■ 黃志甲 Huang Zhijia 鄭良基 Zheng Liangji 魯月紅 Lu Yuehong 余夢琦 Yu Mengqi

0 引言

徽州民居作為我國傳統(tǒng)民居的典型代表之一，在文化傳承上有著舉足輕重地位，同時也蘊藏著大量古人適應(yīng)地域氣候，改善居住環(huán)境的智慧經(jīng)驗。諸多研究者曾對徽州民居進行過室內(nèi)外熱環(huán)境參數(shù)連續(xù)監(jiān)測和室內(nèi)舒適度實際調(diào)研，將不同功能房間或不同建筑之間的熱環(huán)境參數(shù)進行對比[1-4]，旨在了解徽州傳統(tǒng)民居的室內(nèi)環(huán)境特征，分析圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能[3]，以及遮陽[3]、通風(fēng)[4]、天井[5]和冷巷[6]對徽州民居室內(nèi)環(huán)境營造所起的作用。在室內(nèi)居住環(huán)境熱舒適評價上，熱舒適指標（PMV-PPD指標）[7]及其修正值在自然通風(fēng)建筑中應(yīng)用有較大偏差[8、9]。根據(jù)Yao等人[10]的觀點，提出預(yù)測適應(yīng)性平均熱感覺（aPMV）評價方式。該方法考慮了人的適應(yīng)性，被用作我國自然通風(fēng)建筑濕熱環(huán)境的評價標準[11]，在福建古民居和重慶夯土民居中得到了應(yīng)用[12、13]。

本文將在此基礎(chǔ)上，著重對夏季炎熱氣候條件下室內(nèi)與室外各熱環(huán)境參數(shù)逐時響應(yīng)關(guān)系進行分析，掌握徽州傳統(tǒng)民居室內(nèi)熱環(huán)境在炎熱天氣條件下的狀態(tài)及其形成原因，以期為徽州傳統(tǒng)民居被動設(shè)計技術(shù)的傳承與創(chuàng)新提供研究基礎(chǔ)。

1 測試對象

安徽涇縣厚岸鄉(xiāng)查濟村的馀慶堂，是具有徽州民居典型元素的一字型天井建筑，兩進前后布置。外墻為黏土磚空斗墻，內(nèi)部隔斷基本為單層木隔墻，坡屋頂結(jié)構(gòu)。廳堂位于全宅中心，左右兩側(cè)是廂房（圖1）。

測試時間選在2016年7月25 ～27日，測點布置在室外、廳堂和廂房，通過對夏季最炎熱時間段的24h監(jiān)測，得到室內(nèi)外熱環(huán)境參數(shù)逐時響應(yīng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。所需測試儀器見表1。

圖1 馀慶堂平面布置圖

表1 測試儀器和相關(guān)說明

2 室內(nèi)外熱環(huán)境參數(shù)響應(yīng)關(guān)系

2.1 空氣溫度（ta）、平均輻射溫度（tr）

如圖2 所示，白天隨著太陽輻射強度逐漸增強，6:00～15:30這段時間內(nèi)室外平均輻射溫度和氣溫呈快速上升趨勢，居室內(nèi)受室外溫度上升影響，平均輻射溫度和空氣溫度也有上升，但速率緩慢。15:30左右，室外平均輻射溫度達到峰值66℃，遠高于廳堂平均輻射溫度峰值36℃和廂房平均輻射溫度峰值30℃；室外氣溫達到峰值42℃，高于廳堂氣溫峰值35℃和廂房氣溫峰值30℃。室外平均輻射溫度日較差達到40℃，氣溫日較差達到17℃，廳堂平均輻射溫度和氣溫日較差均為8℃，廂房平均輻射溫度和氣溫日較差均為5℃?？梢?，室內(nèi)外的溫度響應(yīng)關(guān)系表明了徽州民居具有良好的隔熱性能，封閉的外墻能將白天的太陽輻射熱量擋在室外；晚上室外氣溫低于室內(nèi)溫度，又可以利用夜間通風(fēng)來帶走室內(nèi)熱量。

圖2 炎熱氣候條件下室內(nèi)外溫度響應(yīng)

