贵州西江千户苗寨吊脚楼气候适应性分析

邵丽丽　何　璘

(贵州民族大学，贵州 贵阳　550025)

1　西江千户苗寨地理位置和气候特征

西江千户苗寨(北纬26°49′，东经108°17′)是我国最大的苗族聚集村寨，位于贵州省黔东南苗族侗族自治州雷山县东北部，海拔833 m。苗寨所在的地形为典型河流谷地，东南高，西北低。当地气候因地势的高低呈现出复杂的多样性。

根据中国气象数据网提供的《中国地面累年值月值数据集》(1981年—2010年)和美国太空总署NASA网站提供的气象资料(1983年—2005年)汇总后的西江千户苗寨气象参数，从表1可以看到，西江苗寨累年月平均温度在4.7 ℃～24.5 ℃，全年高温区集中在6月～8月，累月平均最高温度29.4 ℃。全年低温区集中在12月～次年2月，累月平均最低气温2 ℃。全年均值太阳辐射量为3.14 kWh/(m2·d)，全年相对湿度较大，80%左右。全年主导风向为北风，年平均风速2.87 m/s。黔东南地区属于亚热带的山地湿润性季风气候，在我国GB 50178—93建筑气候区划标准中属于夏热冬冷气候区。针对以上气候特点，可以得出苗寨单体建筑吊脚楼的设计需要充分考虑除湿防湿、夏季隔热和自然通风、冬季保温。

表1　西江千户苗寨气象参数表

2　西江千户苗寨吊脚楼的建筑特征

苗寨主体沿河流东北侧的河谷坡地而建，由西南向东北层层抬高，单体吊脚楼成排连建。苗族吊脚楼其雏形源于河姆渡文化中“南人巢居”的干栏式建筑[1]，经过自然条件、历史文化、经济以及汉式建筑等因素的影响，发展成为半干栏建筑，即建筑底层并没有全部悬空，俗称“半边楼”。其中，以西江千户苗寨最具代表性，建造工精，发展水平较高[2]。

传统典型吊脚楼采用全部木材搭建，其底层主要作为养畜、储物和杂物堆放等生产活动的场所。内部的杉木隔墙，可以灵活划分空间。杉木外墙也可以根据需要开敞或者封闭。吊脚楼的二层布置堂屋、退堂、火塘、厨房和卧室等生活居住空间。堂屋是整个屋子的中心，是祭祀祖先和公共活动的地方。在堂屋外侧挑廊处靠边通长设置靠背栏杆，形成一个可以自然通风和采光的半室外空间，俗称“美人靠”。“美人靠”是整个屋子最佳的眺望观景处，是民族特色的极致体现。吊脚楼的顶层是阁楼，主要用作贮物和风干。谷物散堆在木地板上，阁楼上空设置横梁，可以吊挂风干食物。

吊脚楼平均层高较矮，约2.4 m，底层相对高些。虽然各个功能空间的尺度较小，但是居住功能分区合理且空间比例适宜。

3　建筑气候分析

3.1　气候分析软件介绍及舒适度模型的选择

建筑气候分析软件可以同时考虑气候条件、室内热舒适度和建筑设计这三个方面。通过分析当地的气象数据，利用焓湿图分析和判断适宜当地气候的建筑设计策略。本文选取的建筑气候分析软件是Climate Consultant，它由美国加利福尼亚大学洛杉矶分校(UCLA)开发。软件可提供15种设计策略，其中13种设计策略是被动式的。

Climate Consultant中提供了四种热舒适模型，根据西江千户苗寨的夏热冬冷、全年湿度较高的气候特征，吊脚楼的构造特点以及苗家人的生活方式，本文选择ASHRAE Handbook of Fundamentals Comfort Model up through 2005(2005年ASHRAE基础模型手册)中的舒适度模型计算。模型设定的条件是：对于冬季正常着装的人，相对湿度50%时有效温度20 ℃～23.3 ℃，最大湿球温度为17.8 ℃，最低露点温度为2.2 ℃，夏季舒适区域比冬季偏高2.8 ℃[3]。

