时间:2024-07-28
王晓辉 WANG Xiaohui
从自然环境适应、技术方法适应、人文意趣适应3 个方面分类概括地域适应性,提出适宜苏州乡村民宿的绿色设计策略。调研选取苏州乡村某地块,提出地域性绿色策略,从自然环境适应、技术方法适应、人文意趣适应3 个层面开展民宿设计,通过民宿设计验证优化策略的可行性,设计出更加具有苏州乡村特色,且节约能源、舒适美观的乡村民宿,为未来乡村绿色民宿研究提供参考,助力乡村振兴。
地域适应性;民宿;绿色设计;量化分析
在乡村振兴背景下,苏州乡村民宿蓬勃发展,有上万家旅游民宿,助力超过40000人解决就业问题,民宿旅游产业是新的农村经济发展点。但乡村民宿产业仍处于迅猛发展的“草莽阶段”,由于外来文化及资本的入侵,导致大部分地方民宿丧失了本土特色,能源消耗巨大、生态环境也遭到破坏。
2009年,虞志淳等人发现关中传统民居蕴含绿色智慧,结合现代技术优化研究。2017年,黄沛等人广泛收集民宿网络评论、负面评价等主要问题。2018年,马如月论述江南建筑的传统智慧,提出如何应用传统智慧对现代建筑进行设计的应用策略。目前,我国在地域建筑适应性与乡村民居节能方面有较多研究成果,但从地域适应性角度出发对乡村民宿绿色设计开展的研究几近空白,通过此研究可突出民宿的地域特色,实现绿色可持续发展,提高吸引力,节约能源,提升经济效益。
地域适应性是建筑存在的重要基础,其立足于地域特色,与场地周围环境、地貌气候适应,以建筑的语言与形式对地域文化进行展示。苏州乡村民宿以体验乡村生活、欣赏乡村文化为主要特色,通过地域适应性对民宿进行设计研究,避免民宿设计同质化,降低能源消耗。
1.2.1 自然环境适应
苏州地域建筑与水关系密切,民居大多邻水而建,既方便进出及取用水,又可对水系的自然水体昼夜温差和水陆温差等生态作用加以利用,达到通风换气的效果,带走室内湿热空气并营造微气候。院落式布局是苏州地域建筑常见的平面组织形式,除便于采光、通风外,还可优化空气环境,改善院落微气候。
1.2.2 技术方法适应
1)挑檐遮阳降低热辐射 苏州地域建筑挑檐、檐廊运用较多,既可在多雨时节防止雨水侵袭墙面,又起到遮阳防晒作用。
2)空斗墙体保温 地域建筑采用空斗墙砌筑方式,增加墙体砌筑厚度,在墙内部形成空气层保温,或将空气层内填入泥土,降低墙体导热系数,达到节约材料及保温的目的。
3)双层屋面隔热 在屋顶建造过程中,为防止冷气侵袭,起到冬季保温的作用,在屋顶与天花之间设置中空的空气间层,既能保温隔热,又能带走闷热潮湿的空气。
4)地面防潮 考虑当地多雨气候,将通风口设置在地面水平层与地面层之间的空气层,使地面空气流动带走潮湿气流,以达到防腐防潮目的。
1.2.3 人文意趣适应
在有限的空间结合曲折路径,打造小中见大、步移景异的院内景观。庭院绿植可净化空气、调节湿度、遮蔽眩光、放松心情。苏州地域建筑色彩淡雅,强调协调而非对比。白墙黛瓦的江南水乡精致形象深入人心。除淡雅的观赏性能,相较于深色墙面,浅色墙面会吸收更少的太阳辐射,降低温度向内部的传递效率。
2.1.1 适宜气候的形体布局
通过对苏州地域建筑以及苏州乡村民宿进行分析,总结出“一”字形、“L”形、“U”形等建筑形体。模拟结合苏州地区气象条件,建筑高度为9m,模拟结果为1.5m处建筑室外风环境,其中“一”字形布局夏季北侧、“U”形布局夏季南侧需合理布置景观,避免形成漩涡风,冬季北侧迎风面的风速较高,应尽量开小窗,设置厨房、布草间等非主要功能房间。单廊式民宿建议在南侧开大窗并设计阳台,以遮蔽阳光。
2.1.2 适应性景观微气候调节
绿化是调节室外微气候的重要途径,植物对于微气候的影响包括植物物理结构和生物属性改变风环境等。本次模拟冬季无绿植导风、单株乔木导风、乔灌草复合绿化与建筑主体90°与120°夹角导风。通过模拟结果可知:当复合绿化垂直于建筑时,导风效果不佳,建筑南北侧风速与迎风面积几乎一致;采用单株乔木模拟时,建筑北侧风速降低,南侧迎风面积增多;当复合绿化与建筑呈120°夹角时,北侧风速降低,南侧迎风面积与风速明显降低。
2.2.1 降低建筑窗墙比
延续苏州地域建筑智慧,且结合民宿特性,针对开窗的节能效果,用DeST软件对不同开窗形式下的负荷进行模拟计算。模拟房间平面为4500mm×6000mm,分北侧朝向与南侧朝向分别计算。参考苏州地区民宿常用构造进行模拟,即240砖墙构造、铝制窗框、6mm单层玻璃,窗墙比选择0.9,0.8,0.7,0.6,0.5,0.4,0.3,并分别进行负荷模拟计算。
