安徽省建筑设计研究总院股份有限公司 余梦琦 王东红

1.前言

2013年9月7日，习近平在哈萨克斯坦纳扎尔巴耶夫大学回答学生问题时对“两座山”论作出进一步阐述，“建设生态文明是关系人民福祉、关系民族未来的大计。我们既要绿水青山，也要金山银山。宁要绿水青山，不要金山银山，而且绿水青山就是金山银山。”

2015年11月在巴黎举行的气候变化大会上，习近平提出，通过科技创新和体制机制创新，实施优化产业结构、构建低碳能源体系、发展绿色建筑和低碳交通、建立全国碳排放交易市场等一系列政策措施，形成人和自然和谐发展现代化建设新格局。

生态的变化发展遵循着大自然的客观规律，《荀子·天论》中有言，“应之以治则吉，应之以乱则凶。”尊重自然、顺应自然、保护自然，习近平对待生态问题和谐平衡的思想，正是根植于生生不息的中华文明中。

在节能的基础之上创造良好的室内环境是绿色建筑的主要发展方向，这也使得蕴含丰富的被动式设计策略传统民居备受重视。但是，现代建筑室内的舒适性大都依靠人工设备来维持，因此随之而来的是大量的资源和能源消耗以及环境污染等问题。传统建筑强调的是建筑与自然的融合。由于当时资源的匮乏以及技术的落后，古代工匠就必须最大限度的利用自然环境，设计出依靠自身调节的建筑。通过长时间的探索和积累，传统民居中蕴含了丰富的适应当地气候的建造经验。既留住了青山绿山又创造了良好的室内环境，体现了绿色建筑以“四节一环保”为核心内容的绿色建筑发展理念和体系。

本篇文章通过对徽派建筑进行总结和概括，探讨其中所蕴含的被动式节能技术，为绿色建筑的发展和设计提供参考依据。

2.   徽州民居概况

(1)     地理位置

徽州，简称“徽”，古称歙州又名新安，由黄山市的歙县（含现徽州区及黄山区汤口镇）、黟县、休宁（含现屯溪区）、祁门及婺源（现属江西上饶）、绩溪（现属安徽宣城）六个县组成，史称“徽州一府六县”。

州地区位于安徽省南部，东邻浙江，西邻江西，地处皖、浙、赣三省交界处，介于东经117°12′~118°55′与北纬29°24′~30°31′之间，素有“七山半水半分田，两分道路和庄园”之称，全区七县二市，以屯溪为行署，总面积1.34万平方公里，总人口180万。

图 古今徽州的地域范围

(2)     气候特征

不同区域建筑的空间布局、建筑形体、围护结构等方面有着很大的区别，影响这些因素主要在于当地的气候特征，建筑永远是与气候因素相统一。

徽州地区属于中亚热带地区，四季分明，雨水充足，属于季风湿润性气候，相关特征表现在温差小、雨水多且湿度大等方面。年平均气温15℃—16℃，平均湿度≥80％，大部分地区一年之中较少出现严寒和酷暑天气。全年日照资源较为丰富，年太阳辐射总量在4400～5500mj/m²之间，与全国太阳辐射平均水平（5200MJ/m²）相持平，年日照小时数约在1800～2500h之间，且在每年5～8月份辐射量高且集中，11～2月份辐射低且分散。徽州地区冬夏季分别以东北风和西南风为主，全年则多为东北风，且风速较低。

    3. 徽州民居整体布局及规划

——遵循绿色建筑中的因地制宜原则

传统民居生成和传承的经验模式，是从总体上着眼于和环境的共生共存方式，利用建筑物自身形态、布局、朝向、空间布局以及地方材料的采用和处理等的被动式生态技术来实现目的。

