于 紅 霞, 商 鈺 淇, 商 彤
( 青島理工大學(xué) 建筑與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院, 山東 青島 266033 )
里院建筑作為青島標(biāo)志性的地域居住建筑,有其獨(dú)有的建筑特色,1922年《青島概要》中將其稱為“華洋折中式”建筑,它融合了中國傳統(tǒng)四合院和西方商住式公寓的特點(diǎn)。青島里院與北京四合院、上海里弄和福建土樓一樣,是人們傳統(tǒng)生活方式最真實(shí)的寫照,應(yīng)該對其進(jìn)行保護(hù)與繼承。但是,隨著建設(shè)年代的久遠(yuǎn),以“大鮑島”為代表的里院街區(qū)逐漸失去了往日的人氣,里院這種合院式集合住宅的居住形式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代生活的需要[1]。目前,里院建筑的居住現(xiàn)狀并不樂觀,由于基礎(chǔ)設(shè)施不完善,院內(nèi)亂搭亂建十分嚴(yán)重,使得原本就采光不足的居住環(huán)境更加陰暗,里院室內(nèi)自然采光不能滿足人們正常的生活需要,個(gè)別里院建筑白天都需要借助人工照明來補(bǔ)充,不能滿足現(xiàn)行的《建設(shè)采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》[2]。綠色、健康、節(jié)能、低耗成為人們對居住環(huán)境的追求,通過各種傳統(tǒng)和現(xiàn)代的技術(shù)手段,將這些理念應(yīng)用到里院的保護(hù)改造中,在保護(hù)里院建筑風(fēng)貌的同時(shí),創(chuàng)造更加舒適的建筑光環(huán)境,改善里院的品質(zhì),將大大提高人們的居住質(zhì)量和身心健康。
建造于德占時(shí)期的里院,是為了滿足當(dāng)時(shí)華人區(qū)急速增長的人口而建,是以圍合形式作為基本形態(tài)的集聚性居住樣式,如圖1所示。
圖1 里院航拍圖Fig.1 Aerial picture of Liyuan
青島是典型的海濱丘陵城市,德國占領(lǐng)青島期間,利用地形地勢規(guī)劃出了兩片區(qū)域。其中歐人居住區(qū)在南坡,可以獲得更好的采光和海景。而里院作為平民院位于北坡, 其采光較南坡的建筑差。在建設(shè)之初里院作為中低層人群居住的建筑,只滿足基本的居住條件,并沒有充分考慮采光的問題,建筑間距較小,里院周圍的道路都非常狹窄,密集的建筑排列形式,使建筑之間的采光也受到嚴(yán)重的影響。
由于里院規(guī)劃建造受到地形的限制,許多地塊是不規(guī)則的形狀,如三角形和多邊形,建筑采光隨著朝向不同會(huì)有變化,如圖2所示。
圖2 里院的平面形式Fig.2 Plane forms of Liyuan
里院內(nèi)院的形狀和面積大小是影響里院四周各個(gè)房間采光的重要因素。根據(jù)內(nèi)院空間形狀可歸納為不規(guī)則內(nèi)院、長條形內(nèi)院和方形內(nèi)院3種類型[3]。
1.2.1 不規(guī)則內(nèi)院
青島市的道路規(guī)劃不是規(guī)則的“井”字形,因?yàn)榈貏莺偷缆窏l件,有些里院因此建造成了不規(guī)則的內(nèi)院形狀。建筑之間的距離有些很狹窄,個(gè)別建筑的朝向不佳,無法為里院室內(nèi)提供理想的采光。
1.2.2 長條形內(nèi)院
在合院式里院建筑中,占有很大比重的是長條形院落。這些院落空間的進(jìn)深有所不同,有些空間尺度可以基本滿足采光條件,而有些瘦長狹窄的空間,就像拉長的天井,前后建筑之間互相遮擋,采光并不理想,但是可以解決通風(fēng)問題。
1.2.3 方形內(nèi)院
有些面積稍大的方形院落的里院,根據(jù)院子的大小可以作為不同的用途。例如,可以種植花草樹木,還可以用來作為居民聚會(huì)的場所。方形院落原本為四周住宅提供的采光條件相對比較均勻,在適宜的尺度下,更容易滿足室內(nèi)光環(huán)境的需求。但是,大多數(shù)里院的方形院落中,加建了許多平房,使得里院空間擁擠且擋光嚴(yán)重。
