许 玥,汤 莉
(中南大学建筑与艺术学院,湖南 长沙 410012)
早在2008年便有闽南传统民居热环境方面的研究[1],主要研究对象以闽南大厝为主。因为闽南大厝在闽南传统民居中数量占比大,分布也更广泛。相关研究主要有三个不同的层面,微观的单体民居、中观的街巷空间与宏观的村落。与气候适应的建筑不仅满足使用者自身对居住环境舒适度的需求,同样也是可持续发展战略的要求,深层面上也有利于当地地域文明延续。
针对单体民居的热环境研究数量所占研究比重最大,由于闽南传统民居造型各异,历史内涵丰富,早期针对民居物质形态层面的研究较为充分,因此在热环境的研究方面有更多的基础资料,便于进行深入的研究。
近五年的闽南传统民居单体热环境研究主要围绕被动式降温手段的效果,在相关研究中量化降温效果。研究被动式降温效果主要集中在三个方面:遮阳、自然通风效果与被动式蒸发冷却情况。
2.1.1 遮阳
遮阳设备与遮阳方式的研究在田野调查统计的基础上,通过测量数据证实其有效性与再次运用的可能性。例如,大厝式民居主要遮阳方式为屋檐自遮阳与形成村落后互遮阳。单体与单体间互相配合阻隔太阳直射,形成冷巷,有效减少直射时间,同时还能遮蔽雨水,形成带阴影的灰空间,提升室内环境质量。选取的遮阳设备除了硬件构建遮阳,考虑到美观因素与当地气候适合植物生长的情况,也有采用植被遮阳的手段[2]。
2.1.2 自然通风
传统民居在其时代背景下,不存在现代机械通风情况。同时,由于村落扩张过程中自然而然形成的肌理,伴随肌理形成的冷巷使各个单体间可以通过自然通风达到散热、防潮、除湿以及降温等多重效果。陈泉任等[3]将该传统通风方式运用于现代幼儿园设计方案中,提升对传统村落的冷巷技术热工性能的认知;杨可实测蔡氏大厝风环境,测量自然通风对大厝过渡空间空气温湿度的影响,并提出坡屋顶导风设计、天井设计与高敞空间设计等气候适应性设计手段。
2.1.3 被动式蒸发冷却
被动式蒸发冷却除了通过冷巷技术,也能通过居民自发加入绿植与水体等手段。一方面改善视觉观感,美化景观;另一方面对于微气候调节有一定效果。植物通过蒸腾作用降温,蒸发土壤中水分带走热量,并且植物本身具备一定的遮阳效果,植物将太阳辐射与热量通过自身光合作用调节热湿平衡,降低空间热负荷。
2.2.1 灰空间
灰空间是介于封闭空间与开放空间之间的过渡空间,在传统民居中具有丰富多样的形式,模糊界限的同时,提升居民生活环境质量。闽南归国华侨带回的建筑风格——洋楼式民居,配备的外廊是南洋建筑风格要素之一,起到遮阴避雨的基本作用,同时成为使用者半室外的休闲灰空间;大厝式民居檐下灰空间相互遮阳形成冷巷,应对天气与气候变化;近现代石构民居在两栋一层的民居中间留出可供一人半行走的通道,二层楼板覆盖在过廊空间上,形成背阴处休息乘凉的去处。
2.2.2 室内空间
传统民居的室内空间作为使用者生产生活最基本的单元空间,不仅仅有满足功能使用的子空间,还有调节气候的空间。在宗族礼制视角下,传统民居各个空间的布局以轴线为尊,两边逐次递减;但是在气候适应性角度的解读每个子空间则是均质空间。闽南传统民居入口处、厅堂、檐下与天井都在气候适应性方面具有动态调节与平衡热量作用的特征性空间。
闽南传统民居表现出独特的地域性特征,并非脱离结构、建造与材料等细部构造独立存在。吴志刚[4]研究闽东南传统民居气候适应性的建构方式从屋顶形式、门窗特色、木作构件与材料的多样组合入手,不仅统计了形式和组合的多样性,还测量了达到适应气候标准的构件尺寸;吴钟奇[5]研究石构民居时发现山墙高处留出的石栏杆窗有利于民居内外形成自然的热压通风系统,这不仅传承了建造技艺,有利于通风以及美化立面。细部构造的被动式降温策略不仅在造型上起到美化效果,在热环境的调节方面也有四两拨千斤的奇效。
