基金項(xiàng)目：本文系2023年度重點(diǎn)研發(fā)與推廣專項(xiàng)（科技攻關(guān)）項(xiàng)目“綠色儲(chǔ)糧環(huán)境被動(dòng)式控制理論與高標(biāo)準(zhǔn)糧食倉房被動(dòng)式設(shè)計(jì)方法”（232102110285）研究成果。

糧食安全是國家安全的重要基礎(chǔ)，糧食儲(chǔ)存則是保障糧食安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。自古以來，我國不同地區(qū)的先民根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境特點(diǎn)，創(chuàng)造了各具特色的傳統(tǒng)糧倉[2-4，形成了豐富多樣的設(shè)計(jì)策略。這些傳統(tǒng)糧倉不僅是農(nóng)業(yè)文明的重要物質(zhì)載體，而且是珍貴的建筑遺產(chǎn)，蘊(yùn)含著深厚的營(yíng)造智慧與技術(shù)。

隨著全球氣候變化加劇和可持續(xù)發(fā)展理念的深入推進(jìn)，現(xiàn)代糧食儲(chǔ)存設(shè)施建設(shè)面臨著節(jié)能減排、綠色環(huán)保的新要求。當(dāng)前部分糧倉建設(shè)過度依賴機(jī)械通風(fēng)、制冷和化學(xué)防腐等高能耗、高成本技術(shù)，不僅增加了糧食儲(chǔ)存成本，而且?guī)砹谁h(huán)境污染問題5。因此，深入研究傳統(tǒng)糧倉的氣候適應(yīng)性策略，挖掘其中蘊(yùn)含的營(yíng)造智慧，對(duì)于促進(jìn)現(xiàn)代糧倉設(shè)計(jì)的創(chuàng)新發(fā)展具有重要意義。

一、地理位置及氣候特點(diǎn)

（一）汪山土庫大房倉

汪山土庫建筑群位于中國江西省南昌市，地處長(zhǎng)江中下游地區(qū)，始建于清道光元年（1821年），于1851年初具規(guī)模。南昌市地形以平原為主，局部有山地和丘陵，地勢(shì)總體較為平坦，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，四季分明，氣候溫暖濕潤(rùn)。南昌地區(qū)的夏季（6—8月）氣溫較高，日間氣溫通常在 30°C 至 之間，夜間氣溫一般維持在 以上；而冬季（12—2月）氣候相對(duì)溫和，氣溫通常保持在 0°C 至 10^°C 之間，極少出現(xiàn)極端寒冷天氣。

汪山土庫建筑群展現(xiàn)出典型的贛派風(fēng)格，由25棟磚木結(jié)構(gòu)建筑組成。其中，大房倉是程氏家族專用的糧倉，也是唯一與主體建筑相連的糧倉，采用三合院式布局。汪山土庫大房倉的倉房布局既有坐北朝南的形式，也有坐東朝西的形式。本研究選取南側(cè)坐北朝南的單體糧倉作為研究對(duì)象。

（二）盈億義倉

盈億義倉建于1898年，位于中國河北省深州市。深州地勢(shì)開闊平坦，以廣袤平原為主。該地區(qū)屬于典型的溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，冷暖變化顯著。夏季（6一8月）高溫多雨，日間氣溫通常在 至 之間，夜間氣溫一般維持在 以上，極端氣溫可達(dá)38^°C 以上；而冬季（12一2月）氣候寒冷干燥，氣溫通常保持在 -5^°C 至 5^°C ，極端低溫可降至 -10^°C 以下，降水稀少。

盈億義倉是一座具有典型四合院布局的傳統(tǒng)糧倉建筑。在四合院布局中，東、西、南、北各設(shè)有四座糧倉，其建筑風(fēng)格與功能性設(shè)計(jì)基本一致。然而，現(xiàn)今東側(cè)糧倉已完全損毀，僅存地基遺跡，西倉和北倉亦有部分墻體及屋頂結(jié)構(gòu)受損，現(xiàn)狀保存較差。相比之下，南側(cè)糧倉的結(jié)構(gòu)保存較為完整，具備代表性和研究?jī)r(jià)值，因此被選為本文的研究對(duì)象。

二、傳統(tǒng)糧倉建筑特征

（一）汪山土庫大房倉

1.屋頂坡度

汪山土庫大房倉的屋頂設(shè)計(jì)采用了較陡的坡度形式，這種設(shè)計(jì)在一定程度上減少了屋頂暴露于太陽輻射下的范圍，降低了屋頂?shù)牡脽崃俊Ｈ欢?，較陡屋頂下方形成的較大三角區(qū)域會(huì)導(dǎo)致熱量在局部積聚，對(duì)內(nèi)部熱量的散發(fā)產(chǎn)生不利影響。

