淺談洛陽地區窯居建筑通風采光設計策略

周亞豪 趙余光 梁文濤等

摘 要：傳統窯洞冬暖夏涼，節能的同時傳統窯洞的空間又滲透著與自然的和諧、樸素。但窯洞室內也經常遇到一些采光、采暖、通風問題。本文作者利用所學知識對傳統窯洞的采光及采暖、通風問題進行分析，提出具體的解決辦法，并設計出綠色新型的窯居建筑。

關鍵詞：窯洞現狀；采光；采暖；通風

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.096

1 背景

眾所周知，地球是人類唯一的家園。其自然環境的優劣與人類生活息息相關，青山綠水，是我們歷代中華兒女共同追逐的夢想。但隨著經濟與科技的發展，人類對環境的破壞，使得這個夢想離我們變得遙遠。俗話說“衣、食、住、行”是生活基本功能?！白　眲t指的是房子，也就是建筑。建筑是集我們工作、生活、休息為一體的物品。在人類生活中起著至關重要的作用，也對自然生態環境有著重大影響。如何使建筑與自然環境和諧相處是每個國家都解決的問題。目前，綠色生態建筑已引起了世界上許多國家的重視，而綠色生態建筑中的生土建筑由于其獨特優勢更是得到了眾多建筑師的青睞，美國建筑師麥爾科姆·威爾斯（Malcolm Wells）在《溫和的建筑》一書中積極提倡并研究了節能的生土建筑，埃及建筑師哈?！しㄙ悾℉assan Fathy）的生土建筑實踐受到了國際建筑界的普遍贊譽，此外還有華裔美籍建筑師崔悅君、美國賓州大學教授吉·格蘭尼等都致力于生土建筑的探索[1]。洛陽位于黃河中游南岸，由黃土覆蓋的鄺嶺縈繞于周圍，種類繁多的黃土窯洞建筑遍于市郊廣大農村中，成為特殊的一種農村居民建筑。據鄺山、紅山、孫旗屯與白馬寺等四個公社以及孟津、伊川、新安等縣部分生產大隊初步調查，當地有50-80%的農戶均居住在窯洞中，他們因山就勢，因地制宜建成了以窯洞為主的許多村落，不少窯洞美觀大方，布局合理，在藝術裝飾和結構功能方面結合成一體，建筑形式別具一格[2]。窯洞建筑冬暖夏涼，有利于節約能源；又避開了噪音和放射性物質，有利于身體健康；窯洞不破壞地形地貌，不占用耕地，造價低廉，經久耐用，符合國家綠色生活的方針，改善窯洞居住環境具有很大的意義。

2 國內窯洞發展現狀

目前國內的窯洞建筑已逐漸變的稀少。傳統的窯洞構造比較簡單，主要利用土壤溫度達到室內冬暖夏涼的效果。其主要形式有靠崖式、下沉式和獨立式，其中靠崖式窯洞有靠山式和邊溝式，有些邊溝形態猶如現在的樓房一般。下沉式窯洞主要用于地勢較為平緩地區，是豫西洛陽、三門峽地區傳統窯洞的主要形式[3]；而獨立式窯洞對地理條件要求較為簡單，分布相對廣泛。但因窯洞建筑普遍存在采光、通風不佳，易潮，交通不便等問題，已逐漸被人們所遺棄，使得這一古老的綠色生態建筑處于一種尷尬的境地[4]。傳統窯洞的生態性及其現存問題引發了國內外諸多相關人員對新型窯洞的探索。就整體而言，探討傳統窯洞室內環境的改進措施對改善洛陽地區的居住環境、保護并發揚傳統建筑的生態優勢具有重要意義。

3 洛陽窯居建筑現狀調研

窯居建筑具有冬暖夏涼等多種形態特征，但其空間形態單一、陰暗潮濕、空氣品質差等原因致使居民夏季在窯屋中生活極其不舒適。本文通過調查洛陽地區窯洞建筑中存在的問題，因地制宜提出解決措施，解決室內采光差、通風效果不佳、潮濕、冬季室內溫度不能夠滿足人體舒適的問題，未來通過推廣可以使窯洞建筑的建設更科學合理，實現我國新農村建設的健康發展。

