关键词：内蒙古中部；传统住宅；被动式；节能策略
引言
在对内蒙古中部村镇住宅调研中发现传统住宅平均每冬天采暖耗煤量0.8-2.0吨，而近十年新建农宅为4.0-7.0吨。可见在该地区传统住宅建筑突出的节能性能。 当下新建住宅为了提高室内热环境水平需要消耗大量化石能源，一些主动式节能也需要消耗一定量的能源，并且造价不菲。传统住宅被动式节能策略的发掘和运用不仅环保节能、提高节能的性价比的同时还能有效的传承建筑地域特色，实现人与自然的和谐统一。因此本文从传统住宅的形体及结构两方面进行被动式节能特点的分析总结。
1内蒙古中部特定的文化及地理气候条件
内蒙古中部地区从盟市层级划分包括包头市、呼和浩特市、乌兰察布市以及锡林郭勒盟，紧临山西、陕西、河北三省如图1所示。
图1内蒙古中部区划图及紧临省份（图片来源：作者自绘）
优越的地理条件使呼和浩特很早就作为内蒙古地区的经济和政治中心，也是汉、蒙族文化的碰撞交融的前沿。汉文化的输入主要是有三个方面，一是历史上“走西口”大潮，二是晋商开展的商业活动，三是政治因素的广泛影响[[]]。该地区村镇居民在生活习俗上传承了山陕地区文化而区别于蒙古族文化，在生产方式上适应了该地区的牧业发展而区别区山陕地区的种植业。在建筑文化方面传入的汉式木构建筑、山陕地区窑洞建筑又区别于内蒙古地区典型的蒙古包建筑。
该地区属于典型的温带大陆性季风气候，降水稀少，全年日照平均时间2886 小时，最高气温为36.5℃，最低-28.1℃，年平均温度6.3℃，昼夜温差在10-15℃之间[[参考文献]]。
2内蒙古中部村镇住宅建筑形体的被动式节能方法
2.1住宅平面的节能设计
传统住宅平面在防止冷风渗透方面有两种形式。一种是居住位置在正房的中间部位，两边均设房间，大大减弱了居住空间东西墙体的冷风渗透。另一种是房间会采用套间形式，分为里屋和堂屋，外门开在堂屋，堂屋和里屋间有格栅，防止室外冷风直接吹进里屋，平立面形式如表1所示。同时平面的进深较小，平均为4.2-5.8m之间，集中在4.8m左右；平均每间面宽为2.77m，正房总面宽为16.6m，这种较大的长宽比会有利于太阳得热。
平面形式 立面形式
正房居中居住
套间（2种）
表 1内蒙古中部村镇传统住宅平、立面形式（图表来源：作者自绘）
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2.2屋顶形式的节能设计
该地区传统住宅屋顶形式分为单坡和长短坡形式。单坡屋顶形式相对于其它形式屋顶可以最大化争取阳光得热，但导致门窗低矮，影响门窗得热。
长短坡屋面是该地居民在特定结构构造水平上平衡室内大空间需求（增大进深）及屋面得热之间矛盾的一种方法,同时又增大了南立面的高度从而增加窗户得热，降低了北立面的高度从而减小北立面的迎风面积，详见表2。
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表2内蒙古中部村镇传统住宅建筑屋顶形式及相应特点（图表来源：作者自绘）
相对于新建农宅的平屋顶，传统住宅建筑屋面与吊顶（顶棚）之间形成的空气间层也可以大大提高了住宅上部围护结构的保温和隔热性能。空间形式如图2所示。典型长短坡屋顶形式的空气间层体积平均到平面上为1.26m3/㎡，典型的单坡屋顶形式的空气间层体积平均到平面上为1.05m3/㎡。
图2内蒙古中部地区传统村镇住宅屋顶空气间层形式（图片来源：作者自绘）
2.3体型系数控制方法
在调研中发现在内蒙古中部严寒气候区B区山区中的住宅建造时，在向阳山地斜坡上向下切出平面然后靠着切出来的土台砌筑土墙，房屋东西山墙及北墙部分镶嵌在山体之中如表3所示。一般向下挖掘2-3米，而内蒙古中部的冻土深度为1.6-1.8m。该种方法的优点是建筑体型系数大大减小，并有效利用地热达到冬暖夏凉的效果。在严寒C区村镇住宅有在建筑北墙后面作夯土台，也是降低体型系数的一种手段，其剖面和形式见表3。
整理调研数据发现，单坡类住宅建筑体形系数可以从0.834降到0.655，下降21.4％；长短坡形.png)
3内蒙古中部村镇传统住宅结构构造方面的被动节能策略
3.1墙体构造的节能措施
内蒙古中部村镇住宅墙体构造的被动式节能策略体现在两大类墙体上：土坯墙、砖包土（俗称里软外硬）。土坯墙包括实体土坯墙和空心土坯墙；转包墙分为裱贴型、内抹泥型及砌筑型。新建住宅墙体构造一般为370mm的黏土烧结砖，传热系数为1.009～1.305 W/(㎡·k)，远高于严寒地区外墙维护结构传热系数规定的限值，该住宅内表面最低温度为3.8℃，墙角最低温度为-5.5℃[[]]。而砖包土坯墙体材料的蓄热系数S24＞9.4 W/(㎡·k)；一般情况下,外墙热阻可达0.90㎡·k/w,屋顶热阻0.21㎡·k/w[[[1]殷俊峰. 内蒙古呼包地区晋风民居调查与空间研究[D]. 西安建筑科技大学, 2011.
