王曉輝 WANG Xiaohui
從自然環(huán)境適應(yīng)、技術(shù)方法適應(yīng)、人文意趣適應(yīng)3 個方面分類概括地域適應(yīng)性,提出適宜蘇州鄉(xiāng)村民宿的綠色設(shè)計策略。調(diào)研選取蘇州鄉(xiāng)村某地塊,提出地域性綠色策略,從自然環(huán)境適應(yīng)、技術(shù)方法適應(yīng)、人文意趣適應(yīng)3 個層面開展民宿設(shè)計,通過民宿設(shè)計驗證優(yōu)化策略的可行性,設(shè)計出更加具有蘇州鄉(xiāng)村特色,且節(jié)約能源、舒適美觀的鄉(xiāng)村民宿,為未來鄉(xiāng)村綠色民宿研究提供參考,助力鄉(xiāng)村振興。
地域適應(yīng)性;民宿;綠色設(shè)計;量化分析
在鄉(xiāng)村振興背景下,蘇州鄉(xiāng)村民宿蓬勃發(fā)展,有上萬家旅游民宿,助力超過40000人解決就業(yè)問題,民宿旅游產(chǎn)業(yè)是新的農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展點。但鄉(xiāng)村民宿產(chǎn)業(yè)仍處于迅猛發(fā)展的“草莽階段”,由于外來文化及資本的入侵,導致大部分地方民宿喪失了本土特色,能源消耗巨大、生態(tài)環(huán)境也遭到破壞。
2009年,虞志淳等人發(fā)現(xiàn)關(guān)中傳統(tǒng)民居蘊含綠色智慧,結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)優(yōu)化研究。2017年,黃沛等人廣泛收集民宿網(wǎng)絡(luò)評論、負面評價等主要問題。2018年,馬如月論述江南建筑的傳統(tǒng)智慧,提出如何應(yīng)用傳統(tǒng)智慧對現(xiàn)代建筑進行設(shè)計的應(yīng)用策略。目前,我國在地域建筑適應(yīng)性與鄉(xiāng)村民居節(jié)能方面有較多研究成果,但從地域適應(yīng)性角度出發(fā)對鄉(xiāng)村民宿綠色設(shè)計開展的研究幾近空白,通過此研究可突出民宿的地域特色,實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展,提高吸引力,節(jié)約能源,提升經(jīng)濟效益。
地域適應(yīng)性是建筑存在的重要基礎(chǔ),其立足于地域特色,與場地周圍環(huán)境、地貌氣候適應(yīng),以建筑的語言與形式對地域文化進行展示。蘇州鄉(xiāng)村民宿以體驗鄉(xiāng)村生活、欣賞鄉(xiāng)村文化為主要特色,通過地域適應(yīng)性對民宿進行設(shè)計研究,避免民宿設(shè)計同質(zhì)化,降低能源消耗。
1.2.1 自然環(huán)境適應(yīng)
蘇州地域建筑與水關(guān)系密切,民居大多鄰水而建,既方便進出及取用水,又可對水系的自然水體晝夜溫差和水陸溫差等生態(tài)作用加以利用,達到通風換氣的效果,帶走室內(nèi)濕熱空氣并營造微氣候。院落式布局是蘇州地域建筑常見的平面組織形式,除便于采光、通風外,還可優(yōu)化空氣環(huán)境,改善院落微氣候。
1.2.2 技術(shù)方法適應(yīng)
1)挑檐遮陽降低熱輻射 蘇州地域建筑挑檐、檐廊運用較多,既可在多雨時節(jié)防止雨水侵襲墻面,又起到遮陽防曬作用。
2)空斗墻體保溫 地域建筑采用空斗墻砌筑方式,增加墻體砌筑厚度,在墻內(nèi)部形成空氣層保溫,或?qū)⒖諝鈱觾?nèi)填入泥土,降低墻體導熱系數(shù),達到節(jié)約材料及保溫的目的。
3)雙層屋面隔熱 在屋頂建造過程中,為防止冷氣侵襲,起到冬季保溫的作用,在屋頂與天花之間設(shè)置中空的空氣間層,既能保溫隔熱,又能帶走悶熱潮濕的空氣。
4)地面防潮 考慮當?shù)囟嘤隁夂颍瑢⑼L口設(shè)置在地面水平層與地面層之間的空氣層,使地面空氣流動帶走潮濕氣流,以達到防腐防潮目的。
