蘇州傳統(tǒng)民居建筑的地域氣候適應(yīng)原則研究

向少石，洪 杰

（蘇州科技大學(xué) 建筑與城市規(guī)劃學(xué)院，江蘇 蘇州 215011）

地域氣候環(huán)境影響了傳統(tǒng)民居的建筑結(jié)構(gòu)。氣候環(huán)境范圍是從建筑熱工的角度劃分定義的。根據(jù)《民用建筑設(shè)計(jì)通則》（GB 50352-2005）[1]，我國(guó)被劃分為7個(gè)主氣候區(qū)，20個(gè)子氣候區(qū)。不同的子氣候區(qū)根據(jù)不同的要求而定義，所以，針對(duì)不同的氣候環(huán)境，對(duì)當(dāng)?shù)孛窬咏ㄖ蔡岢隽瞬煌囊蟆?/p>

民居受地域氣候環(huán)境的主要影響因素有降水降雪、空氣溫度、自然風(fēng)、太陽(yáng)輻射等。

降水是影響一個(gè)地區(qū)空氣溫度與濕度的最直接的因素之一，其直接影響建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)和排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造?？諝鉁囟葘?duì)于建筑的影響主要有建筑的整體形式、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的厚度及對(duì)于建筑基礎(chǔ)的凍土影響等；空氣濕度是影響人體感受非常強(qiáng)烈的氣候環(huán)境因素，從人體感受角度來(lái)說(shuō)，相對(duì)濕度保持在30%～70%的區(qū)間之內(nèi)，生理感受會(huì)比較舒適，而不足或超過(guò)這個(gè)區(qū)間都會(huì)引起不適。這也是一個(gè)決定民居建筑開啟尺度的決定性因素。自然風(fēng)可看作空氣相對(duì)于地面的水平方向流動(dòng)，一個(gè)地區(qū)民居建筑在最初的選址規(guī)劃布局時(shí)，風(fēng)向和風(fēng)速是其不可忽視的重要因素之一，需要考慮的是對(duì)于自然風(fēng)的需求還是抵御。太陽(yáng)輻射對(duì)于民居建筑的影響主要體現(xiàn)在日照時(shí)數(shù)及太陽(yáng)高度角兩方面，日照時(shí)數(shù)決定了一個(gè)地區(qū)白天的日照輻射總量及熱效應(yīng)強(qiáng)度，其對(duì)于民居而言，主要影響建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱性能；而太陽(yáng)高度角對(duì)于民居建筑的影響則更為直接，主要的應(yīng)對(duì)策略為遮陽(yáng)和減少熱輻射，不同地區(qū)不同的高度角直接決定了民居的選址布局以及其細(xì)部構(gòu)造，遮陽(yáng)策略是民居建筑對(duì)于解決夏季炎熱極其重要的策略之一，其遮陽(yáng)的程度就取決于太陽(yáng)高度角的變化。

1 蘇州地域氣候環(huán)境特征研究分析

1.1 蘇州地域氣候要素特征分析

（1）降水量特征。據(jù)有的資料統(tǒng)計(jì)，蘇州地區(qū)年平均降水量約為1 150 mm，年平均濕度約為65%，夏季濕度偏高，有時(shí)高達(dá)80%以上。春季降水總量約為278 mm，此季度平均降水日為36.3 d；夏季的5-9月份平均降水量為674 mm，占全年的60%，梅雨季雨量集中且強(qiáng)度大；秋季平均降水日為27 d，降水量為220 mm；冬季12月份降水量最小，僅為全年的4%左右。由此可見，蘇州處于多雨的氣候環(huán)境之中[2]。