[2]张旭. 内蒙古中部地区农村住宅绿色生态技术研究[J]. 科学技术创新, 2018(11):113-114.
[3]许国强 . 内蒙古草原牧区住宅现状分析及节能途径探讨[J]. 绿色环保建材, 2018.
[4]刘铮, 巴特尔. 内蒙古草原传统民居的生态智慧*[C]// 中国民居学术会议. 2007.
作者简介：苏晓明，女，满族，内蒙古通辽市，副教授，博士，内蒙古工业大学建筑学院内蒙古自治区绿色建筑重点实验室主任，主要从事建筑物理环境方面研究，
作者简介：丁国华（通讯作者）、男，内蒙古乌兰察布市，硕士研究生，内蒙古工业大学建筑学院内蒙古自治区绿色建筑重点实验室，主要从事绿色建筑方面研究，
作者简介：韩娜、女，内蒙古包头市，硕士研究生，内蒙古工业大学建筑学院内蒙古自治区绿色建筑重点实验室，主要从事绿色建筑方面研究。
基金项目：内蒙古自治区自然科学基金项目--“内蒙古中西部村镇民居光热环境综合评价与优化设计研究”（2018MS05013)
]]。
2.3.1土坯墙
（1）实体土坯墙的节能方式是利用了土质较大的热稳定性，从而产生良好的隔热和蓄热能力，也使传统住宅有了冬暖夏凉的效果。
（2）中空土坯墙是在实体土坯墙中加入了楔形的空气间层，不仅仅利用了土质的热稳定性，还利用了空气间层的保温隔热性能，而且减小墙体自重，节省土坯用量。土坯墙体特征及形式见表4。
2.3.2砖包土
“砖包土”墙体形式为两种材料叠合形成的墙体。墙体外部是经过烧制的黏土砖，内部是土坯或一定厚度的抹泥面。该墙体的出现大大解决了土坯墙耐久性差及冷风渗透（冬季冷风很容易透过土坯的缝隙渗透到室内）的问题。
（1）裱贴型：墙体外部裱贴一层烧结黏土砖，黏土砖的贴法分为平砌和立砌。
（2）内抹泥型：墙体的主要材料为烧结黏土砖，并作为承重墙，其内侧抹草泥。该种墙体耐久性及稳固性相对最好，而且内部100mm厚度草泥也足以抵挡冬季砖缝透入的冷风，大大提高了墙体的保温性能。
（3）砌筑型：土坯和烧结黏土砖砌筑在一起，在墙体外侧用烧结黏土砖内侧用砖坯。增墙了砖与土的结合性以及墙体的整体性，以避免砖与土分离产生的缝隙而导致冷风渗透到室内。砖包墙体特点及形式见表4。.png)
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表 4内蒙古中部地区村镇住宅土坯墙、转包墙体特征及形式（图表来源：作者自绘）
3.3挑檐的节能设计
内蒙古中部村镇传统住宅挑檐设计的节能策略是根据冬夏太阳高度角的不同巧妙设计挑檐深度从而达到阳光在夏季不能照射到室内而冬季可以照到屋子的最里面，达到冬暖夏凉的效果，俗语有“夏天不进家冬天打满炕”，如示意图3所示。调研中71％的传统住宅居民认为可以达到该效果。该地区的传统住宅挑檐为木挑檐，分为两类，单层木挑檐及双层木挑檐，其特点和形式见表5。
图 3内蒙古中部地区住宅挑檐与冬夏季采光的关系示意图（图片来源：作者自绘）
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表5内蒙古中部地区村镇传统住宅建筑挑檐特征及形式（图表来源：作者自绘）
小结
内蒙古中部地区很早以来就作为蒙汉文化碰撞、融合的前沿，受汉文化影响较深，衣食住行以及生活生产方式上与内蒙古典型的蒙族文化有较大的差别。其在建筑形制上沿袭了窑洞和汉式木构建筑形制，为了适应该地区特定的气候条件该地居民在此基础上又总结了一些被动式节能策略，比如长短坡屋顶形式、结合地形进行体型系数的控制、墙体构造、挑檐长度设计等。
随着城镇化和乡村建设的推进，大量的传统建筑被拆除，一些优秀的被动式节能策略也随之消失。因此对这些节能措施的更进一步发掘也迫在眉睫。同时将这些优秀的被动节能策略通过现代新技术、新材料进行呈现也是我们需要深入研究的内容。
论文作者:苏晓明
论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷22期
论文发表时间:2020/3/10
标签：内蒙古论文; 住宅论文; 墙体论文; 土坯论文; 节能论文; 形式论文; 村镇论文; 《建筑实践》2019年38卷22期论文;