陈 才 杰
(广州大学建筑与城市规划学院，广东 广州 510006)
岭南传统村落梳式布局气候适应性研究
陈 才 杰
(广州大学建筑与城市规划学院，广东 广州 510006)
对岭南传统村落梳式布局气候适应性进行了分析，通过数值模拟村落进行了论述,提出了岭南村落梳式布局气候适应性评价方法，并对世界文化遗产自力村村落进行气候适应性研究,研究结果表明，采用梳式布局的自力村村落对于岭南湿热气候适应性强，通过对传统村落微气候的探索性研究，解决了传统村落气候适应性评价方法问题。
传统村落，气候适应性，数值模拟
1 项目背景概况
“开平碉楼与村落”于2007年6月被联合国教科文组织列入《世界遗产名录》，其由三门里村落、自力村村落与方式灯楼、锦江里村落及马降龙村落群组成。近年来，对于开平碉楼的研究在建筑史、华人华侨史、保护及利用方面有相当丰硕的研究成果，却鲜有人研究其村落微环境及气候适应性。本文选取自力村村落为研究对象，基于数值模拟研究方法，从村落梳式布局及村落传统民居的微环境出发，研究自力村村落对于岭南夏季湿热气候的适应性。
2 岭南村落布局形式
岭南村落的布局形式大致有四种：梳式布局、密集式布局、围团式布局和自由散点式布局或排列式布局，其中梳式布局为岭南传统村落最典型的村落布局。梳式布局村落中，建筑群前为一晒谷用广场。广场前为池塘，半圆形或不规则长圆形，用于养鱼、灌溉等。村落内建筑像梳子一样南北向排列成行，建筑之间形成巷道。
3 自力村概况
自力村，地处广东省开平市塘口镇，我国历史文化名村之一，也是世界文化遗产之一。气候条件为典型南亚热带季风气候，平均气温常年稳定于22 ℃，最热的月份为7月份，气温平均为28.4 ℃。最冷的月份为1月份，气温平均为13.4 ℃。夏季主导风为东南风，冬季为偏北风。
自力村村落布局为岭南传统村落经典布局“梳式布局”，村落的背部为风水林，前部为晒谷场、风水塘及成片的农田。自力村内传统民居布局整齐，呈梳式布局，通过南北向呈“梳子”状的巷道将村落内民居编织成一体。村内民居为传统“三间两廊”形式，即建筑面宽三个开间，东西两个入口门廊。
4 夏季室外风环境模拟
自力村室外风环境研究采用CFD方法。CFD模拟是从微观角度，选取某一房间或某个区域进行模拟分析，计算基于动量、质量及能量守恒等方程，通过分析区域内部空气的流动情况，提供使用者进行风环境的模拟依据。根据江门市气象局提供的资料，夏季自力村室外风场平均风速为1.42 m/s的SSE风场，作为边界输入条件。基于自力村总平面进行村落建筑几何建模，模型如图1所示。
夏季室外风速评价。
CFD模拟风速如图2所示。由于建筑物的形体尺寸等因素，迎风面遮挡即减缓了大部分的东南风，村落室外风环境的最低风速出现于大部分建筑物的背风面，其平均风速约为0.35 m/s。由于自力村村域面积较大，建筑密度相对较低，在夏季，位于自力村东南侧的建筑因无建筑物遮挡，其风速会较被遮挡建筑风速高，因此室外最大风速集中于无遮挡的村落东南侧直接迎风的建筑两侧，最高风速约2.07 m/s。整体自力村室外风环境流体分布均匀，无形成涡流，平均风速约为1.56 m/s。
根据GB/T 50378—2006绿色建筑评价标准第5.1.7条，建筑物人活动区室外1.5 m高处风速宜低于5 m/s，以保证人的正常室外活动。对比表1，自力村平均风速1.56 m/s，属于舒适范围的人体感受。因此采用梳式布局的自力村村落在夏季很好地适应岭南地区湿热气候，室外风环境整体舒适，适合人活动。
表1 风速变化与人体感受
5 夏季民居室内风环境模拟
传统村落的形成创造了丰富的生产及活动的室外空间，而传统村落由传统民居构成，民居则提供给人居住及活动的室内空间，室内环境的优与劣直接影响人在其中活动的生理及心理感受。选取自力村内传统的三间两廊形式民居为研究对象，采用CFD方法研究自力村夏季民居室内风环境，探讨自力村民居在夏季湿热气候下是否具有很好的气候适应性。
5.1 民居室内风环境分析
在岭南地区，由于夏季气候湿热的特点，室内的自然通风显得格外的重要，自然通风不仅能带走室内的热量，提高室内的舒适指数，同时通过自然通风，能持续为室内提供新鲜空气，并且降低室内的二氧化碳的浓度，从而很好的提升室内的微环境。如图3所示，选取自力村内的一幢传统三间两廊民居进行CFD模拟分析，黑色显示选取民居所处位置。根据所选民居平面图进行等比例建模(见图4)。
基于自力村室外1.42 m/s的SSE风场环境下，由室外风压云图(如图5所示)读取选取民居建筑通风口的风压，并进行记录(如表2所示)，建筑迎、背风侧的压差作为自然通风的驱动力赋予到相应建筑表面窗口可开启面积上，并将数值输入模拟模型进行自然通风模拟，模拟结果如图6所示。
