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重庆中山古镇龙塘村传统民居热舒适度调查及改造对策*

时间:2024-07-28

严永红 缪佳伟 罗韶华 YAN Yonghong, MIU Jiawei, LUO Shaohua

◎建 筑 学

重庆中山古镇龙塘村传统民居热舒适度调查及改造对策*

严永红 缪佳伟 罗韶华 YAN Yonghong, MIU Jiawei, LUO Shaohua

根据对重庆中山古镇龙塘村64户既存农宅建筑现状、室内热舒适度的调研结果,提出传统生土材料及其建造技术充分适应重庆地区气候条件,值得保留和推广。针对调研中发现的生土墙粉刷层易脱落、房间通风不佳等问题,通过新型生土砂浆材料的运用、门窗开启形式的变化、简易通风装置的增设等,实现对既存生土材料农宅的低成本改造。对已改变使用功能的传统寨堡型四合院荣庐庄园进行热环境抽样实测,找出影响其室内热舒适度的主要原因并提出不同于传统农宅的改造措施,指出改造重点应为强化建筑重点部位的保温隔热及密封性能,以避免热/冷量的流失。

重庆传统民居;生土材料;热舒适度;改造措施

1 研究背景

重庆远郊区县现存大量民居、宗祠、商铺等传统建筑,这些建筑具有较高的建筑艺术价值,反映出适应本地区地理特性与气候类型的营造智慧,尤其是装修细部和雕刻艺术都能具有鲜明的时代和地域特色[1]。在这些传统建筑中,民居特别是经济欠发达地区的非文保民居正遭受着严重的破坏:一方面,当地政府暂无足够的财力对这些民居进行有效、全面的保护;另一方面,部分建筑的功能布局已无法满足当下新的生活方式的需要,多被推倒重建或改建。这种改建源于居民自发的行为,受知识水平限制,加之工艺的失传,往往对民居原有风貌造成了严重的损害。由于缺乏专业技术指导,尽管改造后的民居在使用功能上有所改进,但室内物理环境并未得到彻底改善,特别是热舒适性普遍较差。

重庆属冬冷夏热地区,在过去,传统民居热环境的调节主要依赖冬季燃烧干柴或秸秆、夏季自然通风来实现。在居民自发改建的过程中,受功能布局调整、加建、局部建筑材料变更等多重因素影响,传统民居原有的热环境已被改变,但改造后的民居热环境如何?能否满足居民对热舒适度的要求?如不能,如何改造才能提升建筑室内的热环境品质?

基于此,本文试图通过对未经改造的既存传统民居目前的使用情况、居住者对室内热舒适度的主观评价及改造后的民居建筑的热工环境、通风状况等物理指标进行实测分析,指出存在的问题,找出既存传统民居可资利用的传统建筑技术,结合新技术的运用,为山地传统民居建筑物理环境的改善提供思路。

2 研究对象

此次调研与实测对象选择了保存较为完好、村落布局与建筑风格具有代表性、目前尚在正常使用中的传统村落——重庆市江津区中山古镇龙塘村。龙塘村传统民居建筑主要分为两类,一类为普通农宅,规模小、数量多;另一类为以荣庐庄园(图1)为典型代表的寨堡型四合院,建筑体量大,历史价值较高。

3 调研与分析

3.1 村镇概况

龙塘村位于中山古镇老街东南方,村庄农宅均沿山坡等高线排列布置,农宅基地与山地走势相结合,很好地适应了山区复杂多样的地形。该村镇传统民居建筑大多由2—4户人家形成一个“L”或“凹”型的组团,村落布局、建筑形式在重庆地区传统村镇中具有非常典型的代表性。

荣庐庄园位于村落西面,建于民国时期,是重庆地区典型的寨堡型四合院。后由于庄园主人出走,庄园逐渐荒废,20世纪90年代由现主人修葺。修葺后的庄园基本保留了原有空间结构,但由于屋顶损毁严重,重建了坡屋顶,并加装了部分老虎窗。建筑被作为农家乐旅馆继续使用,原有堂屋、厢房等被改造为展览用房,其余房间则被改造为管理者生活用房和客房。