街巷空间是村民活动的外部空间,村民日常生活行为在街巷空间中完成,同时外部公共空间也是村落的人文景观与居民生活现状体现的载体。传统村落的街巷空间不仅能满足基本通行等功能使用,还能提供舒适、良好的外部空间。由于闽南地区夏季炎热的特性,在街巷空间的处理上必然具备气候适应性的对应手段。
在朝向方面需要同时兼顾最大限度遮蔽太阳直射、控制与夏季主导风向的夹角。闽南地区处于低纬度,太阳高度角大,阳光直射会大幅提高气温。以埭美村为例,其整体街道走向与夏季主导风基本重合,基本符合西北-东南或东北-西南走向,而单体间的间距可以在各个时刻为四周提供遮阳效果,方便行人蔽日(见图1)。
闽南地区街巷空间的气候适应性还体现在与高墙冷巷道相关尺度上。刘泓廷[6]通过测量塘东村的界限尺度与高宽比,分析不同功能偏向的街巷的高宽比差异,测量热环境现状,与巷道外空地实测数据对比,证实以常见的宽高比0.1巷道为例闽南地区巷道确实有良好通风降温效果。
闽南传统村落中街巷节点空间成为夏季村民们进行社交活动的首选场地,或是村口大树,绕村的河边,或是村落祠堂寺庙前的空地。这样的节点在人文方面成为街巷的点缀,与当前城市空间改造中提到的街心公园、过渡空间有异曲同工之妙,丰富村民文化生活,使村落充满生活气息(见图2)。
进入21世纪后,过度的人类活动导致的能源危机与环境问题日益严峻,碳排放量逐年增长,为全球气候变暖按下加速键;各类自然灾害频发,气候问题对人类生产生活造成重大影响。伴随着我国城镇化进程,乡村振兴战略成为近几年村落改造基本原则,乡镇房屋改造与建设规模扩大,新时代居民对环境品质要求也日益提升,这是今后不可逆的趋势。但是对于传统民居的气候适应性经验的继承与关注不足,存在诸多问题,如乡村住宅热舒适性较差,部分未经改造的村落、改造后效果不佳的村落、采取原封不动保护措施的村落呈现空心化特征,塌落与年久失修现状普遍。经过改造的新农村或新建乡村住宅往往会选择空调设备等机械通风降温方式解决眼下的舒适性问题,处于亚热带季风气候区的闽南地区该情况也更加普遍。
村落层面的热环境研究围绕文化背景、整体空间关系和选址布局展开,但是在此层面上很难提出很具体的保护措施,一方面是落实困难,一方面是需要考虑的各方面效益和投入不易深入研究。
闽南地区传统村落的整体布局模式有层数低、密度高的特征。合理的建筑布局模式保证冷巷降温通风效果,减少热辐射,又能保证充足的日照;而整齐划一的规划能保证排水系统的良好组织。以埭美村为例,屋面排水系统与埕巷空间的人工排水沟渠结合成整体含水蓄水排水的空间系统,良好的生态效应形成良性水循环。
单体民居具备檐廊、天井、入口及厅堂等过渡空间调节单体民居内部热环境;整体视角下,村落的灰空间在扮演的空间角色与其气候作用有对应关系。
以埭美村为例,经过修缮后的村口入口处与村落东侧的常绿阔叶林以及环村水体的东南段配合,为东南风附加降温与减速效果。栽种的榕树形成榕树林后,常见树荫下乘凉的居民。村落的宗族祭祀场所与庙宇前方的榕树配合,在村民的精神倾向性与热舒适性方面具有突出优势,自然而然的吸引人停留在庙宇前方,使村民产生心灵的归属感,提供积极的活动空间(见图3)。
由于经历过现代化改造,在村口铺设整齐划一的硬质铺地,并补充刻有历史介绍的石牌,但是不同于漳州古城( 位于“海滨邹鲁”、国家历史文化名城漳州)“千城一面”的最终改造效果,埭美村具有明显的红砖红瓦的建筑特征,虽然在历史背景渲染方面有所缺失,但是在视觉效果上能够支撑其游览性。
