千年古村上甘棠

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1、 基于现代建筑技术的地域性建筑研究基于现代建筑技术的地域性建筑研究 作者：梁智尧 以永州上甘棠古村为例 论文内容结构：第一章 绪论第二章 上甘棠古村的选址与气候分析第三章 上甘棠古村布局的文化与技术因素分析第四章 上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析第五章 结论与展望 基于现代建筑技术的地域性建筑研究第一章第一章 绪论绪论 1.1.11.1.1 课题的来源课题的来源： “基于虚拟现实的新技术在建筑和城市规划中的应用研究” 的子课题之一 1.1.2 1.1.2 课题的背景课题的背景 传统民居的研究自20世纪30年代已开始进行 ，在近 20 年的发展中，已经从最初研究“是什么”，转变到现在的“为什么

2、”。但目前的研究思路通常还是延续着单一的线形静态分析：单纯的定性社会文化研究或者单纯的定量建筑技术研究。这会使研究出现片面性和局限性。 基于现代建筑技术的地域性建筑研究第一章第一章 绪论绪论 1.4 课题研究的理论依据课题研究的理论依据1.4.1 文化决定论 风土决定论 基于现代建筑技术的地域性建筑研究第一章第一章 绪论绪论 1.4.2 对地域传统建筑的建造技术和文化的综合继承和发对地域传统建筑的建造技术和文化的综合继承和发 展展批判性地域主批判性地域主义 地域主义是指建筑上吸收本地区民族的、民俗的风格，在建筑中体现出一定的地方特色的设计思潮。从广义来说，地域建筑的含义是宽泛的，建筑的空间性和

3、地点性决定了任何建筑都是地域的。本文采用的是批判的地域建筑，基于特定的地域自然特征、建构地域的文化精神和采用适宜技术经济条件建造的建筑。 基于现代建筑技术的地域性建筑研究第一章第一章 绪论绪论 1.6 1.6 课题研究的方法课题研究的方法1.6.1 文献阅读 1.6.2 田野调查 1.6.3 定性与定量相结合 1.6.4 软件模拟 本文在计算机模拟方面主要运用的是Ecotect生态大师软件 。气候数据采用零陵地区典型年逐时气候数据。 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 基于现代建筑技术的地域性建筑研究以批判地域主义的理论为指导思想在研究中关注社会文化和建筑技术对聚落形态的共同作用 以永州上甘棠古

4、村为研究实例选址布局单体上甘棠古村的选址传统选址理论的影响气候与环境的影响上甘棠古村的布局布局理论的影响布局的技术影响湘南民居风格的影响上甘棠住宅单体住宅单体与气候的关系小结小结小结建筑技术与社会文化共同作用下的地域性聚落形态1.7 研究框架研究框架 第二章上甘棠古村的选址与气候分析第二章上甘棠古村的选址与气候分析 2.1 传统聚落选址的理论传统聚落选址的理论2.1.1 生存需要 2.1.2 安全需要 2.1.3 精神需要 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 风水观念中宅、村的最佳选地 气候要素与村镇选址 第二章上甘棠古村的选址与气候分析第二章上甘棠古村的选址与气候分析 2.2 上甘棠古村的选址

5、上甘棠古村的选址2.2.2.1 地理位置2.2.2.2 地理环境与物产 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 第二章上甘棠古村的选址与气候分析第二章上甘棠古村的选址与气候分析 2.3 村落的选址与气候关系村落的选址与气候关系2.3.1 气候分区：夏热冬冷地区2.3.2 上甘棠古村的气候条件 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 2.3.2.1 温度 全年气温变化立体图 第二章上甘棠古村的选址与气候分析第二章上甘棠古村的选址与气候分析 2.3.2.3 湿度 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 全年各月平均相对湿度 全年温湿关系表 第二章上甘棠古村的选址与气候分析第二章上甘棠古村的选址与气候分析 2.3.2