3.2 既存普通农宅问卷调研与分析

课题组于2013年期间对龙塘村现存64户农宅建筑进行了实地调研,发放调查问卷64份并全部收回,其中有效问卷59份,有效率92.2%。调查问卷内容分为家庭基本情况、住房基本情况和日常生活情况三大部分[2]。

3.2.1 家庭结构

农村产业结构的调整和城镇化进程的加快对传统农村家庭结构产生了重大影响,农村夫妻单独或双双外出打工使原有的家庭结构遭到破坏,出现了许多由留守儿童与老人组成的隔代直系家庭[3]。调查中发现,龙塘村农户的家庭结构也同样呈现出小型化与多样化的趋势(图2-3)。

这种家庭结构的变化要求未来的农宅改造中更多地考虑老人和儿童对居住空间物理环境的需求,如应尽量减少对空调等主动式热环境调节方式的依赖,转而挖掘当地传统建筑材料的潜能、研究新型节能材料与传统材料结合的可能性。

3.2.2 收入水平

根据调研,当地居民主要的收入来源为在家务农和外出务工所得,不同家庭的经济状况虽有差异,但大多数家庭仍处于中低收入水平(图4)。这一调查结果提示,对普通农宅的改造必须严格控制成本,选用低成本的适宜技术,充分利用好原有建筑材料,避免大拆大建。

图1 荣庐庄园Fig.1 Ronglu Manor

3.2.3 农宅建设年代

在课题组调研的64户农宅建筑中,建成于20世纪60年代和70年代的各占5%;此外有15%的农宅建成于20世纪80年代,而20世纪90年代及21世纪初建成的农宅所占比例分别为48%和25%。因此,龙塘村内存在多个年代的农宅并存的情况(图5)。

3.2.4 建筑材料

虽然龙塘村农宅建筑的建设年代跨度大,但建筑结构基本相同,为木结构建筑;建筑材料类型也较一致,均为就地取材的生土和木材的结合(图6)。这些农宅建筑总体保存良好,有利于下一步节能改造工作的进行。

3.2.5 建筑能耗

龙塘村居民的夏季降温方式以使用电风扇为主,部分经济条件较好的农户使用空调;冬季多通过燃烧干柴、秸秆及煤等天然固体燃料取暖,少部分村民使用了空调和电烤炉等。总体而言,当地民居建筑的建筑能耗普遍较低(图7-8)。

3.2.6 农宅室内热舒适度

图2 家庭结构Fig.2 family structures

图3 家庭人数Fig.3 the number of family members

图4 家庭收入Fig.4 family income

图5 建设年代Fig.5 construction time

为准确了解居民对室内环境的主观感受,选取对热环境变化最敏感的主卧室为对象,对居住者进行问卷调查[4]。调查结果显示,居民对主卧室热舒适度的满意度较高(图9-10)。但在通风情况方面,仅有6%的村民表示非常满意,而有22%的村民认为较差,17%的村民很不满意(图11)。

图6 建筑材料在民居建筑中的分布Fig.6 distribution of building material in residential buildings

图7 夏季主要祛暑方式Fig.7 main cooling methods during summer

图8 冬季主要采暖方式Fig.8 main heating methods during winter

分析造成上述关于室内环境热舒适度的主观感受的原因可知,传统农宅对主卧室的私密性、安全性要求较高,主卧室窗台普遍较高、窗户小,且所有被调查农宅的主卧室均只设一扇窗,与堂屋等其他功能房间相比,主卧室的自然采光和通风自然受到了很大限制;但从另一方面看,房间密闭性好,墙体全部采用保温、隔热性能好的生土材料,因此居民普遍反映其热舒适度较好。

3.3 荣庐庄园室内热环境实测与分析

荣庐庄园最初为大户人家宅院,从历史资料上看,其原有室内空间较为开敞、通透。后改建为农家乐旅馆并进行了简单装修:加建坡屋顶,拆除室内原有格栅门,对房间进行重新分隔,增加卫生间和大量编竹夹泥板隔墙,并用三合板吊顶。课题组成员分不同季节多次租住荣庐庄园客房,以亲身体验其热环境,得出主观评价如下:光照严重不足,室内潮湿,通风较差,冬季室温偏低、夏季室温偏高,冬、夏两季均需使用空调进行热环境调节,热舒适度明显逊于同样使用土胚墙的传统农宅。为进一步了解荣庐庄园室内热环境状况,选取庄园西北向二楼客房进行抽样实测。