2.無窗設(shè)計(jì)

汪山土庫大房倉的倉房采用無窗設(shè)計(jì)，這一布局在減少外界熱量傳遞方面發(fā)揮了重要作用。無窗設(shè)計(jì)能夠有效避免太陽輻射通過窗戶直接傳入室內(nèi)，降低了外界環(huán)境對(duì)倉房?jī)?nèi)部熱量的影響。

3.架空層

架空層通過將倉房底部抬升 600mm ，并在外部墻面采用石頭作為支撐底座，提高倉房整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的同時(shí)，還有效隔絕了地表水分對(duì)糧食儲(chǔ)存的潛在不利影響。此外，架空層結(jié)合四周設(shè)置的通風(fēng)孔，通過自然空氣對(duì)流的作用，促進(jìn)倉底空氣流通，有效排散積聚的濕氣，有利于糧食的儲(chǔ)存安全。

4.建筑遮陽

倉房設(shè)計(jì)采用寬大的挑檐，有效阻擋太陽輻射對(duì)外墻表面的直接影響，從而降低倉房的得熱量。在夏季高溫條件下，挑檐通過減緩圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱增益，為儲(chǔ)糧環(huán)境提供了更為穩(wěn)定的溫度條件。

5.圍護(hù)結(jié)構(gòu)

大房倉的圍護(hù)結(jié)構(gòu)整體采用木材建造，木板之間存在一定的縫隙，使倉房圍護(hù)結(jié)構(gòu)的氣密性相對(duì)較弱?？諝獾木徛凉B透有助于排散倉房?jī)?nèi)的熱量，降低內(nèi)部溫度，緩解高溫對(duì)儲(chǔ)糧環(huán)境的不利影響。此外，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的通透性有效減少了因密閉性過強(qiáng)可能導(dǎo)致的濕氣積聚風(fēng)險(xiǎn)，為儲(chǔ)糧環(huán)境提供了穩(wěn)定的條件。

（二）盈億義倉

1.屋頂坡度

盈億義倉的屋頂設(shè)計(jì)采用了較陡的坡度形式，這種設(shè)計(jì)在一定程度上減少了屋頂暴露于太陽輻射下的范圍，降低了屋頂?shù)牡脽崃?。然而，較陡屋頂下方形成的較大三角區(qū)域會(huì)導(dǎo)致熱量在局部積聚，對(duì)內(nèi)部熱量的散發(fā)產(chǎn)生不利影響。

2.窗墻比

盈億義倉的開口設(shè)計(jì)以小窗為主，倉房的窗墻比較小，這種特征在減少太陽輻射和外界熱量傳遞方面發(fā)揮了作用，降低了倉房?jī)?nèi)部的熱負(fù)荷。此外，窗戶設(shè)置在倉房的上部，利用熱壓效應(yīng)促進(jìn)空氣流動(dòng)，排散倉內(nèi)積熱，從而進(jìn)一步改善儲(chǔ)糧環(huán)境的熱穩(wěn)定性。

3.架空層

盈億義倉架空層通過將倉房底部抬升，與地面保持適當(dāng)?shù)木嚯x，有效地隔絕了地表水分上滲對(duì)糧食儲(chǔ)存的不利影響，從而利于倉房?jī)?chǔ)糧環(huán)境的穩(wěn)定。此外，架空層結(jié)合四周設(shè)置的通風(fēng)孔，通過空氣自然對(duì)流的方式，促進(jìn)倉底空氣流通，有效排散積聚的濕氣，進(jìn)一步降低了潮濕環(huán)境對(duì)儲(chǔ)糧安全的威脅。

4.遮陽設(shè)計(jì)

盈億義倉的遮陽設(shè)計(jì)通過在倉房外墻頂部設(shè)置寬大的挑檐，有效減少了太陽輻射對(duì)外墻表面的直接照射，從而有效抑制了外界熱量向倉內(nèi)的傳遞。在夏季高溫條件下，挑檐通過減緩圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱增益，為儲(chǔ)糧環(huán)境提供了更為穩(wěn)定的溫度條件。

5.圍護(hù)結(jié)構(gòu)

盈億義倉的墻體采用較為厚重的設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)在應(yīng)對(duì)外界高溫氣候條件和溫度波動(dòng)方面展現(xiàn)了重要的優(yōu)勢(shì)。一方面，厚重的墻體和屋頂通過其較高的熱阻性能，有效阻擋了外界熱量向倉房?jī)?nèi)部的傳遞，從而降低了倉房在夏季高溫條件下的熱增益；另一方面，其具有較高的熱惰性，顯著衰減了外界溫度波動(dòng)對(duì)倉內(nèi)環(huán)境的影響，為儲(chǔ)糧環(huán)境的穩(wěn)定性提供了有效保障。