(1)     选址规划

徽州民居地处丘陵地区，民居的建造充分体现出随坡就势，因地制宜的原则。徽州古村落多坐落在山光水色之间，其选址体现了“天人合一”的人居环境观，或背山临水，或枕山面水，或依山跨水，且多处于山南麓，随坡就势，阳光充足，又背山屏挡冬季北向寒风，面水迎来南向季风，村落的植被和水体蒸发，不仅可调节空气湿度，改善空气质量，在夏季还可达到降温的效果，这种村落环境布局有利于形成良好的微环境气候。

由于可建造房屋的土地较少，徽州传统民居的聚落形态是稠密而非分散的，通过高大建筑外墙之间的相互遮挡，在炎炎夏日减少了太阳辐射照射到地面机率，改善了民居的室外环境。

图 建筑选址规划

(2)     冷巷

徽州传统民居的“高墙窄巷”为一大特色，民居的建筑外墙高大，单体建筑间距较小，街巷的高宽比一般控制在5:1~10:1之间。这种设计的手法是为了减少夏季的太阳辐射得热，街巷的得热量的多少与街巷的宽高比及方位优质密切的联系。当街巷的宽高比小时，街巷受到太阳辐射的时间减少，街巷内没有阳光的直射，巷内温度较低，比较阴凉，故而称之为“冷巷”。

冷巷不仅存在于建筑单体之外，在徽州民居中，有些民宅在一列功能房间的一侧，设计一条窄窄的走道，走道与天井相连，一般南北布置，这种布局与主导风向一致，有利于加强自然通风。冷巷内阴凉的环境对来风进行降温后送到功能房间内，达到通风降温的目的

图 街巷空间

(3)     朝向

徽州古民居的空间布局不仅有着人文社会思想方面的意蕴，更有着其功能作用，为人们提供健康舒适的生活居住环境。徽州古民居大多坐北朝南，但不朝正南，俗语云：“商家门不朝南，征家门不朝北”，五行中，商属金，南属火，火克金，不吉利；征属火，北属水，水克火，也不吉，徽州商人经商在外，为图吉利，故大门不朝正南开。

这种门向在避讳的同时，也有利于充分利用南向日照，避开冬季北向冷风，改善冬季室内热环境；夏季也可充分迎接东南风，保持室内凉爽环境；对于生产力低下的古代社会，这种设计充分利用自然通风与光照，正与现代的被动理念不谋而合，体现出古人的高超智慧。

(4)     水系及水体

传统民居周围的水系是影响聚落规划的重要因素，这一点在徽州传统民居中的体现更为明显。徽州传统民居的建筑大多沿着水系建造，聚落中的水系功能多样，不仅提供了居住者盥洗、灌溉、排涝等生活用途，同时它还可以有效地调节室外微气候。

徽州传统民居村落背山面水，水系沿着街巷顺势向下流，流经建筑单体，在单体建筑中都有活水流入，家家户户天井下均有水池。建筑位于水体的下风向，经过水体冷却后的空气，吹向建筑；此外，水体源源不断的流经建筑带走建筑的热量。这种利用水体蒸发吸热形成的压差使得空气流动，从而降低空气的温度，增加建筑散热，起到调节聚落微气候的功能。此外，传统民居的房檐下设有水池，利用夏季水体蒸发来降低建筑内温度，提高夏季的舒适度。水蒸发冷却的调节方法在国外建筑中应用也相当广泛，对调节室内环境都具有非常好的应用效果。

图 村落水体

图 民居内水体及民居周围水系

(5)     空间布局

受儒家“中庸”思想影响，徽州古民居总体布局讲究平衡、对称、协调，中间为宽敞的厅堂，两侧为厢房，前为天井，且多呈矩形布局。《明史·舆服志》记载：“庶民庐舍，洪武二十六年制，不过三间五架”，面阔三间，进深五架的三合院（屋）已不能满足部分徽商的生活需求，于是就出现了一屋多进（如查济“馀庆堂”），使居住空间纵向延伸，形成多进堂，层层递进，且后进高于前进，寓意步步高升，进与进之间有中门相连通，有利于形成穿堂风，增强室内的空气流通。

