气候对甘肃陇中乡村建筑的影响_柴幸幸.pdf

艺 界 交 流179气候对甘肃陇中乡村建筑的影响是在人与自然互动过程中体现的，文章针对在甘肃陇中气候环境中，居民的生产生活模式进行分析，为陇中乡村建筑的研究奠定了理论基础。基于实地调研，对陇中传统民居的建设背景及应对气候策略进行分析，发现传统民居相较于现代新型建筑能够更好地应对甘肃陇中的气候环境。基于甘肃陇中乡村建筑现状，对甘肃陇中乡村建筑进行分类归纳：在空间布局形式分类中，归纳出适宜甘肃陇中气候的典型布局类型；在建筑材料分类研究中，提出使用新型夯土材料来应对甘肃陇中冬夏两季极端气温；在以经济环保要素为主要考量的材料分析中，选用本土经济环保的材料也可应对甘肃陇中极端气候环境。综合考量后提出甘肃陇中乡村建筑的气候适应性建筑设计原则：兼顾冬夏两季，充分考虑建筑调节室内热环境的功效。春冬两季重视半室外环境及建筑外部环境的活动功能。一、研究背景与研究价值（一）研究背景纵观农村建设发展，传统民居在地方因素的长期浸染下，进行了长期更替，形成了在技术、空间结构与材料上均能与当地环境相匹配的建筑形式。现如今，伴随着城市化和工业化的急速发展，传统民居缓慢的更替速度已经难以满足快速发展的现代建筑的建设需求，现代民居逐渐取代传统民居，成了乡村地区的主要建筑。现代民居在工业化环境下，运用的材料与技术上都与传统民居的建设存在较大差异。传统模式根据经验，在不断试错中总结，形成了“天人合一”的符合当地居住需求的建筑形式。现代建筑运用统一化的材料和建设手法，无法考虑是否适应当地气候和地理特征，也无法考虑当地的空间使用习惯和建筑材料，其建筑在后期使用过程中问题将逐渐暴露。而广大农村地区普遍存在因经济情况差，不愿使用电热能源调节室内环境，更依赖于被动式的建筑保温措施，这就需要民居在建设阶段对气候因素考虑得更为充分。因此，研究发展气候适应性的新建筑是未来民居发展的主要方向。（二）研究价值民居气候适应性的研究价值体现在了民居建筑存在的大量性与普遍性上。在以往民居研究中，针对传统民居的研究居多，但传统民居已经脱离了当地的经济环境与发展环境，无法适应当代的建设需求，从农村地区的建筑发展现状来说，现代民居才是农村地区最为主要的建筑形式。因此，依托传统民居的建筑空间语言和建筑材料特性，对现代民居进行研究，使之更符合现代化生活需求更贴近民生。民居建筑在长期发展演变过程中形成了多样的气候应对策略，而现代民居在工业化发展下使用统一的建筑材料，统一的建设技术，无法对不同地区的气候做出相应的反馈，现代建筑对气候适应性应变能力不足。因此，将传统民居的建筑材料和建设手法应用到现代建筑中，使现代建筑能适应当地的气候环境，才是研究的价值所在。二、甘肃陇中气候特征（一）总体特征甘肃陇中地区在气候区划上属于中温带半干旱区向干旱区的过渡地带，气候表现为较为干燥，气温日较差、年较比较大，光热资源充沛。总体特点：雨水稀少导致植被覆盖力差、干旱多风。年平均气温自2至 8.9不等。（二）温度特征甘肃陇中地区呈现冬季漫长，夏季较短的特性，总体较为寒冷。夏季太阳照射的范围较热，阴凉处较为凉爽。冬季寒冷干燥多风。气温年较差、日较差均较大，陇中地区最热的月份为 7-8 月，最冷的月份为 12-1 月。在全球变暖的大背景下，甘肃陇中地区热量资源在近年气候对甘肃陇中乡村建筑的影响文|柴幸幸180来明显增加，冬季增温最为明显。（如图 1 所示）（三）降水特征由于甘肃陇中地区处于中温带半干旱区，因此陇中地区干旱少雨，年降水量持续为 200-300 毫米左右，且降水区域分布不均。