（2）空氣溫度特征。蘇州地區(qū)處于亞熱帶溫潤(rùn)氣候區(qū)中較為特殊的氣候區(qū)域，在空氣溫度方面，其夏季平均溫度常年在28℃以上，最高溫度可達(dá)35℃以上，冬季最低溫度可達(dá)0℃以下，一年之中氣溫差很大。根據(jù)我國(guó)《建筑氣候區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》（GB50178-93）規(guī)定，夏熱冬冷地區(qū)的定義是7月份平均溫度為25～30℃，1月份平均溫度為0～10℃的地區(qū)。而蘇州地區(qū)的7月平均溫度達(dá)到了29.2℃，瀕臨夏熱冬冷地區(qū)的高溫極限標(biāo)準(zhǔn)；而冬季則是1月份平均氣溫在0.3℃左右，也瀕臨夏熱冬冷地區(qū)的低溫極限標(biāo)準(zhǔn)。所以可以看出，蘇州地區(qū)的空氣溫度特點(diǎn)，即夏季空氣溫度較高且時(shí)間較長(zhǎng)，冬季空氣溫度較低，夏、冬兩季平均溫度均接近于夏熱冬冷地區(qū)的熱、冷極限標(biāo)準(zhǔn)。

（3）空氣濕度特征。蘇州地區(qū)常年處于多雨的氣候環(huán)境之中，特別是六七月份處于梅雨季節(jié)的蘇州，由于空氣溫度高和連綿不斷的降水，導(dǎo)致蘇州地區(qū)常年平均相對(duì)濕度在52.8%左右，最大年平均濕度為78%；年平均蒸發(fā)量為939.4 mm，汛期5月至9月的蒸發(fā)量為552.1 mm，占全年的59%[3]。在此期間，空氣的相對(duì)濕度大，風(fēng)速較小，空氣循環(huán)緩慢，潮濕的空氣停留。

（4）日照時(shí)數(shù)及輻射量特征。蘇州地區(qū)的六七月份是日照強(qiáng)度和輻射量最高的時(shí)期，據(jù)資料顯示，蘇州地區(qū)全年日照時(shí)數(shù)在1 400～2 200 h，年輻射總量在4 190～5 016 MJ/㎡，其頂峰值的日照時(shí)數(shù)及日照輻射量趨近于我國(guó)西北陜西甘肅等干熱氣候地區(qū)[4]。蘇州地區(qū)夏至日北緯30°最高日照高度角可達(dá)85°以上，太陽(yáng)直射地面，日照面積小，導(dǎo)致了一定區(qū)域內(nèi)輻射量較大。蘇州地區(qū)主要季節(jié)日照角度如表1所列。

表1 蘇州地區(qū)主要季節(jié)日照角度

（5）風(fēng)力風(fēng)速特征。蘇州地區(qū)的風(fēng)速年變化基本可總結(jié)為春冬季節(jié)較大，夏秋季節(jié)較小，據(jù)資料顯示，蘇州地區(qū)夏季室外平均風(fēng)速約為3.5 m/s，一年中最多風(fēng)向?yàn)闁|南方向，夏季六七月份的梅雨季節(jié)是全年中風(fēng)速最小的時(shí)間段，一般在2.0 m/s以下，且蘇州地區(qū)受臺(tái)風(fēng)和海陸風(fēng)影響不大[5]。

（6）地下水位特征。蘇州地區(qū)的海拔高度和降水共同形成了其地下水位較高。蘇州地區(qū)常年降雨量較多，雨水被地面吸收后，經(jīng)過(guò)排水系統(tǒng)的循環(huán)處理作用，部分滲透到地下，蘇州的年平均水位淺埋深一般在1～2 m之間。隨著降雨量的增大，埋深會(huì)逐漸減小，意味著地下水位離地面距離更小，地下水位更高。7月份的梅雨季節(jié)達(dá)到了埋深的最小值。夏季的蘇州地區(qū)地下水埋深較小，空氣溫度又高，當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到一定程度時(shí)，地下水會(huì)氣化水蒸汽，高溫蒸發(fā)通過(guò)毛細(xì)作用反作用于建筑地坪，產(chǎn)生返潮現(xiàn)象，濕氣會(huì)通過(guò)承重構(gòu)件傳遞到建筑其他部位造成建筑構(gòu)件受潮損壞。

