渭北臺塬磚箍窯適老化漸進(jìn)式更新設(shè)計研究

陳磊，田虎*，雷振東，黨雨田

0 引言

窯洞是我國歷史悠久的傳統(tǒng)民居，其居住形式直接繼承穴居，大量分布于我國西北地區(qū)[1]。最早記錄穴居的資料可見于《禮記》：“昔者先王未有宮室，冬則居營窟，夏則居橧巢”。經(jīng)歷了原始穴居時期、人工穴居時期和窯洞時期，這種古老的民居完成了從穴居到窯洞的演變[2]。依據(jù)地形與結(jié)構(gòu)形式，窯洞可分為靠崖式、下沉式、獨(dú)立式窯洞3 類[1]；若按材料區(qū)分，可分為土窯、石窯、磚窯，其中獨(dú)立式磚窯又稱磚箍窯[1]。渭北坮塬地區(qū)位于關(guān)中平原北部，屬于關(guān)中平原和黃土高原的過渡地帶[3]。本研究區(qū)定位在渭北臺塬東部的白水縣、澄城縣及周邊地區(qū)（圖1），目前這一區(qū)域磚箍窯作為主要民居形式深受當(dāng)?shù)厝嗣裣矏郏瑩?jù)統(tǒng)計，僅在澄城縣就有15 萬人口仍居住于傳統(tǒng)窯洞內(nèi)[4]，甚至在追趕“棄窯建房”的“潮流”同時，也有一部分人重新住回窯洞。然而在快速城鎮(zhèn)化影響下，傳統(tǒng)磚箍窯無法滿足居住者對現(xiàn)代生活的發(fā)展需要，由于城市化繁榮表象與認(rèn)知局限性的影響，當(dāng)?shù)鼐用褚阅７鲁鞘凶≌问降姆绞綄ΩG洞進(jìn)行改造，求新不求質(zhì)[5]。目前針對渭北臺塬磚箍窯改造更新的研究相對較少，郝小林的碩士論文對于磚箍窯的營建技藝做出了詳細(xì)研究[3]，劉亞棟的碩士論文主要針對磚箍窯的物理環(huán)境提出改善策略[4]，郝玉林針對窯體的通風(fēng)采光防潮、空間布置提出了改善措施，但其論文中并未對渭北臺塬磚箍窯民居提出從結(jié)構(gòu)安全、適老居住空間優(yōu)化以及未來功能擴(kuò)展等角度的整體改造方案[6]。面對磚箍窯所面臨的問題，本文以低技低價、延續(xù)文脈為原則，通過窯體結(jié)構(gòu)加固、居住空間優(yōu)化、彈性功能拓展3 個階段，探討渭北臺塬地區(qū)磚箍窯適應(yīng)空心化的漸進(jìn)式適老化更新設(shè)計策略。

1 調(diào)研地點(diǎn)

2 渭北臺塬磚箍窯建造邏輯

3 渭北臺塬磚箍窯內(nèi)部空間

1 磚箍窯的特點(diǎn)及傳承價值

1.1 磚箍窯的特點(diǎn)

1.1.1 營建模式加法

磚箍窯又稱獨(dú)立式磚窯，與靠崖式、下沉式窯洞不同，獨(dú)立式磚窯擺脫了自然地形的限制，建造邏輯更貼近傳統(tǒng)木構(gòu)建筑。靠崖式窯洞與下沉式窯洞運(yùn)用“減法”，窯洞的3 個立面均被黃土覆蓋，與自然融為一體。獨(dú)立式窯洞采用“加法”，在平地搭券起拱，等整個窯體拱券結(jié)構(gòu)穩(wěn)定時，再對窯頂覆土[7]，從而擺脫了地形的限制，同時繼承了窯洞良好的隔熱保溫性能（圖2）。

1.1.2 結(jié)構(gòu)主體材料燒結(jié)磚

用磚石箍窯可追溯至明清時期，磚箍窯是中國歷史上第一個將燒結(jié)磚作為結(jié)構(gòu)主體材料的民居。磚是一種脆性受壓材料，如用作梁板結(jié)構(gòu)，在同樣的外力作用下，梁的中心彎矩大，易受拉破壞，而用作拱券可節(jié)省用料，自重更輕，能夠跨越較大空間，這是磚箍窯充分利用材料性能特征的體現(xiàn)[8]。磚作為目前主流的建筑材料，具有價格低廉、技藝成熟的特點(diǎn)，磚的使用不僅增加了窯體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，也使窯洞形象更加干凈美觀（圖3）。

