王慧娟，汪秀平

（1.河北工程大學(xué)，河北 邯鄲 056000；2.青島理工大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院，山東 青島 266000）

1 引言

1.1 “兩甩袖”民居簡介

“兩甩袖”民居（如圖1）分布于冀南地區(qū)，隸屬于河北省的南部。冀南地區(qū)的合院建筑在我國民居建筑領(lǐng)域也占據(jù)著重要地位。其中，以“兩甩袖”民居最具有代表性。這種民居大多分布于武安地區(qū)，由于武安地處太行山余脈，在山西省與河北省的交界地帶，多數(shù)地區(qū)呈現(xiàn)丘陵地貌，氣候夏熱冬冷，春季較多風(fēng)沙，自然環(huán)境惡劣，因此形成了這種建筑單體間排列緊湊，建筑密度大的布局形式，有利于建筑的保溫隔熱。狹長形的庭院空間有利于減少風(fēng)沙，改善人居環(huán)境。

本次研究選取的模擬對(duì)象（如圖2）位于北安莊鄉(xiāng)同會(huì)村，是典型的正房五開間，廂房三開間的“兩甩袖”形制的民居。房屋坐北朝南，整座建筑都是一層，僅有的一個(gè)出入口設(shè)在東南角。

圖1 “兩甩袖”平面圖

圖2 同會(huì)村“兩甩袖”正面圖

1.2 基本模型的建立

模擬軟件主要采用Ecotect和Desktop Radiance。根據(jù)實(shí)際測量的數(shù)據(jù)在Ecotect軟件中建立1：1模型，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（如表1）。

“兩甩袖”民居模型尺寸數(shù)據(jù) 表1

2 “兩甩袖”民居的室內(nèi)光環(huán)境分析及朝向優(yōu)化策略

2.1 室內(nèi)光環(huán)境分析

分別對(duì)正房、東廂房和西廂房在春分日、夏至日、秋分日和冬至日四個(gè)日期的正午12：00進(jìn)行靜態(tài)光環(huán)境模擬。

通過模擬發(fā)現(xiàn)，正房的平均照度位于200～400Lux之間，最小照度位于100Lux左右，二者變化不大，夏至過后，有小幅度提升。最大照度變化較大，最大差異達(dá)到400Lux，春分和秋分日最大照度較大。右側(cè)的室內(nèi)光照分布圖從上到下依次是春分、夏至、秋分和冬至日。可以得出，夏至日由于太陽高度角最大，室內(nèi)光照分布較其他三個(gè)節(jié)氣緊湊。冬至日由于太陽高度角最小，室內(nèi)光線分布較廣。甩袖部分夏至日表現(xiàn)最好，接下來依次是秋分日、冬至日，光照最弱是春分日。

東廂房的平均照度和最小照度變化均不大，最大照度在秋分日之后減小，在冬至日降至最低。從右側(cè)室內(nèi)照度分布可得出，夏至日室內(nèi)光照最集中，采光均勻度最不好。之后光照分布越來越散，室內(nèi)照度均勻度越來越好。北側(cè)窗戶的光照表現(xiàn)好于南側(cè)的窗戶，房屋中軸線上照度表現(xiàn)最好是冬至日的時(shí)候，夏至日表現(xiàn)最差。

西廂房的平均照度約280Lux和最小照度不到100Lux依然變化幅度較小，有小幅度減小。最大照度在夏至日之后開始降低，到冬至日時(shí)降到最低值。右側(cè)光照分布圖可得，冬至日室內(nèi)照度均勻度最好，中軸線上的照度也是最好的。夏至日均勻度最低，窗戶下方眩光情況最為嚴(yán)重，光線最為集中。

2.2 朝向優(yōu)化策略

在實(shí)地走訪調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，村落的房屋雖然大體上都是坐北朝南建設(shè)的，但是由于道路、周邊房屋的限制，不都是正北正南的，也會(huì)出現(xiàn)偏角，這些偏角對(duì)室內(nèi)的自然光環(huán)境是否有影響，影響到何種程度是值得探究的一個(gè)問題，因此本研究的目的就是測出這些偏角對(duì)室內(nèi)光環(huán)境的影響程度。在具體的模擬中，以15。為一個(gè)步長，研究從南偏西90。到南偏東90。的13種工況下正房、東廂房和西廂房室內(nèi)平均照度。模擬結(jié)果如圖3所示。

圖3 不同偏角下室內(nèi)照度變化

由圖可得，隨著房屋由西向東旋轉(zhuǎn)，西廂房的室內(nèi)照度值越來越小，東廂房的室內(nèi)照度值越來越大，正房的照度值先增大后減小，南偏東12。時(shí)達(dá)到峰值385Lux。東西廂房的室內(nèi)照度交叉點(diǎn)也在南偏東12。。所以，綜合三個(gè)房間考慮，當(dāng)房屋角度處于南偏東12。時(shí)，三個(gè)房間處于較優(yōu)的照度水平。

3 結(jié)語

本次研究首先介紹了冀南地區(qū)“兩甩袖”民居的基本情況，根據(jù)實(shí)地?cái)?shù)據(jù)在Ecotect軟件中建立模型。首先分別模擬了春分、夏至、秋分和冬至日四種工況下三個(gè)主要房間的室內(nèi)照度情況，發(fā)現(xiàn)夏至日的室內(nèi)光照均勻度是最低的，冬至日均勻度最高。對(duì)于東西廂房來說，冬至日室內(nèi)照度較低，而對(duì)于正房來說夏至日室內(nèi)照度最低，冬至日次之。甩袖的照度水平一直較高，夏至日最好。其次，模擬了由南偏西90。到南偏東90。這13種工況下室內(nèi)的照度情況，發(fā)現(xiàn)當(dāng)角度為南偏東12。時(shí)三個(gè)房間同時(shí)處于較好水平，不會(huì)出現(xiàn)極端情況。最后，本研究側(cè)重靜態(tài)光環(huán)境模擬，未能涉及動(dòng)態(tài)光環(huán)境模擬，以后的研究會(huì)更加深入。