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摘要：地坑窯洞作為最古老最原始的生土建筑形式，有著上千年的歷史。本設(shè)計(jì)方案通過對陜西地區(qū)窯洞的調(diào)研和深入分析，尤其是對地坑窯洞的分析研究，對古老生土建筑的追根朔源，對其歷史發(fā)展軌跡以及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行全面了解，最終充分立足于理論基礎(chǔ)之上進(jìn)行規(guī)劃保護(hù)和改造設(shè)計(jì)，旨在探索生土建筑縱向發(fā)展的新生和橫向功能拓展的可能性。...

源·生——生土窯洞

人居空間探索與規(guī)劃方案

西安美術(shù)學(xué)院  環(huán)藝系  郭治輝

    地坑窯洞作為最古老最原始的生土建筑形式，有著上千年的歷史。本設(shè)計(jì)方案通過對陜西地區(qū)窯洞的調(diào)研和深入分析，尤其是對地坑窯洞的分析研究，對古老生土建筑的追根朔源，對其歷史發(fā)展軌跡以及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行全面了解，最終充分立足于理論基礎(chǔ)之上進(jìn)行規(guī)劃保護(hù)和改造設(shè)計(jì)，旨在探索生土建筑縱向發(fā)展的新生和橫向功能拓展的可能性。深入探索和挖掘生土建筑的本源，使其作為一種古樸的人居文化以原生的姿態(tài)得以可持續(xù)的傳承發(fā)展下去，重獲新生。

    如今的城市，已是水泥鋼筋的森林，在這片森林中，表面上看似喧鬧浮華、堅(jiān)不可摧，內(nèi)在卻早已變得冷漠陰森。我們試圖打造屬于自己的永久居所，并賦予它們以“溫暖”、“牢固”、“健康”等美好字眼，卻在不知不覺中丟掉了原本的東西。從上海的“樓堅(jiān)強(qiáng)”事件到浙江的“橋脆脆”事件，從“三聚氰胺”事件到“地溝油”事件，一次次的觸碰道德底線不禁引發(fā)我們的重新思考：究竟怎樣的人居環(huán)境才是真正健康并為我們所憧憬和向往？帶著這個(gè)疑問，我們進(jìn)行了一系列關(guān)于人居需求度和陜西本土民居建筑的調(diào)研。最終將目標(biāo)鎖定為陜西本土的古老民居——生土窯洞。

1.生土窯洞歷史遺存及形制分類

    生土窯洞有著悠久的歷史，上至周先祖時(shí)期，土窯洞就遍布山原谷地。《詩經(jīng)》稱為“陶復(fù)陶穴”。唐宋時(shí)期，窯洞種類增多，每個(gè)窯洞有了明確分工，有暗莊、明莊和四合院莊。明清時(shí)期出現(xiàn)了土堡，高大土墻將一組窯洞或土炕圍起來，以防御兵荒和盜賊，俗稱為堡子。生土窯洞歷經(jīng)上千年的發(fā)展和演變，目前主要分為靠山土窯、石料接口土窯、平地石砌窯等多種，按照形制可分為天井窯（即地坑窯，人稱“地下的四合院”）、靠崖窯、錮窯三種。

2.生土窯洞發(fā)展現(xiàn)狀

    生土窯洞這樣獨(dú)特的民居形制在長達(dá)數(shù)千年的的歷史演變中能夠經(jīng)久不衰，體現(xiàn)了它與當(dāng)?shù)貧夂颉⒌孛病①Y源等自然因素的和諧共生。但是，21世紀(jì)以來，在政府和新農(nóng)村建設(shè)的倡導(dǎo)下，迎來了西北地區(qū)農(nóng)村大規(guī)模的建房熱潮，傳統(tǒng)民居的建筑風(fēng)格、營建技術(shù)遭到前所未有的揚(yáng)棄。此時(shí)的村落規(guī)劃、民居營建在民居地域文化的傳承與生態(tài)技術(shù)層面，遇到了前所未有的挑戰(zhàn)。在當(dāng)代社會變革的沖擊下，面對價(jià)值觀念、生活方式的深層變化，西北鄉(xiāng)村民居營建呈現(xiàn)出盲目、無序、缺少技術(shù)指導(dǎo)的趨勢。探尋西北民居的新農(nóng)村建設(shè)，在傳承歷史文脈和人居文化的宗旨下，如何實(shí)現(xiàn)人居文化的這種可持續(xù)性傳承與發(fā)展，是我們肩負(fù)的責(zé)任和歷史使命。

