王炎松, 盧 濤,2, 蔣世偉, 朱晗瀟

(1.武漢大學(xué) 城市設(shè)計(jì)學(xué)院, 武漢 430072; 2.廣西壯族自治區(qū)交通運(yùn)輸廳， 南寧 530012)

0 引 言

自20世紀(jì)90年代起, 我國傳統(tǒng)村落研究開始受到多個學(xué)科的關(guān)注, 研究者們分別從村落布局、景觀規(guī)劃及歷史文化等方面進(jìn)行探索[1-5]。隨著我國城市快速發(fā)展, 城市化進(jìn)程不斷推進(jìn), 城市和鄉(xiāng)村發(fā)展的同質(zhì)化現(xiàn)象逐漸凸顯出來, 傳統(tǒng)和地域性文化逐漸被消解和淡化。然而, 從開始建造至今, 傳統(tǒng)村落對地域性氣候有很強(qiáng)的適應(yīng)性, 這對現(xiàn)今的鄉(xiāng)村規(guī)劃有一定的借鑒意義。

截至2018年底, 全國傳統(tǒng)村落名錄評選出了6 799個鄉(xiāng)村, 江西省入選該名錄的傳統(tǒng)村落有343個, 占比5.04%。由于歷史和地理因素的影響, 傳統(tǒng)村落和建筑的類型及分布在省內(nèi)也有著較大的差異性, 形成了以撫州金溪為中心的贛東臨川文化區(qū), 以婺源為中心的贛北徽派文化區(qū), 以龍南為中心的贛南客家文化區(qū)和以吉安為中心的贛中廬陵文化區(qū)[2]。

傳統(tǒng)村落由村落公共空間與村落建筑群組成, 而村口作為村落公共空間中使用最頻繁的場所, 既是“父老兄弟出作入息, 咸會于斯”的日常交往地, 也成為村落中大型公共活動的場所。村口的作用, 一是作為村落空間序列的起點(diǎn), 是地標(biāo)性“門戶”, 劃定村落界限; 二是防御功能, 是保護(hù)村落安全和文化的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn); 三是在精神層面上, 是村口景觀美學(xué)價值和心理歸屬主宰的體現(xiàn)[3]。村口的組成通常是包括了建筑、植物、道路和水系等元素, 這些元素營造出了形態(tài)各異的村口空間[4]。

1 研究區(qū)域簡介

金溪縣始建于漢代, 地處江西省東部, 位于東經(jīng)116°27′—117°03′, 北緯27°41′—28°06′, 地貌以丘陵為主, 縣域內(nèi)大部分傳統(tǒng)村落建于明清時期, 選址多為山腳坪地處或平原崗地上, 目前已有42個古村落列入中國傳統(tǒng)村落名錄[5]。金溪屬亞熱帶潮濕天氣及夏熱冬冷地區(qū), 年均氣溫17.7 ℃, 年降水量1 856 mm。根據(jù)氣象站提供的金溪?dú)庀髷?shù)據(jù), 金溪夏季主導(dǎo)風(fēng)向是東南風(fēng)、偏南風(fēng), 平均風(fēng)速為2.8 m/s, 冬季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)、北風(fēng),平均風(fēng)速為1.9 m/s。6—8月為夏季, 平均氣溫為28.1 ℃, 極端最高氣溫42 ℃, 12月至次年2月為冬季, 平均氣溫為7.4 ℃, 極端最低氣溫-11.1 ℃。全年平均相對濕度為79%[6], 月均相對濕度與氣溫如圖1所示。

圖1 金溪縣累年月平均氣溫和平均相對濕度Fig.1 Average air temperature and relative humidity monthly for one year in Jinxi county

金溪傳統(tǒng)村落村口空間在資源和技術(shù)條件有限的情況下積累演化出具有樸素生態(tài)自然觀的營造手段, 通過對地理氣候的因勢利導(dǎo), 應(yīng)對江西地區(qū)夏熱冬冷典型氣候, 營造出良好的人居環(huán)境, 主要體現(xiàn)在村口空間系統(tǒng)對通風(fēng)防寒的有效改善上, 即夏季有涼風(fēng), 冬季無疾風(fēng), 非常契合低技術(shù)設(shè)計(jì)的原則與思路。本文通過對比分析金溪縣20個中國傳統(tǒng)村落的村口空間布局, 結(jié)合村口布局, 把村口空間分為展開型和半包圍型(表1, 此劃分是針對現(xiàn)狀而言, 許多村落原有村口空間布局后來都有改動, 不在本研究考慮之中)。影響村口風(fēng)環(huán)境的因素還有建筑布局、水系規(guī)模、植被和選址朝向等。