表2 所选民居室外进风口风压Pa
通过CFD模拟分析，所选三间两廊民居夏季室内自然通风良好，在夏季开启外表面门窗时，能很好的组织穿堂风。在室内的活动区域，包括两间卧室、两间厨房及客厅，气流顺畅无明显的气流死区。由于传统的三间两廊大多都为一层，驱动自然通风的两侧风压差均比较低，室内风速在所选对象的迎风面风速较大，在北侧入户门厅的出风口处形成了最高风速，最大值约在0.83 m/s，卧室内部的风速较低，平均风速约为0.05 m/s，满足室内舒适度的要求。
5.2 夏季室内PMV评价
PMV(Predicted Mean Vote)，即预测平均投票数。PMV值是丹麦的范格尔(P.O.Fanger)教授提出的表征人体热反应(冷热感)的评价指标，代表了同一环境中大多数人的冷热感觉的平均。他将人体热感觉划分为7个标尺，如表3所示，通常认为-0.5≤PMV≤0.5是使人体舒适的最佳范围。
表3 人体热感觉标尺
通过选取自力村三间两廊民居为研究对象，采用CFD数值模拟，室内PMV分布云图如图7所示。
由图7分析显示，民居室内总体PMV值均在-0.53以下，且室内PMV平均值为-0.61，对照表热感觉标尺，室内人体热感觉为微凉。PMV最小值为-1.88，出现于北侧入户门处，人体热感觉为凉。总体来说，由于自力村民居夏季具有良好的通风环境，穿堂风能很好的带走夏季室内的湿热空气，室内热感觉总体表现为微凉，因此自力村民居能很好的适应岭南地区夏季湿热的气候条件。
6 结语
通过数值模拟形式分析并研究世界文化遗产自力村村落的适应性发现：
1)自力村村落布局总体迎合夏季东南季风方向，通过梳式布局，很好的组织村落室外风的流动，从而创造宜人的村落室外微环境，能很好的适应岭南地区夏季湿热的地域气候。
2)自力村传统三间两廊民居通过迎合夏季东南风方向布置，通过组织穿堂风带走夏季室内的湿热空气，从而创造了凉爽宜人的室内居住环境，也很好的适应岭南地区夏季湿热的地域气候。
总的来说，自力村村落对于岭南地域气候适应性强，具较强的气候适应性。希望通过研究自力村村落气候适应性，能为岭南地区传统村落气候适应性的研究及提升提供借鉴。
[1] GB/T 50378—2006,绿色建筑评价标准[S].
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Studyonclimaticadaptabilityofcomb-stylelayoutinLingnantraditionalvillage
ChenCaijie
(CollegeofArchitectureandUrbanPlanning,GuangzhouUniversity,Guangzhou510006,China)
This paper analyzes the climatic adaptability of the comb-style layout of the traditional village in Lingnan, and discusses the method of the climate adaptability evaluation of the comb-style layout of the Lingnan village by numerical simulation. And the world cultural heritage village, Zili village to carry on the climate adaptability research, the research results show that the village with the comb-style layout is adaptable to the hot and humid climate of Lingnan, and the traditional village climate adaptability evaluation method is solved by exploring the traditional village microclimate.
traditional village, adaptation of climate, numerical simulation
1009-6825(2017)23-0025-03
2017-06-08
陈才杰(1992- )，男，在读硕士
TU982.29
：A
