浅析传统冷巷技术在夏热冬冷地区的启示及应用——以2019 台达杯国际太阳能建筑设计竞赛获奖作品为例

田春来 阎波 TIAN Chunlai,YAN Bo

重庆大学建筑城规学院

建筑在整个社会的资源消耗中占据了很大比例，如今人们对被动式节能建筑的诉求愈加强烈。自古以来，人们为了应对不同的气候条件创造了形式多样、包含多种节能技术的民居，而传统的冷巷技术作为中国民居典型的被动式节能技术，被广泛应用于江浙、闽南等地区。冷巷的技术门槛较低，具有较强的气候适应性，可利用其原理使建筑满足现代功能需求。

1 冷巷的特征

冷巷一般指存在于传统聚落中的窄巷道，良好的遮阳降温效果使其成为建筑中的气候缓冲层[1]。冷巷一般沿建筑的进深方向展开，宽度为0.8～1.5m，仅能容两人并肩通过。在夏季，高宽比较大的巷子能够很大程度上减少太阳直射，起到调节微气候环境的作用。

1.1 传统冷巷的空间形态

传统冷巷根据位置不同可分为内部冷巷和外部冷巷[1]。外部冷巷的传统形式有外部窄巷和骑楼；内部冷巷的常见形式存在于闽南地区的竹筒屋和手巾寮中。

1.1.1 外部冷巷

（1）室外窄巷

存在于建筑之间的狭窄巷子。窄高的空间形态特征极大地削弱了太阳辐射，使其保持阴凉。同时，窄巷两边高大实墙良好的蓄热效果使得冷巷空间的常年温差波动较小。

（2）骑楼

骑楼底层架空作为人行道，上空覆盖楼层，利用下部长廊遮挡夏日午时强烈的太阳辐射，当太阳较低时，阳光被柱列与道路对面的骑楼建筑遮挡[2]，使得骑楼常年温度较低。

1 青云巷

2 边弄

3 桐庐荻浦村布局

4 传统聚落的通风组织

1.1.2 内部冷巷

内部冷巷一般指建筑内部纵深方向的空间。在广东的竹筒屋中名为青云巷，在泉州的手巾寮中称为边弄。

（1）青云巷

青云巷用于联系竹筒屋内部的各个房间。竹筒屋一般为单开间民居，单天井式的竹筒屋较为常见，青云巷将其前、中、后三部分联系起来，利用对外的门窗和内部的天井形成建筑的双向通风[3]。因此，“正墙开口—室内冷巷—天井”成为竹筒屋的基本通风模式（图1）。

（2）边弄

边弄在手巾寮中既是交通空间又是通风通道。手巾寮的空间格局与建筑细部为室内自然通风提供了相对有利的基础条件。手巾寮中的多个天井可随时根据风向转换其进出风口的角色，提高屋内通风效果[4]。手巾寮的通风模式为“街巷—厅堂—室内冷巷—天井—室内冷巷—天井”（图2）。

1.2 传统冷巷的布局

夏热冬冷地区的传统聚落多围绕广场或湖泊交汇处呈组团或发散状发展。聚落聚集在河流汇集处，呈现中心集中聚拢的形态[5]，而且整个聚落通常由一条主要巷道串联（图3）。

这种布局对聚落的通风组织非常有利，建筑之间利用窄高的墙体形成良好的遮阳效果，冷巷成为建筑与周围环境间的气候调节器。同时，当室外风环境较好时，也可利用风压通风改善室内热环境。江浙地区夏季盛行东南季风，传统聚落中的建筑与巷道的朝向多以东南向为主[6]，当聚落与主导风向的夹角不大时，风会在聚落内形成压力差，以此形成良好的风压通风效果（图4）。同时，当室外风环境不太理想时，可以利用冷巷形成的温差组织热压通风：白天，室外地面因积聚大量热辐射而温度升高，进而吸引周围冷巷的冷空气进行补充，形成冷巷与室外地面间的热压通风；夜间，露天的室外快速向天空散热降温，气温下降最多，冷巷则由于地面和墙体良好的蓄热能力散热较慢，所以形成由室外吹向冷巷的热压通风。

5 桐庐地区热环境

6 技术策略

7 总平面图

8 风环境分析

9 导风分析

1.3 冷巷的技术要点

冷巷降温的技术要点主要为遮阳通风的窄通道、蓄冷墙与地面、夜间通风[7]。

1.3.1 遮阳通风的窄通道

窄通道的目的是利用较大高宽比的墙体形成自遮阳效果，减少太阳辐射。因此，建筑中常见的天井、廊道等都可以形成冷巷。

同时，冷巷还需要保持通风，保证其调节室内热环境的效果。首先是风压通风，当风吹向冷巷时，会在冷巷中形成负压区，进而使整个建筑有良好的对流换气。其次是热压通风，在建筑上部设置出风口，在建筑底部设置进风口，利用室内外温度差将室内浑浊的热空气排出，同时将室外新鲜的冷空气从建筑的开口处吸入室内。

1.3.2 蓄冷墙和地面

因为土壤是很好的蓄冷体，年温度变化非常稳定，所以地面和厚墙在传统建筑的被动式降温中至关重要。

1.3.3 夜间通风

夜间通风是利用白天与夜晚的温度差，在夜晚让蓄冷结构进行蓄冷，从而冷却白天被加热的建筑结构。夜间热交换指冷巷蓄冷体在夜间被室外冷空气冷却，白天热交换指冷巷蓄冷体在白天通过吸收冷巷周围的热量对室内进行降温。