传统民居的建筑大部分都是两层结构，二楼通常被当做储藏室使用，人们的主要活动空间集中在一层。厢房布置在厅堂的两侧，和厅堂呈“一”字型展开，一层的高度大约为2.6m，厅堂是贯穿一二两层的高大空间，这样的设计有利于产生热压差，促进自然通风。

图 民居室内布局

建筑内部的布局可以按照垂直和水平的方式进行布置，传统建筑主要是按照水平方向进行布置的，建筑的厨房和卫生间放在院子之中，建筑内主要是活动空间厅堂和休息空间厢房。厅堂和厢房前，有一个半开放的天井区域，在室外气候作用到室内时，起到缓冲的作用。房屋内部垂直方向上，由于二层阁楼和架空的地垄两个缓冲空间的存在，它可以起到保温隔热的效果，保证了厢房内的热稳定性。

4. 徽州民居的“绿色”元素

——充分利用被动式设计技术营造“绿色”室内环境

传统民居就地取材，避免远距离运输，减少了能源消耗；高效用材，其构造和材料的高度协调，利用不同材料的特性，组合或重叠使用；尽可能使用自然舒适度较高的空间或者空间中自然舒适度较高的部分来营造良好的室内环境。

(1)     外围护结构

徽州民居外墙高大，墙体需要较大的蓄热能力从而增加热量传入室内的延迟时间。因此，当地的墙体非常的厚重，厚度为280mm-500mm。为了防止水汽对墙体根基的侵蚀，大部分是由石块作为墙体底部，石块上方砌筑空斗砖墙。砖是采用当地的粘土烧制而成，蓄热性能和保温隔热性能极好。空腔内填充碎砖和粘土，进一步增强了整个墙体的热阻和蓄热能力。

民居外墙的建造方式是先建造内部的木骨架结构，然后再沿着木结构外侧砌筑空斗砖墙，承重结构主要是木骨架，砖墙在此只是起到了围合的作用。在这种设计之下，即使砖墙发生倒塌，也不会影响建筑的整体稳定性。在木骨架和墙体之间有一层木板，木板和墙体之间还有10cm的空气层，起到了类似于现代建筑中空气隔热层的作用。

传统民居内墙多采用当地的杉木，和外墙相比，厚度要小得多，约为10mm。这样轻薄的内围护结构可以使热量很快的在内部各区域之间扩散，这样夜晚卧室的热量也可以很快的扩散到建筑内的其他空间。

图 民居墙体

徽州古民居外墙一般不起承重作用，兼有防火、防盗、划分住宅邻域的功能，且高墙深院还可格挡室外噪音，形成宁静舒适的室内环境。其结构多用当地黏土烧制的青砖码砌，且多砌筑成280~500mm厚空斗砖墙，内填砖、石等边角料。其砌法以卧立层相间，或立砖一层，卧砖二三层，各层之间顶，丁砖与顺砖又相间而砌，以保持联络。部分厢房外墙，通常在内侧加筑一层约1cm厚木板作为装修层，避免与砖墙直接接触，外墙和木板之间空出约10cm的空气层。由表2-1计算得知，空斗砖墙总传热系数约为1.37W/(m²·K)，高于《安徽省居住建筑节能设计标准》（DB342466-2011）对外墙传热系数1W/(m²K)的限定，但要低于同厚度的实心墙的传热系数（2.05W/(m²·K)），在生产力底下的古代社会，空斗墙体较普通实心墙体能有效的起到了保温隔热的作用，利于维持良好的室内热环境。

表 墙体结构材料及热工性能

            图 空斗砖墙（实地调研拍摄）                          图 水磨花砖

图“风”字墙头（左）与三阶墙头（右）

徽州传统民居外墙多为白垩粉墙，与青黑色石砌，瓦面结合，色彩清新淡雅，自然朴实；白色墙体还可反射炎热夏季的太阳辐射，降低内壁面温度和室内气温，这也是古人“生态设计”的一种。

