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保护窑洞的意义及窑洞的发展趋势

保护窑洞的意义及窑洞的发展趋势

窑洞是中华民居史上标志了一个古老时段建筑水平的居住形式,被誉为“东方一绝"。窑洞主要分布在黄土高原,它是中华文明的历史遗存,又随着时代的发展不断改进,继续发挥着自身的优势。以窑洞为载体形成的风俗文化既保持着与传统文化的紧密联系,又因其在传承和更新中具有地域文化向人类经验转化的潜能而在现代取得价值和地位。

从古到今,直至未来,窑洞在人类生存环境和生活方式中具备许多优点,其价值经得起历史和文明进程的验证。其优长在于:

1·保温隔热,冬暖夏凉

科学家认为,人类最适宜的生活环境,其温度在16-22度的范围内,相对湿度在30-75%的范围内。而黄土是绝好的保温隔热建筑材料。天然洞穴的温度基本保持在5-8度之间。据对山西省临汾地区窑洞室温测定,在3-5米厚的黄土覆盖下,每年4-10月份窑内温度和湿度与窑外相同,夏季窑内较窑外低lO℃左右,而冬季窑内温度又较窑外高15℃左右。在河南省巩县,最冷的1月份,窑外为1℃,窑内不举火也在11·27℃,窑内外温差竟达lO℃以上。除了特殊的薄壳拱顶外,窑洞顶部必有覆土。土窑顶覆土多在3米以上,独立式窑洞也在1-2.5米之间。覆土的作用有三:一是压顶作用。窑洞的稳固性主要靠覆土控制,使;窑拱越压越稳。因为窑洞的倒塌不是垂直塌下来,藐而是先往上冒,然后再塌,称为谓顶"。覆土就是为了控制冒顶。二是保温隔热,三是调剂湿度黄土高原地处少雨的干旱地区,冬季的窑外湿度仅为2-15%,但窑顶覆土涵养的水份经下渗可使窑内湿度保持在30-75%的范围内,甚至可保持在35-50%的最佳状态,起到滤尘和灭菌的作用。其温、湿度接近于人的生理适应范围且相对稳定,完全可以达到俗谚所云"冬不生火暖融融,夏不摇扇凉清清"的境界。加上窑内举火煮饭和热炕,无论冬夏,温度会很快调适在2Ot左右,是最舒适的居住环境。

冬暖夏凉,是窑居者自古流传的共识。河南《新安县志》中说:"窑中夏凉冬暖"。甚至古代儿歌谜语 "我家住的无瓦房,冬天暖和夏天凉(打一物)窑洞"也贯穿的是冬暖夏凉的意思。《庆阳府志》载诗云沙女怜无一寸纬,土窑三冬火作衣。"以苦涩的笔调描写了窑居者缺衣少食的窘况,但同时反映的却也是以窑洞取得温暖,得以延续生命的 "解酣办法。

保温隔热对作为窑居主体的广大农民来说,享受到了这种舒适的体感和省钱的好处,但并未深究其更深层面上的广泛影响。而从根本上说,是节约了能源。大多数能源是不能再生的,面对能源危机的严酷现实,窑洞的节能效应已在建筑学家、环保专家与公众三者之间取得了共识。节能的结果,减少了二氧化碳的排放量,其深远意义是对 "只有一个地球"的保护,赢得不人类未来可持续发展的更大空间。

2.施工简便,节省木材,造价低廉

除了四面临空俗谓之"四明头窑"和束条拱顶柳笆庵之外,沟壑区多数石拱窑均就地采石箍窑。材料无需烧制,也不必耗资,节约厂能源,节约厂运输费用。而节省木材更具有双重意义:保护了植被,同时大大降低了工程造价。正如《闻喜县志》所言"所砌之窑,固而耐久,亦见古时木材贵,而人工贱也。"(民国八年25卷石印木)有解嘲对联云:

分明是钱短木料贵

还落个冬暖夏天凉

所有这些,从棍术上说是节约 "资金。而窑洞的老祖宗土窑是一律缘崖面掘进而成洞,厂沉式窑洞更是先厂掘而成坑,再平钻而成洞,更纯以生土为建筑材料而以"减法"营造之,其工程造价全在"工"上,而省了"料"费。