總體上看，夏季空氣溫度較高，空氣濕度較高、日照強(qiáng)度較大和風(fēng)力風(fēng)速較小是蘇州地區(qū)夏季主要?dú)夂蛞氐奶卣鳎渲锌諝鉁囟燃皾穸雀呤菍?dǎo)致蘇州地區(qū)夏季環(huán)境炎熱的兩個(gè)主要因素。空氣濕度高和溫度高形成了蘇州夏季濕熱的氣候環(huán)境，空氣溫度高和風(fēng)速小形成了蘇州夏季悶熱的氣候環(huán)境，太陽(yáng)高度角較高形成了夏季熱輻射強(qiáng)烈的環(huán)境。這些因素共同形成了蘇州地區(qū)夏季生理感受極差的熱環(huán)境。

蘇州的冬季平均氣溫略低且濕度較大，但風(fēng)速較小，且無(wú)頻繁降雪，蘇州地區(qū)年降雪量次數(shù)不多，一般降雪量也不大，所以蘇州地區(qū)冬季的冷環(huán)境并不明顯和極端[6]。

2 蘇州傳統(tǒng)民居地域氣候環(huán)境適應(yīng)原則

針對(duì)于蘇州地區(qū)特定的氣候環(huán)境特征，當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)民居的地域氣候環(huán)境適應(yīng)原則方面主要以解決夏季炎熱為核心，以防止建筑受潮為要點(diǎn)，以及對(duì)于其尺度的把握和達(dá)到兼顧多種適應(yīng)需求的效果。

2.1 以解決夏季炎熱為核心

根據(jù)蘇州地區(qū)特定的氣候環(huán)境，當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)民居在氣候適應(yīng)的側(cè)重點(diǎn)選擇了以解決夏季炎熱為核心的適應(yīng)原則。其一是蘇州地區(qū)夏季的熱環(huán)境可比我國(guó)華南地區(qū)，其生理感受極差；其二則是蘇州冬季的冷環(huán)境并不夠極端，且可以通過(guò)諸多外部物理手段，諸如多穿棉衣、生火燒炭、手爐腳爐等方法來(lái)取暖。但夏季的悶熱環(huán)境是無(wú)法徹底解決的，自然風(fēng)的不穩(wěn)定性，降雨產(chǎn)生的濕熱感，封閉的建筑形式使得蘇州地區(qū)的夏季成為了最難度過(guò)的時(shí)期。

在蘇州傳統(tǒng)民居構(gòu)造的細(xì)節(jié)做法中，除了屋面、外墻等承重墻體存在著鋪砌望磚、砌筑空斗墻體等保隔冷措施外，建筑空間內(nèi)部大多只以木板隔斷，盡可能爭(zhēng)取更大的通風(fēng)量，即使在封閉性較強(qiáng)的外墻上，蘇州東西山傳統(tǒng)鄉(xiāng)土民居中也有常見的高墻上開小窗的設(shè)計(jì)手法，除了防御遮陽(yáng)等功能外，外墻也體現(xiàn)了對(duì)通風(fēng)散熱，調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的重要作用，見圖1。此外，在選址方面靠近水體，利用水體改善建筑群落熱環(huán)境；在布局方面利于緊密的建筑間距達(dá)到建筑互遮陽(yáng)的效果；在單體建筑圍護(hù)方面?zhèn)戎赜陂_敞通透。從整體的宏觀規(guī)劃方面到建筑構(gòu)成的微觀構(gòu)造方面，隨處可體現(xiàn)出了對(duì)于其熱環(huán)境的適應(yīng)。蘇州地區(qū)特定的地域氣候環(huán)境決定了其民居在適應(yīng)需求方面雖然需要兼顧散熱和保溫，但在選擇側(cè)重方向上，仍以合理的通風(fēng)、遮陽(yáng)、減少建筑內(nèi)部熱輻射解決夏季炎熱的策略為主要設(shè)計(jì)核心。

圖1 蘇州傳統(tǒng)民居建筑不同界面封閉度對(duì)比

2.2 以防止建筑受潮為要點(diǎn)