徽州古民居选用砖的类型也有讲究，墙的主体部分选用黏土砖砌筑空斗墙，大门外框则多选用石材或水磨花砖砌单层墙，因花砖颜色花纹精美，黑、白两色花纹组成了貌似山水人物、飞禽走兽等纹路，又似抽象的泼墨山水，或曲或直，色彩过度自然，行云流水；花砖虽然为水磨，但不产生镜面反光，远处看，不反光、不刺眼；花砖另一重要特点是耐脏、不沾污，花砖墙面的房屋大多始于清朝时期，至今墙面花纹仍很清晰，用手一抹，手指无一点灰尘。

(2)     内部墙体结构

徽州传统民居继承干阑式建筑形式，内部均为木质结构，杉木具有躯干直、不易生蛀、不开裂等优点，且取之于当地，成为古人建房首选；民居承重结构一般为梁柱，并用杉木板分割内部空间，木板厚度一般为1~2cm，传热系数较大，在3.35~3.78W/(m²K)之间，厢房与天井相邻墙面一般开有门洞且有镂空花格窗装饰，花格窗内侧糊有油纸以挡风遮私，该种内部结构透气性格好，有助于夏季通风散热，但不利于冬季的保温。

图 民居内部木质结构及花格窗

(3)     屋顶结构

屋顶也是徽州传统民居最具特色的构造之一。徽州传统民居的屋顶均为坡屋顶小青瓦（鱼鳞瓦）屋面、叠瓦屋脊，青褐色瓦面与白色墙面相得益彰。屋顶结构主要以木质构架支撑，以立柱四根，上施梁枋，牵制成为一间（前后横木为枋，左右为梁），且梁上又可用瓜柱支撑叠数层，称为“梁架”，每层如梯状递短，逐级增高称“举折”，这种结构是对“穿斗式”屋架的继承。中国屋顶有四种，即四阿（清称庑殿），九脊（清称歇山），不夏两头（清称悬山），硬山和攒尖五种，徽州古民居属于硬山式，山墙高出屋顶部分成为封火墙。

图 马头墙和双坡屋顶

屋顶骨架有椽子、檩条、梁架构成，椽子上铺设望板或望砖，望板（望砖）一般铺设在人员活动密集的上空屋顶，如厅堂、屋檐或或直接与屋顶接触的上层空间，起遮尘挡风的作用；望板（望砖）上一般铺设由泥土混合一些轻质有机材料制作而成的苫背，起到一定的防水和保温的作用，最上层铺设弧形小青瓦，盖瓦一般为露三搭七的搭接长度，脊顶多为竖砌站瓦做法。

表 屋顶结构材料及热工性能

图 屋顶构造

这种斜坡瓦屋面，除了可以顺利排走雨水外，其瓦片间的空气层起到了一定的通风隔作用；该种瓦片对太阳吸收率较大，冬季可充分吸收太阳辐射，改善室内环境，但不利于夜间的保温；若空气层热阻0.15(m²K)/W按计算，屋顶综合传热系数为2.41W/(m²K)（有望板）和2.54W/(m²K)（无望板），但好在一般与屋顶直接接触还有阁楼，起到了一定的缓冲作用，夏季阁楼通风可带走部分由屋面传入室内的热量，且阁楼与功能房间之间也有木质吊顶，也起到了一定的保温作用。这种屋顶在天井处或建筑前后均有伸出的屋檐（0.6~1.0m），在雨天起到了滴水的功能，是雨水顺利落入天井，而在晴天，则起到了遮阳的作用，避免阳光射向檐下的门窗，对夏季室内热环境有积极意义。

(4) 天井

 天井是传统民居中最为活跃的设计要素，它是室内外空间的过渡，起到了气候缓冲层的作用。它同时解决住宅的通风、遮阳、采光等问题，尤其是在热压通风方面，天井上部受太阳辐射影响较大，空气升温上浮，形成热压通风。天井底由于与地面相连，温度较低，从空气中吸收热量，加强室内通风及散热。