据洛阳市建设委员会窑洞调查组调查,一般天井式窑院单位面积每平方米用工1.8个,造价每平方米12元,一孔27平方米的土窑,土工造价仅324元,加上木工5个工日,一孔窑所需费用仅500元左右。时至今日,一孔窑工程造价亦仅2000元左右;豫西掘一套地坑窑(最少6孔)亦仅9000元。而黄土高原区农民传统的营造方式是帮工,即属于变工的方式。谁家打窑,亲戚邻里前往助之,除丁少量的资和必备的材料贸用外,只而管饭就行。这作为一种生产习俗,即使在市场经济条件下,也一时难以推翻。这样下来,一孔土窑几十平方米的建筑面积工程造价尚不及大城市居室一平方米的价格。

当然,砖拱室的建筑材料是砖,砖是需要烧制的。但这扣能『省个少-1程以个。大为砖的原材料是生土,仍是就地取材。所需费用是脱坯烧制匠工工钱和燃料两项。烧砖窑址多选在距脱坯用水和饮窑"用水近,又在箍窑新址之间,这样也就大大减少了运输费用,亦不失为经济划算的一种材料选择。

3·节省耕地,保护环境生态文明意义

打土窑是凿洞,不占或很少占地表,是向地下争得居住空间。而在丘陵沟窒区,由于要减少是土方量和获得良好的土质,土窑多建在不宜耕种的陡崖部位,削崖和掏窑之土又供院子和硷畔使用,把水土流失的斜坡变成水平的地坪,和修造梯田一样,具有水土保持作用。同时,由于不破坏地表植被,不会破坏自然风貌,有利于绿化,对摆脱生态危机,维护生态平衡,具有环境价值,可谓之生态建筑。我国人均占有土地已由建国初的26亩减少到1995年的7亩,人均占有耕地由20世纪40年代末的2.7面减少到1995年的0.7亩。面对我国耕地以每年2000万亩的速度锐减,而人口却以千分之十儿递增的严酷现实,继《为黄土高原的"寒窑"呼唤春天》一文发表之后,窑洞专家任震英总工程师又大声疾呼:千万勿 "弃窑建房"、"别窑下山"!

窑洞的建筑材料以生土为主体。如前所述,土窑纯由生土土体构成,虽然石拱窑的拱壳要用石料,但其总体体积尚不足窑洞用料的5%,砖拱窑用砖,但砖坯用料仍然是生土。而作为窑洞的覆土和夯土筑墙全部用生土。以上所言种种,以生土作为建筑材料,具有就地取材,减少运输费用,节省木材,造价低廉,施工简便,保温和隔热性能优越等优势,这是窑洞为什么自古及今大行其道、历久不衰的主要原因。而尤其值得重视的是,窑洞生土是一种绿色建筑材料。民谚云:风吹熟的陈墙,火烧熟的旧炕,日头晒熟的脑畔,柞子捶熟的胡真","场不长路

长,房屋不长窑长。"俗谚所言的"熟",是指宜于种植的"熟土";所言的"长,是指宜于庄稼生长。这些民谚所指,都在说明倒塌或拆除的窑洞系列建筑垃圾,由于经历了经年累月的风化作用及一系列复杂的变化涵养过程,生土已经变成富含腐殖质的熟土"而回归大自然。这一由造价低廉的生土变为宜于植物生长的地表"熟土"的衍化过程,由有用变为有利,完全是良性循环。从这个意义上说,生土可称得上绿色建筑材料。由于黄土的直立性能优越,所以自古及今,一直成为原始洞穴和窑洞的主要建筑材料。但毕竟黄土相对松软,建筑学家在利用这种绿色建筑材料的同时,正在寻求一一种使其变为高强度建筑材料的解决办法。发达国家由于生态环境意识的提高,用生土建造的别墅已成为人们回归自然的一种追求。在法国、美国、巴西等国家,自1980年以来用新型的土坯建造了大量别墅,研制多种高强度土坯机具,并向非洲发展中国家推广。"可见窑洞作为生土建筑,从可持续发展着眼,又具有了生态文明的意义。

4·窑居者寿

居于窑洞中,由于黄土的庇护,阻隔了大气中放射性物质辐射的影响。久居窑洞者患搔库、赘庞、疹子等皮肤病,支气管炎、哮喘等呼吸道疾病和风湿性心脏病较少。苏联时期医疗界曾据此试验 "山洞疗法"。上述诸患者居于山洞,治疗半个月,其支气管炎治愈率达84%,哮喘病治愈率竟达96%。洞穴医疗在我国也有大的发展。我国医学工作者根据洞穴中特殊的微气候环境能提高人体免疫力和抗病力的特殊效果,创造了集地质学、环境学和医学于一体的新型学科。据此,利用广西柳州响水岩洞18-21记的恒定温度环境,首创洞穴医疗站,利用洞内的特殊微气候环境,除了治愈上述诸种疾病外,还对诸如尘埃性气管炎、肺炎、鼻炎、百日咳、·枯草热、高血压、多发性神经炎等顽症进行治疗,取得了可喜的疗效。