表1 展開型與半包圍型村口示意圖Table 1 Schematic diagram of villae entrance in the open and semi-closed villages

2 村口形態(tài)布局及風(fēng)環(huán)境

2.1 村口空間布局形態(tài)

本研究選取了金溪縣全坊村、田南村、竹橋村、大耿村、小耿村、東源村6個典型傳統(tǒng)村落村口空間, 測繪數(shù)據(jù)如圖2所示。

圖2 6個典型傳統(tǒng)村落村口空間平面展示Fig.2 Spatial plane of the entrance in six typical traditional villages

通過金溪6個傳統(tǒng)村落村口空間的對比分析可知, 村口選址基本是坐北朝南, 村口有水系, 基本形制組成是祠堂、牌坊, 少量民居、池塘、植被以及主要道路等(表2)。金溪傳統(tǒng)村落的村口選址, 一般要求是地勢平緩開闊, 位于水系附近, 在村口設(shè)置牌坊作為村門標(biāo)志, 人們在村口修建村落總祠堂, 村民祭祀或是其他活動都會聚集在村口, 營造一個舒適的村口空間對于村民和外來游客來說都是非常重要的。

表2 金溪村口組成元素Table 2 Components of village entrance in Jinxi

2.2 村口布局元素分析

本文主要研究村口公共活動場所的風(fēng)環(huán)境適宜性, 影響村口風(fēng)環(huán)境的主要因素可以分為平面尺度與立面尺度[7]： 平面尺度主要有村口面積、水域面積、村口界面長寬； 立面尺度則包括了建筑高度。 將這些主要影響因子通過分析比較(表3), 其他影響因子如村口朝向、植被分布等忽略不計(jì), 找出幾個村口布局的差異性與統(tǒng)一性。

表3 村口布局元素量化Table 3 Quantified factors of the village entrance

平面尺度上水域面積和村口面積的比值上具有差異性, 如圖3所示展開型村口面積與水域面積的比值均小于半包圍型村口, 村口空間總長度與平均寬度的比值均大于半包圍型村口。展開型村口的長寬比在2.3∶1～2.8∶1, 而半包圍型村口的長寬比則是集中在1.6∶1～2.2∶1, 具有較大差異性, 可以推測兩種村口風(fēng)環(huán)境的差異也是與這樣的平面布局有關(guān)。在垂直尺度上只有建筑物高度作為影響因子, 并未呈現(xiàn)出明顯差異性。

對比6個村口的布局差異可知, 村口布局與風(fēng)環(huán)境的關(guān)聯(lián)性研究應(yīng)該將重點(diǎn)放在水系規(guī)模與平面長寬比的影響因子上。村口空間形狀規(guī)則、布局合理時, 對夏季炎熱天氣和冬季冷風(fēng)均有調(diào)控作用, 不同布局調(diào)控的能力也不同, 通過實(shí)測可以論證村口布局的優(yōu)劣。

2.3 村口室外風(fēng)環(huán)境測試方案

風(fēng)環(huán)境主要有3種研究方法: 現(xiàn)場實(shí)測、風(fēng)洞模擬和計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬[8]。本文主要是通過實(shí)測和軟件模擬兩者結(jié)合進(jìn)行研究。風(fēng)環(huán)境實(shí)地測試時間在冬季1月、春季4月和5月, 測試主要目的是比較不同類型村口布局對風(fēng)環(huán)境的影響, 采用定量方法分析村口風(fēng)環(huán)境現(xiàn)狀。測試過程中, 盡量控制好影響測試的變量因素, 保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

金溪冬季平均氣溫較低, 需要進(jìn)行防寒處理, 春季與秋季的氣候具有相似性, 較為舒適， 因此選取了春季和冬季兩個季節(jié)進(jìn)行實(shí)測。比較不同村口類型冬季和春季實(shí)測風(fēng)環(huán)境, 可以證實(shí)展開型村口相對于半包圍型村口在冬季保溫防風(fēng)上略有優(yōu)勢, 且風(fēng)速更為宜人， 通過對比同類村口布局在同一時間風(fēng)環(huán)境實(shí)測數(shù)據(jù)可證實(shí)村口面積與水域面積的比值, 以及村口空間長寬比對村口風(fēng)環(huán)境產(chǎn)生的影響(圖3)。

