李秋怡

摘 要：通過對夏、冬兩季古城揚(yáng)州傳統(tǒng)民居熱環(huán)境數(shù)據(jù)的實(shí)地測量，發(fā)現(xiàn)了傳統(tǒng)民居的熱環(huán)境特點(diǎn)，證明了傳統(tǒng)冷巷的確具有良好的被動降溫以及熱緩沖作用，傳統(tǒng)民居的建筑布局的確具有它的價值。在此基礎(chǔ)上初步提出在建筑設(shè)計及綠色建筑技術(shù)上應(yīng)用傳統(tǒng)民居改善熱環(huán)境做法的一些思路。

關(guān)鍵詞：傳統(tǒng)民居； 熱環(huán)境； 實(shí)測； 冷巷； 被動降溫； 熱緩沖

Abstract：With the thermal environment data of field measurements of traditional residence in Yangzhou in summer and winter， we found the thermal environment characteristics of traditional residence， which proved that the traditional cooling alley indeed is beneficial to passive cooling and heat cushion， that the architectural composition of traditional residence is certainly valuable in some ways. On the basis of the research， we bring forward an opinion on improving thermal environment in the matter of architectural design and green building technology.

Key words：traditional residence， thermal environment， field measurement， cooling alley， passive cooling，heat cushion

引言

揚(yáng)州地區(qū)的氣候?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥，且冬夏季較長，屬于典型的冬冷夏熱較為突出的地區(qū)。因此，夏季的通風(fēng)隔熱以及冬季的保溫防寒成為揚(yáng)州地區(qū)建筑需要解決的基本問題。相比之下，揚(yáng)州傳統(tǒng)民居在改善室內(nèi)熱舒適性方面有其獨(dú)特的優(yōu)勢。

另外，現(xiàn)有的民居熱環(huán)境研究地域多選擇在皖南、嶺南（夏熱冬暖）等地區(qū)，大部分只在夏季開展的實(shí)際情況。我們的研究將在氣候條件更為復(fù)雜的揚(yáng)州分夏、冬兩季開展實(shí)地測試，堅決以真實(shí)數(shù)據(jù)反映傳統(tǒng)民居價值。一方面更直觀地展示傳統(tǒng)建筑之瑰麗，另一方面不鼓吹、不夸大，反對“全盤復(fù)古”，將成果投入到下一步對建筑節(jié)能與環(huán)保的研究中。

1.測試簡介

個園為清代鹽商黃至筠所建，是揚(yáng)州地區(qū)典型的傳統(tǒng)民居。個園南部為住宅區(qū)，中部和北部為園林風(fēng)景區(qū)，測量地點(diǎn)為南部住宅區(qū)。

對個園內(nèi)住宅區(qū)進(jìn)行多次、全天的數(shù)據(jù)實(shí)測。測試數(shù)據(jù)內(nèi)容包括室內(nèi)外溫度、輻射、風(fēng)速、相對濕度、壁面溫度、PMV等。選定三個測試點(diǎn)，分別為：一號點(diǎn)西火巷北端、二號點(diǎn)小姐繡房南向庭院、三號點(diǎn)小姐繡房客廳（見圖1 測量點(diǎn)示意圖）。所選測量點(diǎn)均為背陰處，避免陽光直射。

1.1 測試儀器

“JT-IAQ室內(nèi)熱環(huán)境舒適度測試儀”（見圖2），可測試空氣溫度、黑球溫度、濕球溫度、相對濕度、空氣流速、PMV等多項熱環(huán)境數(shù)據(jù)。272-A 型干濕溫度計，可測試室外空曠處的干濕溫度。壁面溫度計，可測試墻壁表面溫度。