3.2　最佳适应气候的建筑设计策略组合

通过Climate Consultant软件读取气象数据生成焓湿图见图1，可以看到绝大多数的散点落在了舒适区域的上部，左侧和右侧，即大部分时间空气湿度都很高，相对湿度趋于100%；空气温度冬天位于舒适温度以下，夏天空气温度位于舒适温度以上，散点分布在低温区的范围大于其在高温区的范围，以上说明该地区是一个夏热冬冷的地区，冬季湿冷夏季湿热。根据软件中最佳的设计策略组合，可以得到最适合当地气候条件的设计策略。其中，1项～14项是被动式策略，15项和16项是主动式策略，可以看出，苗寨全年只有6.8%的时间处于舒适时段，10.4%的时间需要空调制冷，40.8%的时间需要采用供暖的方式。按照有效时间从长至短的排列方式，被动式设计策略依次为：内部得热(21.6%)、仅除湿(14.7%)、机械通风(8.3%)、遮阳窗户(7.3%)，被动式太阳能得热+高蓄热(3.3%)以及高蓄热(2.3%)。各项设计策略在各月的有效时间比如表2所示。

表2　西江千户苗寨气候适宜性设计策略各月有效时间百分比

设计策略1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月全年热舒适0.02.43.113.317.210.11.51.313.814.93.86.8窗户遮阳0.10.45.77.413.217.222.814.06.20.37.3高蓄热8.33.81.62.73.24.62.3机械通风9.215.925.422.29.310.46.68.3内部得热2.65.218.848.856.016.41.53.043.138.322.42.821.6被动式太阳能得热+高蓄热1.95.04.42.50.72.05.17.36.53.3仅除湿2.12.64.413.843.345.842.918.95.514.7制冷,必要时除湿0.32.018.139.446.816.70.010.4采暖,必要时加湿96.090.876.526.71.60.00.00.01.534.367.897.040.8

4　西江千户苗寨气候适宜性分析

从表2中可以看出，在夏季7月和8月的热舒适度较低，小于2%。在冬季11月～次年3月的热舒适度在0%～3.8%之间，全年其余时间段均大于10%，所以本文从夏冬两季进行分析。

4.1　应对夏季热湿环境的策略

苗寨夏季比较炎热，相对湿度80%左右，具有明显的高温高湿特征。根据表2可以看到，夏季通过仅除湿这一个设计策略，6月～8月的热舒适度就可以分别提高43.3%,45.8%和42.9%。苗家人采用底部半架空的吊脚楼形式，将居住生活功能区设置在二楼，增加地面与居住功能区的垂直距离，不仅防止地面潮气过度侵袭居住空间，而且还适应地形、节省建筑材料。

自然通风的设计措施也是解决高温高湿问题的有效方法之一。从表2中可以看到，仅通过通风，6月～8月的热舒适度就可以分别提高25.4%,22.2%和9.3%。吊脚楼的设计也很巧妙的利用了自然通风中的对流通风方式。吊脚楼底层架空、二层居住空间中加大开口面积的退堂以及“美人靠”的设计，形成了穿堂风，带走室内的热量和潮湿的空气。同时顶层的谷仓又起到减少屋顶太阳辐射传入二楼居住空间的作用。

窗户遮阳是第三种比较高效的设计策略，6月～9月的舒适度可分别提高13.2%,17.2%,22.8%和14.0%。吊脚楼采用檐口较深的坡屋顶的形式，坡屋顶与半室外空间退堂组合可以起到遮阳效果，阻挡直射光进入室内，减少室内得热。因该地降水量较大，坡屋顶的设计还可以更好的排走雨水，减少湿气。

4.2　应对冬季寒冷的设计策略

从表2中看到，冬季12月、1月只有采用主动式采暖必要时加湿的这项主动式设计策略才能达到良好的室内舒适度。被动式措施中内部得热可以略微提高人体舒适度。苗家人在二楼靠近厨房的区域设计了火塘间或者在堂屋中部设置火塘，在冬季时点燃，提高室内温度，实现间歇式局部采暖。大部分吊脚楼坐北朝南，一方面争取最大的太阳辐射量，一方面抵御冬季寒冷的北风。可以看出，苗家人对冬季湿冷的情况还是比较适应的。

5　结语

经过本文对苗寨当地气候的分析，可以看出，苗族传统民居吊脚楼积累了丰富的适应气候的经验和智慧。半干栏的吊脚空间、坡屋顶挑檐、“美人靠”和阁楼空间等一系列设计措施对调节夏季湿热的室内热环境起到了积极的作用。相对而言，冬季抵御寒冷的被动式设计较少。西江千户苗寨目前已成为我国民族文化旅游地之一，吊脚楼已不再是单纯的民居，而是全国各地游客观光居住体验的对象，它正在经历一个重建的过程。本文的气候分析为建筑师的民族地域性设计创作提供了一定的指导作用。