6.老虎窗

倉房頂部設(shè)置老虎窗，通過利用煙肉效應(yīng)，促進(jìn)空氣流通，進(jìn)一步增強(qiáng)了通風(fēng)性能。熱空氣通過頂部通風(fēng)窗排出，有效降低了倉內(nèi)的熱量積聚，這種設(shè)計(jì)充分適應(yīng)了夏季高溫條件下的儲(chǔ)糧需求。

三、傳統(tǒng)糧倉建筑特征的對(duì)比分析

（一）圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工特性的對(duì)比分析

傳統(tǒng)糧倉在圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料和厚度設(shè)計(jì)上呈現(xiàn)明顯的地域性差異：南方汪山土庫大房倉采用輕薄木板圍護(hù)結(jié)構(gòu)（ 0.04m? ，北方盈億義倉則采用較厚的磚墻（0.45m）。這種差異直接反映了各地區(qū)對(duì)溫濕環(huán)境的差異化應(yīng)對(duì)策略。

汪山土庫大房倉采用輕質(zhì)木板圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其熱工特性表現(xiàn)為低熱惰性與高透氣性，這種選擇的氣候成因在于：南方高溫高濕氣候條件下，糧食霉變風(fēng)險(xiǎn)主要來源于濕度過高，而非溫度波動(dòng)。輕質(zhì)木板圍護(hù)結(jié)構(gòu)雖然隔熱性能相對(duì)較弱，但其良好的吸濕放濕特性能有效調(diào)節(jié)倉內(nèi)濕度，實(shí)現(xiàn)被動(dòng)式濕度平衡。此外，木材的毛細(xì)結(jié)構(gòu)使其具有良好的水分?jǐn)U散性能，能夠在高濕環(huán)境中吸收并逐漸耗散多余水分，防止?jié)駳庠趥}內(nèi)聚集。這種“透氣型”圍護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)先滿足了南方地區(qū)控濕為主的儲(chǔ)糧需求，反映了對(duì)當(dāng)?shù)貪駸釟夂蛱卣鞯臏?zhǔn)確適應(yīng)。

北方盈億義倉采用中等厚度的磚墻，熱工特性體現(xiàn)為中等熱惰性與較高熱阻，這種選擇的氣候成因是：北方地區(qū)冬季嚴(yán)寒，夏季炎熱，但相對(duì)濕度較低，儲(chǔ)糧面臨的主要問題是防止極端溫度影響。 0.45m 厚的磚墻在物理上形成了足夠的熱阻，減緩了外部溫度向室內(nèi)傳導(dǎo)的速率，有效隔絕外部極端溫度；同時(shí)，其中等熱惰性配合通風(fēng)策略，形成了“隔熱-散熱”的復(fù)合調(diào)溫機(jī)制。

這種設(shè)計(jì)既考慮了北方氣候下隔絕外部極端溫度的需要，又兼顧了散熱通風(fēng)對(duì)墻體厚度的限制，體現(xiàn)了對(duì)北方氣候特征的綜合性應(yīng)對(duì)。

（二）建筑遮陽的區(qū)域差異分析

傳統(tǒng)糧倉的出檐長(zhǎng)度呈現(xiàn)明顯的南北梯度變化：南方汪山土庫大房倉出檐長(zhǎng)達(dá) 2.9m ，北方盈億義倉僅為1.3m 。這種差異直接關(guān)聯(lián)各地區(qū)的日照特征與降水特性。

南方汪山土庫大房倉采用超長(zhǎng)出檐設(shè)計(jì)，其成因主要有二：首先，南方夏季太陽高度角大于北方，圍護(hù)結(jié)構(gòu)更容易得熱，需要更長(zhǎng)的出檐進(jìn)行遮擋；其次，南方多雨環(huán)境下，超長(zhǎng)出檐能有效防止雨水沖刷墻體，降低木質(zhì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的含水率，強(qiáng)化控濕效果，體現(xiàn)了遮陽、防雨雙重功能在南方地區(qū)的重要性。

北方盈億義倉采用相對(duì)較短的出檐，這一設(shè)計(jì)主要基于以下幾方面考量：首先，北方地區(qū)降水量少，出檐防雨功能的需求相對(duì)較低，不需要像南方糧倉那樣的超長(zhǎng)出檐設(shè)計(jì)；其次，北方夏季太陽高度角較小，理論上使用較窄的出檐就能獲得一定的遮陽效果，北方地區(qū)的氣候特點(diǎn)使得遮陽并非糧倉設(shè)計(jì)的首要考慮因素。更為重要的是，北方糧倉采用了老虎窗設(shè)計(jì)策略，形成了有效的通風(fēng)散熱系統(tǒng)，降低了對(duì)遮陽策略的依賴程度。這種設(shè)計(jì)選擇反映了對(duì)地區(qū)氣候特征的回應(yīng)，即在濕度較低的北方地區(qū)，溫度控制更側(cè)重于通風(fēng)散熱而非遮陽防熱，較短的出檐可以提供基本的墻體保護(hù)，體現(xiàn)了因地制宜的設(shè)計(jì)智慧。

