湘南古民居的通风采光系统研究
来源:岁月联盟
时间:2010-06-25
关键词:湖南古民居;通风采光;系统研究
湘南泛指湖南南部地区,包括郴州、永州二市及衡阳市南部诸县。湘南古民居主要指明清以来尚存的古民居村落及单体民居建筑和公共性建筑。湘南古民居的通风采光系统,是建筑功能系统中的一个子系统,主要是指人、建筑以及自然环境之间的关系。湘南地区山高林密,多雨湿热,古称“障气”之地,且山多地少,建筑物之间间隙较小,因此通风采光是建造村落时重点考虑的一个问题。湘南先民在长期的改造自然环境、改善居住条件的实践中,以“天人合一”为指导思想,在村落布局、建筑结构、建筑材料等方面因地制宜,与自然环境和谐相处,积累了丰富的经验,形成了一套完整、科学、合理的建筑通风采光系统。
一、通风
(一)风的形成和种类
空气的流动形成了风。影响湘南地区村落通风的种类较多,从大的环境来说,主导风是季风,从小的环境来说,山谷风、水陆风、街巷风等是影响村落通风的重要因素。湘南民居的村落布局和建筑特征都很好地适应了这些因素,多种风的共同作用,形成了一个良好的通风环境,大大地改善了湘南地区高温潮湿的气候特征,使得湘南古民居室内冬暖夏凉。下面我们对各种类型的风对村落通风的影响进行分析。
1.季风
湘南地区地处东亚季风区,冬天盛行“冬季风”,夏季盛行“夏季风”。“冬季风”低温、干燥,村落尽可能避其锋芒,因此,一般村落坐落在山岭南麓,山体以及茂密的植被共同阻挡寒冷的北风。建筑物坐北朝南,北向墙体较厚,少设门窗,屋檐低矮,南向屋檐较高,尽量吸收阳光,可以起到防寒保温作用。“夏季风”主要表现为南风和东南风,凉爽、湿润,可以缓解闷热。由于受到南岭山脉阻挡,“夏季风”(包括台风)越过南岭后风势减弱,所以村落和建筑可以直接接纳,以改善空气循环,而无须过多考虑防风。
2.山谷风
山谷风主要在山区影响较大,白天,山峰吸收太阳辐射热较多,山坡上部空气增温较多,而山谷上空与山坡等高度的空气因离山谷地面较远,增温较少,两者存在温差,山坡上部空气上升流到山谷上方较冷空气的上空,谷底空气沿山坡向山顶补充,形成热力环流,由谷底吹向山顶,称为“谷风”。夜间,山峰变成冷源,热力环流方向反转,从山顶吹向谷底,称为“山风”。由于村落依山而建,山风和谷风都穿越村落,使得村落处于热力环流的中间,改善通风环境。
3.水陆风
湘南民居大多依山傍水,村落的前面多有河流、小溪、湖泊、池塘之类的水体,还有大面积的水田。典型的湘南民居村落在村子的前面都设有祠堂,祠堂前有一广场,为公共活动场所,面积较大,大多地面还作硬化处理作晒谷坪用,晒谷坪前方有半圆池塘,面积一般与晒谷坪相当,水深1米左右。
白天,太阳照射水面和晒谷坪陆地,陆地增温较快,陆地上空空气增温大,空气压力小,水面增温较慢,水面上空空气增温小,空气压力大,空气压力的差异形成了自水面向陆地的风,称之为“水风”。由于半圆池塘的直径边缘垂直于村落的巷道,水风可以最大面积、最短距离地进入巷道。晚上,陆地地面降温较快,空气冷却较快,体积收缩压力增大,水面降温较慢,空气冷却慢,压力较小,形成了由陆地向水面的“陆风”。陆风同时带动巷道内的空气流向晒谷坪进行补充。这种水风和陆风的形成同样体现在大面积的水田和整个村庄的陆地之间。
4.街巷风
街和巷是村落内部的系统,同时也是通风采光的重要手段,无论是季风还是水陆风、山谷风,都要通过街街巷巷送到家家户户。同时,街巷自身的设计布局也有利于改善空气的流通。一般情况下,街巷垂直分布,且街比巷宽,巷比街高,无论街巷,皆铺有当地山上采集的青石板。白天,太阳照射村落,街的受热时间比巷要长,受热面积比巷要大,街内空气升温较多,上升膨胀,形成低压,而巷内空气温度较低,气压较高,又由于青石板路面和青砖墙体基本上不导热,使得巷内空气自然流向街内进行补充,形成“巷风”。晚上街道由于空间比巷开敞,散热快,空气温度较低,气压较高,而巷内较封闭,空气温度高,气压较低,就形成了“街风”。
(二)影响通风的建筑因素
村落的平面布局对通风有较大的影响:湘南民居村落大多坐北朝南,前低后高,可以大面积地接纳南来的暖湿气流;村落内部街巷密布,互相连通,加强了村落的通透性。