蘇州傳統(tǒng)民居之所以選擇以防止建筑受潮為要點(diǎn)的適應(yīng)原則，其原因主要有兩點(diǎn)，一是蘇州地區(qū)的降水量大，地下水位高，空氣濕度大形成了較為潮濕的氣候環(huán)境，從而導(dǎo)致了民居總體建筑環(huán)境潮濕；二是民居自身建筑材料與做法易受潮。就屋面而言，其部位是直落雨的主要承擔(dān)者，屋面主要材料瓦片是吸水率很高的建材，雨水容易浸濕瓦片，繼而導(dǎo)致下部望磚、椽子等材料受潮。就圍護(hù)結(jié)構(gòu)而言，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體的砌筑材料磚石是親水性材料，在雨水直接間接的影響下極易產(chǎn)生潮濕現(xiàn)象，例如表皮材料破裂剝落，墻體強(qiáng)度降低等。而內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)以木質(zhì)建材為主，也容易受潮，其本身是多孔疏松材料，且與地面有著直接聯(lián)系，容易受到地面返潮的水分子影響，并在墻體中不斷上升，會(huì)直接影響建筑室內(nèi)環(huán)境。就承重結(jié)構(gòu)而言，以承重結(jié)構(gòu)木柱為主要研究對(duì)象，一般情況下，處于室外的外檐柱更容易受雨水影響，如雨水的直接沖刷，屋檐的落雨、地面落雨的反濺以及室外空氣濕度大等影響。因此，導(dǎo)致內(nèi)柱易受潮的因素主要有地面潮濕和梁等其他木結(jié)構(gòu)的濕熱傳遞影響。

所以在蘇州民居的適應(yīng)現(xiàn)狀中，隨處可見對(duì)于防潮除濕的適應(yīng)手法。主要可總結(jié)為“挑”、“隔”、“排”、“漏”四種手法?！疤簟奔闯鎏?、外挑，在蘇州傳統(tǒng)民居建筑中可見的檐口出挑、檐廊出挑、廊棚出挑，都屬于此種手法，能有效減少飄雨對(duì)于建筑構(gòu)件的侵蝕。“隔”即隔斷，隔斷水分和濕氣的傳遞。蘇州傳統(tǒng)民居屋頂?shù)能幙臻g設(shè)計(jì)，屋面材料中望磚與青瓦之間的空氣夾層設(shè)計(jì)等，屬于空間夾層隔斷；樓地面、外墻及檐柱的基礎(chǔ)位置會(huì)加設(shè)一定厚度的防水材料，屬于防水材料隔斷；梁坊之間的斗拱等建筑構(gòu)件可以有效減少建筑構(gòu)件濕熱水分的傳遞作用，屬于建筑構(gòu)件隔斷?！芭拧奔次菝媾潘?，屋面的坡度、檐口及滴水瓦的設(shè)計(jì)體現(xiàn)了傳統(tǒng)民居無(wú)組織排水的特點(diǎn)。“漏”即通風(fēng)，也是蘇州傳統(tǒng)民居中防潮除濕手法中最重要的一點(diǎn)，其建筑布局、構(gòu)造形式的通透開啟不止可以解決夏季的炎熱，對(duì)于建筑空間和構(gòu)件上的濕氣滯留也有良好的解決效果。這些細(xì)節(jié)構(gòu)造方面的防潮除濕手法，共同形成了蘇州傳統(tǒng)民居特定的建筑細(xì)部形態(tài)。

2.3 以適度和兼顧為原則

適度有兩方面層次的意義，一是相對(duì)于我國(guó)其他氣候區(qū)較為極端的氣候環(huán)境，蘇州地區(qū)的氣候環(huán)境較為折中，所以在適應(yīng)尺度方面體現(xiàn)出適度原則；二是由于其特定的氣候環(huán)境，為了達(dá)到兼顧多種適應(yīng)需求的效果，從而遵循適度原則。

（1）平面方面。主要體現(xiàn)于在民居單體平面，其適度指的是平面的尺度適宜，達(dá)到兼顧夏季散熱和冬季保溫的效果，在民居建筑平面的封閉度及天井平面的深寬比兩方面有所體現(xiàn)。蘇州地區(qū)夏季炎熱冬季濕冷，所以蘇州傳統(tǒng)民居在平面的封閉度方面選擇利用適度的界面開啟尺度來(lái)達(dá)到夏季散熱和冬季保溫的兼顧效果。在民居內(nèi)部布局主軸線上，盡可能減少建筑界面對(duì)氣流的阻擋，蘇州內(nèi)部布局形式為縱深狹長(zhǎng)型，空間引導(dǎo)性很強(qiáng)，有利于穿堂風(fēng)的形成，所以其主軸線上的建筑較多采用雙側(cè)通風(fēng)模式，即在建筑南北兩側(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)上均開設(shè)不同位置不同大小的洞口?？v觀蘇州地區(qū)傳統(tǒng)民居的總平面，會(huì)發(fā)現(xiàn)其廳堂類建筑的南側(cè)建筑界面通常為可拆卸落地長(zhǎng)窗或半窗的組合，開啟寬度較大，而北側(cè)卻相對(duì)開啟較小。

