西部湿热湿冷地区山地农村民居适宜性生态建筑模式分析

本文以西部湿热湿冷地区山地农村民居为研究对象，从民居现状解析入手，通过实地测试及计算机模拟，系统分析探讨了民居演变及发展的困境；通过对该地区适应气候的被动式建造因素的分析，提出了西部湿热湿冷地区山地农村民居的生态可持续发展优化策略，进而针对现今快速发展的社会背景下西部湿热湿冷地区山地农村新型民居建筑模式研究领域的缺失的情况，切入到该地区生态可持续民居设计建造模式的研究，以该地区山地农村民居发展中存在的共性关键问题为研究对象，注重民居生态建筑模式的探索，以解决民居发展中的普遍问题。
1 绪论

  近年来，随着我国对新农村建设的推动，农村城镇化进程加快，新建住宅数量逐年增加，从 1996 年-2008 年间，我国农村每年新建的住宅面积约在 7-8 亿平方米1，已进入了更新换代的高峰时期。伴随着农村住宅建筑面积增长的同时，其对自然环境、自然资源的需求也日益加大。这一方面表明随着农民生活水平的提高，农村住宅空间及条件得到了扩大改善；另一方面说明人们对住宅建筑舒适度要求不断提高的同时，农村住宅建筑资源消耗也在快速增长。面对农村这种建筑资源需求总量快速增长和环境资源日益匮乏的矛盾，如何针对农村气候与自然环境条件、地域经济发展水平，通过建筑设计的方法，利用生态绿色的设计手段，加大可再生资源的使用，以提高农村居住建筑的室内环境质量，有效降低对常规不可再生资源的消耗，减小对自然环境的破坏，已成为农村住宅规划设计所面临的重大课题。西部湿热湿冷地区山区多数属于经济相对欠发达地区，受地理位置环境的影响，交通较为不便，信息传递不畅，基础设施建设薄弱，农宅建设处于无序状态，生态可持续的建造方式几乎还是一片空白。随着农村经济的发展，建设量剧增的新建农村民居，大多只是简单盲目复制了砖混结构的“方盒子”，却产生了农村民居建筑质量低下，建造、使用过程中能耗和污染较为严重，对自然环境影响较大等问题。由于农村住宅建筑总量很大，随着乘数的放大效应，其消耗的资源结构和总量，对我国建设节约型社会有举足轻重的影响。因此，研究该区域农村民居的适应性绿色生态可持续建筑模式，才能合理控制建筑建造运行的经济成本及资源消耗，指导民居建造向“生态化”方向发展，同时推进农村民居建筑营建的良性循环，这也是我国实施可持续发展战略的重要组成部分。

1.1 研究背景

1.1.1 建设资源节约型社会的要求

  我国是资源生产和消费大国，同时又是一个人均资源贫乏的国家，即使是资源最丰富的煤炭，人均资源也只有全世界人均水平的 50%；而石油只有人均水平的10%；与其他国家相比，资源更为紧缺。现阶段，我国正处于经济快速发展时期，对资源的需求及消耗更是逐年递增，而资源紧缺必将影响社会顺利发展。如何节省资源消耗，提高资源利用效率，成为现今各行各业积极研究探讨的话题。建筑行业是全社会资源耗费的大户，据统计，建筑运行耗能占整个社会商用耗能系统中占有比例：我国约占 1/3，欧美约占 1/2。但我国民用能源利用率较之发达国家较低，如图 1.1 所示。建筑运行能耗属于消费性能耗，相对于生产性能耗，消费性能耗除了保证正常消费需要的部分外，其他过多的则是浪费。因此，在世界范围内能源问题日益紧迫、建筑能耗不断增长的今天，建筑的节能意义十分重大。

