黑龍江傳統建筑的適寒性研究*

周立軍 周天夫 李同予

1 傳統建筑布局適寒性表達

黑龍江省處于中緯度歐亞大陸東沿，太平洋西岸，北面臨近寒冷的西伯利亞，南北跨中溫帶與寒溫帶。冬季高空受貝加爾湖高壓脊與亞洲大陸東部低壓槽控制，而地面則受蒙古高壓中心與阿留申群島低壓中心的影響，因而使來自蒙古高壓區的干冷極地大陸性氣團不斷向太平洋阿留申群島低壓區流動，形成冬季風，即常見的寒冷干燥的西北風；夏季，隨著太陽輻射能量逐漸加大，亞洲大陸由冬季高壓系統轉為低壓系統，在西太平洋副熱帶高壓控制和高空鋒區的影響下，使來自西太平洋的溫濕海洋性氣團不斷向亞洲大陸流動，形成夏季風，即溫暖濕潤的東南風或南風。因此，黑龍江省的氣候具有明顯的季風氣候特征，但西部受夏季風影響弱，顯示出一些大陸性氣候特征。冬季寒冷，以寒冷干燥的西北風為主，夏季涼爽空氣濕度適中。因此傳統建筑在建筑布局上，建筑朝向多為南向，以遮擋冬季西北風，保障夏季建筑通風為主。

1.1 建筑布局適寒性的總體特征

由于黑龍江地區平原居多，地處平緩地帶，所以主要道路大多沿東西向成帶形分布，民居間的距離較大。南北向道路較小，主要起輔助交通的作用，這也是考慮嚴寒氣候下充分采光的結果。在傳統民居群體布局形式上，大都采取行列式布局，其特點是絕大部分建筑物可以獲得良好的朝向，從而有利于建筑爭取良好的日照、采光和通風條件。而且黑龍江地區地廣人稀，土地資源相對豐富也是采用行列式布局的原因之一。行列式布局的地形適應性也較強，但是它不利于形成完整、安靜的空間和院落，建筑群體組合也比較單調。周邊式布局由于建筑四周排列，難以保證朝向均好，且不利于自然通風，所以很少見到這種形式的布局。有些傳統民居群體在行列式布局的同時故意錯開了一個角度，構成錯列式布局，這樣可以改善夏季的通風效果。因為通風效果與當地主導風向的入射角度有很大的關系，當行列式布局與主導風向垂直時，由于前排建筑的遮擋，后排建筑的通風效果不理想，為了獲得較好的通風效果，只有加大前后排之間的間距。當于主導風向的夾角為30°時，其效果實際上是在氣流的方向上增加了建筑的間距，這種布局能更好地將風引向建筑群內部（圖1）。

1.2 傳統民居建筑布局的適寒性特征

黑龍江省傳統村落布局較為松散，選址都盡量選擇在南低北高的向陽坡地上。從日照的角度看這樣選址的好處很多，因為建筑位于向陽坡地上可以爭取更多日照，溫度與背陰坡地相比要高l0℃左右。建筑大多坐北朝南，并且一些民居還把主要入口設置在了南面，從太陽照射的時間和照射的深度方面來說，向南的房間具有冬暖夏涼的特點，從主導風向方面來說，東北地區民居在朝向的選擇上應該盡量讓正房的長軸方向垂直于冬季的主導季風方向，加強建筑之間的擋風作用，降級熱損耗。要盡量避免北向，這不僅是因為北向的房間冬季較難獲得足夠的日照，還因為冬季來自北面的寒冷空氣會對建筑熱工環境產生非常不利的影響，且空氣流速越快，建筑圍護結構的外表面熱阻越小，通過建筑開口處的散熱量就越大，所以傳統民居北向開口的甚少。

