传统民居生态建筑经验的科学化与再生

　　(西安建筑科技大学建筑学院，西安710055)

　　作者：刘加平

　　关键词： 传统民居，生态建筑经验，再生

　　1 基本情况

　　1996年，国家自然科学基金委员会(以下简称自然科学基金会)工程与材料科学部接受国内建筑学科的几位资深院士的建议，在国家自然科学基金项目申请指南中发布了《绿色建筑体系与住区模式》重点资助项目。由周若祁教授和刘加平等人领导的课题组，以《黄土高原绿色建筑体系与基本聚居单位模式》为题提出申请并于同年8月通过答辩获准资助。1997年1月，刘加平、王竹两位教授在延安向陕西省和延安市人民政府主要领导汇报了拟建立《枣园―黄土高原绿色住区示范基地》的建议，获得陕西省政府立项和经费支持，研究工作全面展开。同年2月，刘加平教授作为交流教授赴日访问，邀请日方开展国际合作研究，并与日本大学吉田璨教授签署了合作研究协议书。同年9月，吉田璨教授作为交流教授访问中国，期间进一步落实了双方共同研究的具体事项，实地考察了枣园示范基地，回国后，组织了由数名教授参加的研究小组。合作研究于1998年进入实施阶段，日本大学方面以该内容为题，申请并获得日本国文部省学术振兴会为期两年的资助(2000万日元)，致使本合作研究正式成为中日两国政府资助的国际合作研究项目。

　　自1998年8月至200l年1月，日本大学理工学部先后5次派出由关口克明教授为领队的调查团访问中国，与刘加平领导的课题组组成联合调查组，对传统窑居和新型窑居建筑的夏季和冬季环境性能进行了现场客观测定和主观问卷调查。同时，中方曾5次派出10名教授和研究生访问日本大学理工学部，就新型窑居的建筑设计方案以及新型环境与能源技术在窑居建筑中的应用与日方进行研讨。经过四年多的艰苦工作，200l年4月，国家自然科学基金委员会组织有关专家对中日联合课题组的研究成果进行了评审，给予了充分肯定；2002年6月，合作课题组向日本文部省学术振兴会汇报了合作研究成果。

　　2 传统窑洞民居及研究

　　窑洞民居是传统建筑，不能一概而论地视为穴居(CAVE)。

　　梁思成与林微因先生在1935年发表的《晋汾古建筑预查记略》专著中，曾将土窑(穴居)和砖窑(石窑)区分开来。“砖窑，乃是指用砖发券的房子而言。虽没有向深处研究，我们若说砖窑是用砖来摹仿崖旁的土窑，当不至于大错。”砖窑或石窑保持了土窑所具有的“冬暖夏凉”的长处，既具有同样的保温隔热能力和良好的热稳定性，但基本上克服了土窑的潮湿、塌陷等短处。因此，在秦晋两省，黄河两岸，“无论贫富，都有砖窑或土窑。”到目前为止，黄土高原地区的传统窑居建筑依然保持着完整的体系。

　　学术界对窑居建筑的研究起始于20世纪80年代初期，起因于窑居建筑在处理人与自然的关系方面具有强烈的地域性特征和其众所周知的“冬暖夏凉”热环境特性。后因某些政治原因，很多人纷纷加入“研究”窑洞的行列，期间曾有过一场轰轰烈烈的研究窑洞的运动。回顾这段历史，发现研究窑洞建筑空间形态的多，研究其产生和演变的社会经济及文化背景的少；研究窑洞冬暖夏凉及力学特性的多，研究如何发展和改进的少；按研究者的意愿进行试验研究的多，而综合考虑当地多因素、将新技术与传统窑洞民居有机结合进行理论与试验研究的少；定性研究或半定量研究表面现象的多，定量研究内在规律和发展过程的少；理论成果多，应用推广成果少。城市化进程的加快促使西部地区乡镇居住建筑规模不断加大，人们对居住环境条件的需求日益提高。但黄土高原地区人居环境的现实状况则难如人意：大多数居民依旧采用传统的方法在建造传统窑洞，少部分先富起来的中青年人开始“弃窑建房”；形体简单、施工粗糙、品质低下、能耗极高的简易砖混房屋在黄土高原乡村已随处可见，人均能源和资源消耗成倍增长，生产生活污染物和废弃物的排放量急剧增大，城乡生态环境质量每况愈下，极有可能重复发达地区人居环境所走过的先污染再治理的老路。

　　产生如此扭曲的建筑文化现象有其复杂的社会根源。首先，尽管黄土高原地区传统窑洞民居具有“冬暖夏凉”等多种生态特性，是典型的与环境“共生”的乡土建筑，但因其空间形态单一、通风不良引起IAQ(室内空气质量：浮尘、CO₂、CO、氧辐射)较差、建立在较为原始生产力水平之上的材料加工和建造方式，以及在概念上把质量低劣的土窑与砖石窑居的混淆，致使人们把传统窑洞民居视为贫穷、落后的象征，是终将被淘汰的洞穴或“生土掩体”，在英文中也被译作“CaveDwellings”(穴居)。其次，虽然国内外对传统窑洞民居的研究工作已历经几代，但研究内容主要集中在传统窑居的空间形态及其历史演变、现有窑洞居住环境条件的简单改善等方面。至于如何将现代建筑理论和技术与传统窑居生态建筑经验有机结合，创造适合于黄土高原居住建筑形态方面，成果甚少。

　　3 合作研究目的、内容和成果

　　由中方提出、双方共同研讨确定了中日国际合作研究的目的：以人类住区可持续发展的思想为指导，以绿色生态建筑的基本原理为依据，以现代建筑科学技术为手段，以传统黄土高原窑洞民居为案例，通过挖掘整理传统民居中的生态建筑经验，研究创造出既适应现代生产生活方式、具有现代建筑气息，又继承了优秀传统民居生态建筑经验的新型居住建筑体系。开展的主要研究工作内容有：

　　3.1 传统窑居生态建筑经验的科学化与技术化研究

　　传统窑居中的生态建筑经验包括它固有的建筑节能特性、适应地区气候特性、使用当地廉价低能耗健康建筑材料特性以及保护基地周边自然环境特性等，为此，开展的具体研究工作包括窑居建筑热稳定性的定量化测试，窑居建筑冬、夏季室内热环境及PMV-PPD指标定量化，窑居建筑室内光环境及采光系数的测试评价及改良措施，窑居建筑室内IAQ测试评价，窑居建筑炉灶―火炕热能再生利用效率测试以及窑居建筑的细部构造等。