2.2 濕度

如圖3所示，室外相對濕度呈現(xiàn)日低夜高的周期性變化，波動幅度大，在39%～93%之間；廳堂的相對濕度也呈周期性變化，但其波動幅度較室外小，在60%～90%之間；廂房的相對濕度比較穩(wěn)定。采用氣象上溫度露點差在5℃以內(nèi)作為濕區(qū)，2℃以內(nèi)的區(qū)域作為飽和區(qū)[14]。室內(nèi)外溫度露點差曲線與相對濕度線呈反方向，在一天的波動當中，室外溫度露點差處于濕區(qū)時間頻率的占樣本總數(shù)的56%，處于飽和區(qū)時間頻率的占25%；廳堂溫度露點差處于濕區(qū)時間頻率的占樣本總數(shù)的71%，處于飽和區(qū)時間頻率的占10%；另外，有閣樓和地籠結(jié)構(gòu)的廂房一直處于濕區(qū)內(nèi)，基本不出現(xiàn)飽和區(qū)，說明徽州民居室內(nèi)雖然濕度較大，但建筑設(shè)計上起到一定的防潮作用。

2.3 空氣流速

如圖4所示，白天室外風(fēng)速在0.1～0.6m/s之間波動，峰值出現(xiàn)在正午時分；廳堂作為過渡空間，正對大門且有天井與室外相連，受室外影響，風(fēng)速在0.1～0.3m/s之間波動；廂房由于受到圍墻阻隔，受室外風(fēng)速影響較小，一天均處于無風(fēng)或者靜風(fēng)狀態(tài)。夜晚門關(guān)著的情況下，廳堂和廂房均處于靜風(fēng)狀態(tài)。雖然居室內(nèi)風(fēng)速不大，但通風(fēng)換氣次數(shù)都在2次以上，能夠保證室內(nèi)空氣品質(zhì)的通風(fēng)要求。

2.4 預(yù)測適應(yīng)性平均熱感覺（aPMV）

如圖5所示，在炎熱的夏季，清晨室外aPMV指標逐漸升高達到峰值，并持續(xù)到傍晚才出現(xiàn)衰減。室外與廳堂aPMV指標的上升與衰減起點基本保持同步，但廳堂達到峰值比室外延遲2～3h。在夜間，室外氣溫比室內(nèi)低，建筑有一定蓄熱作用，使得室內(nèi)舒適度比室外差。廂房的aPMV指標與室外和廳堂相比均有延遲，且低于室外和廳堂。圖5中，在aPMV指標達到最大值的一段時間內(nèi)，并不能區(qū)分室外和廳堂的熱舒適區(qū)別，這和實際情況差別很大。事實上，由于建筑隔熱，廳堂內(nèi)的熱舒適性要比室外高很多，但aPMV指標并不能評價此時熱舒適的差別，因此，筆者認為，aPMV指標在炎熱的夏季并不能評價民居的熱舒適性。

圖3 炎熱氣候條件下室內(nèi)外濕度響應(yīng)

圖4 炎熱氣候條件下室內(nèi)外風(fēng)速響應(yīng)

圖5 炎熱氣候條件下室內(nèi)外aPMV響應(yīng)

3 結(jié)語

綜上所述，我們可以得出以下結(jié)論：①在炎熱天氣條件下，徽州傳統(tǒng)民居室內(nèi)平均輻射溫度不隨室外平均輻射溫度變化，體現(xiàn)了徽州傳統(tǒng)民居圍護結(jié)構(gòu)隔熱性能優(yōu)良。②徽州傳統(tǒng)民居室內(nèi)濕度波動幅度較室外小，廂房相對濕度相對穩(wěn)定，且飽和區(qū)時間短，說明建筑具有一定調(diào)濕和防潮能力。③雖然徽州傳統(tǒng)民居的室內(nèi)風(fēng)速較室外小，但通風(fēng)換氣次數(shù)足夠。④需指出的是，aPMV指標在炎熱的夏季不能評價民居的熱舒適性。

上述研究結(jié)果對于掌握在炎熱天氣條件下，徽州傳統(tǒng)民居室內(nèi)熱環(huán)境狀態(tài)及其形成原因，以及徽州傳統(tǒng)民居被動設(shè)計技術(shù)的傳承與創(chuàng)新都具有一定的指導(dǎo)意義。

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