向少石,洪 杰
(蘇州科技大學(xué) 建筑與城市規(guī)劃學(xué)院,江蘇 蘇州 215011)
地域氣候環(huán)境影響了傳統(tǒng)民居的建筑結(jié)構(gòu)。氣候環(huán)境范圍是從建筑熱工的角度劃分定義的。根據(jù)《民用建筑設(shè)計通則》(GB 50352-2005)[1],我國被劃分為7個主氣候區(qū),20個子氣候區(qū)。不同的子氣候區(qū)根據(jù)不同的要求而定義,所以,針對不同的氣候環(huán)境,對當(dāng)?shù)孛窬咏ㄖ蔡岢隽瞬煌囊蟆?/p>
民居受地域氣候環(huán)境的主要影響因素有降水降雪、空氣溫度、自然風(fēng)、太陽輻射等。
降水是影響一個地區(qū)空氣溫度與濕度的最直接的因素之一,其直接影響建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)和排水系統(tǒng)的設(shè)計與構(gòu)造??諝鉁囟葘τ诮ㄖ挠绊懼饕薪ㄖ恼w形式、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的厚度及對于建筑基礎(chǔ)的凍土影響等;空氣濕度是影響人體感受非常強(qiáng)烈的氣候環(huán)境因素,從人體感受角度來說,相對濕度保持在30%~70%的區(qū)間之內(nèi),生理感受會比較舒適,而不足或超過這個區(qū)間都會引起不適。這也是一個決定民居建筑開啟尺度的決定性因素。自然風(fēng)可看作空氣相對于地面的水平方向流動,一個地區(qū)民居建筑在最初的選址規(guī)劃布局時,風(fēng)向和風(fēng)速是其不可忽視的重要因素之一,需要考慮的是對于自然風(fēng)的需求還是抵御。太陽輻射對于民居建筑的影響主要體現(xiàn)在日照時數(shù)及太陽高度角兩方面,日照時數(shù)決定了一個地區(qū)白天的日照輻射總量及熱效應(yīng)強(qiáng)度,其對于民居而言,主要影響建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱性能;而太陽高度角對于民居建筑的影響則更為直接,主要的應(yīng)對策略為遮陽和減少熱輻射,不同地區(qū)不同的高度角直接決定了民居的選址布局以及其細(xì)部構(gòu)造,遮陽策略是民居建筑對于解決夏季炎熱極其重要的策略之一,其遮陽的程度就取決于太陽高度角的變化。
(1)降水量特征。據(jù)有的資料統(tǒng)計,蘇州地區(qū)年平均降水量約為1 150 mm,年平均濕度約為65%,夏季濕度偏高,有時高達(dá)80%以上。春季降水總量約為278 mm,此季度平均降水日為36.3 d;夏季的5-9月份平均降水量為674 mm,占全年的60%,梅雨季雨量集中且強(qiáng)度大;秋季平均降水日為27 d,降水量為220 mm;冬季12月份降水量最小,僅為全年的4%左右。由此可見,蘇州處于多雨的氣候環(huán)境之中[2]。
(2)空氣溫度特征。蘇州地區(qū)處于亞熱帶溫潤氣候區(qū)中較為特殊的氣候區(qū)域,在空氣溫度方面,其夏季平均溫度常年在28℃以上,最高溫度可達(dá)35℃以上,冬季最低溫度可達(dá)0℃以下,一年之中氣溫差很大。根據(jù)我國《建筑氣候區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》(GB50178-93)規(guī)定,夏熱冬冷地區(qū)的定義是7月份平均溫度為25~30℃,1月份平均溫度為0~10℃的地區(qū)。而蘇州地區(qū)的7月平均溫度達(dá)到了29.2℃,瀕臨夏熱冬冷地區(qū)的高溫極限標(biāo)準(zhǔn);而冬季則是1月份平均氣溫在0.3℃左右,也瀕臨夏熱冬冷地區(qū)的低溫極限標(biāo)準(zhǔn)。所以可以看出,蘇州地區(qū)的空氣溫度特點,即夏季空氣溫度較高且時間較長,冬季空氣溫度較低,夏、冬兩季平均溫度均接近于夏熱冬冷地區(qū)的熱、冷極限標(biāo)準(zhǔn)。