科学家还研究发现,生长在黄土地带的植物富含微量元素锰和硒。锰元素在人体内利于防止心血管病。而硒具有减少脂肪积聚和延缓人体器官老化的作用。当SARS病毒猖獭一时的今天,科学家还发现,硒还有抗氧化功能,有可能防止或减轻SARS病毒对肺组织造成的损伤;硒还能调节机体的免疫功能,从而增强人体抗病能力;适当补硒可能有助于提高对非典病人的疗效。

防止乃至隔绝噪音和光辐射也是窑居者高寿的原因之一。黄土窑洞由于覆土厚,两窑之间相隔距离大,加上居住分散的特点,现代机械设施一时难以被穷乡僻壤普遍接纳,外界噪音大为减少。自然,夹杂在大量噪音中的次声波也很小,防止乃至隔绝了噪音污染和光辐射,消除了人的精神紧张情绪。所以在窑居区耳聪目明的老者比比皆是,失眠、神经衰弱和精神病患者也大为减少。

由于窑洞能防止和消除病疾顽症,又避免了现代文明"带来的污染,长寿就成为很自然的事了。据有关单位对山西省阳曲县窑洞居民的调查,男女平均寿命在70岁左右,95岁以上的老者屡见不鲜。古代人早就发现了窑居长寿的秘诀,故把结婚新房称为"洞房",对联横额常书"洞天福地"。而古人又常把窑洞和"仙"联系起来。由凡人转化为长生不老的"仙人,往往是住在洞中"得道"的,称之为"洞仙"。剔除其迷信的成分,揭去其玄而又玄的面纱,长生不名也是以洞居者长寿为根据演化而来的。

5·减灾建筑

由于土层厚,窑洞又具有了防空、防火、防震的功能。最显著的例证是,抗日战争时朋和解放战争时期的11年间,日本侵略者和美蒋飞机对延安进行过40多次狂轰滥炸。有时一天之内上百架次的轰炸机遮天蔽日而来,投以吨计的炸弹和燃烧弹。但由于窑洞及其与之有连带关系的传统地窖子的庇护,大大减少了人民的生命财产损失,以雄厚的人力和军用物资支援了前线,取得了抗日战争和解放战争的胜利。

由于窑洞纯属土体或砖石结构,一孔之内失火,即使全部家当烧光,也不会殃及邻窑,当然也不会损坏主体拱洞,减低了建筑物的损失。这种优势,早在18世纪中叶人们就有所认识。清乾隆木《延长县志》说:"凡窑必筑炕,饮食卧起俱焉,不唯陶复陶穴,犹留古风,而冬暖夏凉,不虞火灾,亦胜算也。"从统计资料看,我国在大的地震灾害中,建筑物损失最小的还是窑洞和其他地下生土掩体建筑。所以,从灾害学的角度讲,窑洞是最典型的"减灾建筑"。

之所以说窑洞为"减灾建筑",其根本原因还在于它是地下掩土建筑。"地下"的含义是它深卧于地球母亲的怀抱中,难以成为攻击目标。美国2001年 "9·11"事件,使纽约的世贸中心大楼遭到惨绝人寞的恐怖袭击,毁于一旦,这说明地上高层建筑有着明显的弊端。事件后,建筑学家们再次展开了激烈的学术辩论,地下空间建筑又重新引起人们的重视。

人类上古时期的地理气候形成了平均海拔为千米以上的黄土高原,得天独厚的黄土资源造就了窑洞这种居住形式。目前我国窑洞主要分布在甘肃、山西、陕西、河南、宁夏等五省区,陕西省的陕北窑洞因其特殊的高原地貌是其中较为典型的一支。陕北窑洞有悠久的历史,原始社会时期就出现了窑洞式横穴,在近代,陕北窑洞曾支撑中国红色革命走向胜利。靠崖式窑洞和独立式窑洞是其主要存在形式。

靠崖式窑洞:靠崖式窑洞是在天然土壁内开凿横洞,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,独立式窑洞实质上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。