靠崖式窯洞一般只有一面與外界空氣接觸，新風只能通過門窗進入室內，因此室內通風狀況極為不佳，夏季室內空氣得不到循環，對人體健康很不友好。由于此類窯洞只能通過一面門窗獲得光照，室內深處長期無陽光照射，采光性極差。土壤受水分影響較大，雨季室內濕度較高，因此調節室內濕度、提高傳統窯洞的居住環境十分重要。

4 解決辦法

在改善其采光、采暖、通風不良問題同時保留洛陽窯洞原有獨特建筑形態，我們采取如下改造措施：

（1）針對采光不良問題采取設計改造措施如下：

1）利用附加陽光間的方式，在窯洞的入光側增添陽光間，夏季時可通過調節百葉減少陽光直射到室內。冬季則利用陽光間對入室新風進行空氣預熱。

2）窯居房間平面布局上，滿足保溫要求的情況下，合理縮小南北軸線尺寸，增加東西向軸線尺寸，增大南向窗戶面積以利于窯洞的后部采光。

3）有效增加窗戶構造透光系數，以利于聚光和向室內反射天然光。

（2）針對采暖問題采取設計改造措施如下：

1） 陽光間后的墻體采用相變材料，在冬季利用其儲熱釋熱的特性對房間熱濕環境進行改善，在夏季要利用陽光間的擺葉防止陽光的直射影響室內環境。

2）選擇傳熱系數較大的門窗類型，增加門窗的密閉性，利用被動式太陽能采暖。

（3）針對通風問題采取設計改造措施如下：

1）采用除濕轉輪來解決室內潮濕問題。除濕轉輪內采用固體吸附劑來除濕，但除濕之后空氣溫度升高，含濕量下降，除濕轉輪吸附水蒸氣的能力是有限的，為達到濕度較低的要求，需要通入熱空氣使除濕轉輪內固體吸附劑脫濕，為此，我們采用清潔能源太陽能加熱熱水，使再生氣流垂直流過熱水盤管，使空氣溫度升高，之后通過除濕轉輪帶走水蒸氣。

2）采用全熱交換器解決室內通風不良的問題。全熱交換器與室內較低溫度的回風進行熱量交換，使空氣溫度進一步降低并送入室內，回風溫度升高，使其與除濕轉輪直接連接作為再生氣流循環利用，具有綠色環保的意義。

（4）根據以上解決措施，提出并設計出新型綠色節能窯洞，具體如圖1。

5 總結

窯洞建筑作為洛陽地區傳統文化傳承的一種方式和人民居住的形式，改善窯洞居住環境成了它傳承下去的希望。本文對洛陽傳統窯洞進行調研分析，在通風、采光、采暖等問題上提出了相對應的改良策略，改善了傳統窯洞室內的熱濕環境，使洛陽地區傳統的窯洞民居形式得以傳承和發展。

參考文獻：

[1]周慶華.黃土高原傳統窯居空間形態更新模式初探[J].新建筑，

2005（04）：26-28.

[2]洛陽市建委窯洞調研組.洛陽黃土窯洞建筑[J].建筑學報，1981

（10）：41-47.

[3]楊啟容，杜威，張金翠.建筑一體化太陽能煙囪的通風性能研究[J].太陽能學報，2010，31（07）：873-878.

[4]朱延迪，張琳，奚遼遼.淺談陜北地區窯洞建筑的通風設計策略[J].華中建筑，2012，30（07）：84-86.

項目名稱：洛陽地區窯洞建筑綠色節能設計研究

項目編號：DCY201803

作者簡介：周亞豪（1996-），男，河南鄲城人，本科，學士，研究方向：綠色建筑節能研究 。