摘要
城市化进程加速，城市建设高密度化，导致城市下垫面特性发生变化，加上城市排水基础设施建设滞后，城市内涝等生态环境问题日益凸显。近年来国内外对城市雨洪管理意识逐渐增强，我国绿色建筑研究和实践不断推进，但对于建筑雨洪管理问题的讨论和建筑在城市水生态保护方面的潜在作用的挖掘尚不充分。相反，我国传统民居在应对当地降雨方面已积累了丰富的经验，形成了完整的降水排涝系统。合院式民居的天井是传统聚落中最核心的集水、排水单元，在民居内部消解极端降雨对聚落排水系统的冲击。通过深入挖掘传统合院式民居天井的雨水径流模式，探讨其在现代建筑中的应用潜力，有助于现代建筑雨水管理设计，分散缓解城市市政管网的排水压力。 本文聚焦广东传统合院式民居的建筑天井，提取广东传统民居雨水径流模式的典型类型，总结各类传统民居典型平面形制下建筑天井的洪峰调节效应与建筑构造尺度之间的关联规律,将传统智慧经验转化为具有可操作性的设计指导，为当代可持续建筑的雨水管理设计提出建议。 首先根据文化区划和聚落布局，将广东传统民居雨水径流模式分为广府梳式布局、雷州梳式布局、潮汕密集式布局、客家围团式布局四类，通过文献调研和实地调研提取各类传统聚落、民居、细部构造特征，根据天井的径流现象等明确了以洪峰调节为主的径流调控评价指标。其次进行雨水径流模拟量化工具的验证，对典型传统民居天井进行雨季降水和径流监测，借助雨洪管理模型 SWMM建立传统民居天井的径流模拟方法，并用实测数据验证模拟模型的可靠性。随后对各类传统民居典型平面形制下建筑天井的雨水径流进行模拟分析，总结天井洪峰调节效应及其影响因素的关联规律，结合经验规律对各类型传统民居雨水径流模式进行横向对比，验证传统经验做法在应对当地极端降雨时对雨水的管理组织的有效性，最后将该规律总结并转化为简单易用的经验公式，评估其在现代建筑中的应用价值。 主要研究结论如下：1）雨期实测和数字化径流模拟共同验证了传统民居天井确实具有对于径流洪峰的调节作用；2）随着降雨强度增加，天井的洪峰调节效应会减弱；在建筑构造因素方面，天井面积与洪峰延迟时间和洪峰削减率均呈显著正相关，屋面集雨面积与天井洪峰水位呈显著正相关。适当增加排水口宽度、设置排水明沟或增加排水口个数可以加快排水，降低天井主要活动地面的洪峰水位，但与此同时天井对洪峰的调节能力也会大大减弱；3）各类型传统民居的排水路径及营造尺度做法，分别与其在当地极端降雨条件下所呈现的洪峰调节效应相吻合，模拟结果对传统民居经验做法的合理性和有效性作出了解释和验证；4）经验公式在现代建筑天井的雨水管理系统设计中具有较为广泛的适用性，能够预测一定面积规模下建筑天井的洪峰调节能力，对天井细部构造及尺寸设计提出建议，辅助下级排水系统设计，对城市排水系统的组织和设计具有积极意义。
NETL