贵州地扪侗寨室外风环境实测研究及评价

李峥嵘 吴少丹 赵 群

1同济大学暖通空调研究所

2同济大学建筑城市规划学院

贵州地扪侗寨室外风环境实测研究及评价

李峥嵘1吴少丹1赵 群2

1同济大学暖通空调研究所

2同济大学建筑城市规划学院

选取贵州地扪侗寨内典型的空间环境，对其进行夏季室外风环境的实测，并对风雨桥及村落内部水塘微环境的风环境进行比较。得到：该村落室外整体风速较小，同时建筑群风环境具有明显规律性，与太阳运动有较强关联；当地风环境受到地形、环境及建筑群布局的共同影响，与此同时，气象条件与风环境也在影响着建筑群的布局。

地扪侗寨 整体风环境 实测

传统古民居在选址、周边环境、建筑布局等方面与现代民居均有一定的差异，其建筑群风环境受到气象条件、地形环境、建筑布局等因素的共同影响，同时气象因素、地形因素与建筑布局三者相互关联、相互影响。

已有学者就地形对建筑群风环境的影响进行了研究。结果指出，丘陵地形对建筑、环境有明显影响[1]；陈士凌以山地城市为研究对象，认为山谷风局地环流可显著影响山脚下的建筑群内部风环境[2]；王科以湖南岳阳地区某传统民居为例，就地形特征与传统民居形式对自然通风的影响进行了研究，得出丘陵地形影响气象风的分布特性，同时该建筑群落利用地形特征，较好地适应了地形[3]。

图1 侗族村寨环境布局

本文选取侗族传统民居——侗寨，对其建筑群风环境进行研究。侗寨多分布在黔、湘、桂三省交界处。李志英总结侗寨村落多呈现“依山傍水”的特点[4]，民居多在河道两旁布置，呈带状延伸。图1[4]显示了侗寨的环境布局：侗寨村落坐落在山岭与山岭间平缓的谷地，侗寨民居沿河而建，依山势而上，沿溪布置凉亭、风雨桥等。

本文于2014年7月16日至7月22日对位于黔东南黎平县的地扪侗寨风环境进行实测，得到当地整体风环境的特点，分析建筑群风环境与环境条件的关系，为影响建筑群风环境的因素研究提供参考。

1 室外风环境测试概况

1.1 气候及地形环境特征

地扪侗寨地处贵州省黔黎平县茅贡乡北部，东经108°51′、北纬26°10′，中亚热带季风气候，属于夏热冬冷地区，年平均气温15℃，最热月平均温度25.6℃，最冷月平均温度4.1℃，年降雨量1308mm。

村内一条千三河贯通村寨及寨外梯田，将地扪寨分为南北两个部分。民居在河道两旁建造，呈带状延伸。

1.2 测试方案

侗寨内部由公共建筑和民居组成，空间形态疏密有致，公共建筑（如风雨桥）附近空间开阔明朗，民居之间巷道则狭小灰暗[4]。风雨桥是村民集会、谈心、交流的重要场所，同时与村寨内水空间（河流）交汇，是重要的公共空间。水空间还包括村落内部的水塘，能把周围的建筑、狭小的街巷连为一个整体，形成相对封闭及开阔的微环境[4]。

表1 测试使用仪器

图2 风雨桥测点布置

图3 水塘微环境测点

表2 室外风环境测点具体位置信息

选取村寨内南北走向的三座风雨桥布置测点，于2014年7月20日10:00至2014年7月22日9:00期间实测风雨桥的风速、风向、风的温度及相对湿度。同时选取一水塘微环境，布置测点，在2014年7月16日10:00至18日9:00期间测量其风速、风向。

本次测试的测量参数及仪器如表1所示。风雨桥测点的布置、水塘微环境测点的大致分布分别见图2、图3，测点具体位置见表2。

2 实测结果及分析

2.1 风雨桥风环境实测结果及分析

对三座风雨桥监测得到的风环境特征如表3所示。1～3号测点的风速、风的温度及相对湿度分别如图4、图5。

表3 风雨桥测点风速、主导风向、风温就相对湿度情况

图4 风雨桥测点风速

图5 风雨桥测点风的温度及相对湿度

根据1～3号测点的主导风向，可得出风在山谷沿河而行。测试期间内约有40%的时间风向是西北风，风从西往东流动，流动过程中测点3至测点1的平均风速依次下降。从图4可看出3号测点的整体风速比1、2号测点的整体风速大。但3个测点的平均风速均不超过1m/s，整体风速较低。

风速风向传感器的启动风速为0.8m/s，因此本文认为风速小于0.8m/s的时刻为静风状态。经统计，在实测的时间段内，约41.46%的时间整个村落处于静风状态，其中1号测点的静风时间高达79.82%。从图4可见，风速较大的时刻集中在9:00～18:00，夜间至凌晨基本处于静风状态，建筑群风环境与太阳运动存在较强关联，风速呈现脉动性。

统计实测期间3号测点的风向，在风速不为0的情况下：7月20日10:00～13:00多是东南风，13:00~ 18:00主要是西北风，部分时刻东风或东南风，18:00至次日9:00多是东南风；21日9:00～12:00多是西北风，12:00～17:00东南风与西北风混杂，17:00到22日9:00多是西北风。这样的风向表现出当地风向有以下特点：1）有方向性，多是西北风；2）不持续性，经常出现风向瞬变的情况；3）不确定性，风向没有时间规律。

