探析秦岭山地生土民居的气候适应性特征

2022-09-10

1 概述

成熟的传统建筑形式具有对周边环境的适应性, 囊括了大量的被动式利用自然资源和提高室内热舒适的生态经验, 通过研究分析, 推动本地区的民居向着绿色、节能的方向发展;建筑的气候适应性是建筑科学发展的源泉和动力, 借鉴已有的生态经验, 推动绿色建筑的发展、改善现有人居环境。通过对秦岭山区秦茂村的考察, 从民居的功能形态、气候适应性以及构造方式等方面入手, 发现该地区的土房子对周边的气候环境、地形地貌、建材资源的适应性极强, 这些为建筑的气候适应性进程提供了基础理论和经验依据。

2 秦茂村的村落规划布局

秦茂村位于秦岭北麓, 属于温和的山地气候, 年平均温度为11℃左右, 同时太阳辐射较强, 冬季以保温为主;村落沿着秦岭支脉的山谷走向规划布局, 河流的一侧或两侧往往成为村落的集中地, 沿河流冲刷的等高线延伸布局, 河流赋予了村寨以生机;建筑朝向坐北朝南, 与等高线有一定夹角, 但是偏转不大、布局十分自由灵活, 建筑对风和日照有着较强的自然引导作用。

3 民居的空间形态

为了对气候形成一定的适应性, 生土房子从设计、建造、使用过程中都体现了与周边环境的融和;建筑材料一般为生土 (土、沙、石一定级配的产物) 、木料、石头等, 用石板代替瓦来形成的坡屋顶。

3.1 平面布局和功能流线

总体设计为前庭、后院的布局方式, 通过建筑侧边的通道加以连接, 花园、公共用水、广场、杂草堆放等位于前庭, 卫生间、粪堆、猪圈等位于后院, 建筑内部为炕房、杂物间、卧室、厨房等, 通过堂屋串联起来。功能合理、动静分区、洁污分流。

3.2 民居建筑的立面造型特点

屋面多为坡屋面, 用瓦、片石等形成坡屋顶, 两坡屋面在屋脊处收口, 装饰以脊兽, 造型独特。墙体采用夯土墙制成, 内部附以木构架进行支撑, 使立面形体简洁明快、稳重朴素。建筑装饰方面, 选用门墩石、砖雕、石刻、窗棂等构件, 使生土房子与周边环境协调统一、和谐共生。

3.3 造型的比例尺度分析

(1) 民居的竖向比例尺度

该地区的生土民居分为三部分, 即坡屋面、山墙、底部基础。各部分尺度如下:底部基础高约为0.5米, 山墙身为3.9米左右, 坡屋顶高约为3.3米, 山墙身与坡屋顶的比例呈现为1:1的状态, 屋檐的檐口出墙面1.3米左右;

(2) 坡屋顶的形式

坡屋顶主要分为对称坡屋面和非对称坡屋面。坡屋顶的木屋架成为主要的受力方式, 通过木柱传予基础, 室内裸露的木构架还兼有使用的功能, 比如:风干食物、凉挂东西之用, 造型与功能完美协调;

(3) 外墙面

墙面上的石砌基础、悬挑大梁、门窗过梁等建筑构件, 会是建筑造型标新立异、令人耳目一新。大量使用木材, 使民居建筑更接近自然生态, 符合山地地区的气候特点;

(4) 门窗构件和烟囱造型

木质的双扇大门, 配以木质的窗框, 体现了自然的木质之美。在木质建筑构件上配以细腻的装饰, 集功能、装饰与一体。与其他民居相比较, 烟囱成为另外一幅完美的山水画, 烟囱建造在厨房中间, 直接抽走多余烟气, 从屋顶直接建造出去, 吸力极强。烟囱位于每家的坡屋面之上, 炊烟袅袅而直立, 增加了立面造型的意境感。