(3)空氣濕度特征。蘇州地區(qū)常年處于多雨的氣候環(huán)境之中,特別是六七月份處于梅雨季節(jié)的蘇州,由于空氣溫度高和連綿不斷的降水,導(dǎo)致蘇州地區(qū)常年平均相對濕度在52.8%左右,最大年平均濕度為78%;年平均蒸發(fā)量為939.4 mm,汛期5月至9月的蒸發(fā)量為552.1 mm,占全年的59%[3]。在此期間,空氣的相對濕度大,風(fēng)速較小,空氣循環(huán)緩慢,潮濕的空氣停留。
(4)日照時數(shù)及輻射量特征。蘇州地區(qū)的六七月份是日照強(qiáng)度和輻射量最高的時期,據(jù)資料顯示,蘇州地區(qū)全年日照時數(shù)在1 400~2 200 h,年輻射總量在4 190~5 016 MJ/㎡,其頂峰值的日照時數(shù)及日照輻射量趨近于我國西北陜西甘肅等干熱氣候地區(qū)[4]。蘇州地區(qū)夏至日北緯30°最高日照高度角可達(dá)85°以上,太陽直射地面,日照面積小,導(dǎo)致了一定區(qū)域內(nèi)輻射量較大。蘇州地區(qū)主要季節(jié)日照角度如表1所列。
表1 蘇州地區(qū)主要季節(jié)日照角度
(5)風(fēng)力風(fēng)速特征。蘇州地區(qū)的風(fēng)速年變化基本可總結(jié)為春冬季節(jié)較大,夏秋季節(jié)較小,據(jù)資料顯示,蘇州地區(qū)夏季室外平均風(fēng)速約為3.5 m/s,一年中最多風(fēng)向為東南方向,夏季六七月份的梅雨季節(jié)是全年中風(fēng)速最小的時間段,一般在2.0 m/s以下,且蘇州地區(qū)受臺風(fēng)和海陸風(fēng)影響不大[5]。
(6)地下水位特征。蘇州地區(qū)的海拔高度和降水共同形成了其地下水位較高。蘇州地區(qū)常年降雨量較多,雨水被地面吸收后,經(jīng)過排水系統(tǒng)的循環(huán)處理作用,部分滲透到地下,蘇州的年平均水位淺埋深一般在1~2 m之間。隨著降雨量的增大,埋深會逐漸減小,意味著地下水位離地面距離更小,地下水位更高。7月份的梅雨季節(jié)達(dá)到了埋深的最小值。夏季的蘇州地區(qū)地下水埋深較小,空氣溫度又高,當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到一定程度時,地下水會氣化水蒸汽,高溫蒸發(fā)通過毛細(xì)作用反作用于建筑地坪,產(chǎn)生返潮現(xiàn)象,濕氣會通過承重構(gòu)件傳遞到建筑其他部位造成建筑構(gòu)件受潮損壞。
總體上看,夏季空氣溫度較高,空氣濕度較高、日照強(qiáng)度較大和風(fēng)力風(fēng)速較小是蘇州地區(qū)夏季主要氣候要素的特征,其中空氣溫度及濕度高是導(dǎo)致蘇州地區(qū)夏季環(huán)境炎熱的兩個主要因素??諝鉂穸雀吆蜏囟雀咝纬闪颂K州夏季濕熱的氣候環(huán)境,空氣溫度高和風(fēng)速小形成了蘇州夏季悶熱的氣候環(huán)境,太陽高度角較高形成了夏季熱輻射強(qiáng)烈的環(huán)境。這些因素共同形成了蘇州地區(qū)夏季生理感受極差的熱環(huán)境。
蘇州的冬季平均氣溫略低且濕度較大,但風(fēng)速較小,且無頻繁降雪,蘇州地區(qū)年降雪量次數(shù)不多,一般降雪量也不大,所以蘇州地區(qū)冬季的冷環(huán)境并不明顯和極端[6]。