如图4所示,闽南地区的传统民居热环境研究在近几年得益于技术手段的进步以及多学科结合,选取对象规模逐渐扩大,主要围绕着生土民居(土楼)与石构民居的热环境提出改进手段。主要的改造策略更多的偏向于定性化的策略,且集中在有限的几种手段上。热环境的研究促进了闽南传统民居与村落定量研究的发展,目前闽南民居热环境优化的改造手段研究主要围绕围护结构与细部(门、窗)构造的改造。传统民居改造应围绕创新性、适应性、稳定性、科学性与系统性[7]提出方法,以达到提升生活品质、个性化设计、提升建筑本体质量以及符合原有生活习惯的目的。与热环境相关的改造更应围绕居民本身生活品质提升,这也是社会主义现代化建设的重要一环。
综上,闽南地区传统民居热环境存在明显特点:适应性、稳定性基本满足,改造方法与验证过程科学可靠,但是创新性与系统性不足,手法选取范围主要集中在建筑学科内,每个改造研究都是独立的,后续研究深入需要重复搜集和分析过程。因此,笔者提出针对闽南传统民居热环境改造研究推进框架(见图5)。
其中,第一步调研目标的确立与相关数据收集,旨在建立一个基本数据库,包括基本形式与尺度、声光热等信息,这也是为第二步加强地域层面横向的系统性的研究做基础。张俊婷[8]于2020年提出闽南地区传统建筑数字资源库框架的想法,但是文章重心主要在于收集基本数据以及文化背景索引;闽南地区传统民居热环境改造系统性研究框架则重点在于对热环境需要的数据的搜集、分析,为后续热环境相关改造提供数据支撑。
而第二步搜集本土数据强调调研目标所在地基本情况,不仅仅局限于气候适应性手段和数据,更应该统计所在地经济与社会层面现状,保证改造适应性、稳定性与地域性,包括生活模式改变情况、生产方式、家庭结构、居民交往模式、价值观念、居民收入与村民身份构成;统计当地传统民居改造情况则是为后续改造提供参考或反面例子,搜集后应该从经济、人文、社会、技术等效益进行评估分类,因为热环境改造比常见改造更强调人的体验与重要性。
第三步搜集理论数据,主要解决是用什么技术解决了什么问题的问题,因为现有改造都是学科内的改造,脱离文化背景和拓展学科的尝试,将前一步收集的数据和第三步的新技术、多学科碰撞组合,不拘泥于常见的手段进行大胆尝试才有可能发现各方面效益更高的热环境改造手段。比如闽南地区的海洋文化、茶文化等可以融入建筑形式的改造中,在内部与外部庭院之间建立热缓冲空间,调节小气候。以埭美村三开间两伸手院落为例(见图4),可以在庭院中加入用于夏日品茶与入夜纳凉的活水水潭与石茶几;闽南洋楼的外廊也可以引入院落中,如明确外廊范围,使内外空间之间存在热缓冲空间。历史学与艺术学是常见的传统民居改造结合的学科,传统村落老龄化问题突出,闽南传统民居可以结合老年学进行适老化改造;传统民居保护与活化可以从经济学与地理学角度出发,以优化游客体验为出发点进行现代化热舒适改造。
第四步主要从观念层面巩固热环境改造的社会意义。由于社会发展与社会进步,现代化是不可逆潮流,一刀切的保留传统民居已经不利于在地居民长期生活,但是固陈出新比推陈出新更容易与文化的根产生联系,也是稳定性与创新性的保证。
闽南传统民居的热环境研究从单体、街巷、聚落三个尺度出发,研究适应气候的传统民居设计手段。根据文献研究现状发现,相关文献选取的对象具有局限性,未来拓展研究的空间有限,因此提出可以适用于闽南该地区的系统性研究框架。该框架基于搜集的基本传统民居数据建立数据库,并且背靠时代背景,其收集到的热环境数据和改造案例可为后来者的研究提供参考,省去不必要的试错时间;该框架也有利于系统化统一研究推进步骤,便于闽南丰富的传统民居资源在研究过程中进行横向对比。最终,形成承上启下、区域协同,更有活力、更宜居的闽南传统民居环境。