研究選取了大鮑島里院片區(qū)中的典型里院進(jìn)行了實(shí)地調(diào)研,根據(jù)對里院的實(shí)測數(shù)據(jù)與國家規(guī)范進(jìn)行對比分析,找出里院光環(huán)境存在的問題。通過實(shí)地調(diào)查,發(fā)現(xiàn)大部分居民對里院采光并不滿意。里院底層大多是沿街的商鋪,每間商鋪都有直接對外采光的玻璃門和櫥窗,如果商鋪進(jìn)深不大,基本可以滿足采光的需求。如果開間小進(jìn)深大,那商鋪白天也需要亮燈以補(bǔ)充室內(nèi)照度。二樓的住戶,因?yàn)槌虿煌沟酶鱾€(gè)房間的采光效果差別較大。有些用隔墻間隔出來的廚房和衛(wèi)生間這樣的小空間,不注重采光需求,有些甚至是黑房間。
以青島最大的里院——廣興里作為測量對象,對其二層4個(gè)不同朝向的房間進(jìn)行窗地比和采光系數(shù)測量。廣興里平面圖如圖3所示,測量數(shù)據(jù)如表1所示。由表1可見,窗地面積比和采光系數(shù)均不符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求。
里院大多為側(cè)窗采光,大部分房間是單側(cè)窗采光,如房間A、B、D。個(gè)別房間是雙側(cè)窗采光,如房間C。窗地面積比很難達(dá)到現(xiàn)有的建設(shè)采光
圖3 廣興里平面圖Fig.3 The plan of Guangxingli
表1 窗地面積比和采光系數(shù)Tab.1 Ratio of glazing to floor area and daylight factor
設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)主要有兩個(gè)原因:一是里院磚石結(jié)構(gòu)的開窗面積不大,二是考慮到立面完整性,沿建筑外立面,窗戶的大小基本相似,房間的開間、進(jìn)深、面積、朝向不同,使得各個(gè)房間的采光效果差別很大。同樣的窗戶房間面積小可以滿足采光需求,但是大部分房間的側(cè)窗面積無法滿足現(xiàn)行規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。另外,一些房間進(jìn)深較大,住戶通過隔墻將房間劃分為兩個(gè)或三個(gè)房間,導(dǎo)致了黑房間。在里院建筑調(diào)研中發(fā)現(xiàn)大部分房間白天較暗,其共性原因主要包括:(1)房間可用于采光的門窗洞口面積過小;(2)房間多為單側(cè)窗采光,受朝向影響較大;(3)里院外廊對走廊上的窗戶的采光有遮擋;(4)門窗可透光的材料較渾濁,透光效果差;(5)部分里院有黑房間、地下室等;(6)大量里院遭到居民的隨意加建與改造;(7)建筑互相遮擋情況嚴(yán)重;(8)大型喬木對建筑造成遮擋。
在對里院進(jìn)行光環(huán)境優(yōu)化改造的過程中要保護(hù)好里院的歷史風(fēng)貌,在保護(hù)里院的原真性、整體性的同時(shí),利用技術(shù)手段來改善里院的室內(nèi)光環(huán)境質(zhì)量,實(shí)施建筑優(yōu)化與改造。
3.1.1 增設(shè)亮瓦和老虎窗
為了保持里院建筑的外觀,立面上不適合再開窗,為了增加室內(nèi)采光,可以通過增設(shè)亮瓦和老虎窗來實(shí)現(xiàn)。亮瓦是傳統(tǒng)民居中比較常見的采光方式[4],根據(jù)里院的坡屋頂?shù)男问?,亮瓦設(shè)置的位置和數(shù)量可以靈活變化。由于亮瓦的造價(jià)低廉,施工技術(shù)較為簡單,可被廣泛地應(yīng)用。亮瓦不但可以使頂層房間的采光得到補(bǔ)充,提升室內(nèi)光環(huán)境質(zhì)量,并且不會(huì)使建筑的外立面整體風(fēng)貌受到破壞。老虎窗是里院屋頂常用的開窗形式,可以在內(nèi)院一側(cè)屋頂上加建改造,成本較高,但是效果明顯。這兩種方式的局限性在于只能應(yīng)用于房屋頂層的房間,可根據(jù)里院屋頂?shù)那闆r有選擇地應(yīng)用。
3.1.2 增設(shè)亮子和改造入戶門
