民间智慧:广州竹筒屋

极富岭南传统地方特色的竹筒屋,是现在大量分布于广州荔湾区西部(旧称“西关”)的低层院落式民居。广州的竹筒屋产生于19世纪。当时广州工商业进人一个快速发展的时期,城市人口迅速增加,城内地皮开始紧张,地价上升,在这种形势下,竹筒屋这种商住屋建筑形式应运而生、成为近代广州传统住宅形式之一。
广州属于湿热气候型地区,其特点是炎热、潮湿、多雨、季候风旺盛和天然光充足等。竹筒屋平面特点是单开间,且门口临街的宽度窄而小,通常只有3~4m,但进深却很大,多为12~15m,狭窄的开间有利于减少太阳辐射,相邻的竹筒屋相互遮挡,形成自遮阳体系。竹筒屋的宽与深之比,由1∶4至1∶8,甚至1∶10以上。因由前到后排列成多个房间,形似竹筒,故名竹筒屋。
竹筒屋一般分为前、中、后三部分。前部为大门和门头厅;中部为大厅,内设神楼,大厅为单层,较高,厅后为房;后部为房和厨房、厕所。三部分以天井隔开,以廊道联系。门口与西关大屋一样,设有三重大门,外面为脚门(吊扇门)、中间是趟栊,里面是对开的厚硬木门,具有采光、通风、保安的功能。
在19世纪后期,广州的竹筒屋仍然保持着传统特色。也就是说面窄而进深大,通风、采光、排水及交通主要靠天井和巷道来解决,进深的加长则天井相应增多;外观看似为一层,因屋高达四五米,故常设夹层和增设楼梯;墙基以麻石砌筑,墙身用青砖,山墙承重,木构架,瓦顶。那时亦出现前部为单层,中、后部为二层的竹筒屋。
由于竹筒屋面积狭窄成长条形,因而解决通风问题就成为这类建筑的首要任务。
聪明的广州人利用天井加冷巷的通风系统解决了这个问题:
1、天井周围都布置了房间或者厅堂,或者布置楼梯,使得每个房间基本上能达到自然采光和通风,竹筒屋的天井一般都在二层或以上,有的到了四层,这样深窄天井有利于建筑的微气候调节,当阳光照射天井地面时加热了下面的空气,而热空气必然会上升,而这样深窄的天井恰好适合热空气产生抽风的作用,它在上升过程中带动周围的空气上升,形成热压风,很好地调节了室内微气候。
2、分户墙墙面温度低,起到冷辐射的作用,其旁边通长的走道形成一条“冷巷”,有利于组织穿堂风。冷巷联通了前后各个房间和天井、厅堂,由于各个部位受热不同,温度也必然有高低变化,这样就形成了热压和风压,使得内部的空气在走道内流通,从而带动各个墙体不到顶的房间的空气流通,产生舒适的风热环境。
3、屋顶上的明瓦天窗,室内隔断墙不到顶,楼板做通风孔,这些都增加了空气流通的出入口。
广州居民就是这样巧妙地利用建筑构造使竹筒屋达到通风顺畅、冬暖夏凉的。

