貴州地捫侗寨室外風環境實測研究及評價

李崢嶸 吳少丹 趙 群

1同濟大學暖通空調研究所

2同濟大學建筑城市規劃學院

貴州地捫侗寨室外風環境實測研究及評價

李崢嶸1吳少丹1趙 群2

1同濟大學暖通空調研究所

2同濟大學建筑城市規劃學院

選取貴州地捫侗寨內典型的空間環境，對其進行夏季室外風環境的實測，并對風雨橋及村落內部水塘微環境的風環境進行比較。得到：該村落室外整體風速較小，同時建筑群風環境具有明顯規律性，與太陽運動有較強關聯；當地風環境受到地形、環境及建筑群布局的共同影響，與此同時，氣象條件與風環境也在影響著建筑群的布局。

地捫侗寨 整體風環境 實測

傳統古民居在選址、周邊環境、建筑布局等方面與現代民居均有一定的差異，其建筑群風環境受到氣象條件、地形環境、建筑布局等因素的共同影響，同時氣象因素、地形因素與建筑布局三者相互關聯、相互影響。

已有學者就地形對建筑群風環境的影響進行了研究。結果指出，丘陵地形對建筑、環境有明顯影響[1]；陳士凌以山地城市為研究對象，認為山谷風局地環流可顯著影響山腳下的建筑群內部風環境[2]；王科以湖南岳陽地區某傳統民居為例，就地形特征與傳統民居形式對自然通風的影響進行了研究，得出丘陵地形影響氣象風的分布特性，同時該建筑群落利用地形特征，較好地適應了地形[3]。

圖1 侗族村寨環境布局

本文選取侗族傳統民居——侗寨，對其建筑群風環境進行研究。侗寨多分布在黔、湘、桂三省交界處。李志英總結侗寨村落多呈現“依山傍水”的特點[4]，民居多在河道兩旁布置，呈帶狀延伸。圖1[4]顯示了侗寨的環境布局：侗寨村落坐落在山嶺與山嶺間平緩的谷地，侗寨民居沿河而建，依山勢而上，沿溪布置涼亭、風雨橋等。

本文于2014年7月16日至7月22日對位于黔東南黎平縣的地捫侗寨風環境進行實測，得到當地整體風環境的特點，分析建筑群風環境與環境條件的關系，為影響建筑群風環境的因素研究提供參考。

1 室外風環境測試概況

1.1 氣候及地形環境特征

地捫侗寨地處貴州省黔黎平縣茅貢鄉北部，東經108°51′、北緯26°10′，中亞熱帶季風氣候，屬于夏熱冬冷地區，年平均氣溫15℃，最熱月平均溫度25.6℃，最冷月平均溫度4.1℃，年降雨量1308mm。

村內一條千三河貫通村寨及寨外梯田，將地捫寨分為南北兩個部分。民居在河道兩旁建造，呈帶狀延伸。

1.2 測試方案

侗寨內部由公共建筑和民居組成，空間形態疏密有致，公共建筑（如風雨橋）附近空間開闊明朗，民居之間巷道則狹小灰暗[4]。風雨橋是村民集會、談心、交流的重要場所，同時與村寨內水空間（河流）交匯，是重要的公共空間。水空間還包括村落內部的水塘，能把周圍的建筑、狹小的街巷連為一個整體，形成相對封閉及開闊的微環境[4]。

表1 測試使用儀器

圖2 風雨橋測點布置

圖3 水塘微環境測點

表2 室外風環境測點具體位置信息

選取村寨內南北走向的三座風雨橋布置測點，于2014年7月20日10:00至2014年7月22日9:00期間實測風雨橋的風速、風向、風的溫度及相對濕度。同時選取一水塘微環境，布置測點，在2014年7月16日10:00至18日9:00期間測量其風速、風向。