傳統民居大多以院落的形式存在。院落是外界環境和室內環境間的一個融合與過渡的區域。在中國人的日常生活中，院落更是在使用上不可或缺的一部分，很多生活中的活動，如游戲、乘涼經常是在這樣一個露天卻又圍合的良好空間中進行的。院落式的布局具有重要的氣候調節功能，封閉而露天的庭院能明顯的起到改善氣候條件和減弱不良氣候侵襲的作用。利用冬夏太陽入射角的差別和早晚日照陰影的變化，庭院天井和廊檐的結合，可以有效地抵抗寒風侵襲，阻隔風沙漫揚。院落主要是通過調節庭院天井的大小、高低、開合，適應了北方強調日照、防風，南方突出遮陽、通風的要求。在這方面庭院充分發揮了建筑組群內部的小氣候調節作用。不同氣候區，院落空間的構成形式有很大差異。

黑龍江省嚴寒地區冬季對日照的要求最高，日照時間的長短，不僅僅影響到采光問題，更重要的是可以提升室內的溫度，進而降低冬季里能源的消耗。因此，黑龍江農村建筑幾乎全是正南正北朝向，并且采用雙層窗，開大窗，最大程度地汲取太陽的輻射。有些地方采用陽光房來延長保溫效果。黑龍江省四合院的民居就是一種能優化氣候的建筑布局。既有爭取日照的功能，又通過合理的住宅樓群的組合、布局走向都將產生不同的陰影區和防風效果。黑龍江省居住建筑的傳承主要體現在布局上，這都在現代傳統村落建筑中有所體現（圖2）。

圖1 行列式南向為主的傳統村落布局

圖2 黑龍江傳統村落建筑形式

1.3 公共建筑布局的適寒性特征

黑龍江省的傳統公共建筑主要為寺廟、府衙等，具有北方四合院的特點，傳統的公共建筑以圍合院落形式為主。北方四合院的發揚和皇權貴族是密不可分的，同時也起到防風和安全的作用。黑龍江土地肥沃，空間廣闊，且多為建都時統一規劃，南北街道如棋盤般排列，因此院落空間較為寬松，布局多樣。由于空間大，院落可以吸收更多的能量來抵御嚴寒，因此空間和空間之間必須有足夠的空間來吸收日曬，保暖保溫。北側由于冬季西北風較多，以墻或者回廊等進行隔斷封閉。南側則開門迎接陽光，采納溫暖的南風。

哈爾濱道臺府是中國傳統式建筑與北方地方建筑的混合體，它規模龐大，氣勢巍然，占地面積兩萬八千余平方米，遵循封建禮儀，呈對稱布局，左文右武，前衙后寢。南北軸線長七十丈，東西寬四十五丈。中軸線上由外至內依次為照壁、大門、儀門、大堂、二堂、宅門、三堂；東側線上有衙神廟、書房、廚房、戈什房、雜項人房。西側線上有冰窖、督捕廳、洪善驛、會華官廳、會洋官廳。院墻內有車棚、馬廄、茶房、糧倉等。整個建筑群體錯落有致，結構合理。哈爾濱道臺府的建筑布局為四合院形式，且主體建筑以南向為主，附屬用房在東西向（圖3）。

圖3 哈爾濱道臺府鳥瞰圖

2 建筑形體適寒性的表達

氣候作為一種不可抗拒的自然現象制約著建筑的形式與發展，古代勞動人民經過長期實踐探索出適應北方寒冷地區氣候的冬暖夏涼的傳統建筑，為抵御寒冷氣候的不利影響，黑龍江省寒地建筑的形態構成以厚重、敦實、規整為主，規劃布局爭取更多陽光，空間組織避免寒風侵襲。在建筑單體形式上也具有寒地氣候傳承性。北方的冬天風雪侵襲，溫度低，要特意注重保暖，因此從日照度、日曬時長、防避風雪、采暖等角度進行設計，這些需求對屋頂、外墻提出了要求，墻體相對要厚實，不透風以保暖。

