陕北窑洞的形式和技术解析

陕北窑洞的形式和技术解析——建筑科学基础2课程作业班级：城市规划0802班姓名：王璐学号：19指导老师：岳鹏摘要：陕北窑洞是一种传统特殊的民居建筑形式，它以成为陕北的一种符号与象征。

它特殊的建造工艺，使其具有节能、节地、环保又经济适用，而它所具有的独特的文化和建筑内涵，又表现了传统建筑之美。

其独特的“天人合一”环境思想有对现代的建筑具有积极地借鉴意义。

本文通过对陕北窑洞建造方式、布局形式、功能需求等方面进行介绍，从中发掘出这种建筑形式在生态环境、精神内涵、文化底蕴等深层次方面的价值，帮助今后对不同建筑类型的学习及认识。

关键词：窑洞民居生土建筑生态建筑Abstract：The cave dwelling in Northern Shaanxi Province is a traditional and special residence type。

It has become a symbol of Northern Shaanxi. Its special build process make it not only could save energy and land but also environmental and worthwhile. Its special culture and architecture connotation also perform the beauty of traditional architecture. The environmental view point of “HARMONY” will have actively reference of modern architecture. This article will introduction the way of build, the form of layout and the function of the cave dwelling. Form those we can find this architectural form have many important values in ecological environment、spirit connotation and culture. It can help me understand different type of architecture.Key words: cave dwelling dwellings generates building ecological building正文：窑洞式住宅是陕北甚至整个黄土高原地区较为普遍的民居形式。

人们走进陕北，只见黄土高原的千沟万壑中，错落着一排排的窑洞。

这里的居民祖祖辈辈就居住和生活在这些窑洞之中，它以成为陕北农民的象征。

在这里，沉积了古老的黄土地深层文化的人民创造了陕北的窑洞艺术。

这种建筑形式表现出一种道法自然、天人合一和天人相用的传统生态思想。

它强调人与自然的和谐和建筑与自然的结合, 在人与自然的密切接触与亲和相用中,利用天材, 就地利 , 顺应自然, 为我所用。

它是一种特殊的“建筑”，不是用“加法”而是以“减法”，即“减”去自然界的某些东西而形成的可用的空间。

窑洞一般宽3米、深5-20米，在3-5米深的黄土覆盖下，夏季室温比室外低约10度，冬季比室外约高15度，可谓冬暖夏凉。

窑洞有单独的沿崖式窑洞(土窑)、土坯或砖石的拱式复土窑洞以及天井地院落式窑洞三种。

这个来自远古时期人类居住的建筑形式，被国际建筑学家们誉为中国五大传统民居建筑的形式之一。

（图1）一、建造条件1、历史背景：人类早期的居住形式基本是利用天然的洞穴和树木，以避开野兽的侵袭。

在原始穴居的基础上，北方地区出现了利用黄土特性建造的建筑形态———窑洞。

2、气候特征：窑洞是一种原始的生态建筑。

所谓生态建筑，就是要取向于生态环境, 依附于自然、地理和气候条件, 适应当地自然环境和文化区域, 在设计和建造上都表现出与自然生态进化规律一致的原则, 并试图通过自身的合理存在把人与自然真正和谐地联系在一起, 从而为人与自然和谐共处提供了更大的可能。

陕北窑洞充分体现了黄土高原的地域文化, 利用黄土地区的地理条件, 适应黄土高原的干旱气候, 结合得天独厚的土资源, 使它不仅成为适合黄土高原的民居形式，而且是最经济实用的民居建筑。

创造了中国传统建筑中的生土文化，因地制宜地建设了供当地人民生活的千年宅居。

陕北黄土丘陵区属干旱、半干旱大陆季风性气候区, 降水稀少, 蒸发强烈, 水资源贫乏, 树木稀少，导致木料紧缺，不能满足人们的需求。

又有严重的水土流失, 生态环境脆弱，使得区内地表沟壑纵横, 地形破碎,适宜建设的场地较少。

在这种耕地面积稀少、建筑材料短缺的条件下,由于窑洞依山就势修建, 既节省建材又节约用地, 还能使人们本能地回归到黄土中生活，深得广大劳动群众的喜爱，从而成为当地最重要的民居形式。

