生态人居:生土窑洞的住居系统优化设计——以三原县柏社村地坑窑洞改造为例

中国传统民居有着上千年的文化传承和历史底蕴, 它是我们的先人智慧与血汗的结晶, 它见证着泱泱华夏璀璨的人居文明。生土窑洞——作为陕西本土最古老的民居建筑形制和陕西省非物质文化遗产保护对象, 承载着陕西人民浓厚的黄土情缘和窑居记忆。对于学习本专业的我, 对生土窑洞进行深入的研究分析和保护改造, 使这一人居文化得以可持续传承与发展下去, 显得尤为重要。

生土窑洞有着悠久的历史文化传承, 上至周先祖时期, 土窑洞就遍布山原谷地。《诗经》称为“陶复陶穴”。唐宋时期, 窑洞种类增多, 每个窑洞有了明确分工, 有暗庄、明庄和四合院庄, 明清时期出现了小城堡, 高大土墙将一组窑洞或土炕围起来, 以防御兵荒和盗贼, 俗称为堡子。生土窑洞历经上千年的发展和演变, 目前主要分为靠山土窑、石料接口土窑、平地石砌窑等多种, 按照形制可分为天井窑 (即地坑窑, 人称“地下的四合院”) 、靠崖窑、锢窑三种。

生土窑洞这样独特的民居形制在长达数千年的历史演变中能够经久不衰, 体现了它与当地气候、地貌、资源等自然因素的和谐共生。但是, 21世纪以来, 在政府和新农村建设的倡导下, 迎来了西北地区农村大规模的建房热潮, 传统民居的建筑风格、营建技术遭到前所未有的扬弃。此时的村落规划、民居营建在民居地域文化的传承与生态技术层面, 遇到了前所未有的挑战。在当代社会变革的冲击下, 面对价值观念、生活方式的深层变化, 西北乡村民居营建呈现出盲目、无序、缺少技术指导的趋势。探寻西北民居的新农村建设, 在传承历史文脉和人居文化的宗旨下, 如何实现人居文化的回归与传承?

