关中民居生态解析

学术论文专刊 ACDEMIC ARTICAL ISSUE
关中民居生态解析
ＥＣＯＬＯＧＩＣＡＬ ＲＥＳＥＲＡＣＨ ＯＮ ＶＥＲＮＡＣＵＬＡＲ ＤＷＥＬＬＩＮＧＳ ＯＦ ＧＵＡＮＺＨＯＮＧ ＲＥＧＩＯＮ
虞志淳 １，２ 雷振林 ３
Yu Zhichun, Lei Zhenlin
摘要 ／ 陕西关中传统民居是典型的地域性可持续生存居住模式，蕴含着基于环境协调的生态智慧与文化内涵。文章从生土墙体、半坡屋顶、土炕、水窖和涝池等要素解析其生态 技术与经验，研讨地方建筑材料、传统构造作法在现代技术条件下的更新与演进，进而探索关中新民居建筑的生态化措施与途径。 关键词／ 关中民居 生态 建筑技术 地域性 ABSTRACT/ Guanzhong folk dwelling of Shaanxi Province is one of China's oldest types of vernacular dwellings, is based on the natural environment of sustainable living in a typical regional settlement patterns, and contains the wisdom of coordination the cultural with ecological environment. The article is research on building materials, half grade roof, Kang and rain-pond, and other aspects of technique of traditional ecological technology for the construction of modern houses. And then to find the way of the collection of rainwater, solar energy use, natural ventilation, Waterless Composting Toilet, traditional building materials application on new construction and then explore new residential techniques to realize new folk dwelling of Guanzhong region ecological evolution. KEY WORDS/ Vernacular dwellings of Guanzhong region, Ecology, Architectural technology, Regional
水窖依然是重要的蓄水节水措施之一，收纳、蓄积雨水提供家 庭浣洗和庭院种植灌溉之用，改善途径如下：改变雨水收集路径， 以屋顶雨水收集为主；提高水质； 提升水窖过滤、沉淀功能，增加 沉淀池净化雨水；恢复传统胶泥打窖工艺，替换水泥窖，生态环保 （图７）。水窖的利用将完善村落大雨水循环与民居小雨水利用系统， 成为村落水源的有效补充。 ５．３ 旱厕更新—水座便器
收稿日期：２００８－０７－０９
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４．１ 可调节温湿度的生态墙体 黄土作为生土墙体材料，一般沿沟畔坡地取用，材料制作过程
无燃料消耗与环境污染，具有可再生和可降解性，拆除后可作为肥 料使用。墙体厚度在 ４００ｍｍ 以上，属厚重型建筑围护结构。外墙 的传热量和热损失较小，利用较少辅助热源即可达到相对热舒适状 态，冬暖夏凉。生土属多孔材料，具有湿度调节能力，使室内处于 比较恒定的湿度范围［７］。
因为黄土的湿陷性缺陷，产生了土墙的加固、防水等传统方 法。使用少量青砖砌筑勒脚、墙角、檐口和门窗洞口，俗称“金镶 玉”或“穿靴戴帽”，用来加固土坯墙墙身（图 ２）。土坯墙草泥抹灰， 上部出挑 ２－３ 排小青瓦形成横向线条，形成防雨、排水的腰檐，同 时起到装饰作用（图 ３）。关中民居不乏屋架高举的砖瓦建筑，色彩 与肌理勾勒出俊秀、硬朗的气质。富户人家将整个墙体用青砖贴面 增强房屋的耐久性，俗称“一砖到顶”。 ４．２ 会呼吸的单坡屋顶