6、.4 风风 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 风频 夏天 冬天 风温度 风湿度 风频 风温度 风湿度 第二章上甘棠古村的选址与气候分析第二章上甘棠古村的选址与气候分析 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 上甘棠古村选址与风环境分析图 2.3.2.4 风风 第二章上甘棠古村的选址与气候分析第二章上甘棠古村的选址与气候分析 2.3.3 热舒适度 运用Givoni的建筑气候分析方法对上甘棠的地区气候进行分析 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 空气温湿图与热感觉的关系 第二章上甘棠古村的选址与气候分析第二章上甘棠古村的选址与气候分析 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 上甘棠气候热舒适的范围 2.3.3

7、热舒适度 第二章上甘棠古村的选址与气候分析第二章上甘棠古村的选址与气候分析 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 夏季各被动措施对改善热舒适环境的有效范围 2.3.3 热舒适度 第二章上甘棠古村的选址与气候分析第二章上甘棠古村的选址与气候分析 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 冬季各被动措施对改善热舒适环境的有效范围 2.3.3 热舒适度 第二章上甘棠古村的选址与气候分析第二章上甘棠古村的选址与气候分析 2.4 本章小结本章小结 （一）（一）上甘棠古村的选址深受中国传统选址文化的影响，基本符合传统选址所描述的理想村落选址的模式，只是在村落的朝向上存在着差异。传统理想村落选址所要求的是村落要座北朝南

8、，而上甘棠古村是座东朝西 （二）（二）上甘棠地区冬季的主导风向是NNE(东北偏北)，风温度很低，风湿度高；夏季的主导风向是S(南)，风温度高，风湿度也很高，这样的夏季风是不利于夏季的降温的。把上甘棠的地形图和风的分析图重叠后发现：上甘棠古村的昂山刚好阻挡了冬天来自NNE 方向的寒风；而南边的将军山和屏峰山脉把夏天来自S方向的高温潮湿的风阻挡了。所以座东朝西的村落选址是跟该地域的气候微妙地结合在一起，是合理的选择。 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 第二章上甘棠古村的选址与气候分析第二章上甘棠古村的选址与气候分析 2.4 本章小结本章小结 （三）（三）上甘棠地区的气候特征是：夏季极端气温高、冬季

9、寒冷、冬夏季节相对湿度同高；太阳辐射夏季高、冬季低，夏季东西向的太阳辐射比南北向的要高，冬季南北向较. （四）四）Givoni的建筑气候分析方法表明：上甘棠地区的气候处在热舒适的范围是很少的一部分。而在舒适通风、蒸发冷却降温、被动太阳能、热质量等改善热舒适范围的被动措施中，只有舒适通风在夏季起到一定的作用，而对于冬季这些措施基本不起作用。所以夏忙冬闲农业社会里，该地区建筑主要解决的是夏季的气候舒适性问题，而冬季用局部取暖或可移动的局部保温方式弥补了建筑物自身御寒能力的不足。 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 第三章第三章上甘棠古村布局的文化与技术因素分析 3.1 聚落布局形态的理论聚落布局形态

10、的理论3.1.1聚落的布局形态的社会文化因素 （1）聚落内部的秩序化：一种是明确地表示中心，另外一种方法是力图消除中心的概念。 （2）聚落社会组织类型：单姓宗族聚落、亲族联合体聚落、杂姓聚落、特殊类型的聚落四种类型。3.1.2聚落的布局形态的技术因素 边缘与防御性、道路体系 、聚落布局与气候的关系 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 第三章第三章上甘棠古村布局的文化与技术因素分析 3.2 3.2 上甘棠古村的布局上甘棠古村的布局 3.2.1上甘棠古村布局的社会文化因素 明确地表示中心；单姓宗族聚落。3.2.2 上甘棠古村布局的技术因素：3.2.2.1 边缘与防御性 基于现代建筑技术的地域性建筑研

11、究 第三章第三章上甘棠古村布局的文化与技术因素分析 3.2.2.2上甘棠古村的道路体系:脊椎式的道路体系 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 第三章第三章上甘棠古村布局的文化与技术因素分析 3.2.2.3 上甘棠古村的布局与气候 （一）防太阳辐射 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 巷道遮挡分析 第三章第三章上甘棠古村布局的文化与技术因素分析 （二）水陆通风 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 水风热物理模型tA PB 陆风热物理模型 tAtB，PA PB 第三章第三章 上甘棠古村布局的文化与技术因素分析 （三）巷道风 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 街巷夏季日均辐射总量 分析图 第三章第三章上甘

