传统客家建筑被动式节能在现代绿色建筑中的应用

发表时间:2021/7/8   来源:《基层建设》2021年第11期   作者:杨舒童
[导读] 摘要:被动式建筑设计在内容上以场地布局、建筑单体这两部分被动式的设计为主,这和传统客家古村落设计建造手法可谓是不期而合。
        广东省建科建筑设计院有限公司  广东广州  510000
        摘要:被动式建筑设计在内容上以场地布局、建筑单体这两部分被动式的设计为主,这和传统客家古村落设计建造手法可谓是不期而合。本文基于对客家传统建筑被动式设计手法的分析,探索其在现代建筑中的适用性,为现代绿色建筑和被动式建筑的设计提供思路。
        关键词:传统客家建筑;被动式;节能;绿色建筑;
        前言:
        可持续性是我们当今社会面临的重要挑战,当代建筑师已经把“绿色建筑”作为一项设计目标来追求。相对于以昂贵造价、特殊材料、高新技术等来营造室内舒适环境的主动式建筑设计,被动式建筑设计以场地周边自然环境创造自循环式系统,并通过建筑自身实施能量采集及积蓄,达到全年度输出最小能量,以维持室内舒适环境,能最大限度的节约能源,降低建筑能耗,保护环境。因而,综合分析传统客家建筑被动式节能的设计手法在现代建筑中的应用,有着一定的现实意义和价值。
        1、场地布局
        建筑群体的排布形式影响着场地内的风环境与热环境。以广东省客家地区为例,场地布局注重空间的围合。山是影响客家建筑选址的主要元素之一,客家建筑顺应山势,山坡可有效地阻止风的渗入,可起到防风的目的。
        在建筑朝向上,客家建筑遵循古代“坐北朝南”、“背山面水”等风水观,良好的建筑朝向可以最大化利用夏季的主导风向,有效的带走建筑热量;同时可以在冬天获得较多的太阳辐射,在保证了建筑冬暖夏凉的内部环境,以达到舒适的效果。
        传统客家建筑布局形式以围团式、街巷式两种形式为主。围团布局当中,街巷整个空间呈整齐分布状态,大部分均在建筑物主立面部分垂直分布,将围屋及杠物内部采光、通风等问题处理得当[1]。紧凑的街巷式布局可使建筑之间产生较好的互相遮阳模式,减少了整体的热辐射。同时传统的客家村落有较好的排水系统,临水而居也是中国传统营造观念的重点之一,通过对雨水的回收循环,美化环境的同时可起到调节局部气候的作用。
        2、单体设计
        2.1 平面布局
        1)平面形态
        建筑物平面形态,即建筑物朝向及房间长宽度比例呈现出形状、建筑物总体布局。对于传统的客家建筑来说,建筑朝向属于较为重要设计节点,采用传统的坐北朝南布置有利于村落整体的采光和通风。建筑物平面布局层面,传统客家典型建筑的围龙屋是以弧形为空间序列,影响着建筑物整体风环境的营造。建筑物高度与面宽呈一致性状态下,弧形的建筑物风向及迎风面角度均发生变化,建筑物下方涡流强度降低。气流绕过该弧形建筑过后,客家建筑物的背风向呈骤减负压区,迎风面的风速则呈增速状态,对营造建筑物外部良好风环境十分有利[2]。
        2)功能分区
        客家建筑,属于我国传统的一种民居。在功能层面上,传统的客家建筑应附有栖身作用,且需附有一定防御作用。故平面功能总体分区布局层次分明、中轴线明显,功能房间分布至中轴线的两侧,维持对称性的分布状态。客家单元形式住宅建筑当中,依照着功能空间具体分布情况,其所含部分有三个,其一是入口附属,从属建筑物大门、储藏、厨房等这些附属空间,空间朝南,夏季受较大太阳辐射,呈高温状态;其二,天井、侧方过渡及走廊空间,有着交通连接作用[3];其三,建筑物主体部分功能空间,以厢房与厅堂为主,属于居住及日常活动空间。可以说,开敞形式天井、厅堂有效融合,对建筑物内部通风采光较为有利。
        2.2 院落空间
        传统的客家建筑当中,天井属于重要建筑元素。建筑功能当中,天井有着空间层面组织联系作用,水平面上堂屋之间连接可得以增强,垂直方向是平面和各个楼层联系更加密切。平面布局层面上有厢房和回廊环绕,天井周围设楼梯,与竖向交通密切相连。客家单元当中,天井属于建筑物中心,厅堂及大门由天井连接着,大门两侧设厢房,即下房。在天井两侧位置,设走廊、厢房,正房设于厅堂两侧位置。

