內蒙古呼和浩特市清水河傳統窯洞建筑形態與建造技術研究

文/內蒙古工業大學建筑學院 胡一鳴 王志明

0 引言

通過調研可知，呼和浩特市清水河縣部分村落窯洞未經完全改造，保留了較原始的形態特征，同時還保留了其他形式完整的窯洞，不僅裝飾精美且對當地環境具有極強的適應性。通過對當地居民走訪調查及查閱文獻，對窯洞建筑的建造方法、形式演變、建筑材料等進行詳細的研究與分析，深入探究其建造體系與形制。

1 人口來源

通過走訪調研及查閱相關資料得出，窯洞建筑在清水河縣分布廣泛，是當地居民的主要居住形式。窯洞建筑廣泛分布于清水河縣，主要原因如下。

清水縣早期居民多因“走西口”來到清水河地區，其主要來自山西偏關、新縣、洪洞縣等地。清初通過休養發展，到乾隆時期，人口已突破3億，但山西北部土地貧瘠，自然災害頻繁，生存環境惡劣,導致許多人外出謀生。清光緒三年至五年（1877-1879年），山西大旱，部分地區寸雨未落，惡劣的自然環境使大批百姓離開故土，涌入清水河。早期清水河地區物質及人力資源匱乏，少有人能承擔磚瓦房的高昂造價與人力成本，故建造省時省力且符合當地地形地貌的住所成為當時居民的明確選擇。

清水河縣位于內蒙古高原和山陜黃土高原中間地帶。地表千溝萬壑，縱橫交錯，呈波狀起伏的低山丘陵地形。縣境內山地面積733km2，占比26%。全縣地形東南高、西北低。清水河縣多山地，縣境內丘陵區占38.4%，土石區占24.8%，沙地區與其他區占13.6%，縣內沖積區僅占3.2%。該地生產的木紋石石質堅硬、色彩明快，為發展石窯提供了良好的自然資源。因居民多為山西移民，帶來窯洞建造技術，故窯洞建筑在清水河分布廣泛。

在實際居住需求與當地自然環境的雙重制約下，清水河早期居民將自身掌握的窯洞建造技巧和當地的自然環境巧妙融合，基于當地石材結實耐用、色彩明快，且黃土保溫性好，建造形成獨具特色且符合當地自然環境的清水河窯洞。因窯洞的出現，人們得以在貧瘠的土地安身立命。

2 窯洞分類

清水河窯洞主要分為3類：①獨立式窯洞；②靠崖式窯洞；③下沉式窯洞（見圖1）。單孔窯洞是窯洞建筑的基本單元，長2.6～3.0m，寬約3.0m，進深約6.5m。

圖1 窯洞類型

3 營造方式

經調研可得，清水河縣窯洞建筑形式的變化是由簡到繁的過程。早期清水河窯洞的形態與建造方法極為簡單，即靠崖式土窯洞，其保留了窯洞建筑的主要特征，為當地窯洞建筑的發展奠定了堅實的基礎。隨著當地居民生活水平的提高，當地匠人根據窯洞形式，因地制宜，發展并完善了清水河窯洞建筑的建造方法與空間形態。

早期清水河窯洞為土質窯洞，利用黃土高原土質結構緊密、保溫性能好的特點，在土山中直接挖掘建成。

土質窯洞的建造過程如下：①依托山崖或溝壑垂直向下挖出1個約10m的施工平臺；②再橫向向山體內挖鑿窯洞，進深約6m；③在窯洞前使用石板進行裝飾（見圖2）。

圖2 土質窯洞建造復原

靠崖式土質窯洞的結構主體為黃土，純黃土的保溫隔熱性更好，但其自身的安全性較差，需經常維護。土質窯洞是當時為解決居住問題所創造的建造方法，早期清水河土質窯洞重要的建筑結構形式為拱形結構。其簡單且穩定的結構形式與相對簡便的建造技巧對清水河窯洞的發展產生重大影響。

4 形式演變

隨著當地居民的生活條件與交通條件好轉，窯洞的建造工藝和結構更加復雜、空間更加豐富靈活。相較早期的單孔窯洞，建筑平面出現了多孔窯洞并聯等空間組織形式。相較早期形態，石質窯洞建造過程更復雜，建筑耐久性與舒適性也得到極大的提升。據匠人描述可知，清水河的石質窯洞以靠崖式石質窯洞為主，其重要建造方法為：①根據提供的材料數量預估可碹的窯洞孔數；②將地面整理平整；③使用石料搭建矮墻，用于分割窯洞，高約1700mm，間距2700～3000mm，厚600～800mm；④使用黃土將矮墻之間的空隙填滿，根據設計堆成圓拱形，高2700～3000mm，內部寬2600～2900mm；⑤用石料插入拱形黃土的頂端，形成拱形結構；⑥用石料搭建圓拱四周的墻壁，厚約800mm，整體形式上小下大；⑦掏出填充的黃土，堆到石質圓拱上方，厚800～1000mm，黃土加到石質圓拱上方后，壓力使拱形結構愈發堅固；⑧找坡，設置排水系統和煙囪；⑨建造門窗并進行室內裝修（見圖3）。

圖3 石質窯洞建造復原

靠崖式石窯洞的主要材料為當地所產的木紋石與黃土，木紋石質硬，承載能力強，加之拱形結構自身穩定，可創造更寬闊的室內空間。因石頭本身耐水，不會因降水導致窯洞的結構部件承載能力下降，故可長期使用。調研2處窯洞并總結其特征如下。