屋顶采用抬梁式木构架形式，其形制为“惟五架之房，俗称四 椽房”［８］，建筑层高（梁底）约 ４ｍ 左右，屋脊高度可达 ５－６ｍ，和小 青瓦、芦苇篦子、草泥、椽子一起构成屋顶构造材料，保温作用较 好。因材料间存在缝隙和气孔，使屋顶具备“呼吸”功能，高大宽 敞的空间也提供了凉爽透气的条件。厨房因换气需求量大，局部摘 掉几页瓦片形成天窗。山墙上部一般也设有小气窗，强化空气流 通。利用屋架阁楼堆放杂物，是保温、隔热的过渡空间。
５ 现代技术与应用改造 ５．１ 雨、污水循环利用—生态湿地型涝池
系统考虑雨水的综合利用，多样化水源是解决水资源匮乏切实
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关中农村普遍使用旱厕，自来水普及后，有上水无下水使抽水 马桶和洗浴设施难以使用；其用水量大，丢失农家肥，在农村也不 是优选的解决途径“。不用水的堆肥坐便器”（Ｗａｔｅｒｌｅｓｓ Ｃｏｍｐｏｓｔｉｎｇ Ｔｏｉｌｅｔ）［１０］１２５在欧美国家广为传播。国内也陆续出现：张首鸣的“数 控无水包装式马桶”；台湾建筑谢师英俊在河北农村建造的生态厕 所。无水座便器处理技术逐步完善并推广，将极大改变农村卫生条 件，提高生活水平。 ５．４ 生土墙体与坡屋顶的新生
２ 传统民居的生存现状 中国传统社会处于相对稳定、持续发展的状态，民居建筑在数
千年演进中不受外来干扰，一气呵成［２］。运用生土、砖木等地方材 料，积累了较为成熟的生态节能经验。现今社会文化和技术经济发 生了根本性变化，传统民居及其绿色设计理念逐渐失去了土壤环 境。虽然各方专家从多角度肯定了乡土民居与聚落的历史价值、生 态优势和现代意义，但传统民居与村落仍在急剧减少，生存现状处 于劣势亟待拯救。
而有效的途径，恢复村落涝池功能，引入水生植物净化水体，减少 蒸发（图 ６）。同时，通过道路系统收集雨水，雨季排涝调洪，旱季 灌溉，在涝池前端设置人工湿地［１０］１２７。发挥其能耗低、清洁生态、 适合农村使用等优点，建设村落排水系统对生活污水进行归流净化 处理，再排向涝池增加和补充水量。 ５．２ 水窖仍然是雨水利用的重要途径
关中位于陕西省中部。南依秦岭，东起潼关，西至宝鸡峡； 渭 河东西横贯，土地肥沃，农业条Leabharlann Baidu优越，史称“八百里秦川”。关 中民居是这片土地独特的居住形式，从文化理念到建筑技术都蕴含 着丰富的生态智慧。
１ 现代民居的缺失与误区 当前我国的民居建设脱离地域优势，盲目仿造，施工简易，缺
乏保温隔热措施，单位面积采暖消耗是城市建筑的 １．５－２ 倍，室内 温度仅能维持在 １０℃左右［１］，舒适度低。究其根源，一方面是资金 匮乏，建设投入不足；另一方面是摒弃了地方建筑材料与传统构造 作法的传承，具有良性能量循环的民居空间系统逐步让位于依赖外 界输入的被动平衡系统。同时，单一选用价格高昂的煤、电等商品 能源，没有使用太阳能、秸秆、沼气等可再生生态能源，充分发挥 农村生态优势，走入了能源消耗的误区。
４ 传统关中民居的生态解析 传统民居蕴含朴素的生态优化思想，以符合气候条件、经济实
惠的地方材料与构造作法，亲切宜人的尺度，独具特色的风格与田 野、山水等自然环境相融合，参与生态系统循环，实现能量流与物 质流的平衡。
作者单位：１ 西安建筑科技大学建筑学院（西安，７１００５５） ２ 西安交通大学人居环境与建筑工程学院（西安，７１００４９） ３ 陕西省渭南市城市规划管理局（渭南，７１４０００）
２ 合阳灵泉村民居墙体
青砖墀头 土坯墙外粉白灰
青砖勒脚
３ 腰檐
４ 单坡屋顶
５ 槐院
入口空间
槐树 街道
石铺砌。目前大多失修荒废，干涸、水质变差等现象较为普遍。 ４．４ 柿树、枣林与槐院
