“双碳”目标下黔东南苗族传...楼建筑空间气候调控特征研究_高培.pdf

China Forest Products Industry林产工业，2023，60（04）：86-92为应对全球气候变暖和资源枯竭趋势，我国正积极实现“双碳”目标和控制能源消耗。据统计，建筑业能源消耗在全球占比已超40%1，我国“十三五”期间(已经统计的 2016-2018 年数据)碳排年均增速为 3.1%2，推进绿色建筑可有效降低能耗，减少碳排放。我国广“双碳”目标下黔东南苗族传统吊脚木楼建筑空间气候调控特征研究高 培1,2 肖毅强1*陈 蛟3 邵丽丽1,2 （1.华南理工大学建筑学院，广东 广州 510641；2.贵州民族大学建筑工程学院，贵州 贵阳 550025；3.凯里学院建筑工程学院，贵州 凯里 556011）摘要：推进绿色建筑可有效降低碳排放和建筑能耗，以往的绿色建筑研究多偏重建筑设备和建筑实体方面，而对建筑空间的气候调控作用研究较少。黔东南苗族传统吊脚木楼建筑建造工艺，经长期与当地气候适应，针对炎热季节，已具备成熟的建筑空间气候调节经验。本文分析了黔东南苗族传统吊脚木楼建筑空间一般性特征，在此基础上识别出包括阁楼层、吊脚层、堂屋、望楼、深飘檐、吞口等典型气候调节空间，分析了气候调节作用机制。通过对当地两个典型传统吊脚木楼样本的夏季实测，实证其建筑空间的气候调节作用，归纳分析了黔东南苗族传统吊脚木建筑相关气候调节经验对现代绿色木结构建筑营建的启示意义，并尝试将其运用于当地现代建筑设计，为相似气候地区绿色建筑营建提供参考。关键词：绿色低碳；苗族；木楼；建筑空间；气候调节中图分类号：TS6;TU253 文献标识码：A 文章编号：1001-5299（2023）04-0086-07 DOI:10.19531/j.issn1001-5299.202304015Study on the Spatial Climate Control Characteristics of Miao Traditional Stilted Wooden Buildings in Southeast Guizhou Province Under the Double Carbon TargetGAO Pei1,2 XIAO Yi-qiang1 CHEN Jiao3 SHAO Li-li1,2 (1.School of Architecture of South China University of Technology,Guangzhou 510641,Guangdong,P.R.China;2.Architectural Engineering College of Guizhou Minzu University,Guiyang 550025,Guizhou,P.R.China;3.Architectural Engineering College of Kaili University,Kaili 556011,Guizhou,P.R.China)Abstract:Promoting green buildings can effectively reduce carbon emissions and building energy consumption.Previous green building research mostly focused on building equipment and building entities,but less on the climate control role of building space.The construction process of the Miao traditional stilted wooden buildings in Southeast Guizhou Province has been adapted to the local climate for a long time,and has mature experience in the building spatial climate control for the hot season.In this paper,the general characteristics of the building space of the Miao traditional stilted wooden buildings in Southeast Guizhou Province were firstly analyzed,and on this basis,typical climate control spaces including attic floor,first floor overhead,hall,watchtower,deep floating eaves,and swallowing mouth were identified,and then their climate control mechanisms were analyzed.Secondly,the climate control effect of the building space was demonstrated through summer field measurements of two typical local traditional stilted wooden building samples.Finally,the significance of the climate control experience of the Miao traditional stilted wooden buildings in Southeast Guizhou Province was summarized and analyzed for modern green