图 徽州传统民居的天井实景

图 “回”字天井（左）与“一”字天井（右）

传统民居天井上方与外界大气相连通，在缩小室内外空间的同时，也将外界的自然环境引入室内，丰富和拓广了室内的空间。徽州的天井比较狭长，这样既能引入室外的自然光线，又能减少夏季太阳直射，解决了建筑遮阳与采光这一对互相矛盾的问题。大多数民居的天井下方都设置有蓄水池，由于传统民居一般为木质框架结构，同时民居建造时较为封闭，所以易于着火，此时的蓄水池就可以起到良好的防火和灭火作用。同时天井内部由于气候梯度形成空气的层积，造就了其独特的“烟囱效应”。白天（如图a）天井内的地面暖空气上升从上方井口排出，促使民居室内地面空气向天井内流动，用以补充其地面空气。而天井内空气上下层存有一定的温度差，有利于诱导热压通风。夜间（如图b）天井比民居室内散热快，造成天井上方比民居室内的空气压力大，从而使得外界较低的空气流向室内，形成自然通风的效应。此时天井既是出风口也是入风口，天井内冷热空气的对流则就更加有利于室内空气的流通、循环以及净化。

      （a）白天空气流动循环              （b）夜晚空气流动循环

图 天井内空气流动循环示意图

(5)     地面

徽州地区群山环绕，气候潮湿，民居存在大量木质构件，这样木板的防潮防虫就显得尤为重要。而楼地作为民居与大地相连接的桥梁，它的构造起到了举足轻重的作用。（就地取材）徽州地区石料就地取材，外围护墙四周墙基部位由条形石块砌成，基础砌筑时土内部位多用块石干砌法，并用块石边脚料填缝，最上层覆土。整个地基一般高出室外地坪，沿地基外围多有排水沟环绕，宛如护城河。

根据不同功能房间，徽州传统民居地面结构也不相同，一般民居厅堂地面，多用三合土打筑（也有用大方砖墁地，并用桐油灰嵌缝），三合土是由泥土、石灰和砂子以一定比例混合而成，坚固且承压大，又可以防止洪水、山水的冲刷，保持地面干爽而不起灰。

天井地面在块石干砌的基础上，用条状石板围绕“回”或“凹”字形排水沟码砌，地面向沟倾斜且低于厅堂地面，以便雨水流入沟内，天井采用石制地面还可防止雨水的冲刷，保持室内地面干燥卫生。

厢房地面一般在夯土地面上采用架空地垄，一般在距离地面40cm处架装杉木板作为厢房地板，地板厚度一般为3cm，地垄延续了干阑式建筑的形式，可防潮，防虫鼠；地垄并不是封闭空间，一般在朝向堂屋一侧的墙体踢脚线处留有通风口，增强地板下的通风，保持室内干燥舒适的环境。

图 民居地笼及通风口

(6)   门窗

门窗为建筑通风的主要通道，门窗的位置直接影响了室内通风效果。徽州传统民居厅堂中布置屏风，在夏季，打开屏风厅堂风速增大能够有效的形成穿堂风。在冬季，关闭屏风，降低厅堂风速，防止穿堂风的形成（图a为厅堂屏风门）。厢房的门窗的设计更加巧妙，门窗上大多采用镂空的做法，雕刻出不同的图案。既满足房间通风的需求，引导室内的流场更加均匀，增加厢房的新风量，同时花格窗的不同样式的设计满足了人们的审美需求（图b为厢房花格窗）。

图a厅堂屏风门                     图b 厢房花格窗

    5.结语

    传统民居蕴含着大量的气候适应性的被动式设计技术。无论是在村落整体的规划及布局上还是对于单体的设计上，均遵循因地制宜的原则，同时结合所在地域的气候、环境、资源、经济及文化等特点，最大限度地节能、节能、节水、节材和保护环境同时营造良好的室内环境；提取传统民居中的绿色元素，不仅是响应国家和地方政策的具体体现，使得徽州传统民居居的精华也得以传承、更新和发展，更是为绿色建筑的发展提供了强有力的理论依据。