1）清水河縣窯溝鄉城灣梁村土石質窯洞

該窯洞位于城灣梁村中部地帶，建筑坐北朝南，總體布局為“二”字形，北側為五孔窯洞，凈高2700mm，面闊2600mm；南側為三孔窯洞，凈高2500mm，面闊2500mm。窯洞進深均為6500mm，墻厚800mm，屋面覆土800mm。北側窯洞為靠崖式窯洞，南側為獨立式窯洞。

2）清水河縣窯溝鄉侯家圪洞村土質窯洞

該窯洞位于侯家圪洞村北側，建筑坐東北朝西南，屬靠崖式土質窯洞，東北側窯洞凈高2700mm，面闊2700mm，進深6000mm，中間墻厚1500mm。墻體中間有壁龕，用于供奉“天神”“地神”。

通過調研發現，土質窯洞具有成本低、施工快的優勢。一孔土質窯洞在多人施工的情況下，可在2周內完成，但相同規模的石質窯洞則需整理地坪，用磚石搭建圓拱結構，在窯背覆蓋黃土、晾曬，增加門窗等構件，直至窯洞規模接近預定尺寸。在同樣工期下，建成的土質窯洞數量是石質窯洞的數倍。

2種窯洞的平面形式大體相似，室內均以火炕為中心，火炕靠近南側窗，且與灶臺相連，可利用做飯時的溫度加熱，以提升室內溫度。

據調查得知，清水河窯洞主要有三、五、七孔。因村中有“四六不成材”的規矩，故窯洞孔數為奇數。

在調研中發現部分窯洞進入大門后，有院內隔墻將院子分為幾部分。老年人在子女未成家前一同居住，子女成家后，老年人將窯洞分幾孔做新房，在院墻內砌筑隔墻，與子女分開。家庭成員居住在北窯；主要儲存功能位于南窯，室內部分為餐廚功能，入口與飼養空間位于南側。

根據主人的財富與家庭規模，窯洞的院落組織形式各有不同。土質窯洞一般沿山體排布，常見形式為“口”“一”字形，土石窯洞常見“一”“二”“L”字形等院落形式。由此可見，土石窯洞在土質窯洞的基礎上，既使室內空間自由，又讓院落空間更靈活，不拘泥于形，變化豐富。

5 形式分析

5.1 拱形分析

清水河窯洞一般有單心圓拱、雙心圓拱、三心圓拱等拱身形狀。

單心圓拱立面為半圓；雙心圓拱為2個相同半徑的圓弧相交而成；三心圓拱由2個相同半徑的圓弧和1個半徑更小的圓弧相接而成。圓拱的圓心距稱為“交口”，“交口”長則拱券高，反之則拱券低且平緩。圓拱由石塊搭建而成，根據事先設計好的弧度，切割合適大小的石料填充，其余空地使用更小的片狀石料填充，在最中間的楔形石頭稱作“龍口石”，是穩定整個拱形結構的關鍵。3種圓拱形態中，單心拱因易于施工，在窯洞實際建設中使用最多；雙心拱的受力最合理和穩定；而三心拱因較難成拱，在日常較少使用。

5.2 受力分析

圓拱造型是窯洞建筑的最大特色，其受力均勻，不易坍塌，與西方建筑的拱券不謀而合。窯洞形式雖有3種，但其主要受力邏輯相似。

承重結構由窯頂（拱券）和墻體（窯腿）共同構成。窯頂承受上部覆土、擋馬墻、排水層、植被及人員荷載，作用力沿拱券方向傳導，使搭建拱券的石料相互擠壓，從而使結構更加緊密，向下傳導至窯腿，最后傳導至基礎。

而拱券的水平荷載主要由拱券底部的拱足承擔，為提升窯洞的橫向承載力，工匠們常在碹窯洞時增加底部的石料量及外墻厚度，由此使窯洞有足夠的橫向承載力。

5.3 材料與裝飾

清水河傳統窯洞根據形式不同，建筑材料分為黃土與木紋石。土質窯洞主體部分為黃土碹制，僅在窯面用木紋石裝飾；石質窯洞主體為木紋石碹制，清水河流域生產的木紋石石質堅硬、色彩明快，用其所砌筑的窯洞窯面雕刻精美，石刻花紋造型講究。

清水河窯洞的細部裝飾十分美觀，門窗、窗花等無不流露出清水河的本土特色。其中，石獅子較常見，主要放置于入口上方或入口旁，為窯洞入口增添活力。

清水河窯洞最大程度運用了自然界原始材料，既在物質材料方面，又在環境氣息方面與自然融合。

5.4 砌筑方式

墻體的砌筑方式和常用的丁順法不同，屬于交叉砌筑。首先在墻體的底部使用大塊石料，上面使用片狀石材，成銳角按順序排列，呈三角式，每2～3層交叉砌筑后加1～2層水平砌筑，此砌筑方法在清水河窯洞建筑中使用廣泛。

6 結語

清水河窯洞建筑歷史悠久，是中華文化的歷史遺存，隨著時代發展不斷改進，發揮出自身優勢。清水河縣位于我國不同地域文化的交匯處，塞外的游牧文化與中原的農耕文化融合。清水河窯洞在蒙晉陜黃河一帶具有極高的文化地位與顯著的民俗特征，可展現我國勞動人民適應自然的建筑智慧，具有較高的歷史研究價值。

隨著時代發展，清水河村落的年輕人逐漸流失，村民數量不斷減少，窯洞逐漸被廢棄。希望通過此研究引起人們對清水河傳統窯洞建筑的重視，推動清水河傳統窯洞建筑的保護與再利用。