1.2.3 人文意趣適應(yīng)
在有限的空間結(jié)合曲折路徑,打造小中見大、步移景異的院內(nèi)景觀。庭院綠植可凈化空氣、調(diào)節(jié)濕度、遮蔽眩光、放松心情。蘇州地域建筑色彩淡雅,強調(diào)協(xié)調(diào)而非對比。白墻黛瓦的江南水鄉(xiāng)精致形象深入人心。除淡雅的觀賞性能,相較于深色墻面,淺色墻面會吸收更少的太陽輻射,降低溫度向內(nèi)部的傳遞效率。
2.1.1 適宜氣候的形體布局
通過對蘇州地域建筑以及蘇州鄉(xiāng)村民宿進行分析,總結(jié)出“一”字形、“L”形、“U”形等建筑形體。模擬結(jié)合蘇州地區(qū)氣象條件,建筑高度為9m,模擬結(jié)果為1.5m處建筑室外風環(huán)境,其中“一”字形布局夏季北側(cè)、“U”形布局夏季南側(cè)需合理布置景觀,避免形成漩渦風,冬季北側(cè)迎風面的風速較高,應(yīng)盡量開小窗,設(shè)置廚房、布草間等非主要功能房間。單廊式民宿建議在南側(cè)開大窗并設(shè)計陽臺,以遮蔽陽光。
2.1.2 適應(yīng)性景觀微氣候調(diào)節(jié)
綠化是調(diào)節(jié)室外微氣候的重要途徑,植物對于微氣候的影響包括植物物理結(jié)構(gòu)和生物屬性改變風環(huán)境等。本次模擬冬季無綠植導風、單株喬木導風、喬灌草復合綠化與建筑主體90°與120°夾角導風。通過模擬結(jié)果可知:當復合綠化垂直于建筑時,導風效果不佳,建筑南北側(cè)風速與迎風面積幾乎一致;采用單株喬木模擬時,建筑北側(cè)風速降低,南側(cè)迎風面積增多;當復合綠化與建筑呈120°夾角時,北側(cè)風速降低,南側(cè)迎風面積與風速明顯降低。
2.2.1 降低建筑窗墻比
延續(xù)蘇州地域建筑智慧,且結(jié)合民宿特性,針對開窗的節(jié)能效果,用DeST軟件對不同開窗形式下的負荷進行模擬計算。模擬房間平面為4500mm×6000mm,分北側(cè)朝向與南側(cè)朝向分別計算。參考蘇州地區(qū)民宿常用構(gòu)造進行模擬,即240磚墻構(gòu)造、鋁制窗框、6mm單層玻璃,窗墻比選擇0.9,0.8,0.7,0.6,0.5,0.4,0.3,并分別進行負荷模擬計算。
通過負荷模擬可看出,隨著窗墻比降低,北向與南向房間總負荷均降低。南向房間在窗墻比降低的同時,采暖熱負荷提高,空調(diào)冷負荷降低;北向房間在窗墻比降低的同時,采暖熱負荷逐漸降低。蘇州鄉(xiāng)村民宿主要依靠自然資源吸引游客,春季、夏季、秋季人流量高于冬季,故南側(cè)窗墻比降低,空調(diào)采暖負荷增加,但應(yīng)以空調(diào)冷負荷變化趨勢作為主要分析依據(jù),結(jié)合DB 32/4066-2021《居住建筑熱環(huán)境和節(jié)能設(shè)計標準》,窗墻比應(yīng)盡量控制在0.45以內(nèi)。
2.2.2 科學優(yōu)化遮陽屋檐
蘇州地域建筑有無檐遮陽、廊檐遮陽、窗檐遮陽等不同方式,通過軟件模擬不同尺寸遮陽時的負荷變化,從而確定最佳遮陽形式。模擬房間尺寸為4500mm×6000mm,窗戶尺寸為3000mm×4200mm,根據(jù)房間窗口南側(cè)朝向與北側(cè)朝向分別進行模擬計算。
通過DeST負荷模擬數(shù)據(jù)可知,北側(cè)與南側(cè)朝向房間全年累計負荷在遮陽進深為300~700mm時,低于無遮陽的房間,隨著進深增加,總負荷量增加。在深度為800mm時,民宿總負荷與未添加遮陽民宿負荷數(shù)據(jù)最接近,遮陽進深為900~1500mm,房間荷載變大,建議遮陽設(shè)計在700mm以內(nèi)。
2.2.3 增強圍護結(jié)構(gòu)保溫性能
1)磚砌體加保溫 蘇州鄉(xiāng)村民宿外墻為240磚墻無保溫構(gòu)造。墻體無保溫時房間負荷最高,有內(nèi)保溫與有外保溫的房間負荷依次遞減。為使墻體外保溫效果最佳,建議民宿設(shè)計時優(yōu)先采用外保溫形式。