wooden architecture,and the experience was also tried to apply to the local modern architectural design to provide a reference for green building construction in similar climate zones.Key words:Green and low carbon;The Miao nationality;Wooden buildings;Architectural space;Climate control基金项目：国家自然科学基金项目（52078214）；贵州省教育厅高等学校科学研究项目（青年项目，黔教技 2022152 号）作者简介：高 培，男，副教授，在读博士研究生，研究方向为民族地域建筑，绿色建筑，E-mail:*通讯作者：肖毅强，男，教授，博士，研究方向为绿色建筑、建筑建构技术、生态景观建筑，E-mail:收稿日期：2022-09-28 高培，等：“双碳”目标下黔东南苗族传统吊脚木楼建筑空间气候调控特征研究87第4期大优秀传统民居，形成了一套包括建筑实体界面和建筑空间两方面的成熟而适宜的应对地区气候的经验3-6。以往研究主要聚焦在墙体屋面等建筑实体界面方面。然而，建筑中有一类空间对建筑整体气候起着主导调节作用7-8，其对于建筑热环境的影响不容忽视9-16。贵州黔东南苗族传统吊脚木楼建筑具有气候适应性17-19。当地属于夏热冬冷地区，建筑需满足夏季防热、通风降温需求，冬季应适当兼顾防寒。尽管黔东南传统苗族吊脚木楼在墙体等界面的隔热降温性能不佳，但其通过一系列气候调节空间发挥作用，表现出炎热季节较好气候适应性，通过空间调节无需额外增加材料用量和施工复杂程度，同时可减少建筑运行中的能耗需求，从而有效降低碳排放和能源消耗20-22。鉴于此，本文将针对吊脚木楼的热环境影响因素，分析其在炎热季节空间的气候调节特征。1 黔东南苗族传统吊脚木楼建筑空间特征由于黔东南苗族传统村寨多选址于山体坡面，当地村民采用架空营建方式创造出了较为完整的水平居住空间，该类民居常被称为吊脚楼（见图1）。吊脚楼建于山坡之上，一般将山坡改造成一个台基，将房屋沿横向方向部分坐落于台基地之上，而悬空部分则通过柱子落脚于下方的坡面或改造台基之上，此类柱子又被称作吊脚柱。生活主层空间由悬空部分的木板层和台基部分的地面层共同拼接组成。相对山体来说，木板层在外侧，地面层部分靠近山体。生活主层下方的架空部分常作为辅助空间使用。传统吊脚楼为典型穿斗式梁架体系，梁架、墙体和楼面均采用杉木制作。由于地形限制，传统吊脚楼中的空间比较局促，生活空间和生产空间融于一楼。典型的生活空间包括堂屋、火塘间、卧室和厨房。典型的生产空间包括畜禽饲养间、农用工具间和农作物储藏间，常用吊脚层作为畜禽饲养间、农用工具间，用阁楼层作为农作物储藏间。堂屋空间具有开放性和多样性。受民族传统文化影响，堂屋正面需开敞接纳屋外自然，因此成为一个典型的半开放空间。吊脚层是整个建筑临接地面、坡面等“地气”的空间，该空间三面墙体常为木墙或杉皮墙，靠山一面和地面为山体部分。顶部阁楼层山墙部分局部不做墙板而形成开口，便于为储存的谷物通风。除生活、生产等主要空间外，传统吊脚楼中还有外廊、吞口、飘檐空间等辅助空间，见表1图例。外廊宽度约为0.71.1 m，除交通作用外，还设有供休息的座椅“美人靠”，又被称为“望楼”，作为生活休闲空间，常位于建筑正面或山墙面飘檐之下。为保护木构外墙免受雨水侵蚀，传统吊脚楼的出檐都较深远，在飘檐下形成了具有一定围合感的檐下空间，一般达一个步架且不少于1.1 m。有一类传统吊脚楼会在主入口处设置吞口。吞口常位于生活层明间，由正面外墙向内凹进0.71.1 m，形成一个内凹的入口过渡空间。黔东南苗族传统吊脚楼在空间组织上也反映出一定的空间规律。在垂直方向上，一般分为三层，从下到上依次为吊脚层、生活层和阁楼层，生活层包含了前述各类生活空间。在水平方向上，吊脚层和阁楼层作为生产空间，功能布局较为自由。空间组织的规律性主要体现在生活层，一般以堂屋为空间组织核心，其他空间围绕其形成并联为主、串联为辅的空间组织模式。图1 黔东南典型苗族传统吊脚楼Fig.1 Typical Miao traditional stilted buildings in Southeast Guizhou Province（a）朗德上寨某宅外观（b）典型吊脚楼剖面示意图林 产 工 业88第60卷2黔东南苗族传统吊脚木楼气候调节空间及作用机制2.1 气候调节空间黔东南苗族传统吊脚楼应对高温高湿气候的调节空间主要有阁楼层、吊脚层、开敞堂屋、外廊（望楼）、深飘檐空间、吞口等。空间的气候适应策略主要有气候缓冲、自然通风和遮阳（表1）。2.2 气候调节空间作用机制气候缓冲作用机制是气候调节空间介于外部和内部空间之间，缓解外部温度或湿度对室内空间的影响。遮阳作用机制则是通过构件或空间悬挑遮蔽太阳辐射，从而达到降温目的。自然通风作用机制主要为在吊脚楼竖向方向上从下到上形成热压差，通过各层联系开口促进通风，在水平方向通过合理的空间布局和开口设置促进风压通风（见图2）。2.2.1 阁楼层阁楼层山墙两端局部开敞，当其中一个山墙面迎风时，两端山墙较易形成风压差，促进阁楼层水平向的风压通风，降低阁楼层空气温度与相对湿度。阁楼层与生活层和吊脚层之间常设有供上下的楼梯开口，堂屋也多与阁楼层通高贯通。阁楼层在太阳辐射下不断被加热，使空气升温压力降低，与吊脚层或生活层空气形成温差和热压差，促进整栋建筑竖向通风（见图2a）。阁楼层在竖向空间组织上，介于建筑外部与主要生活层之间，发挥空气间层缓冲作用，降低了其下生活层受室外高温的影响，其自身温度又可由前述通风作用得以降低。由于阁楼层屋顶采用典型板椽冷摊瓦构造方式（见图3），卧瓦与板椽之间形成腔体空间，成为阁楼层自身的空气间层，其面积不少于屋面面积的1/2，对阁楼层起到一定程度