圖3 村口面積與水域面積之比(a)、村口空間長寬之比(b)和村口空間類型關(guān)系的箱線圖Fig.3 Box plots of the relationship between the ratio of village area to water area and the types of the village entrance(a) and the relationship between the length width ratio and the type of village entrance(b)

實(shí)驗(yàn)所用儀器主要有臺灣先馳ST-732熱線風(fēng)溫風(fēng)量風(fēng)速儀和紅外測距儀。為了能達(dá)到測試的準(zhǔn)確性， 采集足夠數(shù)據(jù)量, 選擇了全坊村和田南村同時測量, 大耿村和小耿村同時測量, 竹橋村不同測點(diǎn)同時測量, 每次測量時間為早上到下午時段的4～6 h, 風(fēng)速測距儀距離地面的測點(diǎn)高度為1.5 m。每個村子選取3～7個測試點(diǎn)(圖4), 利用風(fēng)速儀記錄一段時間內(nèi)風(fēng)速的平均值。選取測點(diǎn)原則為：

圖4 村口空間測點(diǎn)分布圖Fig.4 Distribution of spatial test points at the village entrance

村落主要出入口、主要建筑物、村口水系為測點(diǎn)；每隔15 min讀數(shù)記錄數(shù)據(jù),記錄連續(xù)風(fēng)速(3次/min)讀數(shù)取平均值[9]。需要特別說明的是, 春季全坊村開始每隔10 min讀數(shù)記錄數(shù)據(jù)， 由于時間間隔較短，測點(diǎn)數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確， 故冬季更改為每隔15 min讀數(shù)記錄數(shù)據(jù)。 由于所測風(fēng)速為瞬時值, 自然風(fēng)存在隨機(jī)性和脈動性, 測試讀數(shù)會有一定誤差, 故測試結(jié)果選取風(fēng)速平均值。

3 風(fēng)環(huán)境實(shí)測結(jié)果及分析比較

將風(fēng)環(huán)境實(shí)測結(jié)果分組進(jìn)行比較分析, 根據(jù)風(fēng)環(huán)境一般規(guī)律, 風(fēng)速小于0.5 m/s時為靜風(fēng)狀態(tài), 室外環(huán)境夏季風(fēng)速為1～5 m/s, 冬季風(fēng)速小于3 m/s時人們感到舒適， 風(fēng)速大于5 m/s時會影響人們活動[10]。村口形態(tài)布局追求夏季加強(qiáng)通風(fēng)散熱, 冬季防御和阻擋冷風(fēng)的功能。

3.1 春季風(fēng)環(huán)境對比

3.1.1 同一時間不同村落村口空間 春季全坊村與田南村對比實(shí)測時間為2018-04-06T08:30—14:30, 圖5顯示田南村口風(fēng)速變化趨勢比全坊村口要小, 風(fēng)速較穩(wěn)定。 全坊村當(dāng)天平均風(fēng)速為2.9 m/s, 平均溫度為19.4 ℃, 測點(diǎn)風(fēng)速波動大, 且在10:10出現(xiàn)最大風(fēng)速約9 m/s。田南村當(dāng)日平均風(fēng)速為2.7 m/s, 平均溫度為18.9 ℃。全坊村測點(diǎn)有6次風(fēng)速超過5 m/s, 占所有取樣點(diǎn)比例32%； 田南村只有1次風(fēng)速超過5 m/s, 可以發(fā)現(xiàn)展開型村口(田南村)的風(fēng)環(huán)境較半包圍型村口(全坊村)風(fēng)環(huán)境穩(wěn)定, 舒適性強(qiáng)。

圖5 全坊村與田南村測點(diǎn)春季風(fēng)速和風(fēng)溫Fig.5 Wind speed and temperature at test point ofQuanfang village and test point of Tiannan village in spring

