1、1榆林地区传统窑居绿色再生技术探析摘要：窑居建筑绿色再生的目的是要寻求环境建设自身发展的内在因素，促使环境更健康、协调和可持续发展。本文针对榆林地区传统窑洞建筑在综合运用节能节地、充分而科学地利用地方资源的基础上，对传统窑居的绿色再生提出了适宜性技术策略，并且继承传统窑居自身富含的朴素生态思想，提出了窑居绿色再生的模型，为传统窑居的可持续发展提供了设计实践参考。 Abstract： The purpose of green regeneration for cave-house is to seek the intrinsic factors of the environment constr
2、uction development， to promote more healthy， coordinated and sustainable development of the environment. For the traditional cave-house in Yulin area， based on the integrated use of energy-saving land-saving， full and scientific use of local resources， this paper proposes suitable technology strateg
3、ies for the green regeneration of traditinoal cave-house， and inheriting the simplicity and ecological thought in the traditional cave-house， the cave-house green regeneration model is put forward， providing reference for the design and practice of the sustainable development of the traditional cave
4、-house. 2关键词：绿色再生；空间布局；可持续发展 Key words： green regeneration；space layout；sustainable development 中图分类号：TU11 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）02-0178-03 0 引言 榆林地区城镇地形复杂，缺少适于耕作的土地面积。在这种特殊的土地资源条件下，传统窑居住区营建顺应自然环境条件，尽可能地节约耕地，依山就势，利用山坡发居住组团方式，创造了与自然和谐共生的用地方式与空间布局。本文针对榆林地区传统窑居的特点，提出下列适宜于榆林地区传统窑居绿色再生的技术策略。 1 优化窑居
5、住区的空间布局 1.1 利用坡地组织窑洞空间 为了提高土地利用率，窑居住区的布局首先应该合理地利用地形地貌，依山就势安排居住用地。其次，为了充分而有效地利用有限的宅基地，住区建设应推广新型的窑居形式，提高窑居建筑层数，提倡立体的家庭庭院模式，从而节省用地，丰富居住环境的空间层次。 1.2 充分利用立体院落空间形态 由于传统的自然经济结构向商品经济转化，出现了许多兼业农户，农忙时务农，农闲时从事养殖、种植或农副产品加工业。因此，住户们需要创造出适合个体生产的院落模式。有一种做法可以利用有限的庭院空间，将庭院划分为上下两院：上院作为日常生活休息空间，下院作为3生产养殖、储藏空间。住户们也可将经营项