以蘇州東山陸巷古村遂高堂為例（見圖2），其正廳南側(cè)建筑界面三跨開間均為可開啟落地長(zhǎng)窗，而北側(cè)面向天井的建筑界面則只在其中間一跨開啟，以此規(guī)律往北側(cè)推進(jìn)，中部的內(nèi)廳北側(cè)建筑界面與正廳南側(cè)建筑界面開啟尺度相同，而其南側(cè)面對(duì)天井的開啟尺度卻更小。

據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)表明，當(dāng)建筑界面的開啟寬度為建筑開間的1/2～1/3、開啟面積為建筑面積的15%～20%時(shí)，可以達(dá)到通風(fēng)效率最高的效果[7]。蘇州地區(qū)傳統(tǒng)民居這種南側(cè)建筑界面盡可能增大進(jìn)風(fēng)面，北側(cè)控制出風(fēng)面積的開啟做法，開啟面積由南往北逐漸減小的開啟尺度增強(qiáng)了民居整體縱向通風(fēng)效果，居民還可以通過(guò)對(duì)于長(zhǎng)窗的開啟數(shù)量進(jìn)行控制，改變其風(fēng)速和風(fēng)量。與此同時(shí)，可以有效減少冬季西北風(fēng)對(duì)于建筑內(nèi)部環(huán)境的影響，達(dá)到兼顧夏季通風(fēng)散熱和冬季保溫隔冷的效果。

圖2 蘇州陸巷古村遂高堂平面圖

在天井平面方面，蘇州地區(qū)夏季的熱環(huán)境決定了其民居天井空間呈南北面闊而東西面窄的形式，既可以有效提高通風(fēng)效率，又可以在夏季起到互遮陽(yáng)效果。相比于我國(guó)北方地區(qū)民居的合院式，以及華南地區(qū)民居的高墻深井形式，更多的是以一種“天井院”的形式存在。以蘇州震澤地區(qū)民居為例，傳統(tǒng)民居廳前天井深寬比如表2所列，其正落廳前正天井空間的進(jìn)深和寬度的比例L∶B控制在1∶1.1～1∶1.3之間，蘇州傳統(tǒng)民居通過(guò)控制天井的進(jìn)深和寬度的比例，來(lái)控制其產(chǎn)生的風(fēng)速和強(qiáng)弱，既能起到垂直方向增強(qiáng)熱壓通風(fēng)的效果，又能通過(guò)狹窄的進(jìn)深在夏季起到一定的遮陽(yáng)的作用。備弄空間的水平通風(fēng)和天井空間的垂直通風(fēng)形成了蘇州傳統(tǒng)民居中一套完整的拔風(fēng)系統(tǒng)，為夏季通風(fēng)遮陽(yáng)，改善室內(nèi)熱環(huán)境提供了良好的技術(shù)支撐。

