摘要:窑洞是留存最广古代穴居形式,它经过了多年洗礼,含有节能的思想。窑洞因地制宜,就地取材,对气候的适应性较广,窑洞的材料为生土,其具有方便施工,方便建造,造价较低,便于材料的再生与良性循环,符合绿色建筑原则,是“天人合一”建造环境观的最佳体现。
近年来大肆建造的“建筑森林”破坏了大自然的面貌,而窑洞建筑依势而建,既保持了自然的面貌,又提高了地下空间的利用率,是绿色建筑的最佳类型。窑洞建筑埋藏在土层中或用土掩盖,充分利用了土层中的热能和储热能力,窑洞建筑“冬暖夏凉”,是绿色节能建筑的典型案例。
关键词:绿色;可持续;天然;节能
1.窑洞建筑
在我国的黄土高原上,座落着无数的窑洞,这些窑洞大如城堡,小似地官,风格各异,不仅是当地居民栖身的理想之地,而且也形成了一道道别具特色的人文景观。由于自然环境、地貌特征和地方风土的影响,窑洞形成各式各样的形式。但从建筑的布局结构形式上划分,可归纳为以下三种基本类型:独立式窑洞(窑院):从结构形式上分析,其实质为掩土的拱形建筑。为目前新建住宅常用形式。靠崖式窑洞(崖窑):主要在山脚下、山坡及黄土塬冲沟的边缘区域,窑洞靠山崖,。此种模式是黄土高原川道型城镇村落主要居住模式。下沉式窑洞(地窑):由地下穴居演变而来,俗称地下窑洞。在黄土高原的干旱地区,无山坡和沟壑可利用,居民巧妙利用黄土的特性(直立边坡稳定性),就地挖方形地坑,形成地下四合院,然后四壁挖窑,通过斜坡与地面联系。
2.窑洞的自身特征
窑洞地址的选择通常以背风向阳、出入方便、安全、离饮水源近、环境优美为着眼点。出于村庄条件、家庭经济状况或“风水”之说,选址往往择善而从。这种建筑形式最符合中国古代“天人合一”的哲学思想,是人与大自然和睦相处的范例。窑洞民居隐藏于黄土层中,没有明显的建筑外观体量,窑居村落更是顺着沟坡层层展开,或是星罗棋布地潜隐在黄土塬下,它们都最大限度地与大地融合在一起,保持着原自然生态的环境风貌。
3.窑洞的保温隔热技术
3.1窑洞的造型特点
窑洞建筑最大的特点就是冬暖夏凉.传统的窑洞空间从外观上看是圆弧形,虽然很普通,但在黄土高原的情况下,圆弧形更显得灵巧而活泼。这种源自自然的形式,不仅体现了传统思想里天圆地方的理念,同时更重要的是门洞处高高的圆拱加上高窗,在冬天的时候可以使阳光进一步深入到窑洞的内侧,从而可以充分的利用太阳辐射。而内部空间也因为是拱形的,加大了内部的竖向空间,使居住者感觉开敞舒适。
3.2地方建筑材料
人们挖窑洞时,都选择土质比较坚硬的地方,这种厚而坚硬的“墙壁”很不容易传热。所以,窑洞的墙壁既不能直接从大气中吸热,也不能直接向大气中散热,只有窑洞口直接和外界接触。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此,窑洞里的气温变化总是落后于外界的气温变化,而且温差变化不大。窑洞采暖或制冷比普通房屋要省一半到三分之二的费用。
3.3窑洞门窗
窑洞的窗户有两种.一种是l㎡左右的小方窗;另一种是约3 —4㎡的圆窗,其特点是冬暖夏凉。窑脸(窑口的前脸称窑脸)上开大窗.白天可以吸收大量的太阳能,提高室温。窗上设棉、毯子、茅草、牛皮纸等材料做成的保温帘子或窗板,白天卷起,晚间放下。 方法虽然很简单,但保温效果却很明显。窑脸上部开高侧小窗。仅用于夏季通风,多数居民在冬季用草帘或土坯将其封闭。一些地区冬季在双层木窗上加设一层塑料薄膜,减少传热耗热量20%以上。且可以大量减少冷风渗透所造成的耗热量。门窗缝隙采用棉布条等封糊,以防止冷风渗透。
3.4采用廉价的措施解决窑洞潮湿问题
①吸湿加层的做法:吸湿层内部采用强压空气的装置产生高速风气流,高速气流会使宅气压强降低,使吸湿层的水分向加层内壁移动,从而促使吸湿层所吸附的水分快速蒸发,达到永久性吸湿的目的。
②土坯衬砌的做法:在防潮措施中,采用土坯衬砌的做法是一项既经济又实惠的办法。既加固了窑洞内壁结构强度又达到了保温防潮的目的,在砌土坯之前:需沿土壁做防水层.试验中采用了氯丁胶乳喷涂壁面,达到土壁不会向洞内散发的水蒸汽。然后,采用300mm厚二八灰土制成的土坯作衬砌,既达到了洞内吸收水气的目的,又加强了洞体的稳定可靠性。
干燥的土坯,在高湿环境,每天可吸收6 g的水分,连续吸潮达30 d。这个时间恰是7月份一8月份的潮湿期天数。大西北地区气候干燥期较长,土坯内部的水分就散发出来,在干燥气候条件下,每块土坯每天散发出4 g的水分。这样土坯吸湿放湿周而复始,是一种自调式吸湿体.从而保持洞内空气适宜的温度。调节了洞内的温度。
4.结语
目前我国城市地下建筑的开发还只是刚刚起步,功能较为单一,无外乎地下商场、地下库房(以车库居多)或地铁,地下建筑的布局也是集中于城市中心的繁华地带。窑洞作为历史的产物,虽然仅存留在少数地区,但它所涵盖的生态信息早已在许多地区被不经意地应用着。从发挥着巨大效益的建筑身上,我们要结合现代科技改进和发展窑洞的绿色节能特性。只有真正从我国的气候出发来研究建筑形态,才能真正经得起时问的考验,才能真正实现可持续发展和绿色建筑,才可以感受到窑洞的新生。
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论文作者:任羿蓉
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第14期
论文发表时间:2017/10/13
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