1.2 相关研究综述

1.2.1 国外研究综述

1．理论研究

  国外对于地域性生态建筑的研究开始于二十世纪中后期。1963 年，Victor Olgyay 所著的《设计结合气候：建筑地方主义的生物气候研 究 》（ Design with Climate: Bioclimatic Approach to ArchitecturalRegionalism），概括了以往的建筑设计与地域气候环境相关研究的成果，提出了“生物气候地方主义”的设计理论，关注气候地域环境和人类之间的关系。1969 年美国人麦克哈格（Ian L.McHarg）在《设计结合自然》一书中，阐述了人与自然的依存关系，摒弃了以人为中心的思想，提出人、建筑、自然和社会应协调发展的适应自然的原则。1973 年,英籍德国人 E.F.舒马赫出版了其著名的《小的是美好的》一书,作者提倡中间技术，以小巧的工作单元及善用当地人力与资源的地区性工作场所为基础，发展重点放在农村，用地方自然资源及适用技术生产来满足地方需求是最合理的经济方式，避免工业破坏农业、农业又报复工业的“相互毒化”。1991 年，英国学者布兰达.威尔和罗伯特.威尔(Brenda and Robert Vale)合著的《绿色建筑学：为可持续发展而设计》提出了绿色建筑设计的六项原则：节约能源、设计结合气候、能源和材料循环使用、尊重用户、尊重基地环境、整体的设计观。1992 年，巴西里约热内卢“联合国环境与发展大会”的召开，使“可持续发展”的理念在世界范围内得以推广，绿色建筑渐成体系。1993 年，《可持续发展设计指导原则》在美国出版,提出了尊重基地生态系统和文化脉络、结合功能需要采用简单的适用技术、针对当地气候采用被动式能源策略、尽量采用可更新的地方建材等生态建筑设计原则来作为设计指导。

2 西部湿热湿冷地区山地自然生态环境解析

  西部湿热湿冷地区夏季湿热、冬季湿冷，其山地自然人文环境，有别于西部及我国其他地区。无论在气候、地理还是文化等方面都有着自己独特的特点。这一区域自然环境对农村传统民居的形成有很大的制约和影响。

2.1 相关概念与范畴

1. 西部地区：

  “中国西部地区由包括 12 个省市、自治区以及 2 个土家族苗族自治州组成。分别为西南的四川、云南、贵州、西藏、重庆五省、西北的陕西、甘肃、青海、新疆、宁夏五省和内蒙古、广西以及湖南的湘西、湖北的恩施两个土家族苗族自治州组成。”1西部地域广袤，分为西北和西南两个地区。西北地区气候干旱少雨，降水自东向西递减，夏季炎热少雨，冬季严寒干燥。气温的日较差和年较差大，昼夜温差大，日照充足。西北地区以高原、盆地为主，气候干旱，植被较少，有很大部分是沙漠和沙化土地荒漠，易发生沙尘暴等气象灾害；西南地区气候夏季闷热潮湿，冬季阴冷多雨，春秋季多云多雾，是我国日照时间最短、光照强度最差的地区，年均日照时数仅为 1000-1400h。西南山区的地形比较复杂，多山是西南地区十分突出的地貌特征，区内较为显著地分为三个地形单元：四川盆地及其周边山地，云贵高原中高山山地丘陵区，青藏高原高山山地区。

2. 湿热湿冷地区：

1）中国的气候划分

  我国为区分不同地区气候条件对建筑影响的差异性，明确各地区的建筑基本要求，提供建筑气候参数，从总体上做到合理利用气候资源，防止气候对建筑的不利影响，制订了国标《建筑气候区划标准》（GB50178-93）。该标准以累年 1 月和 7 月的平均气温、7 月平均相对湿度，作为主要指标，以年降水量、年日平均气温≤5℃和≥25℃的日数作为辅助指标，将全国划分为 7 个一级区划，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ区。在一级区划内，分别选取能反映该区域建筑气候差异性的气候参数或特征，作为二级区区划指标，划分为若干二级区，1并提出了相应的建筑基本要求和技术措施，详见下表 2.1、2.2。