針對于蘇州地區(qū)特定的氣候環(huán)境特征,當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)民居的地域氣候環(huán)境適應(yīng)原則方面主要以解決夏季炎熱為核心,以防止建筑受潮為要點,以及對于其尺度的把握和達(dá)到兼顧多種適應(yīng)需求的效果。
根據(jù)蘇州地區(qū)特定的氣候環(huán)境,當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)民居在氣候適應(yīng)的側(cè)重點選擇了以解決夏季炎熱為核心的適應(yīng)原則。其一是蘇州地區(qū)夏季的熱環(huán)境可比我國華南地區(qū),其生理感受極差;其二則是蘇州冬季的冷環(huán)境并不夠極端,且可以通過諸多外部物理手段,諸如多穿棉衣、生火燒炭、手爐腳爐等方法來取暖。但夏季的悶熱環(huán)境是無法徹底解決的,自然風(fēng)的不穩(wěn)定性,降雨產(chǎn)生的濕熱感,封閉的建筑形式使得蘇州地區(qū)的夏季成為了最難度過的時期。
在蘇州傳統(tǒng)民居構(gòu)造的細(xì)節(jié)做法中,除了屋面、外墻等承重墻體存在著鋪砌望磚、砌筑空斗墻體等保隔冷措施外,建筑空間內(nèi)部大多只以木板隔斷,盡可能爭取更大的通風(fēng)量,即使在封閉性較強(qiáng)的外墻上,蘇州東西山傳統(tǒng)鄉(xiāng)土民居中也有常見的高墻上開小窗的設(shè)計手法,除了防御遮陽等功能外,外墻也體現(xiàn)了對通風(fēng)散熱,調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的重要作用,見圖1。此外,在選址方面靠近水體,利用水體改善建筑群落熱環(huán)境;在布局方面利于緊密的建筑間距達(dá)到建筑互遮陽的效果;在單體建筑圍護(hù)方面?zhèn)戎赜陂_敞通透。從整體的宏觀規(guī)劃方面到建筑構(gòu)成的微觀構(gòu)造方面,隨處可體現(xiàn)出了對于其熱環(huán)境的適應(yīng)。蘇州地區(qū)特定的地域氣候環(huán)境決定了其民居在適應(yīng)需求方面雖然需要兼顧散熱和保溫,但在選擇側(cè)重方向上,仍以合理的通風(fēng)、遮陽、減少建筑內(nèi)部熱輻射解決夏季炎熱的策略為主要設(shè)計核心。
圖1 蘇州傳統(tǒng)民居建筑不同界面封閉度對比
蘇州傳統(tǒng)民居之所以選擇以防止建筑受潮為要點的適應(yīng)原則,其原因主要有兩點,一是蘇州地區(qū)的降水量大,地下水位高,空氣濕度大形成了較為潮濕的氣候環(huán)境,從而導(dǎo)致了民居總體建筑環(huán)境潮濕;二是民居自身建筑材料與做法易受潮。就屋面而言,其部位是直落雨的主要承擔(dān)者,屋面主要材料瓦片是吸水率很高的建材,雨水容易浸濕瓦片,繼而導(dǎo)致下部望磚、椽子等材料受潮。就圍護(hù)結(jié)構(gòu)而言,外圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體的砌筑材料磚石是親水性材料,在雨水直接間接的影響下極易產(chǎn)生潮濕現(xiàn)象,例如表皮材料破裂剝落,墻體強(qiáng)度降低等。而內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)以木質(zhì)建材為主,也容易受潮,其本身是多孔疏松材料,且與地面有著直接聯(lián)系,容易受到地面返潮的水分子影響,并在墻體中不斷上升,會直接影響建筑室內(nèi)環(huán)境。就承重結(jié)構(gòu)而言,以承重結(jié)構(gòu)木柱為主要研究對象,一般情況下,處于室外的外檐柱更容易受雨水影響,如雨水的直接沖刷,屋檐的落雨、地面落雨的反濺以及室外空氣濕度大等影響。因此,導(dǎo)致內(nèi)柱易受潮的因素主要有地面潮濕和梁等其他木結(jié)構(gòu)的濕熱傳遞影響。