竹筒屋的热环境工作原理
属于并联式房屋的竹筒屋两侧墙为公共墙(众墙),永不受日晒,不必考虑墙体的隔热,隔热重点在屋顶。
● 坡屋顶的隔热、遮阳
首先,广州夏季太阳运行规律是:早上太阳从东偏北出。中午正中偏南(除夏至稍偏北),晚上西偏北下。双坡屋顶防太阳辐射优点包括:从日出到日落,不可能全部屋面同时都受日晒;当太阳辐射最强时,光线对屋面是斜入射。这两点有利于减弱太阳辐射。
其次,屋顶构造一般为架空的双层瓦屋面。上层瓦被称为“隔热瓦”。加隔热瓦目的有三点:增大屋顶热阻;如把空气间层造成热压通风的风道,效果更好;作为屋顶面层的防雨构造。
● 平天台的隔热、遮阳
平天台是竹筒屋的居民不可缺少的生活空间。其构造为木楼板上实铺大阶砖,其隔热、散热性能都比双层瓦屋顶差。为改善隔热效果,居民一般都在平天台的前部用瓦盆栽上花木,后部搭遮阳凉棚。经测试.遮阳凉棚可减少太阳总辐射85%。
● 天井遮阳
天井虽为露天,但因高宽比大,也有很好的遮阳作用。后天井为深天井,底部终年几乎不受日晒。前天井为浅天井,底部日晒时间也不长,日照面积也不大。故首层居民在晒物件时有“追太阳”的说法。
● 其他遮阳
竹筒屋为密集形民居,屋与屋之间因高低错落而互相遮蔽。临街的窗口.采用彩色玻璃或压花玻璃窗、活动竹帘、遮阳棚或凹阳台等手法遮阳。目前随着旧城区高大的新建筑增多,其外墙反射的太阳辐射及吸收太阳辐射后所发出的长波辐射。恶化了竹筒屋的热环境。
● 通风散热
竹筒屋的通风有三种方式
1)风压通风:当室外有主导风作用.房屋的迎风面正压和背风面负压就形成风压差。当门、窗打开,风从前天井进入室内.经冷巷从后天井出,形成“穿堂风”。穿堂风风速一般大于0.8M/S,对人体有明显的吹风感.散热效果好。但因广州夏季主导风多为阵风,且房屋进深较大,空气流阻也大,同时,后天井开口窄而高.阵风不能一下子全部排出,部分动压变成静压。于是,冷巷和后天井之间就成了藏风的地方。阵风一停,部分静压风又变为动压风往回吹,这就是“回风”,因此风压通风不稳定。
2)热压通风:因前天井受晒面积比后天井大,受晒时间比后天井长,前天井空气温度比后天井高,空气密度比后天井小。当室外为静风时,前后天井空气密度差就形成热压差,空气从后天井经冷巷流向前天井。气流速度一般是0.2~0.5M/S,对人体无明显“吹风感”,只有“阴凉感”。由于热压通风的成因是前后天井的空气温度差,这种温度差因天井的特殊设计而成,不受外界主导风的影响,因而热压通风是稳定的。这就是竹筒屋通风的最大优点。
3)风压通风与热压通风同时作用
竹筒屋热压通风是经常存在的,在风压通风发生时,两者就会共同作用,这是一种最复杂的通风方式。对南向的竹筒屋而言,风压通风方向与热压通风方向是相反的,此时因风压风的风速较大,热压风让位给风压风。据统计,广州夏季静风几率为3O%。并注意到,西关民居密集,天井开口面积小,主导风不易入屋,同时,主导风的方向多变。所以在广州传统民居通风设计中,更多考虑的是热压通风。前大后小的天井正是热压通风设计的产物。随着旧城无规改遣,越来越多高大建筑物出现,挡住了或改变了主导风的方向。此时,热压通风的作用就更明显了。经实测研究发现,竹筒屋首层在炎热日子感到阴凉.是因为利用了经常性的热压通风。而二层则主要利用风压通风,但因风压通风不经常发生,热压通风又不如首层,加上二层的屋顶隔热较差,居民在夏季就必需开电风扇以加强通风散热。故居民有言:“暑不登楼”。

对于通风散热,还有两点值得注意:
1)屋顶的活动推拉平天窗的作用不可忽视。因天窗位置接近屋脊,开口位置比前、后天井都高,又因处于主导风的背风面,经常处于负压。所以无论在风压通风或热压通风中都起着出风口的作用。
2)室内主要隔断都是上下通透的木隔断。平天台护拦也为通透的瓶形瓷栏杆,这些都是为了减少通风阻力,利于流场均匀分布。

 


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