近几十年来，同年降水量呈现逐渐递减的趋势，降水大多集中在 6 月-9 月，占年总降水量的 80%，且年际变化大，旱涝灾害易发。近年来，伴随气温持续升高呈现降水量明显地减少的现象，干旱灾害频发。（四）日照特征甘肃陇中地区年总日照时数为 2487.5h，5-8 月期间日照最为充足，月日照时数在 250-262h，2 月和 9月日照最少，月日照时数在 203-205h。年总日照时数在 21 世纪呈现“减少增多”的转型。日照时数较长也是形成陇中地区干燥干旱的条件之一，与此同时，日照资源充沛也是可以利用的资源。三、气候对传统甘肃陇中乡村建筑的影响概括（一）材料选择由于甘肃陇中地区昼夜温差较大，且冬季较长异常寒冷，夏季干旱较为炎热，整体居住环境较为严酷。因此，选用保温隔热性好生土材料作为主要材料来营建民居。民居可以分为土坯式民居和夯土式民居。土坯式是制作土坯模具，制作泥方再晒干，用来砌筑房屋。而夯土式是将潮湿的土壤，填入木头或木板构成的墙体构架中，通过墙体内外形体控制，墙体上面加压，形成坚固墙面。生土材料因简单、取材方便、施工简易在陇中地区民居建筑中广泛使用。建筑墙体、室内的炕、灶台大多数为土坯或以土坯为主砌筑。（如图 2、图 3 所示）（二）屋顶形式甘肃陇中地区乡村建筑主要有平顶式、坡顶式两种，由于陇中地区干旱少雨、日照充足雨水蒸发较快，且连续降雨时间短。因此，雨水并未对陇中建筑造成破坏的影响，大多数居民屋顶处理基本不考虑降水因素影响，多为略微倾斜的坡屋顶形式或平顶形式。（如图4 所示）（二）建筑室内空间组合进深越小，开间越大，采光越好，且减少了风压，因此，也能更好地利用自然通风，对夏季生活较为友好，但对于冬季来说不利于室内保温。相反，加大进深、减小开间可在建筑高度一定的情况下降低体积，相应地减少热量损失与散热面积，有利于保温节能。甘肃陇中太阳辐射强、昼夜温差大、气候干燥、风沙较大，该地区的房屋一般采用大进深、小开间的单体结构，同时建筑整体呈现半围合状，建筑外部减少窗户面积，最大限度保留热量，减少流失。这种体量较小、紧凑封闭的布局能够减少门窗外露面积，减弱太阳直射暴晒，抵御风沙侵袭。能做到既保温节能，也可在夏季防热防晒。（三）建筑室外环境甘肃陇中在春秋季节，气温舒适宜人。因此，在房屋建设中，考虑户外活动空间，主要指檐下、廊下、院落、门口空间。这些空间日照充足，有简易的座椅。在院子里，除了留出平整的晾晒农作物空间以图1 甘肃地区气温年变化图 （图片来源：作者供图）图2 甘肃陇中民居土坯砖（图片来源：网络）图3 甘肃陇中夯土民居（图片来源：网络）图4 陇中地区屋顶样式 （图片来源：作者供图）1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月温度（）温度（）温度（）温度（）温度（）温度（）温度（）温度（）温度（）温度（）温度（）温度（）最高气温 最低气温最高气温 最低气温最高气温 最低气温最高气温 最低气温最高气温 最低气温最高气温 最低气温最高气温 最低气温最高气温 最低气温最高气温 最低气温最高气温 最低气温最高气温 最低气温最高气温 最低气温艺 界 交 流181外，通常留块土地种植蔬菜。春秋季节居民在户外进行清洗、就餐、休闲、农活等活动。冬季气温较高的时候，这些户外空间还可以晒暖。（四）总体概括陇中地区的气候特性决定了屋顶坡度呈现低于 30%的缓坡或是平顶，缓坡顶面材料为瓦、砖、土，雨水可以通过坡面汇集至院内的集水井中，在未通自来水之前方便居民日常使用。