本次測試的測量參數及儀器如表1所示。風雨橋測點的布置、水塘微環境測點的大致分布分別見圖2、圖3，測點具體位置見表2。

2 實測結果及分析

2.1 風雨橋風環境實測結果及分析

對三座風雨橋監測得到的風環境特征如表3所示。1～3號測點的風速、風的溫度及相對濕度分別如圖4、圖5。

表3 風雨橋測點風速、主導風向、風溫就相對濕度情況

圖4 風雨橋測點風速

圖5 風雨橋測點風的溫度及相對濕度

根據1～3號測點的主導風向，可得出風在山谷沿河而行。測試期間內約有40%的時間風向是西北風，風從西往東流動，流動過程中測點3至測點1的平均風速依次下降。從圖4可看出3號測點的整體風速比1、2號測點的整體風速大。但3個測點的平均風速均不超過1m/s，整體風速較低。

風速風向傳感器的啟動風速為0.8m/s，因此本文認為風速小于0.8m/s的時刻為靜風狀態。經統計，在實測的時間段內，約41.46%的時間整個村落處于靜風狀態，其中1號測點的靜風時間高達79.82%。從圖4可見，風速較大的時刻集中在9:00～18:00，夜間至凌晨基本處于靜風狀態，建筑群風環境與太陽運動存在較強關聯，風速呈現脈動性。

統計實測期間3號測點的風向，在風速不為0的情況下：7月20日10:00～13:00多是東南風，13:00~ 18:00主要是西北風，部分時刻東風或東南風，18:00至次日9:00多是東南風；21日9:00～12:00多是西北風，12:00～17:00東南風與西北風混雜，17:00到22日9:00多是西北風。這樣的風向表現出當地風向有以下特點：1）有方向性，多是西北風；2）不持續性，經常出現風向瞬變的情況；3）不確定性，風向沒有時間規律。

風雨橋上 1、2、3號測點所測得的風溫在21.2～31.7℃之間波動，相對濕度范圍為57.2%～97.0%，總結得出地捫村夏季比較涼爽，氣候溫和，相對濕度較高。并且白天1、2、3號測點的風的溫度依次減少，相對濕度依次增加；夜間1、2、3號測點的風的溫度依次增加，相對濕度依次減少；白天3個測點的風溫及相對濕度略有波動，夜間則比較平穩。

由上述分析可以得到，地捫村所在的地形條件及環境條件，影響其建筑群風環境，建筑群的風速、風向、風溫、風的相對濕度均具有明顯的規律性。

2.2 水塘微環境風環境實測及分析

水塘微環境4～6號測點的實測結果如表4及圖6、圖7所示。

表4 水塘微環境測點最大風速、平均風速及主導風向

水塘微環境的4、6號測點的平均風速及最大風速均比5號測點大。結合水塘微環境的地形及環境，得出4、6號測點所處的位置是此水塘微環境中風的進出口。5號測點位于木房前，平均風速較小，為0.135m/s，最大風速1.406m/s，說明5號測點所在的普通村民民居的進口風速不是很大，由此引起的通風效果不強。

經統計，在實測時間段內，約66.08%的時間水塘微環境處于靜風狀態，其中5號測點的靜風時間高達96.63%。風速較大的時刻集中在9:00～17:00，夜間至凌晨基本處于靜風狀態，風速呈現脈動性。

根據實測結果，4號測點主導風向是南風。5號測點，西南偏南風風頻最大，為28.47%，但未超過30%，可認為5號測點沒有主導風向。6號測點的主導風向為西南偏西及東北偏北，正是沿著6號測點所在的道路的方向，可判斷風沿巷道從6號測點所在位置流進或流出水塘微環境。

圖6 水塘微環境各測點風玫瑰圖

圖7 水塘微環境測點風速

2.3 風雨橋與水塘微環境風環境對比

風雨橋與水塘微環境同是侗寨內重要的組成部分，兩者的風環境測試結果對認識地捫村整體室外風環境都具有重要作用，兩者的測試結果既有共性又有差異。

風雨橋與水塘微環境所測得的平均風速都較低，1～6號測點的平均風速分別為0.421m/s、0.838m/s、0.839m/s、0.363m/s、0.135m/s、0.388m/s， 均 不 超 過1m/s，地捫村整體室外風速較低。