从被动形式的设计为角度上分析,广东省传统的客家地区建筑物被动式的设计建造手段,有效结合客家建筑降温、采光、通风等元素,维持建筑物良好舒适度状态。在一定程度上,民居建筑多数部分均设计的相对封闭,仅仅是中间位置设庭院或天井,天井如此便属于建筑内采光的主要来源。炎热夏季条件下,太阳强烈辐射会促使天井上空气被加热,以至于空气上升明显,这会和天井底部相对凉爽空气之间有形气压差、热压通风等形成,无风环境之下仍可维持优良通风条件,建筑物加速散热。庭院底部和天井位置,可种植部分绿色植物,还可设雨水的收集池、排水沟等,达到保留雨水作用,便于对建筑的微气候实施有效调节。
        2.3 建筑立面
        1)建筑造型
        客家建筑沿用了中国传统的建筑屋顶—坡屋顶,整体呈高低错落的形式。在被动式设计的视角看来,对比传统的平屋顶,坡屋顶内含排水、防水、通风、采光、隔热、保温等优势。屋顶高低错落,促使建筑和空气所接触面积增加,对自然通风和散热十分有利。借助被动式的设计手法,马头墙的合理设计可使得建筑在遮阳隔热、防风风层面效果优良,有利于风环境的营造。
        2)立面形式
        客家建筑大都因地制宜,依山而建。因潮湿多雨的气候条件及长时间的太阳辐射,客家民居建中走马楼应运而生。其底层设附属空间,居住空间则设在二层,二层借助木材搭建伸出一条长廊,既可防山洪又可遮住雨水避免淋湿墙面,起到防潮的效果,同时又满足了遮阳的需求。此立面形式设计,可满足现代建筑居住者们功能需要,且气候的适应性极强,符合绿色现代建筑设计建造需求,可获取优良传统客家被动式建筑节能应用效果。
        3)立面材料
        客家建筑中,屋顶多为深灰色的青瓦,由黏土烧制而成的青瓦有良好的防水、防火、夏季隔热冬季保温的效果。墙体材料主要选用青砖墙、生土墙,以便于起到优良御雨作用。同时灰白的冷色调,对所反射的太阳光线十分有利,墙体的热及表面温度均可得以降低,隔热效果优良。对现代绿色建筑有很好的借鉴价值。
        2.4 建筑细部和构造
        1)屋顶屋檐
        一是,因夏季暴雨狂风环境下,曲线屋面处雨水会受风作用,逐渐顺着凹曲面相对平缓瓦片缝隙处渗透至建筑当中,故引入传统客家被动式建筑节能基础理念及设计技术后,客家建筑屋面应设直坡屋面,起到优良防水作用;二是,客家建筑物有着较大进深且面宽较窄,为维持室内通风良好条件,屋顶下方需借助瓦片相关材料设气孔,其有着较小尺度、简单构造等优势。以热压通风层面原理为基础,对室内的风环境起到良好改善作用,建筑物内部总体通透性得以增加;三是,因客家民居有着较大进深、部分空间采光难,故可引入传统客家被动式建筑节能基础理念及设计技术,对其屋顶设好透明瓦片,确保建筑室内采光得以改善。
        2)门窗洞口
        门窗及洞口,其属于国内传统建筑当中建筑物和外界一个重要交流通道,引入传统客家被动式建筑节能基础理念及设计技术后,绿色建筑物门窗需选定木门窗,以镂空雕刻为基本处理手法实施科学有效地绿色设计建造工作;墙体洞口处于墙面上部,可设计相应文字或者石刻图案等,促使建筑室内总体通风效果得以提升,发挥引入传统客家被动式建筑节能基础理念及设计技术,优势,创造优质现代绿色的建筑环境。
        3、结语
        在现代绿色建筑中,要更好地引入传统客家建筑被动式节能这一设计理念及设计手法,就务必要做好总体布局和单体设计。客家建筑注重因地制宜的传统布局方式,就地取材,尊重自然,适应自然、善用自然,过合理设计组织空间等被动式手法来适应环境、调节环境并满足使用者的需求,以达到舒适的效果,这对现代绿色建筑有很大的借鉴与指导意义。
        参考文献:
        [1]徐文君.岭南特色绿色建筑——被动式节能技术的运用策略[J].低碳世界,2019,19(102):130-131.
        [2]王萍.绿色建筑节能新材料在现代城市发展中的应用[J].幸福生活指南,2019,20(030):100-101.
        [3]陈宇.现代绿色建筑节能设计的发展与应用[J].区域治理,2019,10(036):127-129.
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