我们都知道:食、住、医疗和环境是当前人们对于居住需求所最为关注的四个要素。从饮食方面来看, 住窑洞的人 (以下简称“窑居者”) 饮食主要以自种的五谷杂粮和蔬菜水果为主, 加以适量自养家禽所产的蛋类肉类等, 饮食结构比较单一和规律并能够满足人体各方面营养需要。从居所方面来看, 窑居者住房所用建筑材料多为砖木土石等原生材料, 它们有着成本低廉、无污染、低能耗、绿色环保、经久耐用等优点。从生活习惯方面来看, 窑居者一天“日出而作, 日落而息”, 规律的作息和适当的农作使他们的体能得到提高, 这些大大降低了患病医疗的隐患。从居住环境方面来看, 生活节奏舒缓、自然风光浓厚, 蓝天白云、夜晚星空为伴, 使窑居者有着更为恬淡怡人的生活环境。这些都充分说明着窑居者要比城居者更加的健康, 这样的居住环境才能带给我们真正的健康。综上所述, 在城市化进程掀起的房产热潮中领跑的高档别墅楼盘鼓吹的健康人居, 较之生土窑居传达给人的健康人居, 还有着不可及的差距。生土窑居作为一种当下最健康的人居形式, 理应得到保护和提倡。目前, 除了社会外在的一些影响, 生土窑洞本身在形制和技术上也存在着多方面的问题。总体可以归结为以下四类问题:1) 窑脸坍塌问题。由于黄土本身失陷性等物理特性, 遇水容易造成局部沉降或失陷坍塌。原始生土窑洞的顶层地面上一般未作防水处理, 遇雨天气雨水会渗透窑顶, 刷击窑脸, 这些都是造成窑洞坍塌的关键原因。2) 窑洞内部潮湿及通风问题。由于窑洞在土中开凿, 且是在地面以下7米左右的深度挖凿, 这其中会有来自地下黄土返潮所带来的湿气, 从而给居住者身体带来负面影响。传统的通风口设置在窑冬的拱顶, 由于保持窑洞结构上稳固性的考虑, 迫使通风口不能开凿过大带来窑洞坍塌的隐患, 并不能较好的解决窑洞的潮湿问题。3) 窑洞的日照及采光问题。由于窑洞内部空间受窑脸大小直接影响, 在横向上不能跨度过大, 所以只能被迫纵向深入进土中挖凿, 窑洞挖的越深采光就会越弱;地坑窑洞还是在地面以下挖凿, 采光问题表现的更加严重。按照国际建筑标准规定:居住空间内必须在冬至日满足两小时以上的太阳光直射。而传统的窑洞都不能满足这样的标准, 所以在不减少窑洞内部空间的前提下, 增加窑洞的采光是一个目前亟待解决的问题。4) 窑院四周的土地利用问题。虽然生土窑洞直接在土中开凿, 在建造上节约材料和资源, 地坑窑洞直接从地面下挖, 从表面上看更加节省土地资源, 但是窑洞顶部的地面并不能够经受过大的载重负荷, 成为了隐含层面上的不可利用土地。传统窑洞顶层地面上的土地并未进行任何改造利用, 再加上一家一户随意建窑的无序状态, 从而造成了土地资源的直接浪费, 这也是目前地方政府不提倡生土窑洞保护建造甚至破坏填埋造成地坑窑洞数量锐减的重要原因之一。从现有资料查阅和研究中发现, 目前国内研究生土建筑领域也存在许多瓶颈:大多研究还在沿袭既往模式, 以介绍描摹为主, 偏重于表象性的描述, 而对于聚落的组织与规划以及背后的营建理念等问题的讨论普遍不足。大多着眼过去和现状评价, 承传和发展的研究远远不足。大多属旁观者的角度进行“客位研究”, 从聚落本身出发的“主位研究”很少。这些问题都造成了目前研究的成果和居民生存现实距离相差过大。鉴于以上经验以及前期对陕西当地生土窑洞 (尤其是地坑窑洞) 的调研资料分析, 我首先提出生土窑居所传达给我们的新型人居文化理念。这种理念是一种绿色原生态、低能耗、多基循环、土地零支出并能在文化上可持续传承发展的新型的健康人居理念。针对生土建筑存在上述诸多的问题, 结合提出人居文化的理论指导, 我们以三原县新兴镇柏社村东窑为基地选址, 特提出以下解决方案。首先, 针对坍塌问题, 我们采取了以下解决措施:1) 通过在三原地区所做的防水层实验, 得出在地坑窑洞的窑顶地面50公分深度处营建一层厚度为15公分的防水层, 构成材料有沙层、碎石子层、煤渣层、草木灰层。 (如图2所示) 2) 在防水层之上营造种植床梗。3) 在窑院四壁设置导水槽, 将雨水集中至中央天井水窖中, 作为饮用水和生活用水, 并能通过水泵承压至地面用做作物灌溉。4) 分析空气流动, 将通风口下置, 增强窑洞拱顶稳固。5) 利用新技术和方法加强窑洞结构强度, 如砖、石、水泥、钢筋、玻璃等建筑材料。其次, 针对潮湿问题, 我们采取以下解决措施:1) 利用竹炭防潮吸湿的特性和成本低廉的优势, 在窑洞地面营造竹炭层。 (如图3所示) 2) 通风口下移后不牵涉坍塌隐患, 将通风口增大, 增强室内空气循环。3) 改善暖炕热力循环系统, 在增加室温的同时也能够解决排烟问题。再次, 针对采光问题, 我们采取以下措施:1) 通过分析三原当地冬至日和夏至日正午太阳高度角, 将地坑窑洞下挖垂直度改为梯形坡度, 增加窑院及窑洞内太阳光照射, 测算出三原当地最适宜的窑洞深度为6米左右。2) 窑脸开全窗, 增加室内采光, 在窑脸上安装太阳能反光板, 增加室内反光度。3) 设置太阳能玻璃暖房, 利用太阳能资源发电。

最后, 针对占地问题, 我们采取以下措施:1) 在地面种植床梗上种植作物, 如油菜、小麦等作物, 合理利用土地, 形成立体循环。2) 玻璃暖房的设置拓展了功能需要, 并可作为粮食仓储和半开敞式户外活动空间。生土建筑的研究具有重要的现实意义。从环境视角看, 在人类走向生态文明与低碳经济的趋势下, 生土建筑研究对于引导普遍存在的资源短缺条件下民居建设具有强烈的启示性;从文化视角看, 文化模式深刻影响着建筑模式, 建筑本身作为人居文化的重要组成部分, 应该被赋予上人居文化的灵魂。今天, 以生土为主体的陕西民居经过几千年的发展演变, 已经拥有了诸多的优势, 并在营造方法与施工技术上获得广泛成功。这种与环境和谐共生的民居形式, 为我们探索低碳建筑、生态建筑提供了成功范例, 并作为着一种新型的人居文化, 为后人不断地传承和发展下去。

摘要：生土窑洞作为陕西本土最古老的民居建筑形制, 有着深厚的历史底蕴。但如今, 随着社会的发展, 传统建筑形式落后、城市化侵袭以及国家土地政策收紧等所带来的诸多问题严重阻碍了生土窑洞的发展, 甚至可能导致这种人居形式走向消亡。本文通过笔者对陕西地区生土窑洞的诸多实地调研分析, 试图从深层次挖掘生土窑洞的人居文化, 提出新型人居文化理念, 通过环境规划保护、技术改造等方式, 旨在使这种原生态的健康人居行为能够可持续的传承与发展下去。

关键词：生土窑洞,人居文化,地坑窑洞

参考文献

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