表2 蘇州地區(qū)震澤傳統(tǒng)民居廳前天井深寬比

（2）空間方面。空間方面體現(xiàn)的適度是指空間體量的尺度適宜，達(dá)到兼顧通風(fēng)與保溫、遮陽(yáng)與采暖的效果，主要體現(xiàn)在建筑單體空間以及天井空間兩個(gè)方面。在建筑空間尺度方面（廳堂類建筑的進(jìn)深與開間尺寸），我國(guó)嚴(yán)寒地區(qū)的東北民居，其開間開闊進(jìn)深較小，民居高度矮小且體型規(guī)整，檐口高度在3～3.5 m左右，脊高4.3～4.8 m左右，南向展開面較大為了最大程度上的采光取暖，建筑高度低為了減小高度差產(chǎn)生的對(duì)流通風(fēng)，達(dá)到更好的保暖效果。而夏熱冬暖地區(qū)的廣東地區(qū)民居，以客家西關(guān)大屋為例，整個(gè)西關(guān)大屋繼承了傳統(tǒng)分割形街坊結(jié)構(gòu)的群體布局方式，形成一種低層高密度的格局；在建筑垂直方向上則充分利用空間，正廳部分一般都是單層，檐口高度約為6.9～7.5 m，整個(gè)正廳建筑高敞開闊，其坡屋頂?shù)暮笃律线€開有活動(dòng)天窗，通風(fēng)和遮陽(yáng)效果極佳[8]。產(chǎn)生這種地域的差異主要是因?yàn)榍罢邿o(wú)需考慮夏季通風(fēng)散熱，而后者則不需要過(guò)多考慮冬季保暖，蘇州地區(qū)民居偏愛小尺度，但相比于東北地區(qū)民居，建筑體量在尺度上是明顯大于前者；而與廣東地區(qū)民居相比，卻不及其開闊高敞。因?yàn)樘K州地區(qū)獨(dú)特的地域氣候環(huán)境決定了其設(shè)計(jì)構(gòu)造需要兼顧通風(fēng)散熱與保溫隔冷。

在蘇州建筑中，一般民居建筑的平房正間寬大多為一丈二尺或一丈四尺（約3 300 mm或3 850 mm），廳堂類建筑的正間寬達(dá)一仗四到二仗（約3 850～5 500 mm）[9-10]。以蘇州東北街李宅為例（見圖3），其布局為兩落四進(jìn)，西側(cè)為主軸，建筑以轎廳、正廳、內(nèi)廳、堂樓的順序依次往北，東側(cè)則為鴛鴦廳和花廳。與我國(guó)廣東地區(qū)民居不同的是，即使正廳有足夠的垂直利用空間，蘇州傳統(tǒng)民居的正廳層高的控制上依舊將檐口高度控制在4.4 m左右，一般為正間面闊的8/10。內(nèi)廳在整體建筑高度上略高于正廳，其二層設(shè)置了居住空間，且層高更低，以底層的七折計(jì)算，高度僅為3.1 m左右[9]。蘇州傳統(tǒng)民居利用體量通風(fēng)散熱的尺度需要兼顧冬季的保溫，層高過(guò)高會(huì)導(dǎo)致熱壓通風(fēng)強(qiáng)度過(guò)大，冬季熱量流失過(guò)多，而且?guī)缀鹾苌僖姷教K州民居在坡屋頂上開天窗，此措施針對(duì)于南方夏季濕熱，冬季溫暖的地區(qū)，進(jìn)出風(fēng)口高度差較大可以形成較強(qiáng)的熱壓通風(fēng)效果。顯然，蘇州傳統(tǒng)民居在建筑高度上既不似東北民居那般矮小緊湊，又達(dá)不到廣東民居的開闊高敞，這種尺度很大程度上受其地域氣候環(huán)境的影響。

圖3 蘇州東北街李宅正落部分剖面圖

天井空間中的檐高與進(jìn)深（HH∶L）的比例尺度亦能體現(xiàn)適度與兼顧原則。蘇州地區(qū)民居其檐高和進(jìn)深之比在1∶1左右，例如蘇州同里古鎮(zhèn)的典型民居。在夏季太陽(yáng)高度角較高的時(shí)候，能夠減少建筑內(nèi)部的日照直射深度，通過(guò)檐廊等一些建筑構(gòu)件適度外挑，可以在夏季遮陽(yáng)的同時(shí)，又不影響冬季采光。

（3）構(gòu)件方面。蘇州傳統(tǒng)民居中檐廊空間的檐口出挑，檐廊空間主要分布于大型民居之中，其主要承擔(dān)功能為遮陽(yáng)擋雨的交通功能，而檐廊空間的進(jìn)深尺寸能起到兼顧夏季的遮陽(yáng)以及冬季的采暖的作用。