2.測試結(jié)果分析

2.1 夏季氣溫、相對濕度分析

如圖1所示，測點(diǎn)一、測點(diǎn)二、測點(diǎn)三分別設(shè)在冷巷內(nèi)、繡樓前南向庭院和小姐繡樓中，每隔10min記錄一次數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)均為多組數(shù)據(jù)的平均值，測試中始終進(jìn)行測點(diǎn)遮陽。經(jīng)過比對，我們認(rèn)為9月13日這組數(shù)據(jù)具有代表性，所以以此作為分析重點(diǎn)。測試結(jié)果如圖3所示，在白天時段中，三組數(shù)據(jù)整體呈現(xiàn)出由11：00到14：00上升，由14：00到15：30下降的趨勢。庭院的溫度始終高于繡樓和冷巷且波動較大，這是由于揚(yáng)州地區(qū)傳統(tǒng)民居的庭院空曠缺乏遮擋，接收了太陽直接輻射，不似蘇州等地的天井，面積小而遮擋大量陽光。小姐繡房內(nèi)氣溫居中，而且波動最為微弱。冷巷內(nèi)氣溫最低，由于冷巷的高寬比大，形成了自遮陽，地面和靠近地面的磚墻幾乎接收不到直接的太陽輻射，從而也難以形成長波輻射。

夏季午后氣溫應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)比早上高，然而從圖3中可以發(fā)現(xiàn)，三個測點(diǎn)的溫度曲線始終較為平緩，這是由于冷巷具有良好的熱緩沖作用。冷巷的墻體為重質(zhì)墻，其熱慣性作用衰減了溫度波動，使得庭院和室內(nèi)溫度波動極小。

另外由圖4可知，冷巷具有良好的通風(fēng)散熱作用，冷巷內(nèi)的空氣流速在0.2m/s-0.5m/s之間，吹風(fēng)感明顯，庭院中流速在0.1m/s-0.3m/s之間，而繡樓內(nèi)的流速幾乎可以忽略。由于庭院與室內(nèi)存在溫差，且當(dāng)下午一點(diǎn)以后室內(nèi)外溫差增大時，二號點(diǎn)庭院中風(fēng)速變大，這是由于溫差引起了密度差，從而產(chǎn)生了熱壓通風(fēng)的隔熱降溫效果。相比之下冷巷中風(fēng)速始終較大，推斷庭院同時還受到風(fēng)壓通風(fēng)影響。正是由于冷巷與庭院內(nèi)的通風(fēng)作用將室內(nèi)熱空氣帶走，對室內(nèi)產(chǎn)生了良好的降溫作用，使得室內(nèi)溫度低于環(huán)境溫度。

如圖5所示，冷巷的相對濕度大于庭院內(nèi)的相對濕度，這是由于冷巷內(nèi)氣溫較低，空氣中的水蒸氣含量容易達(dá)到飽和凝結(jié)成露，同時高大厚實(shí)的墻壁是良好的蓄冷體，水蒸氣在磚墻上遇冷凝結(jié)增加了潮濕程度。另一方面，小姐繡樓的相對濕度大于冷巷內(nèi)的相對濕度，這反映了揚(yáng)州地區(qū)所特有的傳統(tǒng)民居一樓潮濕的特點(diǎn)。

2.2 冬季氣溫、相對濕度分析

冬季測試條件與夏季一致，我們選取了2月28日的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。如圖6所示，9：30-14：00期間，三個測點(diǎn)的氣溫均呈現(xiàn)上升趨勢；14：00-16：00期間，溫度保持穩(wěn)定。根據(jù)建筑物理知識，冬季早中午的升溫是由于太陽輻射，到了下午，傳統(tǒng)住宅高厚的墻壁在冬季成為了蓄熱體，傍晚太陽輻射減弱后，墻體緩慢釋放白天所吸收的熱量起到保溫作用。庭院溫度和冷巷內(nèi)的溫度相差不大，但庭院內(nèi)溫度始終偏高一些，主要原因是庭院面積較大，接收到的太陽輻射更多并且風(fēng)速較低。