2.1 民居建筑形體的適寒性特征

寒冷地區的建筑要盡量減少熱損失，提高建筑抵御寒風和雪荷載的能力，可不考慮夏季防熱。在建筑外部形態更新設計時，著重從以下三方面進行適應寒地氣候的地域化更新：第一，減少熱損失；第二，抵御寒風；第三，抵御雪荷載 。

屋脊的樣式主要有兩種，一種是實心脊，即屋脊全部為實體，造型簡潔；另一種是花瓦脊，屋脊用瓦片或花磚裝飾，又叫“玲瓏脊”，做法比較講究。花瓦脊的具體做法是：在鋪完瓦屋面后，在兩排青瓦的接縫上方正扣青瓦一排，在空隙部分填充泥灰。這樣的構造做法可以在泥灰滲水時依然可以防止雨雪滲入屋內。之后在上面鋪砌一皮或兩皮的胎子磚，鋪一層脊帽蓋瓦，在上面用瓦片拼出圖案。上面再設一層脊帽蓋瓦，兩端則用青磚砌實。在做實心脊時則將拼花瓦片部分以青磚代替（圖4）。

圖4 坡屋頂建筑形式

黑龍江省傳統民居的屋頂相對華北地區來講比較陡峭，也是由于不同氣候的影響。黑龍江地區多雪，尤其是在冬天，氣候長期嚴寒，降落在屋頂的雪可能會很長時間也不易融化，這樣就給屋頂增添了很大的雪荷載，對于房屋的結構體系造成了不小的負擔，從而降低房屋的使用壽命，因此，將房屋屋頂的坡度增大，首先可以使積雪在自身重力的作用下，很快滑落，另一方面，在積雪融化時，也可以使雪水迅速沿瓦溝排出，如果屋頂坡度過緩，則容易造成排水不暢，這樣到晚上融雪重新結冰對屋面結構的破環是十分嚴重的。

黑龍江省民居建筑在傳統建筑傳承上體現為建筑屋頂是坡屋頂，目的是為了冬天防雪，建筑形式比較簡譜端莊，顯示出北方傳統建筑的簡樸、厚重，建筑形體集中簡約，起到冬季抗寒的作用。

2.2 公共建筑形體的適寒性特征

考慮冬季保溫需要，黑龍江省傳統公共建筑為采暖能耗主導建筑能耗，形成隔熱性能良好的外界面和簡約緊湊的體型應該是適合的建筑形態。光環境和風環境都要比熱舒適環境能耗少、成本低，更容易得到滿足。不同于南方建筑，以通風散熱為主，黑龍江省傳統公共建筑面臨漫長冬季嚴寒氣候的不利影響,其建筑單體的形態構成以厚重、敦實、規整為主。如哈爾濱呼蘭清真寺與山東臨清清真寺形態對比，山東臨清清真寺建筑規模宏大，氣勢宏偉，相比哈爾濱呼蘭清真寺整體建筑對稱、協調、雅靜，建筑為四合庭院，東面為對廳，禮拜大殿坐西，殿門前高懸九龍匾和左寶貴題書匾額。拾級而上，殿為“明三（間）暗六（間）”結構，可容300人禮拜。整體給人以古樸典雅，簡潔大方的感受。黑龍江省的傳統建筑形態更注重保溫的設置，而公共建筑與民居不同，分需要采光和不需要采光的建筑。冬季冷風滲透主要是通過門窗的開啟及接縫而造成，而一次窗開啟導致的通風換氣量遠大于維持室內空氣清新所需求的新鮮空氣量。因此黑龍江省建筑開窗以南向為主，減少熱損，其他方向很少開門窗。同時建筑形體緊湊，對于不需要采光的公共建筑，一般設置在東西朝向，并且減少開窗數量，以保證冬季室內空間的保暖效果。例如哈爾濱極樂寺，占地面積57000m2。極樂寺的布局分為兩大部分即為塔院和廟庭。廟庭的建筑布局繼承了明、清佛寺的建筑布局，由主房、配房組成了嚴格對稱的多進院落形式。中央正對山門的是天王殿，依次是大雄寶殿、西方三圣、藏經閣和觀音殿。大雄寶殿內供釋迦牟尼，是整個廟庭建筑群體的主導建筑物，建筑體積和質量都在其他單體建筑之上，硬山式屋頂形式，五開間的佛殿。極樂寺主要建筑朝向南向，建筑空間進深加大，提高了建筑整體熱能效。門窗朝南向開，增加南向采光，減少其他方向開窗帶來的空氣流量以減少熱損。屋頂采用硬山屋頂，減少積雪對屋頂的壓力。整體建筑風格簡潔緊湊。無須采光的建筑放在東西側，減少東西向建筑開窗量，做到最大限度保溫效果。