磚箍窯是窯洞的高級形式，從誕生之初就被視為生活富裕的標(biāo)志。窯洞的進(jìn)化不僅體現(xiàn)了窯洞自身的進(jìn)步，更體現(xiàn)了人們對于美好生活的不斷追求。隨著社會的進(jìn)步發(fā)展，渭北臺塬地區(qū)磚箍窯越來越多，曾一度達(dá)到家家戶戶都箍窯的狀態(tài)[4]。

1.2 磚箍窯的傳承價值

1.2.1 優(yōu)秀的綠色性能

窯洞民居在處理人與自然關(guān)系方面具有鮮明的地域性特征和“冬暖夏涼”的熱環(huán)境特性[2]，其優(yōu)秀的生態(tài)性能符合國家對綠色建筑的倡導(dǎo)。在適應(yīng)氣候方面，厚重覆土結(jié)構(gòu)蓄熱系數(shù)大，能夠很好地抵御氣候波動，適應(yīng)渭北臺塬的溫帶季風(fēng)氣候。在節(jié)約能源方面，窯洞天然冬暖夏涼的特性減少了能源開支，并且窯洞大多將火炕與灶臺相連，一把火既燒飯又取暖，利用余熱和煙的熱量在火炕煙道中轉(zhuǎn)換成輻射熱量，形成了生活用能的多級利用。在節(jié)約資源方面，土在渭北臺塬十分常見，土經(jīng)燒制改性成磚，合理利用土作為建筑材料可節(jié)省大量的建材開支，適合追求經(jīng)濟(jì)適用性的農(nóng)宅（圖4）。

1.2.2 悠久的文化屬性

建筑是文化的載體，是不同地域或不同民族在不同環(huán)境中所尋找到最適宜生活的首要條件，而建筑形式又會對生活生產(chǎn)方式、生活習(xí)慣、審美等產(chǎn)生影響，經(jīng)過歷代人民的繼承與延續(xù)，這些物質(zhì)與非物質(zhì)共同構(gòu)成了當(dāng)?shù)靥赜械拿褡逦幕痆9]。渭北臺塬磚箍窯不僅僅是傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)形式，更是民族精神的載體、聚落群體的的精神寄托，磚箍窯的存在能夠很大程度上喚起渭北地區(qū)聚落的歸屬感。只有屬于民族的、以本民族文化內(nèi)蘊(yùn)而生的設(shè)計才具有生命力（圖4）。

1.2.3 合理的拱券結(jié)構(gòu)

拱券結(jié)構(gòu)相對梁柱結(jié)構(gòu)為更合理的結(jié)構(gòu)形式，其與梁柱結(jié)構(gòu)相比有很大的優(yōu)勢。梁是受彎為主的結(jié)構(gòu)，同樣外力作用下，梁中心彎矩大，變形大，容易受拉破環(huán)，而拱券在荷載作用下的應(yīng)力以壓力為主，大部分以受壓為主的材料都能夠較好地發(fā)揮優(yōu)勢[10]。因此拱券相較梁柱結(jié)構(gòu)用料節(jié)省、自重輕、能夠跨越較大跨度空間，可選用抗壓性能強(qiáng)的砌體材料建造。磚箍窯利用了拱券結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，體現(xiàn)了中國傳統(tǒng)民居營建技藝的智慧[11]（圖4）。

