大理白族传统合院民居热环境及营造机理研究

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中国云南省大理自治州是白族文化的发祥地,受到中原文化与当地自然环境、人文地理等多重因素的影响,逐渐形成了独具特色的白族民居建筑群,这种大理至今保存完整的“汉式”合院民居,是一种中原文化与大理本土文化相结合、演化再创造的产物,时至今日仍然在白族民居中占有十分重要的地位。这种合院民居在本土化的过程中不仅很好地与当地的文化脉络相融,而且很好地实现了与自然环境的相合,形成了独具智慧的营建模式。在传统民居逐渐边缘化的今天,发掘传统民居所蕴含的生态的营建模式,不仅能够引发社会对白族传统合院民居的关注,还可以使其重新焕发生机,持续为当地人们提供舒适宜居的室内环境,从而实现可持续发展。为此探索白族传统合院民居的营建模式与民居室内热环境的关系,挖掘其内在的绿色生态营造策略十分有必要。首先,论文通过文献研究、实地测绘调研,了解白族的历史文脉以及所处的自然环境,并对白族合院民居的发展脉络和建筑要素特征进行概括,在地形要素的介入下将白族合院民居居划分为滨水聚落合院民居、山地聚落合院民居和坝区聚落合院民居,对三种民居平面布局、空间尺度和结构材料进行差异度分析。然后结合实地测量数据,对选定的三种白族传统合院民居典型民居进行冬夏季室内热环境分析,并结合室内热环境和热舒适性指标评价室内热舒适状况。热环境评价结果显示三种民居整体上夏季室内热舒适好于冬季,其中坝区合院民居夏季热舒适性最佳,山地合院民居和滨水合院民居相差不大,冬季山地合院民居略好于滨水合院民居。接下来借助软件对不同白族合院民居室内热环境进行模拟研究,模拟结果表明白族合院民居室内温度稳定性全年较好,其中二楼房间温度波动幅度约是一楼房间的2倍,山地合院民居各房间平均温度波动幅度较滨水合院民居低0.8℃,但平均温度高1.6℃。民居开门状态下山地合院民居庭院风环境较好,而坝区合院民居较差,窗户开启时民居房间内部依然大部分处于无风状态。山地合院民居在取消地形后,受地形影响的房间温度波动幅度全年平均增大0.9℃。最后对影响室内热环境的缓冲空间和围护结构的作用机理进行定量化分析,在围护结构和缓冲空间的综合作用下,室外温度每升高1℃,滨水合院民居庭院升温0.7~0.8℃,檐廊和二楼房间升温0.5~0.6℃,一楼房间升高0.3℃。夯土墙在具有良好的热工性能,滨水和山地合院民居南向夯土墙在冬夏季均向室内释放热量。在水平缓冲空间中,距离房间距离每缩短1m,温度波动幅度便降低约2~2.5℃,平均温度降低约0.9~1.2℃,而在竖直方向上经过二楼房间后,滨水合院民居进入一楼房间热量降低2/3,山地合院民居减少2/7,若只考虑夏季高温阶段则分别降低8/9和5/7,并从围护结构和缓冲空间两个方面为新见民居热环境营造提供指导意见。
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