亮子是在門上方,用來輔助采光和通風(fēng),有平開、固定以及懸窗多種形式[4]。亮子比較經(jīng)濟(jì),改造簡單。因?yàn)槔镌好繎舻娜霊糸T都朝向里院內(nèi)部,門開在院內(nèi)的外廊上,可以對里院入戶門增設(shè)亮子進(jìn)行采光優(yōu)化,亮子與高側(cè)窗的采光效果相似。增加了亮子的門對里院建筑的歷史風(fēng)貌影響較小,但是也存在著一定的弊端,亮子會(huì)受到建筑層高和門高的雙重限制,面積不大,所以它的采光效率一般,如圖4所示。另外,可以將里院的入戶門的上半部分改為玻璃和花格窗,或是改造成門聯(lián)窗的形式,這兩種門的形式在傳統(tǒng)里院中經(jīng)??吹?,可以顯著改善室內(nèi)采光。
圖4 增設(shè)亮子的門Fig.4 The door with glazing
3.1.3 增加反光板輔助采光
反光板的表面有一層高反射透光材料的涂層,可以通過反射的方式將近窗位置的光照引入離窗口較遠(yuǎn)的位置,從而有效地改善室內(nèi)采光均勻度[5]。反光板可以置于里院窗口的內(nèi)外兩側(cè),設(shè)置在外側(cè)時(shí),還可以起到遮陽的效果。通常情況下,反光板安裝的位置會(huì)在人的視線以上,不會(huì)對視線造成遮擋。這種技術(shù)可以應(yīng)用在里院進(jìn)深較大房間的外墻窗戶上,增加室內(nèi)天然光的利用率,且不需要高端的設(shè)備和復(fù)雜的技術(shù)。
3.2.1 更換導(dǎo)光棱鏡窗
利用導(dǎo)光棱鏡窗的折射原理,將窗上的部分普通透光材質(zhì)換成棱鏡,改變了室外天然光光線的入射方向,使其可以照射進(jìn)房間的更深處[6],如圖5所示。這樣既均勻了室內(nèi)的照度水平,達(dá)到舒適的采光效果,又縮短了日照間距。折射的角度會(huì)隨著季節(jié)的變化而改變,通過對棱鏡窗角度
圖5 導(dǎo)光棱鏡圖示Fig.5 The diagram of light guide prism
的調(diào)節(jié),可以對天然光有著更加高效的利用。這種技術(shù)也可以應(yīng)用于里院窗戶的改造設(shè)計(jì),特別適合里院進(jìn)深較大的單側(cè)采光的房間。
3.2.2 引入導(dǎo)光管采光
導(dǎo)光管采光是近些年發(fā)明的一種新型采光技術(shù),運(yùn)用導(dǎo)光管的管壁反射特性原理,將光通過層層反射引入室內(nèi)[7]。將這種技術(shù)應(yīng)用于里院室內(nèi), 特別是里院里的黑房間和地下室,可以通過導(dǎo)光管技術(shù)解決其采光問題,不會(huì)對里院建筑的外觀歷史風(fēng)貌造成影響。
3.2.3 設(shè)置采光隔板
采光隔板有著與導(dǎo)光管相似的原理。在天花吊頂?shù)膬?nèi)部安裝采光隔板,通過利用矩形或梯形的光傳輸管道來完成室外天然光的引道[7]。將傳輸管道的近窗一端閉合,提高房間內(nèi)部均勻的照度,同時(shí)出光口安裝在房間內(nèi)部,由此天花板的樣式還可以做成矩形,在屋內(nèi)的效果便如同鑲嵌在天花板中的人工照明,如圖6所示。此種方法適合層高較高房間進(jìn)深較大的里院建筑,也適合于里院建筑的頂層和閣樓。
圖6 采光隔板示意圖Fig.6 Illustration of daylighting clapboard
3.2.4 采用光導(dǎo)纖維補(bǔ)充照明
天然光光纖照明系統(tǒng)作為一種新型的、無能耗的照明系統(tǒng)已日趨成熟。天然光光纖照明系統(tǒng)主要由光導(dǎo)入裝置聚光器、光傳輸裝置光纖和光輸出裝置光纖燈3個(gè)主要部分組成[8]。該系統(tǒng)便于維護(hù)、節(jié)能環(huán)保、布置靈活、安全健康。該技術(shù)適用于傳輸距離不長,照明面積不大的場所,因此,可以用于采光不足的里院地下空間。但是,光導(dǎo)纖維價(jià)格相對較高,所以在里院建筑光環(huán)境改造方面應(yīng)結(jié)合實(shí)際案例,決定是否采用。
青島里院獨(dú)特的居住模式和空間形式造成了其獨(dú)特的光環(huán)境特征,如何在保護(hù)其建筑價(jià)值的同時(shí),提高光環(huán)境質(zhì)量,滿足現(xiàn)在的居住和商業(yè)等使用功能是目前里院需要重點(diǎn)解決的問題。通過合理選擇傳統(tǒng)和現(xiàn)代的采光節(jié)能改造技術(shù)改造提升里院的光環(huán)境質(zhì)量,改善里院的居住環(huán)境品質(zhì)將對里院街區(qū)的復(fù)興起到十分積極的作用。