護(hù)結(jié)構(gòu)更容易得熱，需要更長的出檐進(jìn)行遮擋；其次，南方多雨環(huán)境下，超長出檐能有效防止雨水沖刷墻體，降低木質(zhì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的含水率，強(qiáng)化控濕效果，體現(xiàn)了遮陽、防雨雙重功能在南方地區(qū)的重要性。

北方盈億義倉采用相對較短的出檐，這一設(shè)計(jì)主要基于以下幾方面考量：首先，北方地區(qū)降水量少，出檐防雨功能的需求相對較低，不需要像南方糧倉那樣的超長出檐設(shè)計(jì)；其次，北方夏季太陽高度角較小，理論上使用較窄的出檐就能獲得一定的遮陽效果，北方地區(qū)的氣候特點(diǎn)使得遮陽并非糧倉設(shè)計(jì)的首要考慮因素。更為重要的是，北方糧倉采用了老虎窗設(shè)計(jì)策略，形成了有效的通風(fēng)散熱系統(tǒng)，降低了對遮陽策略的依賴程度。這種設(shè)計(jì)選擇反映了對地區(qū)氣候特征的回應(yīng)，即在濕度較低的北方地區(qū)，溫度控制更側(cè)重于通風(fēng)散熱而非遮陽防熱，較短的出檐可以提供基本的墻體保護(hù)，體現(xiàn)了因地制宜的設(shè)計(jì)智慧。

（三）通風(fēng)策略的區(qū)域差異分析

傳統(tǒng)糧倉的通風(fēng)策略呈現(xiàn)從南到北由封閉到開放的漸變特征：南方汪山土庫大房倉采用無窗封閉設(shè)計(jì)，北方盈億義倉則配置老虎窗加強(qiáng)通風(fēng)。這種差異反映了各地區(qū)對溫濕調(diào)控重點(diǎn)的不同需求。

南方的汪山土庫大房倉采用無窗封閉設(shè)計(jì)，其成因是：南方高濕環(huán)境下，外部空氣濕度常年高于理想儲糧濕度，通風(fēng)換氣反而會增加倉內(nèi)濕度環(huán)境的負(fù)擔(dān)。通過最大限度減少與外界的空氣交換，建立相對獨(dú)立的微氣候環(huán)境，再輔以木質(zhì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的被動調(diào)濕，能更有效地控制倉內(nèi)濕度穩(wěn)定。

北方盈億義倉采用老虎窗和小窗相結(jié)合的通風(fēng)設(shè)計(jì)，形成了復(fù)合散熱策略，其成因主要是：北方地區(qū)濕度較低，糧食霉變風(fēng)險小，而夏季高溫對糧食質(zhì)量的影響成為主要問題；同時，糧食自身呼吸產(chǎn)熱在密閉環(huán)境中易導(dǎo)致局部溫度升高。屋頂老虎窗設(shè)計(jì)利用煙囪效應(yīng)在垂直方向形成上升氣流，而墻體上的窗戶則提供了水平方向的進(jìn)風(fēng)通道，二者配合形成了完整的通風(fēng)路徑。這種設(shè)計(jì)在無需任何機(jī)械設(shè)備的情況下，利用熱空氣上升原理和建筑形態(tài)，創(chuàng)造了持續(xù)有效的自然通風(fēng)循環(huán)，能夠在夏季高溫條件下有效排出倉內(nèi)熱量，保持適宜的儲糧溫度，體現(xiàn)了北方傳統(tǒng)糧倉對當(dāng)?shù)貧夂蛱卣鞯木珳?zhǔn)適應(yīng)。

通風(fēng)策略的區(qū)域差異性體現(xiàn)了傳統(tǒng)建造者對溫濕平衡的精準(zhǔn)把握：南方優(yōu)先考慮控濕而采用封閉設(shè)計(jì)，中部兼顧溫度穩(wěn)定與基本通風(fēng)需求，北方則注重散熱效果而強(qiáng)化通風(fēng)功能，形成了從控濕優(yōu)先到調(diào)溫為主的適應(yīng)模式。

四、結(jié)語

本研究通過對南方汪山土庫大房倉和北方盈億義倉建筑特征的對比分析，揭示了傳統(tǒng)糧倉建造智慧的地域性特征與氣候適應(yīng)機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)糧倉的設(shè)計(jì)基于對當(dāng)?shù)貧夂驐l件的深刻理解，形成了系統(tǒng)化的策略體系。南方傳統(tǒng)糧倉圍繞控濕核心，采用輕薄的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、無窗設(shè)計(jì)和寬大出檐；北方傳統(tǒng)糧倉則以調(diào)溫為重點(diǎn)，采用厚重的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、老虎窗通風(fēng)和適度遮陽策略。這種差異化策略體現(xiàn)了傳統(tǒng)建造者對氣候特征的深刻理解和應(yīng)對智慧，為當(dāng)代面臨氣候變化挑戰(zhàn)的糧倉設(shè)計(jì)提供了兼具生態(tài)智慧與文化底蘊(yùn)的創(chuàng)新路徑，從而構(gòu)建更具韌性和可持續(xù)性的糧食安全保障體系。

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作者簡介：

王田，河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院碩士研究生。研究方向：建筑技術(shù)科學(xué)。

李恩，河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院副教授。研究方向：建筑節(jié)能設(shè)計(jì)與被動式建筑。