天井的建筑技术理念探究.pdf

中 国 住 宅 设 施 42 技术交流Technical Exchange 天井的建筑技术理念探究 谢 浩 广东工业大学 广东 广州 510500 摘要 天井在民居内气候环境的改善中起着不可替代的作用 本文首先阐述天井的功能特点 然后 分析我国各地传统民居中天井的设计手法及其积极作用 最后探讨天井在现代建筑空间中的应用前景 旨在将传统建筑中天井院落的建筑技术手段巧妙地融合到现代建筑的设计中去 关键词 传统民居 天井 自然通风 现代建筑 中庭 天井 一词最早见于 孙子行军篇 中 凡地有绝涧 天井 天陷 天隙 必然远之勿近也 天井通天接地 使居住 建筑中热环境不断新陈代谢 在我国传统民居中 天井在建筑的 空间和平面中 都处于核心的部位 它由过厅壁 堂屋 厨房与 外墙壁围合而成 其面积不大 宽度通常相当于正房中央开间 而长度只有厢房开间的尺寸 小天井的大小一般是4 0m 1 8m左 右 富裕人家或者大家庭也有多进天井的 天井除了应用于民 居 也应用于村落的公共建筑 如祠堂 设置的目的和作用与 民居基本相同 天井联系起了建筑的内外空间 是古人 天人合 一 思想在建筑上最好的诠释 如图1所示 1 天井的功能特点 天井式住宅的基本形式有两种 一种是由三面房屋一面 墙组成 正屋三开间居中 两边各为一开间的厢房 前面为高 墙 墙上开门 中央的天井可以随着间数的加多而增大 另一 种是四面都是由房围合而成的天井院 这里的正房称为上房 隔着天井靠街的称为下房 大门多开在下房的中央开间 正房 多为三开间 一层的中央开间称为堂屋 是全家人聚会 待客 和祭神拜祖的场所 因而是全宅的中心 同时 天井起着采 光 通风 积聚和排泄雨水和吸除尘烟的作用 环境体系 天井与纵横交通的廊道形成了一个气流循环系统 使 内外空间相互渗透 在岭南民居的通风系统中 天井 厅堂 廊 道三者是相互联系 密切配合的 而天井担负着组织和纽带的作 用 北京四合院等民居的天井也运用得非常娴熟 在冬季 天井 顶部加上透光材料制作的顶棚 整个天井就如同一个温室 不仅 隔绝外界的恶劣气候 也使天井成为大暖房 吸收阳光 加热的 空气又可以传递到周围的房间里 充分体现了 温室效应 的原 理 到了春秋两季 打开顶棚 使之充分开敞 此时舒适的空气 及阳光纳入了建筑内部 到了夏季 顶棚结构依旧开启 此时加 上遮阳的百叶 既保证气流通畅 又能够遮挡阳光 如果在天井 中设置水井和绿色植物 不仅可以净化空气 也可以通过水井 利用地能调节天井内部空气的温湿度 1 1 2 合理控制自然通风和天然采光 除了在建筑整体的布局中体现对通风散热的特点外 建筑 内部的设计对内部小环境也是非常重要 天井式民居大都坐北 朝南 单座宅院往往以天井为核心 周围布置厅堂 卧房 厨 房和杂屋间等 各功能用房都面向天井开窗 对外不开窗或只 开很小的窗户 这样 房屋的通风与采光主要来自天井 天井 具有进出口通风的作用 结合开敞的厅堂 贯通的廊道 形成 一个通风系统 天井在阳光的曝晒下热空气不断上升 两侧的 冷空气向天井不断补充 增加内外的空气对流 这时 天井尤 如烟囱 具有向上拔风的功能 形成热压通风 具体来说 白 天 阳光照射房屋 天井部分在太阳直射下温度升高快 空气 上升 天井内气压低 室内各房间由于有屋顶和楼板遮挡 温 度增温少 空气压力大 室内空气流向天井 夜间 天井上空 散热较快 成为冷源 空气压力大 