4 生土民居的结构形态

底部基础、中部墙体、顶部屋架构成了生土房子的主要结构体系, 雨雪荷载、构件静荷载直接作用在坡屋面上, 受力通过墙体传递给柱子, 然后再作用给底部基础。生土民居主要有两种结构体系:即用墙体承重的体系;和用柱子承重的体系。结构复杂的情况为两种体系共同作用。

(1) 底部基础的技术措施:首先是基坑的开挖, 宅基地确定后, 根据前庭后院的大小, 对主体建筑进行放线定位, 而后开挖基坑, 基坑深度约为1.4米左右。把加工好的毛石铺筑在基坑中, 直至出室外地面0.4~0.5米左右, 在此毛石基础底座上斜立片石墙基, 高度约为0.5米, 厚度比上部夯土墙体稍宽或者与夯土墙体的宽度一致, 宽度约为0.5米左右。

(2) 承重墙的砌筑:墙体砌筑时, 以一版为单位进行计量, 长度约2.5m、高度500mm左右, 宽度与墙体厚度一致。先搭建木质模具, 由两条长板 (长度为2.65m、高度为510mm、厚度为60mm) 和一条短一点的板子 (高度为510mm、厚度为60mm、板子长度与墙体宽度相同) 组成, 墙体的垂直度用设置在模具上的铅锤来控制, 把一定级配的生土填入木模具中, 然后用木锤进行夯实, 以上的施工工艺即为墙体的一版, 当地居民把此技术成为板筑技艺。砌筑墙体时, 树木的枝干、藤条状植物也是大有用处, 在墙体的交界处, 把这些植物的茎杆提前预埋在墙体内, 可以增强承重墙的刚度、可塑性以及稳定效果。在墙体上预留门窗洞口时, 设置过梁是非常有必要的, 此处设计的过梁均为木质, 长度根据门窗的大小来确定, 待墙体成型、沉降稳定以后, 在墙体上开挖门窗的洞口, 以安置门扇和窗扇。

(3) 承重屋架以及坡屋顶:对于生土房子, 坡屋面的作用主要集中在防止风沙侵入、阻止雨雪进入室内、保温隔热, 通过排水、防水来完成其作用, 坡屋面形成一定的坡度, 迅速把落在屋面上的雨水排走, 即为“排”;再者, 在屋顶上覆盖各种防水材料, 增强屋面的防水效果, 阻止雨水进入, 此种方式即为“防”;综合上述, 屋面的排水坡度极为重要, 经笔者研究, 发现被调研地区 (秦茂村) 的屋面坡度为51%~56%左右。

5 结束语

世代生活在秦茂村的村民有着独有的生活习惯、工匠精神, 积累了大量建造民居的经验, 这些建造技术和措施, 体现在建筑上就是对地理气候的适应性以及宝贵的生态建筑实践;目前民居的受力结构更趋合理, 造价经济, 持久耐用, 二次拆除几乎没有造成过多的建筑垃圾, 与我们提出的低影响开发不谋而合;生土材料比砖、石材、混凝土具有良好的保温性能, 能有效提高室内温度1~6℃, 生土的蓄热能力也比较突出, 生土房间的日温差大约在2℃, 而砖房日温差则达到7℃。可见, 传统生土民居积累了大量的被动式利用资源环境和提高室内热舒适的生态经验, 可借助生态学的研究方法进行分析归纳, 总结出丰富的技术措施和生态策略, 为促进绿色、节能民居的发展提供帮助。

摘要：民居建筑有着地域特色的多样性, 例如:黄土沙地、鱼米之乡、热带林区。陕西秦岭山脉生土民居的村镇规划、建筑形态特色鲜明, 气候适宜性良好。对秦岭山地秦茂村的实地考察, 从地理环境、建筑空间、室内热舒适等方面, 深入地剖析该地区生土民居, 发掘其对气候适应性的表现形态, 期望对绿色民居的方案设计提供生态策略。

关键词：山地民居,生土建筑,村落规划,室内热舒适