2)改良空斗墻 空斗墻厚約360mm,外墻再粉刷白石灰,反射大量熱源,起到良好的隔熱作用。將傳統(tǒng)蘇州保溫措施結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用于民宿中,不僅綠色節(jié)能,而且對于傳承蘇州地域建筑特色具有重要意義。
3)設(shè)計雙層屋面 蘇州鄉(xiāng)村民宿基本以坡屋頂為主,可將坡屋頂?shù)男泵嫣幐魹榭涨唬w樓內(nèi)部設(shè)置保溫隔熱板,使整個閣樓成為保溫隔熱系統(tǒng),增加夏季熱量的散失,冬季提高的保溫效果,提升建筑整體的舒適性。
4)門窗保溫 門窗是建筑整體圍護結(jié)構(gòu)中能耗最高的部分,普通單層玻璃門窗極易損失能量,占建筑冬季保溫或夏季降溫能耗的一半以上。
5)地面熱阻分析與改造 蘇州鄉(xiāng)村地面?zhèn)鹘y(tǒng)做法是用10cm厚的素土夯實,再鋪上6cm厚的細石混凝土,最后水磨石找平。建議在上述步驟做完后,再刷上1cm厚的保溫砂漿和1cm厚的水泥砂漿,可將傳熱系數(shù)可降低為0.25W/(m2·K)。
2.2.4 合理利用新科技產(chǎn)品與能源
合理利用太陽能光伏、太陽能熱水器、生物質(zhì)能等清潔能源。太陽能熱水器利用建筑坡屋頂?shù)男问街泵嫣?,可更加充分地利用太陽熱輻射。坡屋頂所形成的閣樓還可用于放置水箱等儲水設(shè)備,具有更好的保溫效果。選用具有節(jié)能效果的智能天窗、節(jié)能空調(diào)、節(jié)水器具等以滿足室內(nèi)采光與通風的需求。
在朝向景觀面合理設(shè)置玻璃窗,既使建筑風格延續(xù)蘇州地域風貌,又方便使用者觀賞窗外景色。設(shè)計灰空間以增強人與自然的相互聯(lián)系。對于場地內(nèi)部原有自然資源加以保護利用,通過分隔、圍合等形式使其成為場地內(nèi)部的特色景觀。
以蘇州樹山村某處空地作為民宿設(shè)計場地。冬季北風較大,在景觀設(shè)計時需在民宿北側(cè)種植部分喬木、灌木,對建筑主體進行遮擋。參考地域建筑設(shè)計方式,將輔助功能房間(茶餐廳、門廳、棋牌室)設(shè)于北側(cè),將主要居住房間(客房)設(shè)于南側(cè)(見圖1)。
1 建筑平面1a1層1b2層
民宿應(yīng)在較好視野基礎(chǔ)上選擇較低窗墻比,四面朝向窗墻比均小于0.45。1層茶餐廳、2層棋牌娛樂室的開窗尺度較大,為與室外景色更好融合,其他開窗盡量選擇較小的尺度(見圖2)。
2 建筑立面2a北立面2b南立面2c西立面2d東立面
民宿采用蘇州傳統(tǒng)的白墻黛瓦色調(diào),為常見的坡屋頂形式,避免鄉(xiāng)村民宿建筑外形過于現(xiàn)代化,設(shè)計天井小院子,并在院內(nèi)種植樹木,采用圓拱形入口,以片墻連接檐廊,使廊下休息空間與水面相對,延續(xù)地域建筑風貌與空間氛圍(見圖3)。
3 建筑效果
合理布置民宿內(nèi)景觀節(jié)點,保證各個房間均可觀景。民宿入口處景觀節(jié)點1以白墻為底,栽植松樹;節(jié)點3采用圓洞門框景;節(jié)點4與節(jié)點5主要以盆栽為主,體現(xiàn)了蘇州農(nóng)家景觀的精致感。上述節(jié)點均可在民宿北側(cè)與茶餐廳東側(cè)的房間內(nèi)觀賞,以延續(xù)蘇式景觀文化意境(見圖4)。
4 景觀節(jié)點
從自然環(huán)境適應(yīng)性、技術(shù)方法適應(yīng)性、人文意趣適應(yīng)性3個層面概括地域建筑的傳統(tǒng)綠色技術(shù)。優(yōu)化引用上述內(nèi)容,解決現(xiàn)有民宿特色不明、綠色設(shè)計缺失的問題,并利用軟件模擬分析提出相應(yīng)的設(shè)計策略。以蘇州樹山村為例,在回應(yīng)自然、應(yīng)用綠色技術(shù)、傳承人文特色等方面開展民宿設(shè)計研究。