关中本地树种主要有槐树、杨树、桐树、榆树和椿树等，果树 主要有柿子、苹果、石榴、梨、核桃和枣树等。庭院内点缀花木， 通常有月季、腊梅、玉兰和夹竹桃等。每逢金秋，火红的柿子挂满 枝头，成片的枣林是孩童的游戏场所，门前的老槐树洒下阴凉，形 成关中人的前庭—槐院（图 ５）。村落生活场景无不与树木花草有 关，为晚间乘凉、蔬菜食用、村落景观、经济果林和建房木材所需。
农业优势使关中人形成了难舍难弃、世代相守的家园意识，演 化为守土的性格特征，也昭示出与自然和谐相处的文化力量，孕育 出厚重的黄土文明［５］。平直、方正的宅院格局及其组合方式，受《周 礼》、井田制的影响较为深远，是关中民居文化的重要渊源。“其民 有先王遗风，好稼穑，务本业，故豳诗言农桑衣食之本甚备。”［６］崇 尚辛勤耕作、注重“耕读传家”。经商意识薄弱，经济实力和生活 态度决定了关中民居风格内敛、质朴。
单坡屋顶（图 ４）坡度在 １／５－１／４ 左右，相邻两户正房并山连脊， 厦房靠背合建，院墙与房屋围护结构合并，具有收集雨水、防风、 防尘、防盗等综合功能。内院四周檐口出挑，称为“歇阳”和“歇 檐”，遮阳、挡雨，组织交通。大门直对，形成自然通风系统。这 种高敞屋顶、厚重墙体、湿度渗透、蓄热隔热，冬暖夏凉的建筑形 式是适应关中自然气候的必然选择。 ４．３ 水窖与涝池
３ 传统关中民居的绿色生态理念 ３．１ 传统风水理论与文化
中国风水理论初始于躲避天灾、适应自然环境的需要，为寻找 理想洞穴而发展起来，并逐渐赋予了意识形态内涵。优选向阳、避 风、近水区域，反映了先祖对居住环境的朴素科学认识［３］。关中民 居选址与建造受传统风水、儒教礼制、哲学文化及朴素生态思想影 响最为深刻。
预处理设施
预处理设施 根脉及介质 防渗膜 原地质土层
人工湿地池水处理技术构造图
湿地植物芦苇 出水分配
水位控制 出水管道
绿过处理的污水进入涝池
水生植物与陆地乔灌木绿化涝池
８ｍ
２ｍ
辘轳
入水口
筒子 ０．４ × ２ｍ
黄土
红垆土
雨水
轮头 ３ｍ
雨水
涝池剖面示意图
６ 新型涝池
蓄积的雨水和净化污水
底直径 １ｍ
７ 新型水窖
水对于大部分关中村落是珍贵的，渭北旱原地区“无山川湖 泊，民井汲巢居，井深五十丈”［９］，打井取水相当艰难，收集雨水是 重要的补充方式。利用人工涝池提供洗衣和牲畜饮水，同时兼有排 涝功能，也形成难得的旱地水体景观。生活饮用水以水窖蓄水为 主，是雨水循环利用的发端。
水窖一般深约 １０ｍ，窖口直径 ４０ｃｍ，仅可容纳水桶进出，其 下是深约 ２ ｍ 宽度略大的筒子，再下为深约 ８ ｍ 的橄榄状空间，一 般轮头（直径最大处）约 ３ｍ 左右，窖底直径约 １ｍ，位置选在院内或 大门外，收纳从屋顶、庭院汇集而下的雨水。窖体挖掘成型后，沿 窖壁间隔 ２０ｃｍ 左右凿直径 １０ｃｍ、深度 １５ｃｍ 的竖向小坑，用木棒 锤将 １０ｃｍ × ２５ｃｍ 的红垆土泥条打入小坑内。红垆土是土壤的一 种类型，致密、坚硬且具较大粘性，在窖壁形成 ５ｃｍ 厚防渗层，不 易渗水而透地气，当地称为“打窖”或“钉窖”。２０ 世纪 ８０ 年代后 出现用水泥砂浆抹面的水窖，水泥窖密封性好、强度高，促成水窖 在那个时期的普及，但其缺点是易造成水质变味。近年来农村饮改 水工程促进了自来水的普及，水窖的原始作用逐渐丧失，转而成为 存水的容器。
关中四合院是四象、四方、四时和五行观念的集中体现，注重 中轴对称，体现八卦方位（图 １）。遵循“坎宅巽门”［４］原则，倒座北 向为堆杂物和男性仆役的居所；西厢为兑位卦象，为年轻女性居 所；东厢为震位卦象，为长男居所，符合左昭右穆、东尊西卑之制； 主房居正北“坎”位，属水，正中为堂，是院落核心，“六礼”１）的 场所。宅门置东南方，属木“巽”位，表示“水木相生”，巽为入， 寓意财源滚滚。 ３．２ 勤俭、守土的价值观
涝池一般为直径 ４０－５０ｍ 左右的圆形洼地，呈锅底状，也有矩 形和其他自然形态，一般选址在村落地势较低的位置，设有坡道引 入雨水。传统涝池底边用类似水窖钉红垆土的方式防渗，也有用砖
暗间
北坎 正房
暗间
西兑 西厢
东震 东厢
西兑 西厢
中心 天心石
东震 东厢
库房
厨房
南离
东
坤厕
倒座
南
门房
巽
北
入口
１ 传统关中民居平面