3.1.2 同一時間同一村落不同節(jié)點(diǎn) 春季竹橋村實(shí)測時間為2018-05-05T08:30—15:30, 監(jiān)測頻率30 min/次, 村中有4個門樓, 均可作為村落出入口, 其中中門樓為最主要的出入口, 總門樓與下門樓屬于展開型村口, 上門樓和中門樓則為半包圍型村口。 由圖6可看出, 除八家弄和下門樓在午后外，其他所有測點(diǎn)的風(fēng)速均不高于4 m/s, 整體風(fēng)速偏低, 總門樓、中門樓、上門樓、下門樓的平均風(fēng)速分別為2.0、1.8、1.3、2.1 m/s, 平均溫度分別為27.7、27.9、28.0、27.9 ℃, 總門樓在炎熱天氣下溫度低, 風(fēng)速較快, 與其他3個門樓相比較為舒適。風(fēng)速較大的時刻集中在11:00—14:30, 建筑群風(fēng)環(huán)境與太陽運(yùn)動存在較強(qiáng)關(guān)聯(lián), 風(fēng)速呈現(xiàn)脈動性。

圖6 竹橋村春季7個測點(diǎn)風(fēng)速和風(fēng)溫Fig.6 Wind speed and temperature at 7 observation points of Zhuqiao village in spring

下門樓、總門樓、中門樓和上門樓測點(diǎn)所測得的溫度在25.8～33.2 ℃波動, 并且4個門樓測點(diǎn)的溫度逐漸升高, 到了午后又逐漸降低[11]。

街巷八家弄、十家弄測點(diǎn)的微環(huán)境實(shí)測數(shù)據(jù)顯示， 平均風(fēng)速及最大風(fēng)速均比民居測點(diǎn)大。結(jié)合街巷環(huán)境的地形及環(huán)境可知， 八家弄和十家弄測點(diǎn)所處的位置是此街巷微環(huán)境中風(fēng)的進(jìn)出口。民居測點(diǎn)位于建筑前, 平均風(fēng)速較小, 為0.135 m/s, 最大風(fēng)速1.32 m/s, 說明測點(diǎn)所在的民居的進(jìn)口風(fēng)速不是很大, 由此引起的通風(fēng)效果不強(qiáng)。經(jīng)統(tǒng)計(jì), 在實(shí)測時間段內(nèi), 約66.08%的時間民居處于靜風(fēng)狀態(tài), 風(fēng)速較大的時刻集中在10:30—14:00, 風(fēng)速呈現(xiàn)脈動性。

3.2 冬季風(fēng)環(huán)境對比

3.2.1 同一時間不同村落村口空間(全坊村和田南村) 冬季全坊村(圖7)與田南村(圖8)對比實(shí)測時間為2019-01-13T09:15—14:45一共測了24次。 其中， 全坊村平均風(fēng)速為0.41 m/s, 平均溫度為8.5 ℃, 3個測點(diǎn)最大風(fēng)速<1.8 m/s； 田南村口測點(diǎn)風(fēng)速波動較小， 平均風(fēng)速為0.23 m/s, 平均溫度為8.1 ℃, 風(fēng)速趨于平緩。田南村風(fēng)速較為舒適, 但兩種類型村口風(fēng)速在冬季均不高于3 m/s, 能良好地防御強(qiáng)冷風(fēng)。

圖7 全坊村測點(diǎn)冬季風(fēng)速和風(fēng)溫Fig.7 Wind speed and temperature at the observation pointsof Quanfang village in winter

圖8 田南村測點(diǎn)冬季風(fēng)速和風(fēng)溫Fig.8 Wind speed and temperature at the observation points of Tiannan village in winter

3.2.2 同一時間同一村落不同節(jié)點(diǎn) 冬季竹橋村實(shí)測時間為2019-01-12T14:30—17:30共3 h。由圖9可看出, 整體風(fēng)速偏低, 總門樓、中門樓、上門樓、下門樓的平均風(fēng)速分別為0.4、0.42、0.17、0.09 m/s, 平均溫度分別為7.2、6.9、7.0、7.2 ℃, 總門樓和中門樓風(fēng)速偏快, 中門樓與上門樓的溫度偏低, 下門樓較其他3個門樓更舒適, 作為展開型村口在冬季寒冷天氣下同樣具有優(yōu)勢。

圖9 竹橋村4個測點(diǎn)冬季風(fēng)速和風(fēng)溫Fig.9 Wind speed and temperature at four observation points of Zhuqiao village in winter

