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土家族传统民居的热工环境及适应性设计策略研究——以铜仁地区为例

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  • 作者:上海论文网
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  • 日期:2022-07-25
  • 来源:上海论文网

建筑学论文哪里有?文章通过实地调研和数据采集实验,在土家族分布集中的贵州铜仁沿河县选取了三个村落作为实地考察的对象,根据土家族传统民居的平面布局特点作为分类依据,在三个典型村落分别选取了三处民居进行了热工环境实验,利用专业仪器采集了夏、冬两季的实验数据。

第一章 绪论

1.1.2 传统民居保护传承现状

在2018 年1月,国务院下发《乡村振兴战略发展规划》,在其中对未来乡村建设相关情况进行具体说明,且指明了此领域的发展方向[1]。指出在乡村建设中,应“坚持因地制宜”的理念。传统民居在长期历史发展过程中,不断的和当地居民生活相融合,且流传下很多和当地的气候、技术、风俗融合性很高的建筑形式。不过在目前的经济社会发展形势下,传统民居开始落后于时代潮流,不满足民众生活需求,很多都被淘汰而退出历史舞台。现代民居和传统民居的材料、形式、造型方面都差异很明显。现代民居在建设过程中主要是参照城市模式来设计和建造。传统模式则需要经过大量的经验积累和试错过程,设计手法相对独特。现代模式设计过程中很少结合当地的气候和环境因素,在长期使用过程中容易出现各种弊病。

以土家族传统民居为例,分布于不同地域的土家族民居,便呈现着不同的聚落空间和民居形式的特点。如武陵山区的湘西土家族民居,顺应自然,在建筑上适当的进行空间资源的优化利用,依山就势形成了独特的挑廊式吊脚楼和干栏式吊脚楼;分布在贵州铜仁的土家山寨,根据不同的地形地势,也有着岩居,兵洞,吊脚楼直至近现代的两院三朝门木架砖墙瓦房等不同的建筑特色。因此尽管近年来越来越多的研究以传统民居为研究对象,但不同地域、文化的传统民居,需要有针对性的保护研究和具体策略。

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第三章 铜仁地区土家族传统民居的热工应变研究——以铜仁沿河县为例

3.1 铜仁地区土家族传统民居的地理环境分布特征

土家族分布范围广,有悠久的历史,且对应的民族文化独特。据古籍记载,早于春秋战国以前,土家族的祖先就在武陵山这块土地上狩猎,开垦耕耘,经历了巴、夷、蛮、土、土家的演变过程。先秦时期,土家族在梵净山和乌江一带定居生息和繁衍,自唐五代以来,生活在黔、湘、渝、鄂省交界的武陵 山脉的整个土家族就已经形成了具有共同文化形态、共同语言、共同习俗的稳定的共同体。在经济社会发展过程中,其和各民族的交流水平不断提高。此外受到人才的外流等因素影响,土家族村寨日益衰败,很多村落都无人居住。因而很有必要研究土家族聚落及其热工环境,这对保护当地的传统文化有重要支持作用,同时可以挖掘其中的优秀建筑技术,为现代建筑设计提供支持。

对黔东北土家族的研究,聚焦在铜仁一带,也是贵州单一土家族自治县。所以对土家族的传统聚落的研究,选取沿河县的典型土家族民居作为样本是极具代表性的。

土家族的建筑和民居,与中华民族的发展与进步是密不可分的,早在旧石器时代,中国原始人就巳经从树上走到了地面,开始利用天然洞穴作为栖身之所,土家族的半穴居住所之所以能有上千年乃至上万年的生命力,主要是因为贵州东北与西南一带全是喀斯特地貌,石灰岩层在漫长的地球进化中形成了密布高山峻岭的天然洞穴,这些洞穴,在土家族居住的武陵山脉特别突出。随着生产力的不断进步,物质生活的不断提高,作为当时的主要居住场所,半穴居已经不能满足人们生活的需要,特别是部落首领和大家庭的物质需要,土家人开始走出洞穴,依据山高少有平地,坡陡难找屋基的特定环境,参照山外的干栏式建筑,发明了具有土家族传统文化特色的土家吊脚楼。

第五章 铜仁地区土家族民居热工环境建造策略研究

5.1 群体环境布局

通过前几章对铜仁土家族传统民居热工环境的特征分析、选取了 3 处典型民居进行了实地测评以及适应性优化设计研究,结合绿色建筑技术手段,本着与环境共生、适应生活、节能高效三个原则,从如下几方面入手对铜仁地区土家族民居实施改造、改良热工环境提出有效策略:

5.1.1 村落选址与建筑布局

(1)村落选址

前文中有过阐述,土家族在建造村落时十分注重风水,注重以传统聚落所追求的“人之居处,宜以大地山河为主”的自然观,遵循背山面水、负阴抱阳的形式。所以一般村落选择南向有溪流的地方,这种布局除了顺应风水的思想,这样一来,也能让夏季的风由水面吹过再顺着山势进入整个村落之中,达到良好的夏季降温的效果。因此,在改善民居热工环境层面,村落选址应在适宜朝向的情况下,尽量符合背山面水的风水格局,也有利于通风降温,提升热工环境。(图 5.1 村落选址示意图,以闵子溪村为例)