2.2 西部湿热湿冷地区山地自然环境特点

2.2.1 地理环境

  西部湿热湿冷地区山地区域地处中国西南腹地，区域面积广阔，山地较多、地势复杂。海拔多在 500-3000m 之间，河流纵横贯穿。该区域依山傍水，多山地、丘陵，地势沿河流、山脉起伏，地势西高东低，由西北向东南倾斜的地貌。该地区北部秦岭地势突出，与大巴山区合称为秦巴山区，为该地区内最典型的山地区域。其中秦岭呈东西走向，是我国南、北方区域划分的极为重要的地理线,它横亘在我国的中部。它西起嘉陵江,东与伏牛山相接,成自西向东走向，全长约 800 公里，其山势北陡南缓，山谷众多，群山毗连，峰峦重叠。巴山山脉亦称大巴山，西起嘉陵江谷,东至湖北武当山。其山势成西北至东南走向,绵延约 300公里,其山岭交错，重峦叠嶂，是汉中、安康盆地与四川盆地的分水岭。1该地区中部以西地区以方山丘陵为主，丘陵起伏，海拔多在 200～750 米之间；中部以东地区由数条东北西南走向平行褶皱山脉形成复杂多样的山地地貌；中部盆地边缘山区四周山脉环绕，大多以 1500～3000 米中低山为主。南部接近云贵高原，处于云贵高原向湖南丘陵和四川盆地过渡的斜坡地带，在云贵高原的东北部，地形起伏大，地貌类型复杂，山地、丘陵居多，山地海拔高度一般在 1000～1500 米。

3 西部湿热湿冷地区山地农村民居现状特征及存在问题

3.1 现状调研对象及方法

3.2 山地农村民居空间分布现状特征

3.3 民居宅地院落现状空间格局现状特征

3.4 民居建构格局现状特征

4 西部湿热湿冷地区山地农村民居演变困境及解决途径探索

4.1 民居演变的外部影响因素

4.2 民居演变的内部影响因素

4.3 既有民居发展演变的困境

4.4 解决的途径探索

5 西部湿热湿冷地区山地农村民居适宜性生态建造策略

5.1 民居地域适宜性布局策略

5.2 民居地域气候适宜性被动式建构策略

5.3 适宜性可再生资源利用策略

5.4 本章小结

6 西部湿热湿冷地区山地农村民居适宜性生态建筑模式研究

6.1 民居应对地域环境模式研究

6.2 民居地域气候适宜性建构模式

6.3 民居资源利用模式研究

6.4 本章小结

7 西部湿热湿冷地区山地农村民居生态建筑设计实践

7.1 四川省彭州市通济镇大坪村地震灾后重建生态民居示范项目

7.2 陕西省汉中市青木川镇李家院村地震灾后重建方案

7.3 本章小结

8 结论与展望
  西部湿热湿冷地区有着悠久的历史文化，其山地民居具有强烈的山地地域特色和浓厚的山区乡土环境气息，与自然环境和谐相融。该区域山地农村传统民居建筑模式积累了许多被动式气候适应性生态建筑经验，同时具有绿色生态低能耗的特点。但随着时代的变迁，山地农村居民对于生活舒适度、便利性的要求也逐渐提高，而传统民居普遍具有缺少卫生设施、室内环境较差、空气品质低，居住空间不适应现代农村生活模式要求等缺陷，因此逐渐富裕起来的农村居民，也一直在寻求新的居住建筑模式来替代传统民居模式，但多为简单套用城镇住宅作为发展的样板，在盲目模仿同时，失去了与具体环境的依存关系，传统民居所具有的绿色生态的建造优势也逐步被丢弃殆尽。在这些因素的影响下，该地区山地农村民居的演变逐渐偏离了合理的发展轨迹，使新建设的现代民居陷入室内热环境较差、耗费资源较多、背离传统与自然、技术与地域文化缺失等诸多的演变困境之中。上述这些问题无法通过对民居进行局部的技术改造来全面解决，也不能通过纯建筑学层面上的形式功能空间分析的设计途径来克服，而需要从生态可持续建筑设计模式层面来探索该区域农村民居设计的关键策略问题和建造模式的解决方案，继而进行实际范例建设，才能为该区域山地农村民居生态化建设提供引导及借鉴。本文以西部湿热湿冷地区山地农村民居为研究对象，从民居现状解析入手，通过实地测试及计算机模拟，系统分析探讨了民居演变及发展的困境；通过对该地区适应气候的被动式建造因素的分析，提出了西部湿热湿冷地区山地农村民居的生态可持续发展优化策略，进而针对现今快速发展的社会背景下西部湿热湿冷地区山地农村新型民居建筑模式研究领域的缺失的情况，切入到该地区生态可持续民居设计建造模式的研究，以该地区山地农村民居发展中存在的共性关键问题为研究对象，注重民居生态建筑模式的探索，以解决民居发展中的普遍问题。