风雨桥上 1、2、3号测点所测得的风温在21.2～31.7℃之间波动，相对湿度范围为57.2%～97.0%，总结得出地扪村夏季比较凉爽，气候温和，相对湿度较高。并且白天1、2、3号测点的风的温度依次减少，相对湿度依次增加；夜间1、2、3号测点的风的温度依次增加，相对湿度依次减少；白天3个测点的风温及相对湿度略有波动，夜间则比较平稳。

由上述分析可以得到，地扪村所在的地形条件及环境条件，影响其建筑群风环境，建筑群的风速、风向、风温、风的相对湿度均具有明显的规律性。

2.2 水塘微环境风环境实测及分析

水塘微环境4～6号测点的实测结果如表4及图6、图7所示。

表4 水塘微环境测点最大风速、平均风速及主导风向

水塘微环境的4、6号测点的平均风速及最大风速均比5号测点大。结合水塘微环境的地形及环境，得出4、6号测点所处的位置是此水塘微环境中风的进出口。5号测点位于木房前，平均风速较小，为0.135m/s，最大风速1.406m/s，说明5号测点所在的普通村民民居的进口风速不是很大，由此引起的通风效果不强。

经统计，在实测时间段内，约66.08%的时间水塘微环境处于静风状态，其中5号测点的静风时间高达96.63%。风速较大的时刻集中在9:00～17:00，夜间至凌晨基本处于静风状态，风速呈现脉动性。

根据实测结果，4号测点主导风向是南风。5号测点，西南偏南风风频最大，为28.47%，但未超过30%，可认为5号测点没有主导风向。6号测点的主导风向为西南偏西及东北偏北，正是沿着6号测点所在的道路的方向，可判断风沿巷道从6号测点所在位置流进或流出水塘微环境。

图6 水塘微环境各测点风玫瑰图

图7 水塘微环境测点风速

2.3 风雨桥与水塘微环境风环境对比

风雨桥与水塘微环境同是侗寨内重要的组成部分，两者的风环境测试结果对认识地扪村整体室外风环境都具有重要作用，两者的测试结果既有共性又有差异。

风雨桥与水塘微环境所测得的平均风速都较低，1～6号测点的平均风速分别为0.421m/s、0.838m/s、0.839m/s、0.363m/s、0.135m/s、0.388m/s， 均 不 超 过1m/s，地扪村整体室外风速较低。

风雨桥1～3号测点的平均风速为0.699m/s，水塘微环境4～6号测点的平均风速为0.295m/s，风雨桥的平均风速大于水塘微环境的平均风速。其中3号测点所在的风雨桥的平均风速最高，为0.839m/s；位于水塘微环境内木房前的 5号测点平均风速最低，为0.135m/s，前者是后者的6.2倍。地扪村的民居分布在河道两旁，呈带状延伸。测试结果表明，位于河畔的民居门前的平均风速，大于位于村寨内部水塘微环境内木房前的平均风速，建造在河边的民居，自然通风效果更强。

实测数据表明地扪村夏季温度不高、相对湿度较大，而实际上地扪村当地气候温暖湿润，常年相对湿度在70%以上。居民所居住的木房在高湿环境中容易发霉，村民仍依靠自然通风为室内降湿。建造于河边的民居平均风速大于村寨内部民居的平均风速，前者的通风效果强于后者，带来的降湿效果也更为明显。同时，高湿的情况下自然通风有利于增强人体表面皮肤的对流换热，增加舒适感。自然通风有利于室内降湿及增强人体舒适感，居民更倾向于在平均风速大的地方建造房子，对建筑群布局造成影响。

通过风雨桥与水塘微环境的风环境对比可得：建筑布局影响建筑群风环境，建筑群内不同位置其风环境也不尽一致；气象条件影响建筑群风环境，从而进一步影响建筑群布局。

3 结论

贵州地扪村的室外风环境与其所在的地形、环境、气象等条件息息相关，实测其室外整体风环境，总结其特点，对于探究古民居建筑群风环境的影响因素有重要作用。本文通过对风雨桥风环境及水塘微环境的实测分析，总结出地扪村室外风环境的特点：

1）地扪村整体风速较低，风环境具有明显规律性，受到地形及环境条件的影响；

2）风雨桥的平均风速大于村落内部的水塘微环境的平均风速。当地风环境受到建筑群布局影响，同时气象条件与当地风环境也对建筑群布局造成影响；

3）村落整体室外风环境静风频率大，白天风主要沿山谷流动，约40%的时间从西往东流动，夜间至凌晨基本是静风。当地风环境与太阳运动具有较强关联性；

4）地扪村室外风向呈现以下特点：有方向性，基本是西北风；不持续性，经常出现风向瞬变的情况；不确定性，风向没有时间规律。在测试期间，地扪村的主导风向是西北风。

[1] 方果.丘陵地貌影响下的城市设计研究[D].长沙:湖南大学, 2008

[2] 陈士凌.适于山地城市规划的近地层风环境研究[D].重庆:重庆大学,2012

[3] 王科.地形特征与传统民居形式对自然通风的影响[D].长沙:湖南大学,2008

[4] 李志英.黔东南南侗地区侗族村寨聚落形态研究[D].昆明:昆明理工大学,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

李峥嵘（1969～），女，博士，教授；上海市杨浦区四平路1239号同济大学机械与能源工程学院（200092）；E-mail:lizhengrong@tongji.edu

国家自然科学基金（51278349）