12、棠古村布局的文化与技术因素分析 3.33.3本章小结本章小结（一一）上甘棠古村是属于“明确的表示中心”型的聚落，其社会关系组成属于是单姓宗族聚落。（二二）由于上甘棠古村处在兵患之地，其边缘与道路体系具有弱防御性。（三三）上甘棠古村“大街小巷”的密集布局有效的起到减少外墙在夏天所受到的太阳辐射；同时，还有利于形成巷道风。这些对在夏天改善热舒适范围起到一定作用。（四四）上甘棠村前的谢沐河与村后的池塘，有效的形成水陆风，对改善村落的微气候起到很好的作用。 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 第四章第四章 上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析 4.1.1 4.1.1 湘南

13、地区住宅的基本特点：湘南地区住宅的基本特点： 湘南民居的基本特性是在设计上以家庭为单位组合而成的建筑群体，根据地形、地貌，重视建筑平面的布局和空间组合的整体性和序列性，通过渐进的层次变化、空间的灵活组合与分割以及空间的因借，结合天井、庭院和绿化，以达到创造出舒适的空间环境的目的。 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 湘南某三合院民居平面图 第四章第四章 上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析 4.1.2 4.1.2 上甘棠古村的住宅单元形态上甘棠古村的住宅单元形态 ：4.1.2.1 基本单元 4.1.2.2 单院 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 第四章第四章 上甘

14、棠古村的住宅单体类型及气候分析上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析 4.1.2.3天井式 （一）三合院 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 第四章第四章 上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析 （二）四合院 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 第四章第四章 上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析 4.2 4.2 上甘棠古村的住宅单元与气候上甘棠古村的住宅单元与气候4.2.1防太阳辐射的措施4.2.1.1屋檐遮阳 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 第四章第四章 上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析 4.2.1.

15、2 屋顶朝向 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 东西朝向日均辐射 分析图 南北朝向日均辐射 分析图 第四章第四章 上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析 4.2.1.3 窗口防辐射 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 第四章第四章 上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析 4.2.1.4外墙隔热 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 青砖墙体 土坯墙体 种类实心青砖墙土坯墙红砖实心墙d（cm ）283021R0.5640.7860.317D3.6185.1722.473R /R01.82.51.0D/D01.52.11.0第四章第四章 上甘棠

16、古村的住宅单体类型及气候分析上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析 4.2.2 4.2.2 住宅室内的采光住宅室内的采光 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 厅堂计算机模拟采光系数等高线 厅堂实测采光系数等高线 第四章第四章 上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析 4.2.2 4.2.2 住宅室内的采光住宅室内的采光 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 “厚德祥”四合院全日光照明采光系数分析图第四章第四章 上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析 4.2.2 4.2.2 住宅室内的采光住宅室内的采光 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 村上现代住

17、宅全日光照明采光系数分析图 第四章第四章 上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析 4.2.2 4.2.2 住宅室内的采光住宅室内的采光 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 采光等级视觉作业分类侧面采光顶部采光精 确度最小尺寸（mm）采光系数（%）室内天光照度（lx）采光系数（%）室内天光照度（%）I特别精细D0.552507350II很精细0.15d0.331504.5225III精细0.3d1.021003150IV一般1.0d5.01501.575V粗糙D5.00.5250.735第四章第四章 上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析

18、 4.2.2 4.2.2 住宅室内的采光住宅室内的采光 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 以为室内采光量的最小限值是以视觉作业而定的。古人以毛笔写字最小的楷书笔画尺寸是1mm左右。而现代人用钢笔写字，钢笔字和印刷体字最小笔画尺寸是0.3mm甚至更小，按现代采光标准，视看毛笔字的采光等级为IV级，侧面采光最小照度为50lx，而视看现代钢笔字或者印刷体字的采光等级为II级，侧面采光最小照度为150lx，后者照度值是前者的3倍。照度值是反映作业面获得的采光量。可见同时阅读和书写，古人所需要的采光量是现代人的1/3。传统建筑外墙的开窗方式即能减少太阳辐射的进入，同时又能满足一定的视觉作业，是比较合理的