通常建筑都会留有较大的庭院，避免阻挡阳光影响谷物的晾晒。生活空间会根据多种因素进行安排利用，室内热环境较好的房间会作为卧室和起居室使用，生活辅助空间如厨房、卫生间、储藏室等多安排在室内热环境相对较差的房间，作为主要生活空间和户外空间之间的气温缓冲区。为了抵挡风沙等自然灾害，陇中的民居建筑在外部造型上多用较为厚重的夯土墙或土坯墙，减少室内外温度的侵入，保证室内温度的恒定性。且在外部的墙体上基本不设置窗户，只在内部的院落开设窗户，保证空间的封闭性，减少外在环境对室内空间的干扰。村庄中的现代民居选择砖混结构，砖混结构的导热系数大，加上内外墙均未使用保温材料，无法在冬夏两季的极端条件下，为室内营造较为舒适的空间环境。四、甘肃陇中乡村建筑的气候适应性建造策略（一）建筑布局的气候适应性设计策略针对甘肃省气候，现代民居以合院布局较为合理。合院由各间房屋的后檐墙面围合而成，所有房屋朝向院内，建筑之间不留空隙，做到紧凑贴合，可以最大程度上减少室外环境对建筑内部的影响；建筑主房若坐北朝南，就在正面开窗，便于阳光的射入；东西厢房或作为卧房或作为辅助空间，围合形成“回”字形或“L”形的建筑空间。主房与厢房之间的连接通道，第一，可以采用双层玻璃和铝合金建成一阳光玻璃暖廊来连接；第二，可以在室内打通，使主房和厢房连通，以减少居民日常生活被动暴露在户外的时间。（二）室外空间的气候适应性设计策略春夏两季气候舒适宜人，村民喜欢进行室外活动，娱乐、用餐、聚会等都在室外进行，庭院空间是主要的活动场所，需要预留晾晒作物的平地，有需要时平地会转化为聚会聊天的场所，冬季的中午还会聚集在庭院晒暖聊天，院落会形成多元化的功能场所。院落中需要预留菜地，以供居民日常的种菜需求，陇中地区居民喜好种植牡丹，预留的土地还有装饰美化需求功能。（三）建筑材料的应用研究在建筑材料分类研究中，提出使用新型夯土材料来应对甘肃陇中冬夏两季极端气温，新型夯土具有热稳定性好、工艺简单、节约能源的优点，但因居民的“城市化”审美倾向，推广新型夯土材料任重而道远；在以经济环保要素为主要考量的材料分析中，选用本土经济环保的材料，例如木材、石材等。这种当地建材的使用，不仅有利于建筑空间的保温隔热，也有利于营造陇中特有的建筑风格与空间肌理特色。五、结语综上所述，根据陇中地区的气候偏冷的特点，建筑的气候适应性更偏向冬季。按照更新设计后的布局形式，能够在冬季较为有效提升各空间室内舒适度。另外，半围合的格局保证将风沙阻挡在建筑外部，建筑内部开窗也能够抵挡风沙。建筑主房在白天主要的使用时段内舒适度上升，其在冬季能有效地保持室内温度。春冬两季半室外环境优化后，在室外活动更加便捷，交通流线更加优化。随着城镇化和工业化步伐的加快，现代民居成了农村地区最为主要建筑形式。对符合当代农村生活环境的现代民居结合传统民居的优点进行改造研究，对广大农村地区改善居住环境具有重要意义。甘肃陇中地区因其特殊的气候环境造就的独特建筑风貌，不应在现代化进程中逐渐摒弃。因此，寻求传统民居中的优势部分进行现代化改造，不仅是对居民居住舒适度的提升，也是在保护乡村景观遗产风貌。参考文献：1刘成琳.新型夯土民居室内热环境研究以甘肃陇中定西市和会宁县为例D.北京：建筑技术科学出版社，2016.2倪思嘉.赣中现代民居建筑空间布局的气候适应性研究D.西安：西安建筑科技大学，2020.作者简介：柴幸幸，西安美术学院，陕西西安。