传统中国建筑四合院的研究.pdf

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1、第 2 2卷第 1 期 2 O 0 0年 2月 重 庆 建 筑 大 学 学 报 I o f C I 1 0 l J i a n z h u UI l j vo j 2 2 N o 1 2 0 0 0 文章编号 ： 1 0 0 6 7 3 2 9 ( 2 1 3 0 0 ) 0 1 0 0 0 1 0 4 ，z z L f ) J一 传 统 中 国 建筑 四合 院 的 研 究 陈启 高 ( 重庆建筑大学 筑城规学院 ，重庆 4 0 0 0 4 5) 下 td S- 摘要 ： 传 统的 中国日舍院建筑是 源远流 长 ， 影响深九 。西周讲 究文治和农耕建设遥渐 富裕 和 强 大 ， 遥 水 草 而

2、 居 后 来 凤 鸣 歧 山 ， 解 放 虹 隶 ， 招 降 蚋 叛 ， 西 伯 建 立 强 大 势 力 ， 成 兴 周 灭 纣 成 就 封 建 帝 国 。 姬 周 一 代 解 放 奴 隶 生 产 力 。 以 窑 洞 、 口 合 院 的 杰 出 成 就 流 传 至 4 - 。 在 黄 土 高 原 上 存 在 窑 洞 已= 千 多 年 ， 仍 为 中 、外 学 者 所 属 目。 而 窑 洞 从 来 区 分 为 两 种 ；即 下 沉 式 和 岩 洞 式 ( 掏 复 和 掏 穸 ) 。 下 沉 式 窑 洞 内 因 有 一 水 坑 ， 可 溶 解 和 吸 收 = 氧 化 碳 等 污 物 对 保 持 其

3、 中空 气质 量有 很 大 的好 处 ，这 比岩 洞 式 的通 风 不 良要 好 得 多。 周 原 县 的 出土 文 物 日 舍 院 就 在 宝 鸡 岐 山 附 近 。四 合 院 与 下 沉 式 窑 洞 类 似 ， 作 用 机 理 相 同 。为 中 华 民 族 留 下 民 族 建 筑 瑰 宝(1 ) 。 历 史 发 展 过 程 中 ， 日 舍 院 成 为 清 代 鸦 片 战 -q , - 以 前 中 国 建 设 的 主 要 建 筑 式 。 晋 、 唐 以 来 发 展 风 水 术 ， 日 合 院 建 筑 术 新 的发 展 。 给 风 水 下 了 一 定 义 。 生 ( 氧 ) 气 遏 风 则 散

4、 ， 遇 水 则 止 ，古 人 聚 之 使 不 散 ， 行 之 使 有 止 故 谓 之 风 水 。 这 是 风 水 学 说 最 精 僻 的 定 义 。 所 谓 风 水 意 在 储 氧 这 是 日 舍 院 的 精 华 所 在 。 唐 初 ， 李 淳 风 、 袁 无 罡 既 谙 无 象 也 懂 风 水 ， 在 当 时 日 川 的 首 府 阈 中 物 色 了风 水 宝 地 ， 据 称 是 人 间 无 上 玄 圃 闽 风 ， 人 间 仙 境 。 其 地 在大 巴山南麓 ， 嘉陵 江一 支流与 东河 围绕 ， 山风咎 风 ， 气流清鲜 ， 令李 、 袁辈 流连 亡返 ， 老死 算 间 。 闻 中风 水

5、宝 地 ， 不 可 不 作 一 游 。但 风 水 宝 地 不 可 多 得 ， 口 舍 院 可 造 就 令 居 住 者 健 康 长 寿 之 民 居 住 所 。 这 是 最 现 实 不 过 的 。 关 键 词： 旦全塑 堡； 耋苎墨塾! 塞苎堂量盐矗 中 图 分 类 号 ： T U 2 4 国建 筑 文 献 标 识 码 ： 传统 的中国建 筑 四台院是为风水作用 ，经 天井聚集 氧气 。天井是个向上开 口易 于承接 氧气的 柱体。 在这垂直柱体中， 空气的大规模水平运动受了限制， 而垂直的上、 下运动就比较 自由。 在天井 中的空气较轻者上 浮 较重者下沉 ； 水蒸汽 、 氢 、 氦在天井上浮而外

6、 出 ； 二氧化碳 、 二氧化硫等氧化物 及其它较 重而 溶于水之物从天井 的空气 中除去 。因此 ， 在 四台 院天井 中的空气 主要是氮和氧两种 ， 可视为氮氧二元混 台气体 。可用普里戈京定理进行数学 分析 。 1 四合院模型 图 1 四合 院 的模 型 收 稿 日期 ： 1 9 9 9 1 0 1 3 作者 茼舟 ： 陈启 高 ( 1 9 2 5一) 男 ， 贵州 ， 教授 主要从 事建筑 物理 的研 究。 图 2 四台 院的表 示 圈 维普资讯 2 重 庆 建 筑 大 学 学 报 第 2 2 卷 图注 ： l 、 建筑物 ， 围成不漏气 的天井 ； 2 、 天井 ， 由上口进 出气

