上堡古国

上堡古国

-

2023年2月18日发(作者：)

建筑结构

BuildingStructure

建筑技术开发

Building

TechnologyDevelopment

第46卷第9期

2019年5月

湘西南地区传统民居被动式技术

优化策略研究

曹紫天1，郭俊明1，曹运江2

（1•湖南科技大学建筑与艺术设计学院，湖南湘潭411201;2•湖南科技大学煤炭资源清洁利用

与矿山环境保护湖南省重点实验室，湖南湘潭411201）

［摘要

］以湘西南地区传统民居为研究对象

，对湘西南传统民居现状进行分析

，在低技术、低成本和低能耗的基础上，提

出采用合理的建筑朝向、

窗墙比的控制、强化自然通风和改善围护结构热工性能4个角度出发等一系列适宜性的被动式技术优

化策略，对于改善湘西南传统居民的人居环境质量，促进传统民居的可持续发展有着重要意义。

［关键词］湘西南地区；传统民居；

被动式技术；优化策略

［中图分类号］TU201.5［文献标志码］A［文章编号

］1001-523X(2019)09-0006-02

ResearchonPassiveTechnologyOptimizationStrategyofTraditional

DwellingsinSouthwestHunan

CaoZi-tian,GuoJun-ming,Cao

Yun-jiang

［Abstract］ThispapertakestraditionaldwellingsinsouthwesternHunan

astheresearchobject,analyzesthecurrentsituationof

traditionaldwellingsinsouthwesternHunan,

andproposestheuseofreasonable

buildingorientation,window-to-wallratiocontrol,

andenhancednaturalventilationonthebasisof

lowtechnology,low

sofappropriatepassive

technicaloptimizationstrategies,suchasimprovingthethermalperformanceoftheenvelopestructure,areofgreatsignificance

for

improvingthequalityofhumansettlementsinthesouthwesternHunanandpromotingthesustainabledevelopmentoftraditional

dwellings.

［Keywords］southwestHunan；traditionalresidential；passiveenergy-savingtechnology；optimizationstrategy