6、目垂直分布于立体的空间之中。上院视野开阔，阳光充沛，适宜居住生活；下院，地下可建沼气池或地窖；地面可种植蔬菜或圈养牲畜家禽；窑洞的背顶也可种植经济作物；此外，竖向可提供经济攀援植物，如瓜果或豆类，利用各种条件开展农副产品的加工。 1.3 改进平面设计 窑洞内部空间不受承重结构的干扰，空间可灵活变化。原因是窑洞拱顶的侧推力会通过腰腿传递给基础，而窑洞的承重受力在窑腿上，承重结构相对简单，因而，我们可以考虑采用一些轻质材料来划分窑洞的内部空间，使居住者根据自己的喜好与需要设计。当然，重要前提是所选用的材料自身也必须是易于维护，方便拆卸和安装的，以备日后空间的更新从而提供适应的变化。由于当地居民多自
7、建窑居，当家庭人口增加需要分户时，可在原有窑居旁续建一孔新窑。 2 节能策略 目前，榆林地区窑居居民生活生产的能耗主要以煤、木材等不可再生资源为主，在过渡消耗不可再生资源的同时，还向空气中排放了大量的二氧化碳，造成了环境的污染和破坏。因此，合理的用能结构应该在新建的窑居住区中得到正确的建立。少用或尽量不用不可再生资源。与此同时，结合被动式的太阳能利用系统，从整体上降低窑居的生活耗能。2.1 窑洞保温隔热构造措施 保温隔热主要在于门与窗的设计，在满足室内照度的前提下，利用4太阳辐射热量和空气对流传热对室内温度进行控制。因此，需要着重考虑建筑物南向窗户的结构改造。建筑物南向窗户可以采用双层玻璃，加
8、上一定的人为措施，使其在不同季节起到辅助保温隔热的作用。在双层玻璃内设置活动百页，百页一面为反射面，一面为吸热面，其方向可以随需要进行调整。排风口设在双层玻璃的上、下部，在冬季的白天，可将百页收起，以便获取更多的太阳辐射热，夜晚，将百叶和排风口关闭，令吸热面对外，以此改善单层玻璃的传热热阻，减少热量的流失；夏季则相反，白天，将百页的反射面朝外，阻止太阳辐射热进入室内，同时将外侧玻璃上、下部的排气口打开，利用双层玻璃间空气对流散热，达到降低室内温度的效果。 2.2 被动式太阳房的应用 被动式的太阳房是通过不同的集热方式获取太阳辐射热为建筑内部供暖，可分为直接受热式、集热蓄热式和附加阳光间式三种集
9、热方式。这三种方式是被动式太阳房建造的三个必要因素，缺一不可。考虑到经济实用及集热效率，将三种得热方式共同组织可形成被动式太阳能集热系统，以此来解决传统窑居采暖与耗费不可再生资源的矛盾，并兼顾到窑居冬季保温、夏季降温的问题。 窑居太阳房的设计要点可概括为以下几点： 第一，太阳房设置的地点、朝向和房间间距的确定。 太阳房的设置地点。 太阳房的建设地点最好选在背风向阳的地方，在冬至日从上午 9 时至下午 3 时的 6 个小时内，阳光不被遮挡，直接照射进室内或集热器上。5太阳房的朝向。 根据多年来的经验，太阳房的朝向在南偏东或偏西 15以内，这样能保证在整个采暖期内，南向房间里有充足的日照，夏季避免
10、过多的日晒。 太阳房间距。 太阳房与前面的建筑物之间的距离应大于前面建筑物高度的两倍为宜。 第二，太阳房的墙体。 太阳房的墙体除具有一般普通房屋墙体的功能外，还具有集热、贮热和保温功能，是太阳房的重要组成部分。太阳房的墙体可采用复合墙体。将普通 370 毫米的外墙拆分成两部分，一部分为 240 毫米（一砖） ，放在内侧，做为承重墙，中间放保温材料（如苯板、袋装散状珍珠岩等） ，其厚度根据设计室温而定，一般苯板为 810 毫米，珍珠岩为 130 毫米以上。外侧为 120 毫米的保护墙（半砖） 。 第三，门窗。 太阳房的门窗是太阳房获取太阳能的主要集热部件，也是重要的失热部件。由于门经常开启，保温
11、困难，最好设门斗或双层门。窗的功能在太阳房设计中，除了具有采光、通风和观察作用外，还具有集取太阳能的功能，对于直接受益式太阳房来说，窗户起着决定性作用。因此，在设计太阳房集热窗时，在满足抗震要求的情况下，应尽量加大南窗面积，减小北窗面积，取消东西窗，采用双层窗，尽量设计成活动窗，以6利于夏季开启，形成气流循环，将热量带走。 2.3 利用机械辅助和太阳能强化自然通风 自然通风的实现方式主要有以下两种途径：一是利用风压实现自然通风。当风吹向窑洞时，因受到挡风板和植物的阻挡，会在窑洞的迎风面产生正压力。同时，气流绕过建筑的各个侧面及背面，会在相应位置产生负压力。风压通风就是利用窑洞的迎风面和背风面之