而室内散热较慢 温度较 高 空气压力小 形成由天井流向各室内的风 天井内的水使 风更加凉爽 另外 天井四周都比较通透 敞厅与过厅均为开 放场所 两侧厢房多以雕花隔扇窗装饰 便于通风采光 民居 建筑中有单天井和多天井之分 单天井只有进风口 需要在别图1 1 1 联系室内外空间 调节室内小气候 天井可以说是中国民居 的一大特色 它在民居内气候 环境的改善中起着不可替代的 作用 相对于外部空间而言 民居中的天井是一个外封闭 内开敞的独立空间体系 相对 于内部环境而言 这个空间体 系又是一个相对独立的生态 CHINA HOUSING FACILITIES43 技术交流Technical Exchange 的地方再开口来解决出风口的问题 于是 就有了与廊道等的结 合的做法 多天井可以自行解决进风口和出风口的问题 再结合 开敞的厅堂和贯通的廊道 很好地解决了民居与气候的关系 1 3 有效发挥集水和排水作用 天井四周房屋皆向内坡 雨水顺屋面流进天井 而在天井 中央往往设一个水池容纳雨水 这种将雨水集中于住宅内的作 法被称为 四水归一 或者 肥水不外流 对于将水当作 财富的老百姓来说 当然是件吉利的事情了 在排水方面 天 井与阴沟之间设有通道 雨水经过坡屋面 直接进入天井后 继而迅速从阴沟流走 天井水池的深度足以积蓄雨水 缓解暴 雨给阴沟带来的排水压力 水少时则多往底部出口排出 当积 水达到一定深度时 便会流向阴沟排出室外 后天井的水也可 以先通过管道流往前天井管道 经过屋檐上的雨管排至地面 再经天井四周的地沟泄出屋外 所有屋檐的雨水排到天井小 巷 自 渗井 泄入暗渠 经暗渠全部排入水塘 1 4 丰富空间 美化环境 中国民居将内院看成是人与天地 人与自然共生的最佳场 所 大户人家高墙深院 堆山叠石 庭院理水 植树栽花 天井 成为他们的私家园林 小户人家面积再小也要种植几棵翠竹 芭蕉或满架苍藤 充分表现与自然的交融 也有助于景色的营造 与美化 大大改善了环境生态质量 中国民居的宅院天井布局灵 活 形状有方形 矩形或狭长形 面积有大有小 变化丰富 如 果在室内运用各种盆栽 盆景 瓶插和山石 巧妙地 将人工与自 然融合在一起 使之源于自然高于自然 充分展现了我国民居以 绿色陈设为主 的室内自然景观 如图2所示 2 我国各地传统民居中的天井 天井式民居是我国劳动人民运用古代 天地一体 造化阴 阳 的朴素哲学观点 根据当地的气候条件和生活习惯 采用 传统空间观念和虚实处理方法 构建居住环境的成功代表作 2 1 鄂南民居的 昌 字效应 鄂南民居天井形式多样 有单天井 双天井 多天井 昌 字效应所指的是双 天井 建筑物一般按照南 北向布置 南天井也就是 前天井 北天井即为后天 井 一般北天井比南天井 小 形成 昌 取其吉 利 主导风向一般为南向 的 外面的风从南天井进 入经过大厅后从北天井出 去 使大厅实现换气通 风 把大厅中的热空气带 走 达到降温目的 如 图3所示 2 2 福建民居中的天 井与影壁采光 图2 天井是福建民居建筑中最为成功的部分之一 由于四周 外墙坚实少窗 单体建筑体量比较大 天井成了采光的重要手 段 主体建筑的中间设有一个体量较大的天井 天井的大小与 建筑物体量的大小成正比例关系 在纵向多进建筑中 则有多 个天井 天井一般在中轴线上 天井能够引入大量的天然光 并分散到各房间内 主体建筑如果在横向上有附属建筑 在两 者之间还设有较小的天井 