（三）通風(fēng)策略的區(qū)域差異分析

傳統(tǒng)糧倉的通風(fēng)策略呈現(xiàn)從南到北由封閉到開放的漸變特征：南方汪山土庫大房倉采用無窗封閉設(shè)計(jì)，北方盈億義倉則配置老虎窗加強(qiáng)通風(fēng)。這種差異反映了各地區(qū)對(duì)溫濕調(diào)控重點(diǎn)的不同需求。

南方的汪山土庫大房倉采用無窗封閉設(shè)計(jì)，其成因是：南方高濕環(huán)境下，外部空氣濕度常年高于理想儲(chǔ)糧濕度，通風(fēng)換氣反而會(huì)增加倉內(nèi)濕度環(huán)境的負(fù)擔(dān)。通過最大限度減少與外界的空氣交換，建立相對(duì)獨(dú)立的微氣候環(huán)境，再輔以木質(zhì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的被動(dòng)調(diào)濕，能更有效地控制倉內(nèi)濕度穩(wěn)定。

北方盈億義倉采用老虎窗和小窗相結(jié)合的通風(fēng)設(shè)計(jì)，形成了復(fù)合散熱策略，其成因主要是：北方地區(qū)濕度較低，糧食霉變風(fēng)險(xiǎn)小，而夏季高溫對(duì)糧食質(zhì)量的影響成為主要問題；同時(shí)，糧食自身呼吸產(chǎn)熱在密閉環(huán)境中易導(dǎo)致局部溫度升高。屋頂老虎窗設(shè)計(jì)利用煙囪效應(yīng)在垂直方向形成上升氣流，而墻體上的窗戶則提供了水平方向的進(jìn)風(fēng)通道，二者配合形成了完整的通風(fēng)路徑。這種設(shè)計(jì)在無需任何機(jī)械設(shè)備的情況下，利用熱空氣上升原理和建筑形態(tài)，創(chuàng)造了持續(xù)有效的自然通風(fēng)循環(huán)，能夠在夏季高溫條件下有效排出倉內(nèi)熱量，保持適宜的儲(chǔ)糧溫度，體現(xiàn)了北方傳統(tǒng)糧倉對(duì)當(dāng)?shù)貧夂蛱卣鞯木珳?zhǔn)適應(yīng)。

通風(fēng)策略的區(qū)域差異性體現(xiàn)了傳統(tǒng)建造者對(duì)溫濕平衡的精準(zhǔn)把握：南方優(yōu)先考慮控濕而采用封閉設(shè)計(jì)，中部兼顧溫度穩(wěn)定與基本通風(fēng)需求，北方則注重散熱效果而強(qiáng)化通風(fēng)功能，形成了從控濕優(yōu)先到調(diào)溫為主的適應(yīng)模式。

四、結(jié)語

本研究通過對(duì)南方汪山土庫大房倉和北方盈億義倉建筑特征的對(duì)比分析，揭示了傳統(tǒng)糧倉建造智慧的地域性特征與氣候適應(yīng)機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)糧倉的設(shè)計(jì)基于對(duì)當(dāng)?shù)貧夂驐l件的深刻理解，形成了系統(tǒng)化的策略體系。南方傳統(tǒng)糧倉圍繞控濕核心，采用輕薄的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、無窗設(shè)計(jì)和寬大出檐；北方傳統(tǒng)糧倉則以調(diào)溫為重點(diǎn)，采用厚重的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、老虎窗通風(fēng)和適度遮陽策略。這種差異化策略體現(xiàn)了傳統(tǒng)建造者對(duì)氣候特征的深刻理解和應(yīng)對(duì)智慧，為當(dāng)代面臨氣候變化挑戰(zhàn)的糧倉設(shè)計(jì)提供了兼具生態(tài)智慧與文化底蘊(yùn)的創(chuàng)新路徑，從而構(gòu)建更具韌性和可持續(xù)性的糧食安全保障體系。

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作者簡(jiǎn)介：

王田，河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院碩士研究生。研究方向：建筑技術(shù)科學(xué)。

李恩，河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院副教授。研究方向：建筑節(jié)能設(shè)計(jì)與被動(dòng)式建筑。