21世纪以来,随着陕北黄土高原经济的发展,多媒体和网络的普及,人们的观念慢慢发生变化,在陕北地区窑洞被当成是“贫穷落后”的代名词,先富起来的中青年人开始急切地“弃窑购房”或“弃窑建房”。 2006年延安市杨家岭的一份调查报告表明,杨家岭大部分居民都希望住商品房,越来越多的人来到城区购买商品房,其中年轻一代占绝大多数。施工粗糙、品质低下、能耗极高的简易砖混房屋在黄土高原村镇已随处可见,缺乏个性的、形体过于简单的高层住宅在陕北延安等中等城市里也比比皆是,一方面能源和资源消耗成倍增长,另一方面,越来越多的高楼大厦把陕北的城镇装扮的相当都市化、时尚化,让人不知道自己身在何处。

窑洞居住功能的地位正在受到商品住房的严重挑战,除了许多被废弃的窑洞之外,大部分保留的窑洞只被单纯的用做旅游建筑(“红色圣地游”和“黄土风

情文化游”),与此同时延安市许多公共建筑也缺乏陕北地区的地域特色,窑洞对陕北地区建筑行业的影响越来越小,目前窑洞发展在陕北地区正处于一个尴尬的境地。

那么在经济快速发展的当代社会,窑洞的发展是否已经走到了它生命的尽头?当然不是,我认为原因有以下4点。

①从生态节能角度来看,古老窑洞有许多可以继承的优点,冬暖夏凉、节地节能、生态环保。2006年建设部副部长仇保兴介绍说,中国建筑能耗已占全社会终端能耗的27.5%左右,单位建筑面积采暖能耗相当于相同气候地区发达国家的2~3倍,因此建设部正在推广适合我国国情的低技派建筑技术,此举不仅会降低开发成本,而且还能取得良好的社会效果。因此很有必要在学习现代科学技术的基础上,继承与窑洞相关的节能技术。

②当前我国经济发展水平低,地少人多,发展成本低廉、容易建造的低技术生态建筑(如窑洞等民居)更符合我国的现实国情,更容易发挥综合效益。在陕北地区,应用当地可再生可循环建筑材料(黄土,青石),运用挖掘加固方式建造新型窑洞建筑是一条切合可行的途径。

③国际上研究未来建筑的建筑师们,提倡减少建筑在建造过程中对环境的损害,避免建筑过度消耗能源,而窑洞正是他们努力研究和发掘的对象之一,这些建筑师们认为它是人类回归自然的建筑形式,是未来可以改良使用的建筑。世界上许多国家包括美国、俄罗斯、澳大利亚和非洲的一些国家, 近年来都在建筑改良使用方面进行了许多可贵地探索,如澳大利亚新南威尔的白崖山区的现代化新型岩洞住宅,就沿用了当地传统的方法创建,很受当地人民的喜爱。

④陕北既是落后的地区,又是面临区域发展的现代化建设地区,种种现象表明经济高速发展的今天陕北地区也无奈地迷失了自身的定位。若想解决此问题,除在城市规划上因借地形,还要寻找地域建筑文化做支撑,才能更好地完成城市定位。窑洞作为陕北传统的地域建筑符号,其作用不容忽视,它是陕北地域文化的重要组成部分。从以上分析看,陕北地区的均衡发展确实离不开窑洞的发展,窑洞经过改良创新,在建筑形式、建筑功能、节地节能等方面还可以走的更深更远。

为了更准确地了解陕北地区经济发展对窑洞建筑的影响,笔者在陕北做了现场调查。从调查结果看,普通的陕北群众都很认同窑洞这个文化符号,保留和发展窑洞在陕北地区有相当的群众基础,但是,由于卫生条件差、交通不便等原因,窑洞建筑又不能完全满足当地群众对现代生活的追求。那么到底如何发展窑洞?已经有许多专家学者在进行窑洞改良设计的时候,进行了有益的尝试和探索,如陕北延安宝塔区枣园乡新窑洞示范区的建造。此新窑洞示范区由大队统一规划,北京某建筑师提供设计方案,村民自筹资金统一建设。建成之后,取得良好的社会反响和社会效益。

①钢筋混凝土结构与传统石窑拱形结构相结合,既能保留其冬暖夏凉的特色,又能进一步加强窑洞结构的稳定性。

②整个空间功能分区比较清晰。地下室存储杂物;一层为客厅、客卧和厨房——公共空间;二层为主卧(内设有传统土炕和土灶)、次卧、起居室——私密空间,保证了动静分离,保留了当地民居特点。

③基础设施统一规划建设(天然气、锅炉、道路和排水沟)。

枣园乡新窑洞示范区,既保留了陕北地区的地域性,考虑了陕北人的生活习