所以在蘇州民居的適應(yīng)現(xiàn)狀中,隨處可見對于防潮除濕的適應(yīng)手法。主要可總結(jié)為“挑”、“隔”、“排”、“漏”四種手法。“挑”即出挑、外挑,在蘇州傳統(tǒng)民居建筑中可見的檐口出挑、檐廊出挑、廊棚出挑,都屬于此種手法,能有效減少飄雨對于建筑構(gòu)件的侵蝕?!案簟奔锤魯?,隔斷水分和濕氣的傳遞。蘇州傳統(tǒng)民居屋頂?shù)能幙臻g設(shè)計,屋面材料中望磚與青瓦之間的空氣夾層設(shè)計等,屬于空間夾層隔斷;樓地面、外墻及檐柱的基礎(chǔ)位置會加設(shè)一定厚度的防水材料,屬于防水材料隔斷;梁坊之間的斗拱等建筑構(gòu)件可以有效減少建筑構(gòu)件濕熱水分的傳遞作用,屬于建筑構(gòu)件隔斷?!芭拧奔次菝媾潘菝娴钠露?、檐口及滴水瓦的設(shè)計體現(xiàn)了傳統(tǒng)民居無組織排水的特點?!奥奔赐L(fēng),也是蘇州傳統(tǒng)民居中防潮除濕手法中最重要的一點,其建筑布局、構(gòu)造形式的通透開啟不止可以解決夏季的炎熱,對于建筑空間和構(gòu)件上的濕氣滯留也有良好的解決效果。這些細(xì)節(jié)構(gòu)造方面的防潮除濕手法,共同形成了蘇州傳統(tǒng)民居特定的建筑細(xì)部形態(tài)。
適度有兩方面層次的意義,一是相對于我國其他氣候區(qū)較為極端的氣候環(huán)境,蘇州地區(qū)的氣候環(huán)境較為折中,所以在適應(yīng)尺度方面體現(xiàn)出適度原則;二是由于其特定的氣候環(huán)境,為了達(dá)到兼顧多種適應(yīng)需求的效果,從而遵循適度原則。
(1)平面方面。主要體現(xiàn)于在民居單體平面,其適度指的是平面的尺度適宜,達(dá)到兼顧夏季散熱和冬季保溫的效果,在民居建筑平面的封閉度及天井平面的深寬比兩方面有所體現(xiàn)。蘇州地區(qū)夏季炎熱冬季濕冷,所以蘇州傳統(tǒng)民居在平面的封閉度方面選擇利用適度的界面開啟尺度來達(dá)到夏季散熱和冬季保溫的兼顧效果。在民居內(nèi)部布局主軸線上,盡可能減少建筑界面對氣流的阻擋,蘇州內(nèi)部布局形式為縱深狹長型,空間引導(dǎo)性很強(qiáng),有利于穿堂風(fēng)的形成,所以其主軸線上的建筑較多采用雙側(cè)通風(fēng)模式,即在建筑南北兩側(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)上均開設(shè)不同位置不同大小的洞口??v觀蘇州地區(qū)傳統(tǒng)民居的總平面,會發(fā)現(xiàn)其廳堂類建筑的南側(cè)建筑界面通常為可拆卸落地長窗或半窗的組合,開啟寬度較大,而北側(cè)卻相對開啟較小。
以蘇州東山陸巷古村遂高堂為例(見圖2),其正廳南側(cè)建筑界面三跨開間均為可開啟落地長窗,而北側(cè)面向天井的建筑界面則只在其中間一跨開啟,以此規(guī)律往北側(cè)推進(jìn),中部的內(nèi)廳北側(cè)建筑界面與正廳南側(cè)建筑界面開啟尺度相同,而其南側(cè)面對天井的開啟尺度卻更小。
據(jù)實際數(shù)據(jù)表明,當(dāng)建筑界面的開啟寬度為建筑開間的1/2~1/3、開啟面積為建筑面積的15%~20%時,可以達(dá)到通風(fēng)效率最高的效果[7]。蘇州地區(qū)傳統(tǒng)民居這種南側(cè)建筑界面盡可能增大進(jìn)風(fēng)面,北側(cè)控制出風(fēng)面積的開啟做法,開啟面積由南往北逐漸減小的開啟尺度增強(qiáng)了民居整體縱向通風(fēng)效果,居民還可以通過對于長窗的開啟數(shù)量進(jìn)行控制,改變其風(fēng)速和風(fēng)量。與此同時,可以有效減少冬季西北風(fēng)對于建筑內(nèi)部環(huán)境的影響,達(dá)到兼顧夏季通風(fēng)散熱和冬季保溫隔冷的效果。