3 建筑材料與采暖技術適寒性的表達

因為黑龍江冬季嚴寒的氣候，黑龍江農村民居的技術特點主要體現在采暖與保溫方面。總體上表現為善于應用簡單直接的低技術手段和善于利用地方的廉價易得材料兩個主要方面。

建筑材料可分為礦物性、植物性兩大類。礦物性材料包括土、泥、磚、石材等。早期多用木料、土坯、茅草、石塊甚至動物肢體等。后期隨著中原文化的融入，建筑開始使用青磚和泥土瓦，建筑質量得到較大提高。在當時，由于磚、瓦較貴，經常與土坯和石頭混用。生土和草是較好的蓄熱材料，磚瓦房的保暖效果雖不如草房，但是耐久性要好一些。黑龍江四季分明的氣候條件對建筑材料的選擇和使用提出了更高的要求，這也從客觀上決定了黑龍江民居更加善于利用這些材料，能夠充分地挖掘這些材料的性能，比如拉核辮墻、垡甕墻等（圖5）。

圖5 拉核辮墻面與拉哈墻面

采暖技術方面，火炕是黑龍江農村民居最主要的采暖技術。早在漁牧文化時期火炕就已經是采暖的主要手段。建筑室內都搭有火炕，有的是東、西兩邊炕，有的是東、北、西的環形炕，多數炕和灶連在一起，之間砌成小墻，以為安全考慮，灶設在一旁。從技術角度講，火炕非常直接而且高效的。此外，圍護墻體和屋面的做法都體現了這種低技術手段的簡單性和合理性（圖6-7）。

4 建筑營造技術適寒性的表達

4.1 集聚收縮的單體結構

為抵御冬季寒冷的氣候，傳統建筑單體多具有形體簡潔、體形系數小的特點。建筑造型簡潔、規整，盡量避免復雜的輪廓線,盡量把體型系數控制在≤0.4。

在建筑單體的平面形式上，黑龍江地區傳統民居的建筑尺度根據各民族習慣的不同有所差異，通常情況下，住宅的開間尺寸普遍在3.4米-4米(10尺-12尺)之間,進深尺寸普遍在6米-9米(18尺-27尺)之間。滿、漢民居和朝鮮族民居，多是將平面在完整矩形里進行簡單劃分，這是為了保證建筑形體有較小的體型系數，有利于冬季的保溫。房間的數量不多，靠外門的一間是廚房，主要設置了做飯兼顧燒火炕的爐灶。有火炕的房間都是人們寢食起居的主要房間。漢族民居的正房，一般劃分為三間，以堂屋為中心，這是延續漢族居住建筑的傳統習慣。滿族民居也以三間的住房最多，一般為西、中、東三間，門有的開在中間，也有開在東間，朝南。門開在東間的，從門進去，很像是鉆進了一個口袋里面，也就是俗稱的“口袋房”。