3.2.3 同一時間不同村落村口空間(大耿村和小耿村) 冬季大耿村(圖10)與小耿村(圖11)對比實(shí)測時間為2019-01-12T09:00—15:00共測了22次。 其中， 大耿村當(dāng)天平均風(fēng)速為0.38 m/s, 平均溫度為9.1 ℃, 最高風(fēng)速為1.6 m/s。 小耿村當(dāng)日平均風(fēng)速為0.32 m/s, 平均溫度為9.0 ℃, 小耿村口風(fēng)速變化較為穩(wěn)定, 出現(xiàn)靜風(fēng)頻率為86%, 高于大耿村靜風(fēng)頻率69%。 小耿村展開型村口比大耿村半包圍型村口略有優(yōu)勢, 風(fēng)速較為平緩, 但兩者差異性不大。

圖10 大耿村測點(diǎn)冬季風(fēng)速和風(fēng)溫Fig.10 Wind speed and temperature at observation points of Dageng village in winter

圖11 小耿村測點(diǎn)冬季風(fēng)速和風(fēng)溫Fig.11 Wind speed and temperature at observation points of Xiaogeng village in winter

3.3 春季和冬季不同時間村落比較

對比冬季與春季全坊村和田南村的風(fēng)速風(fēng)溫(圖12、圖13)可知, 春季風(fēng)速風(fēng)溫普遍高于冬季風(fēng)速風(fēng)溫, 說明多數(shù)情況下隨著冬春季節(jié)變化, 村口空間風(fēng)速風(fēng)溫也隨之變化, 可推測夏季展開型與半包圍型村口同樣有此規(guī)律。

圖12 春、冬季全坊村測點(diǎn)風(fēng)速和風(fēng)溫Fig.12 Wind speed and temperature of Quanfang village in spring and winter

圖13 春、冬季田南村測點(diǎn)風(fēng)速和風(fēng)溫圖Fig.13 Wind speed and temperature of Tiannan village in spring and winter

3.4 風(fēng)環(huán)境實(shí)測結(jié)果大數(shù)據(jù)軟件分析

由于以上的數(shù)據(jù)分析只是比較了同一時間同一地點(diǎn)不同村口類型的優(yōu)劣, 并不能得出村口類型對風(fēng)環(huán)境直接影響的結(jié)論, 那么利用大數(shù)據(jù)分析軟件R將實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一分析, 可以得到一個較為準(zhǔn)確的分析結(jié)論。

將展開型村口和半包圍型村口的所有風(fēng)環(huán)境實(shí)測數(shù)據(jù)同時進(jìn)行比較, 利用大數(shù)據(jù)分析軟件, 把兩種村口類型設(shè)為常量, 時間和風(fēng)速作為變量, 可以綜合比較出村口類型與風(fēng)環(huán)境的關(guān)系。如圖14、15所示, 展開型村口與半包圍型村口兩者風(fēng)環(huán)境具有顯著差異性, 排除離群值, 可看出展開型村口在冬季風(fēng)環(huán)境營造上具有較大優(yōu)勢, 風(fēng)速平緩, 極大風(fēng)速出現(xiàn)頻率低, 而且同一時段的最大風(fēng)速與最小風(fēng)速的差值總體低于半包圍型村口; 而半包圍型村口風(fēng)速值多數(shù)較高, 且波動較大。

圖14 冬季村口類型與風(fēng)速關(guān)系的箱線圖Fig.14 Relationship between the type of village entrance and wind speed in winter

圖16更直觀地將時間因素去除, 風(fēng)速作為唯一變量, 冬季展開型村口風(fēng)速變化范圍小于半包圍型村口, 但平均值接近, 說明冬季展開型村口與半包圍型村口在平均風(fēng)速上差別極小, 但半包圍型村口劣勢在于風(fēng)速波動范圍大, 易出現(xiàn)疾風(fēng); 春季, 兩者風(fēng)速變化范圍相似, 但春季展開型村口平均風(fēng)速略大, 兩者差異性小。

圖15 春季村口類型與風(fēng)速關(guān)系Fig.15 Relationship between the type of village entrances and wind speed in spring

圖16 冬季與春季村口類型與風(fēng)速關(guān)系的箱線圖Fig.16 Relationship between village types and wind speed in winter and spring