19、选择。 第四章第四章 上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析 4.2.3 4.2.3 单体室内的通风单体室内的通风 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 室内热压通风示意图第四章第四章 上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析 4.3 4.3 本章小结本章小结 （一）上甘棠古村的住宅形态主要有基本单元、单院、天井院三种类型，其中天井院对该地域的气候适应性最强。 （二）上甘棠古村住宅大部分座东朝西，与传统住宅选址理论相悖。对屋顶不同朝向在夏天的日均太阳辐射分析得知，在上甘棠所处的经纬度，屋顶不同朝向接受的日均太阳辐射区别不大，并且该经纬度的地

20、区东西朝向的屋顶比南北朝向的屋顶所受的太阳辐射要少一些。 （三）在夏天，西边的太阳辐射最强，但上甘棠古村一般都有屋檐出挑遮阳。经计算机模拟分析得出，有屋檐出挑比无屋檐出挑的房屋墙面所受到的日均太阳辐射要少很多。这是该地区防太阳辐射的一个很有效的措施。同时，巷道所形成的遮阳、墙面开的小高窗对防太阳辐射也是很有效。 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 第四章第四章 上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析上甘棠古村的住宅单体类型及气候分析 4.3 4.3 本章小结本章小结（四）在古时，上甘棠古村住宅墙体主要材料是青砖、土坯。经计算，这两种材料的热工性能都要比现代的红砖墙体要好。这也是对地域性气候在材料使用

21、上的一个回应。（五）对上甘棠古村的传统住宅和现代住宅在室内采光系数的比较分析得出，虽然传统住宅按现代采光的标准来说是很不够的，但由于古时所进行的视觉作业并没有现代要求高，所以基本上还是能满足要求的。同时，从传统住宅和现代住宅在室内光线的分布情况来比较，可以看出家长制度在现代的瓦解。 （六）对上甘棠古村的四合院的热压通风做分析，发现天井对形式住宅室内的通风很有利的。 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 第五章第五章 结论与展望结论与展望 5.1 5.1 结论结论在社会文化对聚落形态影响方面在社会文化对聚落形态影响方面: :(1)上甘棠古村的选址深受中国传统选址的理论的影响,并根据具体环境作出了调整

22、。(2)上甘棠古村属于“明确的表示中心型的”单姓宗族聚落,村落布局也呈现相关的等级关系，同时也根据村落所处地形进行了调整。(3)由于上甘棠古村地处湘南地区,其住宅风格明显具有湘南地区的住宅风格。上甘棠古村的住宅类型可分为：基本单元、单院、天井院，其中天井院对该地域的气候适应性最强。 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 第五章第五章 结论与展望结论与展望 5.15.1结论结论在对该地域传统建筑经验的科学化方面在对该地域传统建筑经验的科学化方面：（1）选址。该地域的选址在冬天需要阻挡NNE（东北偏北）、NE（东北）方向的湿寒风；而在夏天对来自S(南)方向的湿热风,只能有选择性的利用。建筑气候分析方法

23、表明，提高微气候的通风是该地域夏天改善热舒适的最有效方法。（2）布局。密集的住宅布局所形成的巷道可以很好的达到遮阳的效果；大小不一的道路有利于巷道风的形成；临近水体有利于水陆风的形成。（3）建筑单体。屋檐出挑遮阳、坡屋顶的朝向、开高窄的窗、墙体良好的热工性能，庭院的热压通风对改善该地域的热舒适起到一定的作用。（4）住屋室内的采光满足古代的视觉作业要求，但不满足现代的要求，需要改善。 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 第五章第五章 结论与展望结论与展望 5.2 5.2 展望展望（1）从研究分析得到的成果转化到实际建筑设计中的可操作性问题 ；（2）进一步加强实测的数据，提高软件模拟的可靠度。 基于现代建筑技术的地域性建筑研究 谢谢！ 基于现代建筑技术的地域性建筑研究