7、； 3 、 落水 洞。 水通地板下 ， 可储苛 ； 4 、 地下蓄水池 。保证 天井 中的空气清新储藏。 2 在 四合 院中的空气质量 在 四合 院 中的空 气除上 接大气外 是不 同于 自然 大气 的 。而在 四合 院 中的空气 除 能上下运 动 外 ， 一般的水平运动是受 了限制的 。自然 大气 的特点是有对流混合 ， 其有几乎是均 质的特点。在四 合 院的天井的空气相对静止的 ， 而气体 的各 成分 之间就实现轻者上浮在 上 ， 重者下沉在 下的模糊 分 层 。 在 四合院中 的空气模糊分层 的计算将作 如下考虑 。空气 中比氮轻 的成分 气体上浮而外 出 ， 和 比 氧重 的氧 化物

8、溶于天井底部的水 中。结果在 天井 中的空气 主要是 氧和氮二种 。在 四合 院天井 中的 这种空气可视为二元混台气体 ， 用普里戈京定理进行数 学模 型分 析 ， 凡在天井 中任一高度处 的点上 有 =P ( 1 J 是在一点处氧 的密度 与氮 的密度 二者相 当的气体 的密度 当用 P除( 1 ) 式两 边 ， 而得 下式 尸 N P=1 ( 2 ) 这是氧在浓度 c o 和氮的浓度 G 之和等于单位 ： + = 1 ( 3 ) 氧的浓度 和氨 的浓 度是要扩散 的。对 ( 3 ) 式进行梯 度运算 ， 有 V + V =0 ( 4) 写成解析式 ， 有 V c D+ V =0 ( 5 )

9、 V c D+ V =0 ( 6 ) v c o + V G =0 ( 7 ) 使气体发生成层的作用是 向下的重力和向上的浮力， 故产生的梯度是在 z 一方向的。 其它两个方向 对成层作用无贡献 ， 梯度是为零 的。 故 ( 5 ) 式 ( 6 ) 式 中的各项 都是 为零 的。 ( 7 ) 式 的解就是研究 问题 的 解 。( 6 ) 式一微分方 程组 ，可写成 ： 一 ： ：1 ( 8 ) U Z U Z 这两个微 分方程 ( 8 ) 的积分 ， I d c o ( z ) ： 一 l z d c o( 呻0 而得 ( z ) 一c D ( 0 ) =一 z ( 9 ) f f 1 d (

10、 ) =一J z d ( 1 o ) (0 0 微分方程在天井 中的边值条件是 ； 在天井底 ： ( 0 ) =O ； ( 0 ) =1 在 天井 上 口： ( 日) =0 7 9 ； C 0 ( H) ：0 2 1 交这些值代人 ( 9 ) 式 和( 1 O ) 式 中 而得 ： c D ( ) 一 ( 0 ) =一 ， 和 z = ( O ) 一c o ( H) 】 H=0 7 9 H ( ) 一G ( 0 ) =z ， 和 z = ( ) 一 ( 0 ) 】 H=0 7 9 H 最后 ， 表示模糊分层 的两条 直线 ， 即对于氧的分布线 ： c o ( ) 一l - 一0 7 9 z H

11、 r 1 1 ) 维普资讯 第 l 期 陈启高 ： 传统 中 国建 筑 四台 院的研究 和氨的分布 曲线是 3 已 ( ) ：0 7 9 H ( 1 2 ) 这两条 曲线如 图 3 所示 ， 在 四合 院中 ， 平均氧 的浓 度达 6 0 5 ， 而平均氮 的浓度减小 到 3 9 5 c氧 的含量 比在 日照下 生态环境 的浓 度 2 1 高 出很多 ，约 为三倍 。 中国古代 的这 项成就在三千年前就 完成 了。这里 对风水环境 的杰作 给予计算 ( 4 ) 。 1 0 9 8 7 d 6 5 4 3 2 1 0 J ) 】 、 J 一 ， 】 I k ) 、 j 一 r j f 图 3 四

12、舍院天井 氧 的浓度 和氨 的浓 度的 分布 讨 论 】 ： 成层是静 态下完成的 。当在刮风 、 日照 、 下 雨等的影响下 ， 情况如何 ? 太 多数 的时间在 静态下 的。但 当刮风 、 日照 、 下雨 等的影 响下 ， 加强 了气 流的在垂直方 向的运 动 ， 对天井 的成层化是 有所促进 的。 3 建 筑 能量 效 益 四合院天井建筑 的能效是很高的 。表现在通风换气方 面 。氧气是 由天井 口进来 ， 当路经天井 ， 沿途 与上升 的气 流相 遇 ， 回收 了能量 ； 又氧气被利用后变 成二氧化碳 ， 被 水所 吸收 ， 然后传人 和温暖 地基。能量在 四合 院天井 中能反复利用