建筑物的外形对通风也有较大影响:单体建筑多为“一明二暗式”,即一个明间,二个暗间。明间向内退1米~2米,与上方的屋檐、下方的地面形成一个口袋形状,有的还是八字墙体,形成一个漏斗形状,当风吹向建筑物时,中间部分直接通过大门进入室内,两侧的风吹向墙体,遇阻后分别转向巷道和大门,使风力集中增大。因此,炎热的夏季,当地居民最喜爱坐在大门前方的庭院或门槛上纳凉。如果是多进建筑,后面的主体一般要比前面的高,更加便于采风纳气,形成“穿堂风”。前后两进主体之间还设有天井和腰门,更容易形成一个完善的空气循环系统。 天井也是一个通风的重要场所:白天,太阳光照射房屋,天井部分在太阳直射下温度升高快,空气上升,天井内气压低,室内各房间由于有屋顶和楼板遮挡,温度增温少,空气压力大,室内空气流向天井。夜间,天井上空散热较快,成为冷源,空气压力大,而室内散热较慢,温度较高,空气压力小,形成由天井流向各室内的风,且天井内有水,风更凉爽,所以天井四周都比较通透,敞厅与过厅均为开放场所,两侧厢房多以雕花隔扇窗装饰,便于通风采光。
二、采光与防晒
湘南地区地处北半球,属亚热带季风气候,夏秋二季气温较高,湘南民居的居住形式,决定了建筑物之间间隙较小,建筑物相互遮隐较多,外墙封闭少窗等特点。采光和防晒成为一个重要的问题。
1.建筑物朝向采光与防晒
太阳光常年处于偏南方向,夏季太阳直射与地面夹角大于冬季,因此建筑物大多坐北朝南,且依山而建,后面的建筑高于前面的建筑,单体建筑南向墙壁高,北向墙壁低,都是为了最大面积地采光。
2.坡屋面的采光与防晒
湘南民居大多为坡屋面,坡度一般在27°~30°之间,前后主体的坡屋面形成漏斗形状,使更多的阳光能照射到建筑物的间隙—街和巷,以及天井和庭院之内,便于采光,同时又能减少太阳辐射对屋面的影响,加上屋面的瓦垅处理,小青瓦的铺叠方法以及室内楼板的处理,太阳辐射对室内的影响不大,可以起到隔热防晒的作用。坡屋面的四周结束处为檐口,南向的檐口处理成拱券上翘,且伸出墙体不多,既能遮雨又能保证檐口下的窗户和大门、廊道等大面积采光,北向的檐口较低,且少拱券,少窗户,主要是防寒防雨所需。两侧的檐口略微伸出墙体,因为墙体大多以青砖砌成,可吸收水气,但不会透水,无须防雨,主要是保留较多光线进入狭小的巷道。而且,气温高时青砖还能析出水气,降温防晒。两侧檐口大部分设为封火墙,即马头墙,封火墙高高矗立,三到四级居多,除了能阻止邻居火患蔓燃之外,高大的马头墙在坡屋面上的投影亦有防晒遮阳之功能。所以,与岭南建筑相比,湘南民居的马头墙和屋脊的高度都要低,与北方建筑相比,却又要高得多。
3.天井与影壁的采光
天井是湘南民居建筑中最为成功的构件之一,由于四周外墙坚实少窗,单体建筑体量大的特点,天井成为采光的重要手段,主体建筑的中间设有一个体量较大的天井,天井的大小与建筑物体量的大小成正比例关系。在纵向多进建筑中,则有多个天井,天井一般在中轴线上。天井能够引入大量的光线,分散到室内各房间。主体建筑如果在横向上有附属建筑,在两者之间还设有较小的天井,俗称“虎眼天井”。一般的“虎眼天井”旁的墙壁刷成白色,多为照壁,或绘上浅色吉祥图案,既可以装饰墙体,又可以反射更多光线进入室内。
4.门窗采光与防晒
由于建筑坐北朝南,南向是建筑物的正面,是“脸面”,门窗多开设在南向,在建造时力求丰富、精美。湘南地区的大门一般都十分高大,除了气势威严以外,采光也是一个重要方面。大门明间凹进去甚多,有的整体凹进去形成廊,而上方的屋檐不随着凹进去,这样既可以使光线进去,又防止夏天太阳直射进入室内,减少太阳辐射,起到防晒作用。湘南民居大多楼层较高,大门上方还留有隔扇窗,为采光透风之用。大门的左右两侧墙体上均设有较大窗户,而且分上下二层,总共四个,考虑到防盗防雨功能,多为砖窗,或者木窗外套泥塑。上层窗户较小,紧接檐口下方,多为方形,少有窗楣,下层窗户十分考究,多有窗楣,窗楣向上翘起,可以采光与防雨。同时,也是装点门面的重要手段,因此造型丰富,有方形、圆形、正六边形等,多为木窗,施以精美雕刻,窗楣上边也设砖雕彩绘。建筑屋面两侧和后侧部分设有较小的光窗和气窗,多为方形和十字形,以砖窗为主,在保证防匪防盗的同时,可以补充少量光线和通风换气。
相对而言,室内的门窗就比较多了,尤其是天井四周,天井两侧厢房更是以满周窗(隔扇窗)的形式来体现,可以最大限度地采光。
建筑是“人化”的空间,建筑的功能系统始终以满足人的使用为前提,建筑是劳动人民智慧的结晶。同时,建筑承载着建造者和使用者的文化背景,璀璨的中华文明,造就了璀璨的建筑文化。湘南古民居亦是如此,湘南先民在改善居住条件的时候,因地制宜,合理利用条件和克服自然条件的负面影响。她遵循“天人合一”的思想,体现的是人与自然的和谐,人与人的仁爱。她是湘南人民的生活家园,也是湘南文化的精神家园。
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