綜上所述, 從風(fēng)速平均值以及極大風(fēng)速值上可知, 兩類村口類型在冬季的寒冷天氣中均能抵御寒風(fēng), 為村民們提供一個較為舒適的室外活動場所。展開型村口布局略有優(yōu)勢, 能有效降低過快的風(fēng)速, 半包圍型村口的緊湊布局優(yōu)勢則體現(xiàn)在村落防御上。兩種村口類型在冬季風(fēng)速能保持在2.0 m/s以下, 某些時刻出現(xiàn)過快的風(fēng)速值, 可以通過種植適量的綠植提供遮擋物來改善村口微環(huán)境[12]。

4 村口空間風(fēng)環(huán)境CFD模擬分析

4.1 模擬實(shí)驗(yàn)校驗(yàn)

通過PHOENICS軟件對比全坊村冬季實(shí)測數(shù)據(jù)以及模擬數(shù)據(jù)并進(jìn)行軟件校驗(yàn), 其中由于軟件的限制, 輸入的風(fēng)速變化無法與實(shí)際完全一致, 故對風(fēng)速采取平均風(fēng)速數(shù)據(jù)進(jìn)行對比校驗(yàn)。

從圖17可知, 3個測點(diǎn)模擬和實(shí)測的風(fēng)速比較接近, 略大于實(shí)測數(shù)據(jù)。實(shí)測中， 道路測點(diǎn)風(fēng)速最大, 而樹與門樓風(fēng)速逐漸減小, 模擬測試數(shù)據(jù)變化趨勢一致。

圖17 全坊村冬季實(shí)測和模擬風(fēng)速對比Fig.17 Comparison of measured and simulated wind speeds at Quanfang village in winter

由于現(xiàn)場真實(shí)的風(fēng)環(huán)境比模擬風(fēng)場更為復(fù)雜, 實(shí)測結(jié)果與模擬結(jié)果存在一定誤差, 但在可接受范圍內(nèi), 因此PHOENICS軟件能較準(zhǔn)確地模擬室外風(fēng)環(huán)境, 具有可靠性[13]。

4.2 村口空間風(fēng)環(huán)境模擬分析

通過軟件模擬可以比較冬季與夏季村口風(fēng)環(huán)境數(shù)據(jù), 進(jìn)一步驗(yàn)證展開型與半包圍型村口對風(fēng)環(huán)境的影響。據(jù)《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50378—2019)中第8.2.8條, 場地內(nèi)風(fēng)環(huán)境要滿足室外活動、行走舒適和建筑自然通風(fēng)的要求, 在冬季典型風(fēng)向和風(fēng)速條件下, 建筑物周圍人行區(qū)風(fēng)速小于5 m/s, 且室外風(fēng)速放大系數(shù)小于2; 在夏季以及過渡季典型風(fēng)向和風(fēng)速條件下, 場地內(nèi)人活動區(qū)不出現(xiàn)無風(fēng)區(qū)或渦旋, 50%以上可開啟外窗室內(nèi)外表面的風(fēng)壓差大于0.5 Pa。除了第一排迎風(fēng)的建筑外, 建筑迎風(fēng)面與背風(fēng)面表面風(fēng)壓差要小于5 Pa[14]。

為了驗(yàn)證冬季和夏季村口布局對風(fēng)環(huán)境的影響關(guān)系, 利用PHOENICS軟件對6個典型傳統(tǒng)村落的村口空間進(jìn)行數(shù)值仿真, 根據(jù)金溪?dú)庀筚Y料確定基礎(chǔ)模擬數(shù)據(jù)[15], 夏季盛行偏南風(fēng), 在模擬時取180°角方向。入口模擬速度在距離地面高10 m處設(shè)為夏季平均風(fēng)速2.8 m/s。在軟件設(shè)置時,x軸方向?yàn)闁|向,y軸方向?yàn)楸毕?z軸方向?yàn)榇怪钡孛娴姆较颉哪M結(jié)果可見(圖18), 村口空間夏季風(fēng)速均高于冬季風(fēng)速, 村口水域、空地與建筑的布局對村口風(fēng)環(huán)境具有一定調(diào)節(jié)作用[16]。

圖18 金溪縣村口空間風(fēng)環(huán)境模擬圖Fig.18 Simulation diagrams of spatial wind environment of village entrances in Jinxi