圖7中可以看到，冷巷內(nèi)的空氣流速整體上大于庭院，這證明冷巷通風(fēng)不僅僅是熱壓作用，還由于冷巷狹窄，可看成是截面面積較小的風(fēng)道，因此風(fēng)從寬敞的庭院經(jīng)過狹窄的冷巷，明顯壓力增大，流速增大。從以上兩點(diǎn)我們可以看出，冬季冷巷具有一定的熱緩沖作用，能夠衰減室內(nèi)溫度的波動。圖6中繡樓內(nèi)溫度始終低于室外溫度，符合初春揚(yáng)州地區(qū)“春寒料峭”的天氣特征。

圖8是三個測點(diǎn)的相對濕度變化，隨著氣溫的上升，相對濕度相應(yīng)下降，室內(nèi)相對濕度變化相對平緩，這是由于室內(nèi)溫度的穩(wěn)定，側(cè)面驗證了冷巷的熱緩沖作用。但室內(nèi)相對濕度仍然大于另兩個測點(diǎn)，墻壁局部出現(xiàn)霉斑，符合揚(yáng)州地區(qū)冬季潮濕陰冷的季節(jié)特點(diǎn)。

3.研究結(jié)論

從夏季熱環(huán)境測試結(jié)果的分析中我們可以得出結(jié)論：夏季冷巷充分發(fā)揮其遮陽、通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)，具備了被動降溫的功能，起到了隔熱的作用（見圖3）。夏季相對濕度的測試結(jié)果側(cè)面驗證了冷巷通風(fēng)的必要性，但同時也說明不必“神化”冷巷的作用，冷巷并不能徹底改變傳統(tǒng)住宅一層陰濕的局限性。

冬季熱環(huán)境測試結(jié)果表明：冬季傳統(tǒng)民居室內(nèi)溫度上升比室外均勻緩慢，驗證了冷巷的熱緩沖作用，可見設(shè)置冷巷有利于人適應(yīng)季節(jié)交替的溫度變化，有益人體健康（見圖6）。根據(jù)三個測點(diǎn)冬季相對濕度測試結(jié)果可知，冷巷對冬季室內(nèi)保溫隔氣有一定作用，但并不能改造傳統(tǒng)住宅冬季室內(nèi)陰寒的缺陷。

而揚(yáng)州庭院與蘇州等地天井的對比說明蘇州等地的天井更側(cè)重于夏季的遮陽作用，而緯度更高的揚(yáng)州地區(qū)的傳統(tǒng)民居則在冬季采暖問題上有所考量。

根據(jù)以上的分析我們可以得出結(jié)論：在揚(yáng)州地區(qū)，冷巷的熱緩沖作用較為微弱，被動降溫作用效果明顯，對建筑在夏季的通風(fēng)散熱作用效果佳，而冬季的防寒保暖則基本不起作用，甚至?xí)诶湎飪?nèi)產(chǎn)生更大的空氣流速。

4.結(jié)語

本文以在古城揚(yáng)州個園的傳統(tǒng)民居進(jìn)行的熱環(huán)境數(shù)據(jù)實(shí)測為基礎(chǔ)，結(jié)合數(shù)據(jù)分析及相關(guān)資料證明了傳統(tǒng)冷巷在夏季起到了良好的被動降溫作用，具有隔熱的功能；在冬季則作用不明顯。同時，冷巷的作用仍有局限，并不能改善傳統(tǒng)住宅夏季陰濕、冬季陰寒的缺陷。

在現(xiàn)代建筑住宅設(shè)計過程中，可以對冷巷的被動降溫作用和熱緩沖作用進(jìn)行定性分析并根據(jù)住宅地區(qū)氣候特點(diǎn)合理布置冷巷，合理利用熱壓通風(fēng)與風(fēng)壓通風(fēng)。

冷巷的被動降溫和熱緩沖技術(shù)，技術(shù)門檻低，熱調(diào)節(jié)原理對當(dāng)代建筑設(shè)計具有啟迪作用，其中蘊(yùn)含的“天人合一”的建筑精神值得借鑒到當(dāng)代綠色建筑中。對冷巷的研究與利用有利于推廣綠色建筑適宜技術(shù)，即不依賴外在設(shè)備，便可滿足人體熱舒適的要求，為當(dāng)代住宅節(jié)能減排出謀劃策。

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