俗称 虎眼天井 一般的 虎眼 天井 旁的墙壁刷成白色 多为照壁 通常绘上浅色吉祥图 案 既可以装饰墙体 又可以反射更多光线进入室内 2 3 江南地区传统的天井院落 江南地区有许多合院式住宅 他们的形式是把四周的房屋 联结在一起 中间围成一个小天井 所以称天井庭院 江苏 浙江一带属暖温带到亚热带气候 四季分明 春季多梅雨 夏 季炎热 冬季阴寒 人口密度也很大 所以 这里的天井庭院 的三面或者四面房屋都是两层 从平面到结构都相互联成一 体 中央围成一个小天井 这样即保持了四合院住宅内部环境 私密和安静的优点 又节约用地 还加强了结构的整体性 2 4 徽州民居中天井的设置 徽州民居建筑是以神奇的天井式布局而闻名 除少数 暗三 间 外 绝大多数房屋都设有天井 三间屋的天井设在厅前 四 合屋的天井设在厅中 这种设计使得屋内光线充足 空气流通 传统的徽州商人都不缺钱 他们想方设法把围墙建得高高的 但 通常不配着大院 而偏爱小天井 尤其是私人住宅 这种高墙 围着小天井 井 的味道凸显 这些小天井 高围墙使得日照 少 多半会阴暗潮湿 可看见的天也比较小 这种小而阴暗潮湿 的天井 给徽州人增加了许多滋味 2 如图4所示 图3 中 国 住 宅 设 施 44 技术交流Technical Exchange 产生高温辐射热 无论是正房还是厢房夏季夜晚都比较炎热 当采用活动的格棚调节日照 封闭天井 并适时开启 天井可 以藏气通风 江西民居这种开合式的天井构造 在一定程度上 改善了居室的热环境 如图5所示 2 6 岭南民居中丰富多彩的天井 珠江三角洲属于亚热带气候 太阳辐射强烈 潮湿多雨 炎热的季节持续时间较长 天井的突出地位可以在广东传统民 居设计中深深地感受到 一般而言 在广东民居中有多天井和 单天井之分 特别是对于部分进深较大的房间需要很大的通风 量来散热和去湿 往往采用一前一后多天井的庭院 前庭呈横 长方形 进风面宽 进风量大 后庭呈方形 小而深 受到太 阳直射的机会较少 有利于和前庭产生热压差带来很好的热压 通风效果 相对的一些进深较小或是条件有限的建筑则采用单 天井 它通常呈筒状 成为建筑与外界的连通口 比如 广州 的西关大屋基本布局是三间两廊 左右对称 中间为主要厅 堂 中轴线由前而后 依次为门廊 门厅 轿厅 正厅 头 房 二厅 二房 每厅为一进 厅与厅间就是以天井相隔 建 筑以天井为核心周围布置厅堂 卧房 厨房 杂间等 平面形 式相当紧凑 以便形成众多的阴影空间 产生建筑的自遮阳 避免太阳直射 同时也形成的室内外温差 以热压通风来改善 整个建筑的热湿环境 天井上加小屋盖 靠高侧窗 水窗 或 天窗通风采光 这样就采光通风防雨三不误 3 又比如 广州 的西关小屋的热压通风效应 是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 密度比后天井稀薄 当室外为静风时 前后天井空气密度差就 形成热压差 空气就从后天井流向前天井 气流速度一般是0 2 0 5m s 对人体有明显阴凉感 因此西关小屋首层在炎热的 夏天也能感到热舒适 如图6所示 广州的沙湾民居是与西关大屋完全不同的建筑风格 它 没有层次分明的厅与房 更多的是四面房间围了一个天井 并 在不同楼层设置平台 建筑的层次就丰富了 这实际上就是天 井的延续 天井与二层的平台相接 在天井有阶梯上到二层平 台 从而把天井变成了庭院 在视觉上扩大了范围 