冬季模擬可以看出, 由于村口建筑遮擋能抵御冬季強(qiáng)冷風(fēng), 建筑越密集抗冷風(fēng)干擾能力越強(qiáng)[10], 但靠近水域地區(qū)抵抗冷風(fēng)能力較弱, 甚至?xí)涌祜L(fēng)速。半包圍型村口布局在風(fēng)速調(diào)控上只有略微優(yōu)勢, 平均風(fēng)速相較于展開型村口也只稍低0.2～0.4 m/s。但是展開型村口在夏季通風(fēng)降溫上作用明顯, 在水域附近易形成疾風(fēng), 夏季平均風(fēng)速較半包圍型村口高出0.8～1.4 m/s, 但在建筑周圍較易形成渦流[17]。

為了進(jìn)一步研究村口形態(tài)與風(fēng)環(huán)境之間的關(guān)系, 將村口模型進(jìn)行簡化, 去除多余的影響因素。建筑模型選取金溪縣傳統(tǒng)建筑中典型“三進(jìn)兩天井”民居, 面闊12 m, 進(jìn)深26 m, 建筑高度為6 m。將模型簡化, 與池塘組合成兩組村口空間, 建立半包圍型和展開型村口模型, 按照前文風(fēng)環(huán)境模擬驗(yàn)證的相關(guān)參數(shù)條件對這兩組村口布局模式分別進(jìn)行風(fēng)環(huán)境模擬(圖19—22), 模擬結(jié)果包含每個村口距離地面1.5 m高度處的風(fēng)速云圖和模擬平均風(fēng)速值。

圖19 半包圍型和展開型村口模擬測點(diǎn)分布Fig.19 Distribution of simulated measuring points of semi-enclosed and expanded village entrances

對半包圍型村口和展開型村口風(fēng)環(huán)境風(fēng)速模擬的分析表明: 夏季半包圍型村口和展開型村口的風(fēng)速具有顯著差異, 展開型村口的通風(fēng)性能強(qiáng)于半包圍型村口, 半包圍型村口的建筑排列導(dǎo)致低速渦流的產(chǎn)生, 在建筑西北處出現(xiàn)低風(fēng)速區(qū), 風(fēng)速衰減較為明顯, 不利于通風(fēng), 這是由于建筑的朝向發(fā)生了變化; 冬季兩者的風(fēng)環(huán)境差別不大, 展開型村口風(fēng)環(huán)境變化較平緩, 與半包圍型村口相比較為舒適。

5 結(jié) 論

綜合實(shí)測數(shù)據(jù)與模擬結(jié)果揭示了金溪縣展開型村口和半包圍型村口兩種典型傳統(tǒng)村口存在著村口風(fēng)環(huán)境調(diào)節(jié)差異性。結(jié)果表明:

(1)在冬季寒冷時期, 展開型村口風(fēng)速變化平緩, 能減少過快風(fēng)速, 舒適性較好, 而半包圍型村口則風(fēng)速變化波動較大不穩(wěn)定, 平均風(fēng)速高于前者, 對風(fēng)環(huán)境的調(diào)節(jié)能力稍弱[18]。

圖20 半包圍型和展開型村口夏季風(fēng)速Fig.20 Wind speeds of semi-enclosed and expanded village entrances in summer

圖21 半包圍型和展開型村口冬季風(fēng)速Fig.21 ind speeds of semi-enclosed and expanded village entrances in winter

圖22 兩種村口空間夏季與冬季平均風(fēng)速Fig.22 Comparison of the average wind speed in summer and winter between two kinds of village entrance spaces

(2)在夏季炎熱時期, 半包圍型村口平均風(fēng)速明顯低于展開型村口, 平均風(fēng)溫較高, 因此在通風(fēng)降溫的調(diào)控能力上遜于后者， 并且半包圍型村口在建筑周圍易形成渦流, 兩者風(fēng)環(huán)境舒適性差異性較大。

(3)兩種村口布局對風(fēng)環(huán)境營造均有調(diào)控作用, 展開型村口在夏季通風(fēng)降溫和冬季防風(fēng)保溫上更有優(yōu)勢, 風(fēng)環(huán)境舒適性較好。從歷史文化的角度出發(fā), 半包圍型村口在村落防御以及景觀營造上則更為突出[19]。

本研究在實(shí)地調(diào)研和仿真模擬的基礎(chǔ)上, 通過對村口風(fēng)環(huán)境營造的探討與分析, 希望能有助于傳統(tǒng)村落保護(hù)更新以及新村規(guī)劃, 創(chuàng)造出舒適的村口活動空間。