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(2)建筑布局

① 街巷组织

铜仁地区土家族的传统村落整体建筑布局是十分紧凑的,建筑与建筑之间形成一条细长的窄巷子,俗称叫做“冷巷”。通过对三处典型土家族传统民居的实测调研发现,冷巷的温度普遍低于整体的环境温度。冷巷会在夏季高温时形成负压,将冷空气通过侧窗流入室内。因此在改造和新建的时候,要调节好不同建筑物之间的距离,夏季温度比较高时,处于室内的人能产生舒适感。

② 建筑朝向

阳光辐射效果如何,主要取决于建筑朝向,朝向在夏季主要关注防热,避开夏季太阳主导辐射;冬季关注得热,获得更多的太阳辐射。铜仁地区,空气湿度较大,适宜的建筑朝向可以改善室内的热工环境,最佳的朝向就是在冬季较冷的时期获得太阳辐射最大,在夏季较热的时期获得的太阳辐射最少,软件分析之后得到南偏东 17.5°为最佳朝向。因此,在加建和新建民居的时候,应尽量选择南偏东 17.5°的朝向。而对于既有的无法改变朝向的民居,在改造过程中可以通过开口的设置来创造适宜的光照通风条件。

5.2 民居形态与空间优化策略

5.2.1 民居的体型设计

民居体形系数,即建筑物裸露于空气之中的外表面积与体积之比,民居的体形系数与热工性能关联性很高。在相同体积的情况下,这一指标较大,意味着建筑物有着较大的表面积,裸露于空气之中的部分也比较大,有着较大的散热面积,但围护结构也会损失较高的热量。参照本省建筑节能标准,建筑平面立面不得有过多凹凸,要把这一系数控制到 0.35 之内,对于点式建筑,该系数要保持在 0.4 以内。如果超过了这一标准,需要按要求增强围护结构的保温热性能。有鉴于此,在对铜仁土家族实施改造时,要将这一系数控制在 0.4 以下。

传统民居体量较小,如果单纯通过减小体形系数来减少热量损失,是片面的做法,还应该综合建筑的平面布局,通风采光等因素。因为传统民居在考虑冬季保温的同时还应考虑夏季的通风降温。因此,对传统民居体形设计应采取的策略有,①要保证形体规整,避免出现过多的转角,只有凹凸立面数量减少,才不会造成过于严重的热量损失。②如果建筑为南北走向,或是整体较为狭长,建议以错位的方式实施处理,让南向房间面积更大。

5.2.2 功能空间布局

土家族传统民居原来的生活方式为聚居式的,比较重视堂屋空间,有家族仪式感。但是现在的土家族民居都是以小家庭的形式出现,内部的空间功能需求发生了变化。居住建筑空间功能主要分主要空间、辅助空间和交通联系空间。因此,土家族传统民居的通过平面空间提升热工性能,改造应在满足现代生活的需求基础上。在具体的调整过程中,在热工性能好的位置应设置卧室、堂屋等主要空间,将辅助空间应放在保温隔热性能相对较弱的位置。交通联系空间应在放在尽量靠近边角的位置。

第六章 结论与讨论

6.1 研究过程及成果结论

文章主要选取铜仁地区土家族传统民居聚落为研究对象,首先对土家族聚落分布特征及民族特色等进行了研究,同时对土家族传统民居从热环境、风环境和湿环境三个方面总结了其地域性气候特征以及应对特定气候环境的传统建造经验。

通过实地调研和数据采集实验,在土家族分布集中的贵州铜仁沿河县选取了三个村落作为实地考察的对象,根据土家族传统民居的平面布局特点作为分类依据,在三个典型村落分别选取了三处民居进行了热工环境实验,利用专业仪器采集了夏、冬两季的实验数据。通过对数据的整理分析对传统建造经验进行验证,对当前民居存在的问题进行了深入分析。

结合当前热工环境存在的不足,持续优化民居适应性,而且采用相应的软件对提出的优化策略进行检验、模拟,在总结经验的前提之下,结合当前热工环境的具体情况对民居进行优化,为传统民居如何应对气候环境提出合理的建造策略。

6.1.1 铜仁土家族传统民居热工环境特征结论

在本课题进行中,实施了调研活动,也进行了理论分析,从风、热、潮湿三大环境入手分析铜仁土家族民居热工环境具备的特征,也对其山地气候特征进行分析,围绕聚落环境布局、建筑空间形态、建筑材料构造三方面,讨论其与热工环境的关系,并分析总结了相应的传统建造经验。

热环境特征及建造经验总结:在村落形态与环境层面,主要是在充分适应喀斯特地形地貌的基础上,以山体为核心,合理组织空间布局,实现冬季纳阳防寒,夏季通风散热。在综合考虑太阳辐射、风速、温度、湿度的基础上,通过合理设置街道尺度并兼顾朝向,注重通风等措施来营造民居单体良好的外部气候条件。在建筑空间与组织层面:主要通过调节建筑的体型比例,合理组织功能布局、设置天井、檐廊等气候缓冲空间等被动式措施来应对当地的气候环境,减少主动式措施的应用;在建筑构造与材料层面:主要关注的是夏季减少热量摄入以及冬季增强保温效果,主要是通过合理选择当地的材料,注重门窗、屋面以及围护结构等的夏季隔热和冬季保温。

参考文献(略)

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