图1.俯瞰陕北窑洞群3、材料来源：窑洞最为重要的一点就是对黄土( 可再生) 资源的利用发挥到了极致。

在黄土高原，冬季严寒，夏季酷热，黄土是绝好的保温隔热建筑材料。

在炎热的夏天，热量被黄土表层吸收，黄土深层的窑洞温度低于地表十几度，比较凉爽。

在严寒的冬季，地热温度由里向外发散热量，窑洞的温度又高于室外，使得居住环境十分舒适。

而这种以生土为主体的建筑材料也是一种绿色的建筑材料。

倒塌或拆除的窑洞系列建筑垃圾，经历了风化作用以及一系列复杂的变化涵养过程，生土就可以变成富含腐殖质的“熟土”而回归大自然，由有用变为有利，形成良性循环。

它通过横向挖掘取得室内空间, 最大限度地利用原状土体作为窑壁、窑顶, 或打成土坯, 砌筑洞口墙和火炕, 或烧制土砖镶边用以防水,并起到一定的装饰作用。

黄土还可以用来做土台、土踏步等土构件、土设备、土家具等, 多余的土还可以用于平整耕地, 垫坡填坑。

4、技术水平：窑洞最大的建造特点是它不是采用投入建筑材料以构筑空间的“加法”方式,是采用挖去天然材料以取得空间的“减法”方式。

土方挖去的越多, 窑洞空间就越大。

这种建造方式不仅节约了土地，而且造价也十分低廉。

5、分类：陕北的窑洞主要有3种：靠崖式（土窑）、下沉式(地下天井院)和独立式三种基本类型。

其中最主要的存在形式是靠崖式窑洞和独立式窑洞。

靠崖式窑洞是在天然土壁内开凿横洞，洞地面呈长方形, 宽约3m~4m，深有达10 多米的, 顶作成圆拱形,进口安上门窗就成了一间土窑。

这种窑洞往往数洞相连，或上下数层，有的在洞内加砌砖券或石券，以防止泥土崩溃，或外砌砖墙，以保护崖面。

规模较大的在崖外建房屋，组成院落，成为靠崖窑院。

独立式窑洞从建筑和结构形式上分析，实质是一种掩土的拱形建筑，先以夯土或砖石形成基墙，而后在其上用砖石起拱发券，最后上部覆土完成。

独立式窑洞四面临空，故布局灵活，可形成三合院、四合院以及窑洞混合院落，应用非常广泛。

二、布局形式1、建筑布局：单体窑洞的主体部分主要由窑顶(窑背)、窑脸(崖面)、檐墙(前墙)、后墙(窑底)与窑壁(侧墙)所组成；门窗、火炕、烟囱等是窑洞构成的附属部分。

单体窑洞因依靠出崖，还需考虑拱形结构，主要平面布置是一字形，同时受功能、风俗、技术、财力等因素影响呈现不同平面。

常见的窑洞平面组合有单孔窑、双孔窑和多孔窑洞。

一般家具有：书柜、立橱、小炕桌、小灶柜、衣橱、箱子、箱架、大床、条桌、缸和瓮等。

在陕北高原寒冷地区，冬季采暖时制较长，窑洞民居中采暖主要靠火炕，大多以锅灶连通火炕利用烧饭余热采暖，俗称“一把火”。

2、院落布局：陕北窑洞多为背靠土崖的靠崖式，有长串连片的，也有独立成院的，一般民居多为独立成院类型。

窑洞院落一般由主体的窑洞、围墙和院门组成。

内部由居室、厨房、室外灶台或披屋、杂物棚或玉米仓、牲畜窑洞、厕所、猪舍及鸡兔窝、渗井或水窖、碾子组成，是居住活动兼生产活动的场所，一般一个院落一户人家。

大门既有木条钉编的简易大门，也有石块、木头及石狮建成的庄重气派的楼门；围墙多采用石头片子垛插而成，既美观又实用。

院落深受中国传统民居的影响，有的布置为三合院、四合院或二进四合院，其宅基占地面积很大。

（图2）3、群体规划：窑洞村落虽是历史上自然形成的，代代相传，但在村镇选址、总体规划方面也有独到之处，民俗称作观“风水”。

因地制宣的选择与规划居民点，这其中包含着许多符合现代村镇规划的理论原理：依由近水，精于选土；陕北较大的居民点必有饮泉或溪水，这是村镇选址的首要条件，而选择稳定安全的土质也同样重要，沟谷、出崖的稳定性和厚度较大、坚固密实的±层以及稳定的周边环境决定了窑洞的安全性。

农家生活靠近耕田是基本原则，因而陕北窑洞村落选择将窑洞建在山腰上而非近水的崖边。

此外，良好的方位和四乡开路也是规划的原则之一；村镇的建设需考虑避风、向阳和日照等因素，窑洞群一般建在向阳的坡面。

高原、高寒区不避西晒，向北的阴坡是极少建窑的，居窑偏向东南或西南是接受日照的最好方位。

虽然窑洞村落是绝大多数是历史上自然形成的，正是由于有着顺乎自然的规划思想才取得了融于自然，与自然和谐的良好效果。

然而传统窑洞民居的选址受地形影响很大，分布零散，与城市高密度的现代建筑相比，其容积率非常低，不便于基础设施的集中建设和集中管理。

而现代窑洞群体规划更是以一个相对集中的生活居住区域为单位(如一村或村小组) 、合理选址、统一规划、一次建成的居住区。

以建设窑洞居住小区为目标,将总体的水、电、暖等供、排系统集中于一个体系,并将室外环境及配套设施统一纳入总体规划之中。

这样既可有效地利用土地资源,降低建设成本,又为新型窑洞建筑总体功能的升级创造条件。

图2.窑洞的院落布局三、功能要求传统窑洞在采光、通风、空间形式、基础设施等方面，都表现出很大的局限性。

1、室内采光：传统窑洞仅在前部开窗，单面采光；同时出于结构安全考虑，一般开窗较小，造成室内后部采光不足、光线昏暗。

2、室内通风传统窑洞建筑属于单面进风，内部通风不畅，空气质量差，后部容易泛潮。

3、空间形式随着经济发展和人民生活水平的提高，农村的生产、生活方式也在逐渐改变，住户对建筑功能提出了更多的要求；而传统窑洞空间形式单一，功能简单，在很大程度上已经不能满足现代生活的需求。

4、基础设施当今陕北地区很多人希望在家中设置卫生间，并且使用太阳能热水器等现代技术设备。

而当地水资源匮乏，农户过去基本靠水窖或水池蓄水、供水，水窖一般修建在院落周围便于汇集雨水的地方，其储水量完全取决于一年内降雨量的多少，农户日常生活用水常常得不到保障。

院落排水则几乎完全依靠黄土自然渗透。

这样的基础设施条件很难满足现代农村生活的需求。