测试时间为2013年8月21、22日早上9:00至下午17:00,天气状况为晴天。实测仪器如表1所示,测试点如图12所示。其中S点为庄园天井测试点,A-D为室内测试点。由于通风状况受门窗洞口的影响较大,因此在测试房间内各设近窗(门)与远窗(门)2个测试点。

3.3.1 热环境测试

实测期间,室外天井平均温度为32.57℃,最高达34.3℃,最低为28.5℃,白天温度波幅为5.8℃。客房温度普遍较高,与天井最大温差只有3℃,整体防热效果较差,土坯墙良好的保温隔热性能未能体现出来(图13)。分析其原因大致有以下三点。

首先,在对原有大房间进行重新分隔时,考虑到建筑荷载问题,拆除了部分保温隔热效果好的土胚隔墙,代之以质轻但保温隔热性能差的编竹夹泥板隔墙[5]。

其次,建筑功能改变后,受原有建筑结构的限制,无法在生土外墙上另行增设采光通风口,也未将原有传统竹、木门窗改为性能更好的保温门窗,木窗均为单玻窗,还有一些窗户无窗扇,因此房间的密闭性差,无法阻断室外热流向室内的传递。

第三,屋主自行加建的坡屋顶系在木檩条上直接铺设小青瓦,用薄木板吊顶,这些建筑与装修材质轻薄,保温性能差。

3.3.2 自然通风与湿度测试

测试期间室外平均风速为1.25m/s,近窗点A1、B1、C1点的平均风速分别为0.56m/ s、0.62m/s和0.43m/s,远窗点风速则几乎为0。由于客房内空间闭塞,且没有向天井开窗,无法形成穿堂风,故客房内部风速急剧下降(图14),无法发挥传统天井调节小气候的良好作用。客房上方虽有阁楼和老虎窗,但阁楼完全密封,热压通风无法形成。

图9 对夏季室内热舒适度的主观感受Fig.9 subjective feelings of the summer indoor thermal comfort

图10 对冬季室内热舒适度的主观感受Fig.10 subjective feelings of the winter indoor thermal comfort

图11 对室内通风情况的主观感受Fig.11 subjective evaluations of the indoor natural ventilation

图12 测试点Fig.12 the test point

由于测试日天气晴朗,被测二层客房室内湿度较为适宜。但重庆地区降水丰富,属高湿地区,同时也是全国年日照最少、静风率最高的地区之一,环境湿气大加上通风不畅使荣庐庄园在冬季和雨季时室内湿度很高,特别是一层问题更为突出。

表1 测试用仪器和工具Tab.1 measuring instruments

图13 客房温度变化图Fig.13 temperature variations in guest room

图14 客房风速变化图Fig.14 changes of wind speed in guest room

4 结 语

调研中发现,龙塘村居民普遍对以生土为墙体材料的传统农宅室内热环境表示满意,认为其冬暖夏凉,性能远优于砖混或框架结构的新建商品房;与荣庐庄园室内空气质量抽样检测的结果相比,即使在通风状况很差的情况下,传统农宅的空气质量也基本满足国家规范要求。此前担忧的生土墙吸潮、返潮、霉菌、生虫等问题均未在受调查的农宅中出现,说明传统生土材料及其建造技术是充分适应该地区气候条件的,值得保留和推广。

调查中不少老人表示不愿迁入镇上的商品楼,希望在以后的改造中仍能保留以生土为墙体材料的传统农宅。但居民同时对生土墙粉刷层易脱落、影响美观、室内昏暗等缺点不满意,希望未来的改造能解决这些问题。根据这一建议,在后续的示范改造中,课题组在原有土胚墙表面运用了中国建筑西南设计研究院有限公司(课题组成员之一)研发的专利产品——新型生土砂浆材料①。该材料具有高粘接力和良好的防水、透气性能,成本低廉,既可保持生土材料良好的热工性能,又可提高其防水、防潮功能,较高的材料反射系数还能使室内光环境及室内空间品质得到显著改善。