3.人居需求調(diào)研分析

    針對此，我們進(jìn)行了年齡從18歲青年——中年到80歲老人、地域從南方到北方、范圍從城市——鄉(xiāng)鎮(zhèn)再到農(nóng)村、生活在不同階層、為數(shù)100人的關(guān)于人居需求度的調(diào)查問卷。具體項(xiàng)目均為人居所必需的一系列因素，諸如：衣、食、住、交通、醫(yī)療、教育、娛樂和環(huán)境。調(diào)研數(shù)據(jù)以及相關(guān)分析如下：

圖1 人居需求度調(diào)研數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

 

圖2：不同年齡段人居需求度分析

圖3 人居需求度柱狀分析

    從以上數(shù)據(jù)可以得出：食、住、醫(yī)療和環(huán)境是當(dāng)前人們對于居住需求所最為關(guān)注的四個(gè)要素。

    4.1“窯居者”與“城居者”飲食對比分析

    從飲食方面來看，由于受自給自足的小農(nóng)經(jīng)濟(jì)影響，住窯洞的人（以下簡稱“窯居者”）飲食主要以自種的五谷雜糧和蔬菜水果為主，加以適量自養(yǎng)家禽所產(chǎn)的蛋類肉類等，飲食結(jié)構(gòu)比較單一和規(guī)律并能夠滿足人體多方面營養(yǎng)需要。城市居住的人（以下簡稱“城居者”）飲食主要以外購的五谷雜糧、蔬菜水果、豆制品、肉制品、奶制品、油炸食品和經(jīng)過多道工序生產(chǎn)加工的食品為主，飲食種類有零食、快餐、中西餐、夜宵攤點(diǎn)、火鍋、燒烤等，飲食結(jié)構(gòu)相對比較雜亂，無規(guī)律、搭配不均、高脂肪高糖分類食品攝入過多且營養(yǎng)過剩。我們將馬斯洛的需要層次金字塔引申為合理膳食搭配金字塔（如圖4所示），明顯可以看出：從飲食結(jié)構(gòu)上看，窯居者比城居者更健康。

 

圖4 合理膳食“需要層次金字塔”

    4.2“窯居者”與“城居者”居住對比分析

    從居所方面來看，窯居者住房所用建筑材料多為磚木土石等原生材料，它們有著成本低廉、無污染、低能耗、綠色環(huán)保、經(jīng)久耐用等優(yōu)點(diǎn)；城居者所用建筑材料則為鋼筋水泥混凝土、墻漆、瓷磚、復(fù)合木等化學(xué)有機(jī)合成材料，它們有著成本昂貴、高能耗、甲醛等有毒氣體污染、需長期保養(yǎng)等缺點(diǎn)。通過窯居者和城居者居住建筑材料的對比，我們也不難看出：窯居者比城居者更健康。

    4.3“窯居者”與“城居者”醫(yī)療對比分析

    從醫(yī)療方面來看，窯居者一天的生活作息十分規(guī)律，可以說是“日出而作，日落而息”，無生活上的壓力和困擾使他們心情愉悅，無代步工具和適當(dāng)?shù)霓r(nóng)活使他們的體能得到提高，從而身心更加健康；而城居者不僅是“朝九晚五”的工作，還有加班等來自各方面的生活壓力，加上因忙碌而缺乏鍛煉等因素，身體很容易會出現(xiàn)一些狀況。

    4.4“窯居者”與“城居者”環(huán)境對比分析

    從居住環(huán)境方面來看，窯居者過的是恬淡閑適的田園生活，生活節(jié)奏舒緩、自然風(fēng)光濃厚，還能看到藍(lán)天白云和夜晚的星空，飲用的是地下水和雨水，吃的是自種的糧食和蔬菜。城居者居住在高人口密度的樓盤中，一方面飽受著城市噪音、汽車尾氣和各種長短波輻射，一方面吃著有著各種隱患的經(jīng)多道工序加工的食物，過高的生活節(jié)奏使他們疲于應(yīng)對。長此以往，城居者的居住環(huán)境只能給人帶來亞健康，窯居者的居住環(huán)境才能帶來真正的健康。