12、间的压力差实现空气的流通。二是利用窑洞内部空气的热压差，即通常讲的“烟囱效应”来实现建筑的自然通风。利用热空气上升的原理，在窑洞上部设排风口可将污浊的热空气从室内排出，而室外新鲜的冷空气则从底部被吸入。热压作用与进、出风口的高差和室内外的温差有关，室内外温差和进、出风口的高差越大，则热压作用越明显。我们可以利用机械辅助和太阳能技术强化窑居自然通风从而达到改善窑居室内环境的目的。 2.4 采用被动式对策调节窑居微气候 被动式对策是指尽量不使用设备，而是通过组织合理的建筑形态布局、建筑的构造设计和充分利用建筑的环境要素来调节建筑微气候的各种作用因素，从而创造能够满足居住者对室内环境舒适度的要求。被
13、动式对策对于调节窑居的室内微气候有很明显的效果。 第一，窑居自身的结构、构造和外界要素为采取被动式措施提供了良好的先决条件。选择性地过滤影响室内环境的物质与能量，创造一定的冷源与热源，如蒸发降温、被动式太阳房采暖等，以维持生态系统的热平衡。 第二，采用被动式措施控制窑内不利的物理环境因素，减轻环境负7荷，以减少建筑运作过程中设备的耗能。如夏季遮阳、冬季防止寒风侵袭等。 第三，减少设备多余运转所产生的能耗是节能措施的前提，所以并不需要达到过度的舒适度，只是允许微气候调节在一定程度上达到人体基本的生物舒适范围即可，要更加重视人体自身用服装或活动身体等方式自我调节和适应。 2.5 水资源的循环与再次
14、利用 在榆林地区的一些偏远农村，水资源严重短缺，很多居民都是自家水井或水窖储存水以供日常生活使用。水的清洁度和净化度没有保障，因此，改善水资源的质量，恢复水环境的生态平衡就成了当前迫切需要解决的问题。首先，水资源的状况分析不可忽视，住区需要专业人士对地域水资源的数量和状况进行详细的考察分析，根据详细测算和检验建立水资源的循环机制。其次，要确立维持正常水循环情况下水的数量和利用方式。具体措施有： 全面收集雨水、泉水、地下水及地表水。再在住区内选择适宜的高地修建高位蓄水池，经净化后由居民使用，使用后的污水、废水经过多级处理无污染后，排入河流，再进入下一级循环中。 农业生产中推广先进的节水灌溉技术；
15、在居住生活方面，广泛采用分质供水设施，降低水耗、减少污染。 3 经验借鉴 延安枣园绿色住区示范点的新型绿色窑居，既保持了当地传统窑洞的特色，又较好地解决了城市化进程中所面临的诸多问题，对窑洞民居8在陕北地区的更新与发展做出了有益的探索。枣园新型绿色窑居窑洞单体形态的构造对太阳能、通风竖井等技术措施的应用特别值得窑洞居民所借鉴。具体措施如下1： 形态：错层窑居、多层窑居。窑居建筑与阳光间的结合体系形成新的窑居空间形态，通过不同生活组团的布局，形成丰富的群体窑居外部空间形态。采光：多路采光设计保证了室内表明亮度均匀，特别是改善了传统窑洞底部阴暗潮湿的弊病。换气：错层后的天窗与窑底通风竖井，保证了良
16、好的室内空气质量。采暖：主动式与被动式太阳能采暖设施保持舒适的冬季室内热环境。空调：厚重型被覆结构与地沟构造措施使气流自循环形成自然空调系统。防潮：有序通风气流组织保持夏季室内均匀的温度场分布，防止了壁面与地面泛潮。 4 结语 窑居建筑绿色再生的目的是要寻求环境建设自身发展的内在因素，促使环境更健康、协调和可持续发展。本章节针对榆林地区传统窑洞建筑在综合运用节能节地、充分而科学地利用地方资源的基础上，对传统窑居的绿色再生提出了适宜性技术策略，并且继承传统窑居自身富含的朴素生态思想，提出了窑居绿色再生的模型，为传统窑居的可持续发展提供了设计实践参考。 参考文献： 1周若祁，等.绿色建筑体系与黄土高原基本聚居模式M.北京：中国建筑工业出版社，2007. 2刘加平，何泉，杨柳，闫增锋.黄土高原新型窑居建筑J.建筑9文化，2007（6）：39-41. 3刘加平，张继良.黄土高原新窑居J.建设科技，2004（19）. 4睦海波.黄土高原山地窑洞住宅的继承与革新J.中外建筑，1999（4）：49. 5唐相龙.庆阳窑洞民居在城镇增长过程中的保护与再生初步研究D.兰州：西北师范大学，2004.