对于问题突出的农宅通风问题,考虑到老人、儿童对热环境的特殊需求及当地大部分家庭收入较低的实际困难,在改造中仅对门窗洞口尺寸、门窗材料、窗户开启方式等进行了局部改动,在通风最差的区域增设了低成本的机械通风装置。这种做法既有效改善了室内通风状况,又很好地控制了农宅改造成本。

而对于荣庐庄园的改造,针对实测中发现的问题采取了如下措施:墙体和屋顶增设岩棉保温层;将普通木门更换为保温门;所有窗户改为断桥铝合金窗扇+双层中空玻璃;阁楼老虎窗更新为开启方便的中悬窗,夏季开启以通风,冬季关闭并利用增设保温层的屋顶蓄热①。为保持庄园的建筑风貌,所有材料均进行了表面处理,使之与原有建筑风格协调。无通风的卫生间则增设了低成本的辅助通风装置。

荣庐庄园的改造措施不同于农宅,原因是考虑到由于建筑功能的改变,仅靠自然通风和被动式降温/保暖措施无法满足需求,空调的使用已不可避免。因此,重点强化了建筑重点部位的保温隔热及密封性能,以避免热/冷量的流失。

注释:

① 杨真静, 田翰元, 胡琪曼, 等. 远郊型特色民居室内物理环境优化关键技术——建筑热工篇[文本]. “十二五”课题子课题《山地传统民居文化空间更新利用与物理环境优化关键技术与示范》, 2015.

[1] 曾娟, 林琳. 经济欠发达地区非文保民居保护思考[J]. 新建筑, 2011(02): 33-35.

[2] 缪佳伟. 重庆地区传统民居通风优化策略研究[D]. 重庆: 重庆大学, 2014.

[3] 秦天枝. 新农村和谐家庭建设问题探析[J]. 农村·农业·农民(B版), 2011(05): 13-15.

[4] 曾恒志. 湘中地区新农村住宅的适宜性建造策略研究[D]. 重庆: 重庆大学, 2012.

[5] 陈晓扬, 仲德崑. 宏村徽州传统民居过渡季节室内环境分析[J]. 建筑学报, 2009(S2): 68-70.

图表来源:

图1:作者拍摄

图2-14:作者绘制

表1:作者绘制

(编辑:郑曦)

Survey of Traditional Residentials’ Indoor Thermal Comfort and Reconstruction Measures in Longtang Village, Zhongshan Town, Chongqing Municipality

According to the survey results of the 64 existing farm houses' building conditions and the subjective evaluations of indoor thermal comfort by residents from a typical traditional village in the suburb of Chongqing, the paper puts forward that traditional adobe materials and construction techniques are well adapted to the climatic conditions of the Chongqing area, and thus it's worthy of preserving and promoting. In the research, we fi nd that the stucco layer of adobe walls are easy to fall off and rooms ventilate poorly, etc. In order to solve these problems, we can improve through the use of new adobe mortar materials, the changes of open forms of windows and doors and the addition of simple ventilation devices to complete the existing adobe material farm house reconstruction with low-cost. The paper also carries out the sampling measurement of the Ronglu Manor's thermal environment, which fi nds the main reason that impacts its indoor thermal comfort and presents reconstruction measures that are different from the traditional house renovation measures. Building reconstruction should focus on strengthening the heat insulation and sealing performance of key parts of the building, so as to avoid the loss of heating or cooling capacity.

Traditional Residential Buildings in Chongqing Municipality; Adobe Material; Thermal Comfort; Reconstruction Measures

10.13791/j.cnki.hsfwest.20150208

严永红, 缪佳伟, 罗韶华. 重庆中山古镇龙塘村传统民居热舒适度调查及改造对策[J]. 西部人居环境学刊, 2015, 30(02): 40-43.

TU119

B

2095-6304(2015)02-0040-04

* “十二五”课题资助项目(2013BAJ11B00)

严永红: 重庆大学建筑城规学院,山地城市建设与新技术教育部重点实验室,教授,博士生导师,65120701@126.com

缪佳伟: 杭州市建筑设计研究院有限公司,设计师

罗韶华: 重庆大学建筑城规学院,硕士研究生

2015-02-11

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