圖2 蘇州陸巷古村遂高堂平面圖
在天井平面方面,蘇州地區(qū)夏季的熱環(huán)境決定了其民居天井空間呈南北面闊而東西面窄的形式,既可以有效提高通風(fēng)效率,又可以在夏季起到互遮陽效果。相比于我國北方地區(qū)民居的合院式,以及華南地區(qū)民居的高墻深井形式,更多的是以一種“天井院”的形式存在。以蘇州震澤地區(qū)民居為例,傳統(tǒng)民居廳前天井深寬比如表2所列,其正落廳前正天井空間的進(jìn)深和寬度的比例L∶B控制在1∶1.1~1∶1.3之間,蘇州傳統(tǒng)民居通過控制天井的進(jìn)深和寬度的比例,來控制其產(chǎn)生的風(fēng)速和強(qiáng)弱,既能起到垂直方向增強(qiáng)熱壓通風(fēng)的效果,又能通過狹窄的進(jìn)深在夏季起到一定的遮陽的作用。備弄空間的水平通風(fēng)和天井空間的垂直通風(fēng)形成了蘇州傳統(tǒng)民居中一套完整的拔風(fēng)系統(tǒng),為夏季通風(fēng)遮陽,改善室內(nèi)熱環(huán)境提供了良好的技術(shù)支撐。
表2 蘇州地區(qū)震澤傳統(tǒng)民居廳前天井深寬比
(2)空間方面??臻g方面體現(xiàn)的適度是指空間體量的尺度適宜,達(dá)到兼顧通風(fēng)與保溫、遮陽與采暖的效果,主要體現(xiàn)在建筑單體空間以及天井空間兩個方面。在建筑空間尺度方面(廳堂類建筑的進(jìn)深與開間尺寸),我國嚴(yán)寒地區(qū)的東北民居,其開間開闊進(jìn)深較小,民居高度矮小且體型規(guī)整,檐口高度在3~3.5 m左右,脊高4.3~4.8 m左右,南向展開面較大為了最大程度上的采光取暖,建筑高度低為了減小高度差產(chǎn)生的對流通風(fēng),達(dá)到更好的保暖效果。而夏熱冬暖地區(qū)的廣東地區(qū)民居,以客家西關(guān)大屋為例,整個西關(guān)大屋繼承了傳統(tǒng)分割形街坊結(jié)構(gòu)的群體布局方式,形成一種低層高密度的格局;在建筑垂直方向上則充分利用空間,正廳部分一般都是單層,檐口高度約為6.9~7.5 m,整個正廳建筑高敞開闊,其坡屋頂?shù)暮笃律线€開有活動天窗,通風(fēng)和遮陽效果極佳[8]。產(chǎn)生這種地域的差異主要是因為前者無需考慮夏季通風(fēng)散熱,而后者則不需要過多考慮冬季保暖,蘇州地區(qū)民居偏愛小尺度,但相比于東北地區(qū)民居,建筑體量在尺度上是明顯大于前者;而與廣東地區(qū)民居相比,卻不及其開闊高敞。因為蘇州地區(qū)獨特的地域氣候環(huán)境決定了其設(shè)計構(gòu)造需要兼顧通風(fēng)散熱與保溫隔冷。
在蘇州建筑中,一般民居建筑的平房正間寬大多為一丈二尺或一丈四尺(約3 300 mm或3 850 mm),廳堂類建筑的正間寬達(dá)一仗四到二仗(約3 850~5 500 mm)[9-10]。以蘇州東北街李宅為例(見圖3),其布局為兩落四進(jìn),西側(cè)為主軸,建筑以轎廳、正廳、內(nèi)廳、堂樓的順序依次往北,東側(cè)則為鴛鴦廳和花廳。與我國廣東地區(qū)民居不同的是,即使正廳有足夠的垂直利用空間,蘇州傳統(tǒng)民居的正廳層高的控制上依舊將檐口高度控制在4.4 m左右,一般為正間面闊的8/10。內(nèi)廳在整體建筑高度上略高于正廳,其二層設(shè)置了居住空間,且層高更低,以底層的七折計算,高度僅為3.1 m左右[9]。蘇州傳統(tǒng)民居利用體量通風(fēng)散熱的尺度需要兼顧冬季的保溫,層高過高會導(dǎo)致熱壓通風(fēng)強(qiáng)度過大,冬季熱量流失過多,而且?guī)缀鹾苌僖姷教K州民居在坡屋頂上開天窗,此措施針對于南方夏季濕熱,冬季溫暖的地區(qū),進(jìn)出風(fēng)口高度差較大可以形成較強(qiáng)的熱壓通風(fēng)效果。顯然,蘇州傳統(tǒng)民居在建筑高度上既不似東北民居那般矮小緊湊,又達(dá)不到廣東民居的開闊高敞,這種尺度很大程度上受其地域氣候環(huán)境的影響。