湘西南地区属于亚热带季风湿润气候，年平均气温13~

17°C,年平均降雨量1100-1600mm,按照全国建筑热工划分

为夏热冬冷地区

，气候特点为夏季降水充沛，气候酷热，冬

季降水较少，气候寒冷。湘西南地处云贵高原之东侧，北西高，

东南低，

主要为苗侗族聚居地，其传统民居主要建筑类型为

干栏式和府第式，这2类民居大多与气候环境融为一体

，坐落

在依山傍水或枝叶繁茂的山间。

传统民居的保护一直是国内建筑界学者关注的重点

，研

究成果众多，但一般更侧重于文化与营建模式的研究，对于

民居被动式技术研究尚有不足

，由于主动式技术维护成本较

高，大规模釆用成本高昂的主动式技术在传统民居中不切实

际，

被动式技术尽管存在不够精确

、高效的问题，但能够因

地制宜地满足人们的需求，有效节能减排，并有利于挖掘本

土传统建筑资源。

1湘西南传统民居现状分析

1.1建筑朝向

湘西南传统民居朝向一般坐北朝南

，少数为西南或西北

方，在选址上选择依山傍水，建筑周边分布有水源，蒸发吸

热降低周边的温度，一定程度上也带动了热压通风。

1.2平面布局

湘西南传统民居平面方整

，中轴对称。在平面布局中天

井一般位于院墙与堂屋之间

，处于建筑的中央，湘西南传统

民居的天井空间通常较小（图1）,四周有墙体遮挡

，

避免夏

季太阳的直射，有效解决建筑遮阳和采光的问题

。

湘西南地区民居建筑排列紧密（图2）,间隔很近，形

成狭长的巷道

，巷道能较好适应所处地理纬度太阳高度角的

收稿日期：

2018-12-31

基金项目：湖南省自然科学基金项目（2018JJ2114）

作者简介：曹紫天（1994—）,女，湖南娄底人，硕士，主要研究方向为

传统聚落与乡土建筑。

变化。

图1绥宁寨市古镇某住宅天井图2怀化洪江古商城鸟瞰

1.3围护结构

釆用坡屋顶

，有利于排水

，有些内部的木板吊顶形成空

气间层，起到了空气隔热层的作用。外挑的檐口一定程度上

减少室内直接受光面，

起到遮阳的作用

，同时基于热压、风

压通风原理下可增加自然通风量。

屋面采用小青瓦与木擦条结合

，构造简单

，青瓦蓄热系数

小，保温隔热性能不佳（图3）；在砖木或是砖石民居中，外

墙多为240-300mm的实心粘土砖墙，围护结构缺少保温构造,

材料传热系数大，建筑的热工性能差，室内舒适感较低（图4）。

图3会同高椅村屋顶图4绥宁上堡古国土砖房

•6•

建筑结构

BuildingStructure

建筑技术开发

BuildingTechnologyDevelopment

第46卷第9期

2019年5月

湘西南民居门以木门为主，

正屋大门门槛为石材(如花

岗石、麻石或青石板)砌成(图5),高度通常为500-600cm高,

高度差能阻止地下水上升，有效隔绝湿气，增加室内外高差

阻止地面水进入室内。

为了避免西晒，房屋东西两侧不开窗或开小窗

，外窗为

传统的镂空木窗或木窗框配以单层玻璃

，在木构民居中

，外

窗一般为镂空木窗，

气密性、

热工性较差，但开窗较小且甚

至未设玻璃。

冬季时，一些居民仅用一层塑料薄膜遮挡寒风(图6),

由于窗墙比的控制以及窗户的尺寸、

位置不当，使得室内空

气流通不佳，采光通风效果差，到了梅雨季节，室内常常阴

暗潮湿，居民有明显的湿冷感，往往依靠风扇、火塘等辅助

维持基本的热舒适；底层室内地面材料以三合土、砂土、

石

质(如卵石、砾石和条石等)铺地居多，少数以青砖铺地面,

有利于防止室内回潮，2层大多采用木板铺地

，由于木板存在

板缝故易受潮。

图5怀化黔阳古城石砌门槛图6绥宁大园古苗寨某民居

2被动式技术优化策略

2.1采用合理的建筑朝向

在夏热冬冷地区，既要考虑建筑的夏季隔热还要考虑冬

季保暖的要求，避免不利朝向的过度日照，因此尽可能选择

一个优化的最佳建筑朝向是关键。

湘西南地区冬季太阳高度角较低，其主要自然热源为太

阳辐射，在很大程度上影响室内温度，建筑朝向应尽量坐北

朝南设计，保证冬季南面墙体获得足够的日照，从而降低建

筑能耗。

2.2窗墙比的控制

由于窗户的传热系数远大于墙体，窗户节能不仅要改善

保温性能，增加热阻，

还要控制窗墙面积比

。结合JGJ134-

2010《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》的要求，建筑南

北向开设窗户

，适当加大南向开窗面积，将南向窗墙比控制

在0.4左右，