判斷檐廊空間遮陽(yáng)效果依據(jù)其形成的檐廊陰影深度（見圖4和圖5）。如蘇州地區(qū)夏至日正午最高日照高度角度約為83°26′（見表1），圖4中L代表檐廊陰影深度，B代表挑檐構(gòu)件寬度，H代表挑檐檐低距離地面的高度，α表示日照高度角，可以得出計(jì)算檐廊陰影深度的公式，即

根據(jù)調(diào)研的部分蘇州傳統(tǒng)民居遮陽(yáng)構(gòu)件的H和B，如表3所列，可根據(jù)公式計(jì)算得到陰影深度L和其高寬比H/B，其數(shù)據(jù)見表3。根據(jù)公式已知條件高度角可得到，在最小出挑條件下，也就是最不利的情況下，還可以得到0.47 m的遮陽(yáng)陰影深度，根據(jù)公式及表格數(shù)據(jù)可以得出，當(dāng)這三種檐廊空間的高寬比控制在1.72左右時(shí)，其檐廊對(duì)應(yīng)的陰影深度可以達(dá)到約78%，即表示檐廊內(nèi)部大半處于遮陽(yáng)構(gòu)件的陰影之中，表中調(diào)研民居挑層及騎廊模式的高寬比均在此數(shù)據(jù)上下，與蘇州地區(qū)日照模式相適應(yīng)。

圖4 夏季檐廊陰影深度計(jì)算圖示

圖5 冬季檐廊陰影深度計(jì)算圖示

表3 蘇州地區(qū)部分傳統(tǒng)民居檐廊遮陽(yáng)深度統(tǒng)計(jì)

蘇州地區(qū)夏熱冬冷的氣候環(huán)境決定了其當(dāng)?shù)孛窬拥拈芾瓤臻g，夏季能起到遮陽(yáng)防曬的作用，卻不能影響冬季的采光采暖。蘇州地區(qū)冬至日正午太陽(yáng)高度角約為35°23′（見表1），根據(jù)上述公式得出它們一層室內(nèi)（見圖5）受光光照深度均大于2.8 m，達(dá)到正廳建筑進(jìn)深的30%以上，其北側(cè)天井亦可為其提供北側(cè)采光。

可見蘇州地區(qū)傳統(tǒng)民居檐廊出挑深度既在夏天達(dá)到了遮陽(yáng)防曬的目的，在冬季亦不會(huì)影響底層的采光取暖，加上民居布局中穿插的蟹眼天井，在夏季遮陽(yáng)的同時(shí)，還能接收到天井的漫反射光，其空間尺度的適宜是蘇州地區(qū)傳統(tǒng)民居在構(gòu)造做法上兼顧夏季遮陽(yáng)和冬季采光的集中體現(xiàn)。

3 蘇州傳統(tǒng)民居地域氣候環(huán)境適應(yīng)原則的現(xiàn)代化應(yīng)用

蘇州傳統(tǒng)民居地域氣候環(huán)境適應(yīng)策略在現(xiàn)代化建筑中的應(yīng)用已包含了多重方面，例如民居規(guī)劃布局形態(tài)，民居內(nèi)部特色空間，以及構(gòu)造元素的現(xiàn)代化應(yīng)用，在保持其原有原則不變的情況下，其功能或者形態(tài)在現(xiàn)代化建筑中都有著一定的創(chuàng)新發(fā)展，突破性的設(shè)計(jì)利用賜予了這些傳統(tǒng)適應(yīng)策略新的內(nèi)涵。

在民居內(nèi)部的特色空間方面，現(xiàn)代化建筑由于高科技的手段運(yùn)用，可以摒棄傳統(tǒng)民居中一些緩沖空間，如天井，備弄等，但越來(lái)越多的現(xiàn)代化高層建筑在空間設(shè)計(jì)中加以利用，在保持其原有功能不變的情況下，利用現(xiàn)代化技術(shù)和手法加以創(chuàng)新，例如對(duì)于原有天井空間的改造。