圖3 蘇州東北街李宅正落部分剖面圖
天井空間中的檐高與進(jìn)深(HH∶L)的比例尺度亦能體現(xiàn)適度與兼顧原則。蘇州地區(qū)民居其檐高和進(jìn)深之比在1∶1左右,例如蘇州同里古鎮(zhèn)的典型民居。在夏季太陽高度角較高的時候,能夠減少建筑內(nèi)部的日照直射深度,通過檐廊等一些建筑構(gòu)件適度外挑,可以在夏季遮陽的同時,又不影響冬季采光。
(3)構(gòu)件方面。蘇州傳統(tǒng)民居中檐廊空間的檐口出挑,檐廊空間主要分布于大型民居之中,其主要承擔(dān)功能為遮陽擋雨的交通功能,而檐廊空間的進(jìn)深尺寸能起到兼顧夏季的遮陽以及冬季的采暖的作用。
判斷檐廊空間遮陽效果依據(jù)其形成的檐廊陰影深度(見圖4和圖5)。如蘇州地區(qū)夏至日正午最高日照高度角度約為83°26′(見表1),圖4中L代表檐廊陰影深度,B代表挑檐構(gòu)件寬度,H代表挑檐檐低距離地面的高度,α表示日照高度角,可以得出計算檐廊陰影深度的公式,即
根據(jù)調(diào)研的部分蘇州傳統(tǒng)民居遮陽構(gòu)件的H和B,如表3所列,可根據(jù)公式計算得到陰影深度L和其高寬比H/B,其數(shù)據(jù)見表3。根據(jù)公式已知條件高度角可得到,在最小出挑條件下,也就是最不利的情況下,還可以得到0.47 m的遮陽陰影深度,根據(jù)公式及表格數(shù)據(jù)可以得出,當(dāng)這三種檐廊空間的高寬比控制在1.72左右時,其檐廊對應(yīng)的陰影深度可以達(dá)到約78%,即表示檐廊內(nèi)部大半處于遮陽構(gòu)件的陰影之中,表中調(diào)研民居挑層及騎廊模式的高寬比均在此數(shù)據(jù)上下,與蘇州地區(qū)日照模式相適應(yīng)。
圖4 夏季檐廊陰影深度計算圖示
圖5 冬季檐廊陰影深度計算圖示
表3 蘇州地區(qū)部分傳統(tǒng)民居檐廊遮陽深度統(tǒng)計
蘇州地區(qū)夏熱冬冷的氣候環(huán)境決定了其當(dāng)?shù)孛窬拥拈芾瓤臻g,夏季能起到遮陽防曬的作用,卻不能影響冬季的采光采暖。蘇州地區(qū)冬至日正午太陽高度角約為35°23′(見表1),根據(jù)上述公式得出它們一層室內(nèi)(見圖5)受光光照深度均大于2.8 m,達(dá)到正廳建筑進(jìn)深的30%以上,其北側(cè)天井亦可為其提供北側(cè)采光。
可見蘇州地區(qū)傳統(tǒng)民居檐廊出挑深度既在夏天達(dá)到了遮陽防曬的目的,在冬季亦不會影響底層的采光取暖,加上民居布局中穿插的蟹眼天井,在夏季遮陽的同時,還能接收到天井的漫反射光,其空間尺度的適宜是蘇州地區(qū)傳統(tǒng)民居在構(gòu)造做法上兼顧夏季遮陽和冬季采光的集中體現(xiàn)。
蘇州傳統(tǒng)民居地域氣候環(huán)境適應(yīng)策略在現(xiàn)代化建筑中的應(yīng)用已包含了多重方面,例如民居規(guī)劃布局形態(tài),民居內(nèi)部特色空間,以及構(gòu)造元素的現(xiàn)代化應(yīng)用,在保持其原有原則不變的情況下,其功能或者形態(tài)在現(xiàn)代化建筑中都有著一定的創(chuàng)新發(fā)展,突破性的設(shè)計利用賜予了這些傳統(tǒng)適應(yīng)策略新的內(nèi)涵。