2 技术应用

2.1 项目概况

项目用地位于浙江省杭州市桐庐县凤溪玫瑰教育研学基地，地处三山夹谷、两溪交汇的小河谷平原。该项目分两期，一期为建成的玫瑰农场、环艺展示基地等配套设施；二期为本次竞赛的设计内容，包括教学中心、创意中心、学生宿舍、体验单元等服务设施。

2.2 地区技术分析

2.2.1 气候分析

基地所在的桐庐地区属于夏热冬冷地区，基本的气候特点是光雨值较高、雨热同步、光温互补。除此以外，空气湿度大、闷热，且容易受潮。冬季风出现频率最高的风向为北向，夏季风出现频率最高的风向为东向和南向（图5）。因此，该气候区的建筑物必须满足夏季遮阳降温及通风要求，光雨值较高的冬季需考虑防寒、保温措施。

2.2.2 地区技术

经过前期的调研考察，我们发现桐庐当地的传统民居为适应亚热带季风气候而自发产生的被动式低技术生态手法很好地解决了遮阳、防潮和通风问题。民居建筑群体布局紧凑、建筑密度大，避免了阳光直射，通过设置天井和冷巷来加强建筑内部的空气流通。

2.3 冷巷技术在设计中的应用

基于对当地建筑技术的分析，结合现代功能技术要求，我们提出以下适应当地气候及环境因素的技术策略（图6）。

2.3.1 建筑布局

建筑布局主要朝南，面向基地的夏季主导风——东南风。将一条巷道作为基地的主路径，延续后作为基地主轴线，同时，将冷巷对着主要风向（图7）。夏季，季风可以沿着建筑布局中的冷巷深入，由于季风与主导风的风向平行、角度不大，所以季风在巷子内部的衰减不大。季风在冷巷内形成负压区，带动建筑内部的空气进行热交换（图8）。通过院落将各部分建筑组团进行再组织，以获取更好的通风和采光条件。当夏季风为东风时，风向与庭院的夹角较小，通过植物和格栅将风引入建筑内部，从而获得良好的通风效果（图9）。

2.3.2 建筑组团

（1）研学宿舍

通过一条主要的冷巷将宿舍单元串联在一起。为了使冷巷的降温通风效果达到理想状态，我们根据冷巷的三条技术要点进行设计。

第一点是遮阳通风的窄通道。整个冷巷的高宽比为2：1，通过软件模拟夏季热环境可知，冷巷在夏季白天的遮阳降温效果较好，可以在一定程度上削弱热辐射（图10）。为了使整个冷巷达到良好的风压通风效果，将冷巷两端开口，与夏季主导风形成较小的夹角。同时为了加强热压通风，宿舍的山墙面对着冷巷开口，屋顶设置通风口，利用室内外温差将室内热空气排出。

10 宿舍区热辐射分析

11 砖墙构造

12 宿舍通风

13 宿舍单体形态

14 教室导风

15 教室通风分析

16 创意中心形体分析示

17 创意中心通风分析

第二点是蓄冷墙和地面。为了延续传统，同时保证墙体具有良好的蓄冷性能，采用当地的传统材料——砖墙（图11）。

第三点是夜间通风。为了使冷巷在夜间达到良好的降温效果，在与冷巷相对的位置设置两个拔风天井，通过天井与冷巷组织夜间通风，不仅可以改善建筑内部的热环境，还能在夜晚及时降温，第二天继续充当冷源（图12）。

为了更好地营造宿舍单元的热环境，加强室内的通风效果，以当地传统民居中的天井为原型，进行了不同形制的转译（图13）。天井在形态上与冷巷类似，都是窄高的空间，因而也按照冷巷的技术要点进行组织，使得室内空间获得良好的热环境。

（2）教室

为了保证教室获得良好的自然通风，通过平面组织，将组团的大开口对着夏季主导风，再利用植物的配置和格栅的引导将风导向建筑内部（图14）；为了使室内获得较好的通风效果，利用冷巷原理将室内走廊的两端对着主导风开口方向，同时在屋顶增设天窗，白天开启，夜晚关闭，加强风压通风；为了使走廊在夜晚能够及时降温，设置多个天井对着走廊，加强夜晚通风（图15）。

（3）创意中心

创意中心临近水源，为了使建筑获得更多由水面吹来的风，建筑由两个“L”形的体块叠加而成，并做架空处理（图16）。架空的形态赋予了建筑骑楼式冷巷的形式，夏季可以为首层遮挡大量太阳辐射，保持底部的低温状态，同时两个“L”形体块的叠加也获得了中间通高的天井，使得建筑内部房间通风良好。为了进一步加强室内的通风效果，利用冷巷原理，在建筑端部——对着室内走廊的位置布置窄高的天井（图17），加强室内外热交换，从而获得舒适的室内热环境。

3 结语

冷巷作为中国传统建筑技术的典型，集通风、遮阳、降温等功能于一身，因而研究夏热冬冷地区的冷巷技术将对建筑的气候适应性设计具有极大的指导意义。传统意义上的冷巷技术为适应现代功能技术的要求，在更新中不断向前发展。本文以2019年台达杯国际太阳能建筑设计竞赛方案为例，介绍了如何利用冷巷的技术原理解决建筑自然通风、遮阳、降温等问题，并在此基础上满足不同的功能需求。本文对于冷巷技术的研究和应用较为粗浅，如需更全面地挖掘技术背后的原理，需要更加广泛和深入的研究。

图片来源

图1 改绘自文献[8]；图2 改绘自文献[9]；其他图片均为作者自绘。