（1）形態(tài)轉(zhuǎn)化。傳統(tǒng)民居天井空間的平面形態(tài)除了受到當(dāng)?shù)氐赜驓夂颦h(huán)境因素的影響，還會(huì)受到例如儒家文化思想以及等級(jí)制度的約束，所以傳統(tǒng)民居中的天井空間常呈現(xiàn)出方形或矩形，隨著時(shí)代的變遷以及建筑技術(shù)的發(fā)展，在現(xiàn)代化建筑的整體設(shè)計(jì)中可以根據(jù)其不同環(huán)境不同要求引入不同平面樣式的天井空間，甚至出現(xiàn)了流線型平面的天井空間，例如其在蘇州民居中的深寬比例大致在1:1.1-1:1.3之間，這是受蘇州地區(qū)氣候環(huán)境因素的影響，而現(xiàn)在突破了氣候環(huán)境的制約，在平面形態(tài)方面更多體現(xiàn)的是一種空間特色與人性化使用要求，而現(xiàn)在卻表現(xiàn)出了一種特色空間形式，而不局限于氣候環(huán)境改善的功能。在天井空間的垂直界面上，現(xiàn)代化建筑中選擇將其通高形式打破，在天井空間中尋求上下層的空間聯(lián)系，加強(qiáng)了空間的開放性與聯(lián)系性，并在其中引入多元素的空間或界面來(lái)豐富天井空間的內(nèi)部層次，如空中廊橋等。

（2）功能拓展。蘇州傳統(tǒng)民居中的天井空間更多的是以改善建筑內(nèi)部氣候環(huán)境為主要功能的緩沖空間形式存在，而現(xiàn)代化建筑中天井空間更像是一個(gè)融合多功能，多文化，多情感的公共開放共享空間?，F(xiàn)代辦公大樓中常設(shè)有此類天井空間，例如蘇州中衡設(shè)計(jì)股份有限公司的設(shè)計(jì)大樓（見圖6），其多個(gè)設(shè)計(jì)所之間穿插著多個(gè)開放天井，建筑師們?cè)诠ぷ髦究梢栽谄渲行蓓涣?，繁茂的綠化為辦公樓添加了自然的色彩。

（3）技術(shù)創(chuàng)新。隨著天井空間在現(xiàn)代化建筑中功能的不斷豐富，其針對(duì)性的技術(shù)手段也在不斷更新，以一個(gè)開放共享交流空間形式存在的天井，必須具有遮風(fēng)擋雨的措施，所以有些建筑會(huì)在其上部安裝可動(dòng)式玻璃天窗，可以通過(guò)開關(guān)來(lái)適應(yīng)不同的需求和天氣狀況。其頂部還有加設(shè)太陽(yáng)能板以及安裝排風(fēng)系統(tǒng)的做法。

蘇州傳統(tǒng)民居的地域氣候環(huán)境被動(dòng)式適應(yīng)的創(chuàng)新發(fā)展是對(duì)其最好的繼承，并不需要拘泥于形式的存在，從實(shí)用性，文化性，審美性等多個(gè)方面綜合繼承其精華，才是傳統(tǒng)建筑文化真正的重生與發(fā)展。

圖6 中衡設(shè)計(jì)大樓四層天井空間

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)與我國(guó)具有代表性氣候環(huán)境特征的進(jìn)行比較分析，總結(jié)蘇州地區(qū)多種氣候要素兼?zhèn)涞奶厥鈿夂颦h(huán)境特征，其夏季氣候環(huán)境高溫且高濕，而冬季的平均氣溫瀕臨夏熱冬冷地區(qū)的低溫極限標(biāo)準(zhǔn)，以及特定的降水量、風(fēng)力風(fēng)速、太陽(yáng)高度角等氣候要素，共同構(gòu)成了蘇州地區(qū)特定的氣候環(huán)境特點(diǎn)，在民居氣候適應(yīng)表現(xiàn)中以夏季的炎熱為主要矛盾。通過(guò)分析得出蘇州傳統(tǒng)民居在氣候適應(yīng)方面的科學(xué)合理的適應(yīng)原則。本文從氣候適應(yīng)的角度解釋了蘇州傳統(tǒng)民居建筑的形式與構(gòu)成，希望對(duì)現(xiàn)代化建筑的被動(dòng)式研究提供參考和理論基礎(chǔ)。