在民居內(nèi)部的特色空間方面,現(xiàn)代化建筑由于高科技的手段運用,可以摒棄傳統(tǒng)民居中一些緩沖空間,如天井,備弄等,但越來越多的現(xiàn)代化高層建筑在空間設(shè)計中加以利用,在保持其原有功能不變的情況下,利用現(xiàn)代化技術(shù)和手法加以創(chuàng)新,例如對于原有天井空間的改造。
(1)形態(tài)轉(zhuǎn)化。傳統(tǒng)民居天井空間的平面形態(tài)除了受到當(dāng)?shù)氐赜驓夂颦h(huán)境因素的影響,還會受到例如儒家文化思想以及等級制度的約束,所以傳統(tǒng)民居中的天井空間常呈現(xiàn)出方形或矩形,隨著時代的變遷以及建筑技術(shù)的發(fā)展,在現(xiàn)代化建筑的整體設(shè)計中可以根據(jù)其不同環(huán)境不同要求引入不同平面樣式的天井空間,甚至出現(xiàn)了流線型平面的天井空間,例如其在蘇州民居中的深寬比例大致在1:1.1-1:1.3之間,這是受蘇州地區(qū)氣候環(huán)境因素的影響,而現(xiàn)在突破了氣候環(huán)境的制約,在平面形態(tài)方面更多體現(xiàn)的是一種空間特色與人性化使用要求,而現(xiàn)在卻表現(xiàn)出了一種特色空間形式,而不局限于氣候環(huán)境改善的功能。在天井空間的垂直界面上,現(xiàn)代化建筑中選擇將其通高形式打破,在天井空間中尋求上下層的空間聯(lián)系,加強(qiáng)了空間的開放性與聯(lián)系性,并在其中引入多元素的空間或界面來豐富天井空間的內(nèi)部層次,如空中廊橋等。
(2)功能拓展。蘇州傳統(tǒng)民居中的天井空間更多的是以改善建筑內(nèi)部氣候環(huán)境為主要功能的緩沖空間形式存在,而現(xiàn)代化建筑中天井空間更像是一個融合多功能,多文化,多情感的公共開放共享空間?,F(xiàn)代辦公大樓中常設(shè)有此類天井空間,例如蘇州中衡設(shè)計股份有限公司的設(shè)計大樓(見圖6),其多個設(shè)計所之間穿插著多個開放天井,建筑師們在工作之暇可以在其中休憩交流,繁茂的綠化為辦公樓添加了自然的色彩。
(3)技術(shù)創(chuàng)新。隨著天井空間在現(xiàn)代化建筑中功能的不斷豐富,其針對性的技術(shù)手段也在不斷更新,以一個開放共享交流空間形式存在的天井,必須具有遮風(fēng)擋雨的措施,所以有些建筑會在其上部安裝可動式玻璃天窗,可以通過開關(guān)來適應(yīng)不同的需求和天氣狀況。其頂部還有加設(shè)太陽能板以及安裝排風(fēng)系統(tǒng)的做法。
蘇州傳統(tǒng)民居的地域氣候環(huán)境被動式適應(yīng)的創(chuàng)新發(fā)展是對其最好的繼承,并不需要拘泥于形式的存在,從實用性,文化性,審美性等多個方面綜合繼承其精華,才是傳統(tǒng)建筑文化真正的重生與發(fā)展。
圖6 中衡設(shè)計大樓四層天井空間
通過與我國具有代表性氣候環(huán)境特征的進(jìn)行比較分析,總結(jié)蘇州地區(qū)多種氣候要素兼?zhèn)涞奶厥鈿夂颦h(huán)境特征,其夏季氣候環(huán)境高溫且高濕,而冬季的平均氣溫瀕臨夏熱冬冷地區(qū)的低溫極限標(biāo)準(zhǔn),以及特定的降水量、風(fēng)力風(fēng)速、太陽高度角等氣候要素,共同構(gòu)成了蘇州地區(qū)特定的氣候環(huán)境特點,在民居氣候適應(yīng)表現(xiàn)中以夏季的炎熱為主要矛盾。通過分析得出蘇州傳統(tǒng)民居在氣候適應(yīng)方面的科學(xué)合理的適應(yīng)原則。本文從氣候適應(yīng)的角度解釋了蘇州傳統(tǒng)民居建筑的形式與構(gòu)成,希望對現(xiàn)代化建筑的被動式研究提供參考和理論基礎(chǔ)。