通过负荷模拟可看出,随着窗墙比降低,北向与南向房间总负荷均降低。南向房间在窗墙比降低的同时,采暖热负荷提高,空调冷负荷降低;北向房间在窗墙比降低的同时,采暖热负荷逐渐降低。苏州乡村民宿主要依靠自然资源吸引游客,春季、夏季、秋季人流量高于冬季,故南侧窗墙比降低,空调采暖负荷增加,但应以空调冷负荷变化趋势作为主要分析依据,结合DB 32/4066-2021《居住建筑热环境和节能设计标准》,窗墙比应尽量控制在0.45以内。
2.2.2 科学优化遮阳屋檐
苏州地域建筑有无檐遮阳、廊檐遮阳、窗檐遮阳等不同方式,通过软件模拟不同尺寸遮阳时的负荷变化,从而确定最佳遮阳形式。模拟房间尺寸为4500mm×6000mm,窗户尺寸为3000mm×4200mm,根据房间窗口南侧朝向与北侧朝向分别进行模拟计算。
通过DeST负荷模拟数据可知,北侧与南侧朝向房间全年累计负荷在遮阳进深为300~700mm时,低于无遮阳的房间,随着进深增加,总负荷量增加。在深度为800mm时,民宿总负荷与未添加遮阳民宿负荷数据最接近,遮阳进深为900~1500mm,房间荷载变大,建议遮阳设计在700mm以内。
2.2.3 增强围护结构保温性能
1)砖砌体加保温 苏州乡村民宿外墙为240砖墙无保温构造。墙体无保温时房间负荷最高,有内保温与有外保温的房间负荷依次递减。为使墙体外保温效果最佳,建议民宿设计时优先采用外保温形式。
2)改良空斗墙 空斗墙厚约360mm,外墙再粉刷白石灰,反射大量热源,起到良好的隔热作用。将传统苏州保温措施结合现代技术应用于民宿中,不仅绿色节能,而且对于传承苏州地域建筑特色具有重要意义。
3)设计双层屋面 苏州乡村民宿基本以坡屋顶为主,可将坡屋顶的斜面处隔为空腔,阁楼内部设置保温隔热板,使整个阁楼成为保温隔热系统,增加夏季热量的散失,冬季提高的保温效果,提升建筑整体的舒适性。
4)门窗保温 门窗是建筑整体围护结构中能耗最高的部分,普通单层玻璃门窗极易损失能量,占建筑冬季保温或夏季降温能耗的一半以上。
5)地面热阻分析与改造 苏州乡村地面传统做法是用10cm厚的素土夯实,再铺上6cm厚的细石混凝土,最后水磨石找平。建议在上述步骤做完后,再刷上1cm厚的保温砂浆和1cm厚的水泥砂浆,可将传热系数可降低为0.25W/(m2·K)。
2.2.4 合理利用新科技产品与能源
合理利用太阳能光伏、太阳能热水器、生物质能等清洁能源。太阳能热水器利用建筑坡屋顶的形式直面太阳,可更加充分地利用太阳热辐射。坡屋顶所形成的阁楼还可用于放置水箱等储水设备,具有更好的保温效果。选用具有节能效果的智能天窗、节能空调、节水器具等以满足室内采光与通风的需求。
在朝向景观面合理设置玻璃窗,既使建筑风格延续苏州地域风貌,又方便使用者观赏窗外景色。设计灰空间以增强人与自然的相互联系。对于场地内部原有自然资源加以保护利用,通过分隔、围合等形式使其成为场地内部的特色景观。
以苏州树山村某处空地作为民宿设计场地。冬季北风较大,在景观设计时需在民宿北侧种植部分乔木、灌木,对建筑主体进行遮挡。参考地域建筑设计方式,将辅助功能房间(茶餐厅、门厅、棋牌室)设于北侧,将主要居住房间(客房)设于南侧(见图1)。
1 建筑平面1a1层1b2层
民宿应在较好视野基础上选择较低窗墙比,四面朝向窗墙比均小于0.45。1层茶餐厅、2层棋牌娱乐室的开窗尺度较大,为与室外景色更好融合,其他开窗尽量选择较小的尺度(见图2)。
2 建筑立面2a北立面2b南立面2c西立面2d东立面
民宿采用苏州传统的白墙黛瓦色调,为常见的坡屋顶形式,避免乡村民宿建筑外形过于现代化,设计天井小院子,并在院内种植树木,采用圆拱形入口,以片墙连接檐廊,使廊下休息空间与水面相对,延续地域建筑风貌与空间氛围(见图3)。
3 建筑效果
合理布置民宿内景观节点,保证各个房间均可观景。民宿入口处景观节点1以白墙为底,栽植松树;节点3采用圆洞门框景;节点4与节点5主要以盆栽为主,体现了苏州农家景观的精致感。上述节点均可在民宿北侧与茶餐厅东侧的房间内观赏,以延续苏式景观文化意境(见图4)。
4 景观节点
从自然环境适应性、技术方法适应性、人文意趣适应性3个层面概括地域建筑的传统绿色技术。优化引用上述内容,解决现有民宿特色不明、绿色设计缺失的问题,并利用软件模拟分析提出相应的设计策略。以苏州树山村为例,在回应自然、应用绿色技术、传承人文特色等方面开展民宿设计研究。
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