    4.5結(jié)論

    綜上所述，在城市化進(jìn)程掀起的的房產(chǎn)熱潮中領(lǐng)跑的高檔別墅樓盤鼓吹的健康人居，較之生土窯居傳達(dá)給人的健康人居，還有著不可及的差距。生土窯居作為一種當(dāng)下最健康的人居形式，理應(yīng)得到保護(hù)和提倡。

5.新型人居文化理念

    我首先提出生土窯居所傳達(dá)給我們的新型人居文化理念。這種理念是一種綠色原生態(tài)、低能耗、多基循環(huán)、土地零支出并能在文化上可持續(xù)傳承發(fā)展的新型的健康人居理念。

6.生土窯洞發(fā)展面臨問題

    目前，除了社會外在的一些影響，生土窯洞本身在形制和技術(shù)上也存在著多方面的問題。總體可以歸結(jié)為以下四類問題：

    6.1坍塌問題

    由于黃土本身具有多孔性、垂直節(jié)理發(fā)育、層次不明顯、透水性較強(qiáng)和失陷性等物理特性，遇水會造成自身結(jié)構(gòu)中各種膠結(jié)物軟化破壞，土強(qiáng)度突然下降從而局部沉降或失陷坍塌。原始生土窯洞的頂層地面上一般未作防水處理，遇雨天氣雨水會滲透窯頂，刷擊窯臉，這些都是造成窯洞坍塌的關(guān)鍵原因。

    6.2潮濕問題

    由于窯洞在土中開鑿，地坑窯洞也一般是在地面以下7米左右的深度挖鑿，所以窯洞中會有來自地下四周土壤的各種返潮所帶來的濕氣，從而對居住在窯洞中的人身體帶來負(fù)面影響。傳統(tǒng)的通風(fēng)口設(shè)置在窯冬的拱頂，由于保持窯洞結(jié)構(gòu)上穩(wěn)固性的考慮，迫使通風(fēng)口不能開鑿過大帶來窯洞坍塌的隱患，所以傳統(tǒng)的通風(fēng)口并不能較好的解決窯洞的潮濕問題。

    6.3采光問題

    由于窯洞內(nèi)部空間受窯臉大小直接影響，在橫向上不能跨度過大，所以只能被迫縱向深入進(jìn)土中挖鑿，窯洞挖的越深采光就會越弱；地坑窯洞還是在地面以下挖鑿，采光問題表現(xiàn)的更加嚴(yán)重。按照國際建筑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，窯洞內(nèi)壁必須在冬至日滿足兩小時(shí)以上的太陽光直射，而傳統(tǒng)的窯洞都不能滿足這樣的標(biāo)準(zhǔn)，所以在不減少窯洞內(nèi)部空間的前提下，增加窯洞的采光是一個(gè)目前亟待解決的問題。

    6.4占地問題

    雖然生土窯洞直接在土中開鑿，在建造上節(jié)約材料和資源，地坑窯洞直接從地面下挖，從表面上看更加節(jié)省土地資源，但是窯洞頂部的地面并不能夠經(jīng)受過大的載重負(fù)荷，成為了隱含層面上的不可利用土地。傳統(tǒng)窯洞頂層地面上的土地并未進(jìn)行任何改造利用，再加上一家一戶隨意建窯的無序狀態(tài)，從而造成了土地資源的直接浪費(fèi)，這也是目前地方政府不提倡生土窯洞保護(hù)建造甚至破壞填埋造成地坑窯洞數(shù)量銳減的重要原因之一。

7.國內(nèi)對生土窯洞研究中所存在的問題

    我查閱了不少資料，發(fā)現(xiàn)目前國內(nèi)研究生土建筑領(lǐng)域也存在許多瓶頸：大多研究還在沿襲既往模式，以介紹描摹為主，偏重于表象性的描述，而對于聚落的組織與規(guī)劃以及背后的營建理念等問題的討論普遍不足。大多著眼過去和現(xiàn)狀評康，承傳和發(fā)展的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。大多屬旁觀者的角度進(jìn)行“客位研究”，從聚落本身出發(fā)的“主位研究”很少。這些問題都造成了目前研究的成果和居民生存現(xiàn)實(shí)距離相差過大。