風雨橋1～3號測點的平均風速為0.699m/s，水塘微環境4～6號測點的平均風速為0.295m/s，風雨橋的平均風速大于水塘微環境的平均風速。其中3號測點所在的風雨橋的平均風速最高，為0.839m/s；位于水塘微環境內木房前的 5號測點平均風速最低，為0.135m/s，前者是后者的6.2倍。地捫村的民居分布在河道兩旁，呈帶狀延伸。測試結果表明，位于河畔的民居門前的平均風速，大于位于村寨內部水塘微環境內木房前的平均風速，建造在河邊的民居，自然通風效果更強。

實測數據表明地捫村夏季溫度不高、相對濕度較大，而實際上地捫村當地氣候溫暖濕潤，常年相對濕度在70%以上。居民所居住的木房在高濕環境中容易發霉，村民仍依靠自然通風為室內降濕。建造于河邊的民居平均風速大于村寨內部民居的平均風速，前者的通風效果強于后者，帶來的降濕效果也更為明顯。同時，高濕的情況下自然通風有利于增強人體表面皮膚的對流換熱，增加舒適感。自然通風有利于室內降濕及增強人體舒適感，居民更傾向于在平均風速大的地方建造房子，對建筑群布局造成影響。

通過風雨橋與水塘微環境的風環境對比可得：建筑布局影響建筑群風環境，建筑群內不同位置其風環境也不盡一致；氣象條件影響建筑群風環境，從而進一步影響建筑群布局。

3 結論

貴州地捫村的室外風環境與其所在的地形、環境、氣象等條件息息相關，實測其室外整體風環境，總結其特點，對于探究古民居建筑群風環境的影響因素有重要作用。本文通過對風雨橋風環境及水塘微環境的實測分析，總結出地捫村室外風環境的特點：

1）地捫村整體風速較低，風環境具有明顯規律性，受到地形及環境條件的影響；

2）風雨橋的平均風速大于村落內部的水塘微環境的平均風速。當地風環境受到建筑群布局影響，同時氣象條件與當地風環境也對建筑群布局造成影響；

3）村落整體室外風環境靜風頻率大，白天風主要沿山谷流動，約40%的時間從西往東流動，夜間至凌晨基本是靜風。當地風環境與太陽運動具有較強關聯性；

4）地捫村室外風向呈現以下特點：有方向性，基本是西北風；不持續性，經常出現風向瞬變的情況；不確定性，風向沒有時間規律。在測試期間，地捫村的主導風向是西北風。

[1] 方果.丘陵地貌影響下的城市設計研究[D].長沙:湖南大學, 2008

[2] 陳士凌.適于山地城市規劃的近地層風環境研究[D].重慶:重慶大學,2012

[3] 王科.地形特征與傳統民居形式對自然通風的影響[D].長沙:湖南大學,2008

[4] 李志英.黔東南南侗地區侗族村寨聚落形態研究[D].昆明:昆明理工大學,2002

Field Measurement and Analysis of Outdoor Wind Environment in Dimen Dong Nationality in Guizhou

LI Zheng-rong1,WU Shao-dan1,ZHAO Qun2

1 School of Mechanical Engineering,Tongji University
2 College of Architecture and Urban Planning,Tongji University

Filed study was made in Dimen Dong nationality in Guizhou Province,and the comparison was made between the Fengyu Bridge and the pond microenvironment.Some conclusion can be drawn from the measurement result.Dimen village has a low wind velocity as a whole.Its outdoor wind environment shows obvious regular pattern which has a strong relevance with solar motion.The wind environment is influenced by the hilly terrain and its environment,and its weather condition and wind environment influenced its building layout at the same time.

Dimen Dong nationality,outdoor wind environment,field measurement

1003-0344（2015）04-027-4

2014-8-19

李崢嶸（1969～），女，博士，教授；上海市楊浦區四平路1239號同濟大學機械與能源工程學院（200092）；E-mail:lizhengrong@tongji.edu

國家自然科學基金（51278349）