如图7所 示 可以说 天井是早期珠江三角洲地区普通民居建筑型制 中最富有地方特色的基本组成单元 佛山南海 番禺 顺德一 带的传统民居几乎都带有天井 天井在居屋中的位置 使它在 宅内微气候的营造中起到了关键的作用 常见的吸壁式天 其 外墙上方一般都嵌有通透的硫璃花窗 以加强穿窗气流 因 此 在传统岭南民居中 闷热时节会感到凉爽舒适 另外 由 于通风的原因 就算是梅雨天气也不会觉得阴湿 下大雨时天 井里雨声淅沥 更有 春眠不觉晓 的感觉 如图8所示 3 天井在现代建筑中的应用 现代建筑节能设计的基本思路是 不依赖耗能设备或少用 耗能设备 在建筑形式 空间布局和构造上采取措施 以改善 建筑环境 为了解决干热气候的建筑通风问题 印度建筑大师 图4图5 2 5 江西民居的开合式天井 江西民居的开合式天井是我国民居中 独特的天井形式 它运用活动式格棚调节遮 阳 在争取良好的室内物理环境的同时又取 得丰富的光影效果 其动态设计的理念对现 代庭园设计也很有启发用 位于长江中下游 地区的江西的多井制天井民居 由于处于副 热带季风区 湿热性气候 夏季连续高温 天井式居虽然通风效果好 日晒水蒸发量 少 但是这种无遮蔽的天井 阳光直射时会 图6图 CHINA HOUSING FACILITIES45 技术交流Technical Exchange 柯利亚提出了 开敞空间 和 管式住宅 的概念 前者体现 了有阴影的户外或半户外空间更适合于干热地区公共活动的信 念 后者把 烟囱 原理应用于剖面设计中 在底层高密度的 住宅群体中 既可创造小型化的阴影户外空间 又能有效地解 决了室内空气流通问题 并直接产生了反映气候特征的建筑形 象 此外 利用地下风管系统 冷却室外空气 并将其导入中 心庭院 调节室内小气候 降低建筑能耗 这种做法与我国传 统民居中的天井有异曲同工之妙 自然要素引入建筑的人工环境之中 使自然环境与人工环 境互相交融 相得益彰 可以使建筑环境充满活力 天井式住 宅的迎风面设置 过街楼 并对着主导风向 楼梯间与天井的 分隔墙尽量通透 引导风进入天井 另外 天井内日照少 加 上内部植被 水体的蒸腾作用和相变吸热 冷却后的空气流向 温度高的室内 下进上出 形成热压通风 目前 在小体 型的现代建筑设计中 就可以适当引入 天井 在获得合理 采光通风的同时也收到良好的景观效果 随着现代生活居住方 式的多样化 别墅不仅仅是人们的一种居住方式 同时也是现 代人享受的一种生活方式 这种生活方式需要健康的 更贴近 自然的 有更多户外活动的场地和机会 为了更好地开发新的 个性空间 在建筑内部设有小型封闭的景观内庭院 内庭的上 空完全敞开 在别墅中可以设置外天井 正如中国古典深宅中 的天井一样 外迎暮雨朝露 内聚天地灵气 此外 中部的房 间也因这个外天井的存在使天然采光及自然通风得到改善 室 内外情景交融 也使别墅的空间层次更加丰富 这样做 公共 空间被引入室内 使住宅内部变得外向了 是一种功能与空间 的倒置 因为内部与外部的关系及两者的可替换性是现代城市 住宅设计中非常重要的部分 4 如图9所示 现代宾馆建筑中大堂往往采用采用共享空间 即中庭 的设计手法 中庭作为复杂建筑空间中的标志性空间 具有空 间尺度较大 流动性强 视觉可选性好的特点 中庭既是疏导 顾客的垂直交通枢纽 又是充满阳光与活力而富有人情味的憩 结 语 如何解决传统建筑中的天井与现代建筑在空间处理上的 关