8.關(guān)于對生土窯洞的技術(shù)改造

    針對生土建筑存在上述諸多的問題，結(jié)合提出人居文化的理論指導(dǎo)，我們以三原縣新興鎮(zhèn)柏社村東窯為基地選址，特提出以下解決方案。

    8.1對窯洞坍塌問題的改造措施

    首先，針對坍塌問題，我們采取了以下解決措施：1.通過在三原地區(qū)所做的防水層實(shí)驗(yàn)，得出在地坑窯洞的窯頂?shù)孛?/span>50公分深度處營建一層厚度為15公分的防水層，構(gòu)成材料有沙層、碎石子層、煤渣層、草木灰層。（如圖5所示）2.在防水層之上營造種植床梗。3. 在窯院四壁設(shè)置導(dǎo)水槽，將雨水集中至中央天井水窖中，作為飲用水和生活用水，并能通過水泵承壓至地面用做作物灌溉。4. 分析空氣流動，將通風(fēng)口下置，增強(qiáng)窯洞拱頂穩(wěn)固。5.利用新技術(shù)和方法加強(qiáng)窯洞結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，如磚、石、水泥、鋼筋、玻璃等建筑材料。

 

圖5 防水層結(jié)構(gòu)圖

    8.2對窯洞潮濕問題的改造措施

    其次，針對潮濕問題，我們采取以下解決措施：1. 利用竹炭防潮吸濕的特性和成本低廉的優(yōu)勢，在窯洞地面營造竹炭層。（如圖6所示）2.通風(fēng)口下移后不牽涉坍塌隱患，將通風(fēng)口增大，增強(qiáng)室內(nèi)空氣循環(huán)。3.改善暖炕熱力循環(huán)系統(tǒng)，在增加室溫的同時(shí)也能夠解決排煙問題。

 

圖6 竹炭防潮層鋪裝示意圖

    8.3對窯洞采光問題的改造措施

    再次，針對采光問題，我們采取以下措施：1.通過分析三原當(dāng)?shù)囟�至日和夏至日正午太陽高度角，將地坑窯洞下挖垂直度改為梯形坡度，增加窯院及窯洞內(nèi)太陽光照射，測算出三原當(dāng)?shù)刈钸m宜的窯洞深度為6米左右。2.窯臉開全窗，增加室內(nèi)采光，在窯臉上安裝太陽能反光板，增加室內(nèi)反光度。3.設(shè)置太陽能玻璃暖房，利用太陽能資源發(fā)電。

    8.4對窯洞占地問題的改造措施

    最后，針對占地問題，我們采取以下措施：1.在地面種植床梗上種植作物， 如油菜、小麥等作物，合理利用土地，形成立體循環(huán)。2. 玻璃暖房的設(shè)置拓展了功能需要，并可作為糧食倉儲和半開敞式戶外活動空間。

9.結(jié)語

    生土建筑的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。從環(huán)境視角看，在人類走向生態(tài)文明與低碳經(jīng)濟(jì)的趨勢下，生土建筑研究對于引導(dǎo)普遍存在的資源短缺條件下民居建設(shè)具有強(qiáng)烈的啟示性；從文化視角看，文化模式深刻影響著建筑模式，建筑本身作為人居文化的重要組成部分，應(yīng)該被賦予上人居文化的靈魂。

    今天，以生土為主體的陜西民居經(jīng)過幾千年的發(fā)展演變，已經(jīng)擁有了諸多的優(yōu)勢，并在營造方法與施工技術(shù)上獲得廣泛成功。這種與環(huán)境和諧共生的民居形式，為我們探索低碳建筑、生態(tài)建筑提供了成功范例，并作為著一種新型的人居文化，為后人不斷地傳承和發(fā)展下去。

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會     文徑網(wǎng)絡(luò)：韓倩茹 尹維維 編輯  文徑 審核) 

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