13、， 所 以， 四合 院天井建 筑是节能 型建 筑 。这是一般建 筑平均 行 列式布置 、 错列式布置 的建筑 所缺 乏的属性 一旦投入能量 ， 就会产 生相 应 的能量效益 。对于能 效 这样高 的四合 院 ， 可 以在 我国国土 以 内实现 自然空调建筑和 自然采 暖建 筑 ， 这就是在 投入 自然能 源之后 ， 实现 大幅度 的建筑节 能。 4 结论 风水 四合 院的室内空气质量是头等 的。比生态 环境的氧 的浓度还要 高。这是要优先发 展的健 康 建筑 ， 它已成为有优 势发展趋 势的基本 建筑。建筑 中用 能量 应 当压缩。发展 自然能 源建筑 。即 自 然空调建筑 和 自然采暖建筑

14、。 以风水 四合 院为依托 ， 利用 太阳能实现 自然采暖建筑 ； 利用大气 的长波辐射作 为能 源实现 自然 空调建 筑 。 为 了节约建筑耗 能 ， 真正实 现建筑 利用 自然能源 ， 自然空调和 自然采 暖产生的效益是很 大的。 将 这份 随时 间流失 的能源用于生产 ， 会 为社会 增加一太笔财富 。并改善 建筑环境 ， 定将加速 社会 的 发展 和进 步 。让我们联合 起来 ， 为建筑能 源 自然化而奋斗 ! 维普资讯 4 重 庆 建 筑 大 学 学 报 第 丝 卷 参考文献 ： 1 l 陈启高 ， 唐 鸣放 ， 王公 禄 ， 克 鲁姆 ， 李 百战 ， 姚 润 明 【 2 】 四合

15、 院开井 风 水过程 研究 进展 A】 建筑 展 望 出 ， 3 】 4 】 5 】 详 论 中国传统 健康 建筑 J 重 庆建 筑大 学学 报 ， 1 9 9 6 ， 1 8 ( 4 ) 重 庆市 土木 建筑 学会 1 9 9 6年会 议 文集 C 西 南师 范学院 1 9 9 6 ， I 1 版 C h e n Qi g a o e A e o n o f C o R e * t e d O x y g e n f o r C o u r t y a r d B u i l d i n g s J P r o c e e d i n g s o f H e a l ey B u i l d

16、 i n g s I A Q 9 7 陈启高 地下空问风水环境的研究【 M 中国教育大经典 选编 陈启高建 筑节 能与 改善 功能 订】 重庆建 筑大 学学 报 ， 1 9 9 9 ， 2 1 ( 3 ) Re s e a r c h o n Co n v e n t i o n a l Qu a d r a n g l e s i n Ch i n a ( F a c u l ty o f A r c h i t e c t u r e a n d U r b a n P l a n n i n g ， C h ong q i n g J i a n z h u U n i v e r s

17、i t y， 4 0 0 0 4 5 ，C h i n a ) Ab s t r a c t ： Th e c o n v e n ti o n a l q I 珊 e s i n C h i n a c a n b e t r a c e d b a c k t o an c i e n t Z h on d y n a s t yOn t h e l o e s s p 1 t ut h e r e h a d b e e n c a v ed w e l l i n g s d e v e l o p e dT h e r e a r et wof o r ma fi o m o f c

18、 g v e d w e l l i n g s ：fi r s t k i n d s a the c s v e d we l l i n g si n a U J u m a n dthe o the r s a r ethe c a v e d w e l l i n g swi thin c l i ff s i d e Th e a i r q u a l i t yi nthef o r me ri s b e t t e rt h a n tha ti nthel a t t e r Th e q 1 l l ei s s i mi l a rt o the o a v e d

19、 we l l i ng i n a t r i t t m Th e a i rqu a l i t y i n the q I 1 a d 瑚 e i s the k e y p r o b l e m t o b e s o l v e dS i n c e the J i n Dy n a s t y and T a n g Dy n a s t y ，t he q I 1 a d 珀n e a s a f e n g s h u i b u i l d i n g h a d a n e w d e v e l o p m e n t T h e r e h a d b e e n

20、a d e fi n i t i o n g i v e n t o the f e n g s h u i ( w i n dW a I f ) t h a t i sthe o x y g e ni s g o n ew i th w i n d a n d s t 。 p p e d b yme e t i n gwa t e r ，i t i s e dl e e t od b ywis eme na n di t s l l o v e a l l e r R i s r e s mc t e d b y a n e n d The f a m o u s【 j C h u n f

21、e ng ( the l a I l c e r )and Y u a n T u mg a the a s t r o h g e r )h a d d i s e o v e r e d a f an u s w i n dw a t e r l a n d l o c a te d o n the s o u t h e r n s l o p e o f the Da b a M0 t mt a i n a n d r o IA k q d e d b y J i a l in g Ri v e r an d E a s t R i v e r ，wh e r e ，the L a n

22、 g z h o n g C i ty is l i k e a f a i r y l a n d Ho we v e rf s u c h l a n d i s a r a r e l y thi ng ，b u tt h e q u a d r a n g l e c a nma k ethe d w e l l e r h e a l thyandl o ng l i v e d Ke y wo r d s ： c o n s t r u c t i o n of q u a d r a n g l e ；o xyg e n c o l l e c t i o n f o r c on , a r d；b u i l d i n g e n e r g y e ffic i e n c y 维普资讯