4.2 適應寒冷氣候的墻體做法

墻是房屋四周的遮擋物，是房屋建筑的主體。墻作為圍護結構可以抵御氣候變化，并且保護居住者的安全，墻的厚度、長度和高度影響墻的堅固和耐用性能。黑龍江地區氣候寒冷，傳統建筑墻體一般較厚，可以有效隔絕室外溫度滲入室內，確保室內溫度變化。墻體厚度必須滿足冬季防寒保暖的要求。一般來說，為了抵御冬季寒冷的西北風，北墻最為厚重，厚度在450毫米-500毫米左右；南墻其次其厚度在400毫米-420毫米左右，山墻基本都是磚砌，厚度一般在370毫米-380毫米左右；室內隔墻由于不承重，普遍做得很薄，一般在80毫米-120毫米左右，經濟狀況差的用草泥墻，經濟狀況好的用木板墻。特殊的是，朝鮮族民居采用薄墻、大面積火炕的做法來御寒，頗具特色。其墻壁大多為泥墻，墻面用白灰粉刷。由于采用滿屋炕的形式，冬季室內溫度適宜，因而墻體都比較薄，在120毫米-150毫米左右。

圖6 火炕平面圖

圖7 黑龍江建筑滿漢民居火炕與煙囪連接處剖面圖

圖8 傳統民居支摘窗

4.3 開窗形式的適寒特征

黑龍江傳統建筑一般只在南向的正面開窗，側面不開窗，背立面通常也不開窗，有的人家為了通風和采光要求，只開很小的氣窗。因而墻面的實體部分明顯多于開洞部分，建筑形象非常厚重，這是黑龍江傳統建筑的一個共性特征（圖8）。

為滿足保溫防寒的需求。當地傳統民居多采用支摘窗，窗上扇做花格糊白紙，下扇裝玻璃,特別適用于支摘雙層窗。白天支起上扇，夜間關起，既保溫又美觀。支摘窗相對平開窗而言減少了冬季窗戶上的冷風滲透。傳統民居多采用窗戶紙糊在外的做法。窗構架多為木材，窗欞做成各種花式，再將紙糊在窗欞外面，用以遮風、擋雨、御寒。經常使用的是一種拉力很強的、專門用于糊窗戶的“麻紙”，居民稱之為“窗戶紙”或“毛頭紙”，這種做法是適應氣候的產物。冬季風大雪多，室內外溫差達40℃-50℃，如果將窗紙在窗根內側，呼嘯的大風就會將窗紙吹離，導致窗紙被吹破，并且窗根在外，下雪時窗根容易積雪，外面氣溫低了容易結冰，室內一旦升溫，融化的水就會流到窗紙與窗候的結合處浸適窗紙，造成窗紙的損壞。將窗紙糊在外則可盡量避免此類情況。

4.4 天棚做法

黑龍江傳統建筑雖然屋頂、墻體等起著抵御風寒的作用，但是在屋架一般做有天棚，使得屋架與天棚之間成為獨立的空間以阻隔寒氣。有的在天棚上放置鋸末、石灰或者草木灰以防寒，再在天棚下裱糊紙數層。天棚棚體很輕，易于制作，有船底棚、斗底棚、平棚三種做法。較小的房屋采用平棚，船底棚和斗底棚一般用于較寬大的房屋。由于當地傳統民居的層高都較低，船底棚的做法使內凈空擴大，空氣暢通，沒有低矮壓抑的感覺，較為實用。斗底棚做成四面坡度，做法與船底棚相仿，但要求房屋必須足夠寬大。

5 結語

論文討論了黑龍江省傳統建筑在建筑布局、形體、材料、技術等方面的適寒性研究。建筑布局、形體、材料、技術的適寒性具有很強的地域識別性和文化認同感，適應黑龍江省的自然、社會文化和人文環境，黑龍江省傳統建筑的適寒性表達呈現了極具智慧的生存機制。任何建筑形態的形成與發展都依附于特定的自然環境之中，黑龍江省傳統建筑及其適寒性的形態表達也是寒地氣候環境下的必然結果。