有利于在冬季获得更多太阳辐射

，

获得充足的釆

光

，东西向开小窗或者条窗，有效控制窗墙比，冬季可减少

室内热量的散失，夏季又可减少窗户传入室内的热辐射

，营

造冬暖夏凉的宜居空间。

2.3强化自然通风

对于湘西南地区，应优先选择平开窗，同时增大南向窗

户面积，可使通风量增加。尽量设计简单

、

敞开的建筑平面。

一般而言

，

建筑进深不宜过大，平面进深不宜超过楼层

净高的5倍，有利于节地和穿堂风的形成。

当建筑物的平面形式为L形时

，凹口形成阴影小气候区，

应尽可能使其凹口部分面向夏季主导风，以取得较好的通风

效果。

同时，还可增大墙面进、出风口的重合面积，在建筑单

体平面布置中，将房间进风口与出风口尽量设置在同一高度、

同一条轴线上，有利于产生穿堂风。

2.4改善围护结构热工性能

建筑围护结构主要包括屋顶

、

外墙、门窗和地板等组成。

建筑围护结构时传统民居建筑节能优化的重要部位，提高建

筑围护结构的热工性能是实现建筑舒适性的基本条件。

2.4.1屋顶

增设带保温层的吊顶或设置通风隔热的坡屋顶，屋顶盖

青瓦之前铺设灰泥

、粘土和芦苇箔，加强屋顶的隔热性与气

密性

，以提高屋顶的保温隔热效果，

有效地阻止室外热量进

入室内并降低室外温度的波动对室内温度的影响。

2.4.2外墙

选用热阻和热惰性大的建筑材料

，在内侧加保温棉或涂

刷保温砂浆，增大围护结构对热作用的阻尼作用，从而降低

围护结构内表面的温度。

对于砖混结构的传统民居来说，

采用浅色外饰面，可减

少围护结构表面对日辐射的吸收率，有效降低墙体表面的综

合温度。

2.4.3门窗

建筑南北开窗，形成空气对流，可在北面墙设置高窗和

屋顶设天窗，可将室内与坡屋顶形成的通风隔热间层连通。

湘西南传统民居主要为木窗框单层普通玻璃窗和单层木

门，门窗缝隙处采用企口对接或在缝隙内填充密封材料，避

免冷气进入。

\'此外，可考虑采用导热系数较低的玻璃材料(如普通双

层中空玻璃、单层镀膜玻璃和高强度双层Low-E防火玻璃等)

和增加窗帘门帘的使用，改善外门窗的热工性能。

2.4.4地板

可在室内加设架空通风地板，避免地板直接与地面接触，

这种构造措施可以降低室内的湿度，达到了一定的干燥防潮

效果。

院落空间地面可采用夯实的泥土与麻面的石材结合，

为

减少地面的热反射。在潮湿低洼地区建房时，可采取首层抬

高底层架空的方式

，既能防潮，保持房间干燥，还能增强通

风效果。

3结束语

在调研走访中发现，湘西南地区传统居民存在建筑能耗

高、热舒适体验感差等问题，无法满足人们对室内声、

光、

热环境日益增长的要求。

考虑当地的气候环境因素，传统民居采用因地制宜的被

动式技术，可以有效解决该类建筑热工性能差、室内舒适度

低等问题

，降低对主动式气候环境改善技术的依赖，改善当

下的居住环境。

本文通过对湘西南地区传统民居的综合分析，以低技术、

经济手法探讨其中的被动式技术优化策略，对于改善湘西南

传统居民的人居环境质量，促进传统民居的可持续发展有着

重要意义。

参考文献

[1]宋晔皓，王嘉亮，朱宁.中国本土绿色建筑被动式设计策略思考[J].建

筑学报，2013(7):94-99.

[2]黄源成，袁炯炯，陈文德.闽南传统民居建筑中的节能技术探析[J].厦

门理工学院学报，2011,19(3):

6-10.

[3]曾娟.湘中腹地晚清大屋民居平面形制

、

生态技术及装饰艺术解析[J],

华中建筑，2008,26(4):42-45.

[4]刘盛.湘西地区乡土民居被动式节能技术适应性研究[J],建筑学报，

2016,15

(2)

:42-45.

⑸夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准:JGJ134—2010[S].

[6]何韶瑶，毛国辉.湘西传统石砌民居热环境分析及节能措施[J],新建筑，

2012(6):98-101.

[7]朱传晟，范涛，周楠楠

，等.装配式建筑在节能设计及工程应用中常见

问题分析与对策[J].建筑技术，2018,49(S1)：5-7.

[8]杨茜.基于SciLab/Xcos的太阳能光伏建筑节能效果仿真分析[J].建筑

技术，2018,

49(8):842-844.

[9]崔俊奎，秦颖颖，李维，等.北京某医院暖通空调系统节能改造与运行

评价[J].建筑技术，2017,48

(7)：745-747.

•7

•