2 磚箍窯面臨的問題

渭北臺塬磚箍窯在傳統(tǒng)時期以當(dāng)?shù)毓そ车闹腔劢?jīng)驗為營建基礎(chǔ)，材料以磚為主，用磚砌筑精致的磚瓦披檐和女兒墻，鎖口處加厚放大體現(xiàn)拱形磚券。與陜北滿堂窗不同，此地區(qū)窯臉采用獨(dú)立門窗，門窗上部會有可啟閉的通風(fēng)口，整體窯院風(fēng)貌為典型窄院形制。傳統(tǒng)磚箍窯在農(nóng)業(yè)社會對于居住者的需求滿足度高，然而隨著時代的發(fā)展進(jìn)步，工業(yè)社會中傳統(tǒng)磚箍窯自身的局限性開始逐漸顯露。改革開放前，居住在窯洞中的農(nóng)民雖有改善住房條件的意愿，但因經(jīng)濟(jì)原因無法實現(xiàn)[12]，改革開放后，磚箍窯民居呈現(xiàn)村民自發(fā)提升狀態(tài)，但由于建設(shè)材料、建設(shè)機(jī)制以及生活方式都在迅速變化，鄉(xiāng)村民居建筑長期“村民自主建設(shè)”相應(yīng)研究也沒有及時跟進(jìn)，尚未形成對應(yīng)鄉(xiāng)村的營建機(jī)制，絕大多數(shù)鄉(xiāng)村民居建筑都是按照村民自身經(jīng)驗與自主學(xué)習(xí)模仿城鎮(zhèn)建筑的產(chǎn)物[13]，無法對外界沖擊和內(nèi)部需求做出迅速反應(yīng)，因此在變化中出現(xiàn)了各種各樣的問題[14]（圖5）。

2.1 結(jié)構(gòu)安全失穩(wěn)

4 窯洞的傳承價值

5 磚箍窯面臨的問題

傳統(tǒng)磚箍窯營建是以工匠為主、居民為輔的自發(fā)建造，工藝粗放，窯洞的安全性與耐久性較差。由于技術(shù)與材料的制約，窯頂通常只簡單將覆土夯實再找坡，缺少防水防潮構(gòu)造，黃土為多孔材料，常年受到風(fēng)雨侵蝕孔隙增大，雨水下滲后屋頂抗剪能力大大減弱。雨落管從窯檐位置伸出，距窯臉約45cm，雨水從窯檐處自由落下，外立面缺少防護(hù)措施，窯臉因風(fēng)雨侵蝕易遭到破壞。近年陜西地區(qū)雨量呈遞增趨勢，2020 年渭南市降雨量達(dá)776.7ml，較2015 年545.8ml 上漲42.3%，陜西省內(nèi)因降雨量增大導(dǎo)致窯體坍塌的現(xiàn)象屢見不鮮[15]。窯洞因建造材料與施工技藝等方面原因，需要較頻繁檢查修整，約為半年一次，這與主要居住人群為留守老人的現(xiàn)狀產(chǎn)生了使用矛盾，一是留守老人經(jīng)濟(jì)受限，長期頻繁維修窯洞，住所成為了老人們的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)；二是留守老人身體不便，無法適應(yīng)頻繁修繕的生活方式，在修繕過程中也會增加意外事故的概率。目前在渭北臺塬地區(qū)，破敗的窯洞隨處可見，嚴(yán)重危及留守老人的居住安全。

2.2 老人居住空間失適

中國已全面進(jìn)入老齡化社會，截至2021 年底，全國60 周歲及以上老年人口占總?cè)丝诘?8.9%，65 歲周歲及以上占總?cè)丝诘?4.2%[16]。當(dāng)下渭北臺塬鄉(xiāng)村人口結(jié)構(gòu)同樣趨向老齡化，自1980 年代以來，隨著年輕人外流，農(nóng)村人口年齡結(jié)構(gòu)以50 歲以上為主體。根據(jù)部分地區(qū)農(nóng)村老人對于養(yǎng)老環(huán)境選擇的調(diào)查，傾向于留在農(nóng)村的占86%，只有7%選擇投奔城里子女，7%選擇去敬老院[17]。然而目前留守青年婚后與老人分居現(xiàn)象增多，加上部分老年人因生活習(xí)慣等原因不愿和子女一起居住，導(dǎo)致大部分老年人獨(dú)自居住在老宅子，并且老人經(jīng)濟(jì)條件受限，沒有能力搬出老宅，對于老宅的修繕更新程度也十分有限[12]。由此可見，老一輩的居住質(zhì)量與生活愿景值得社會的關(guān)注與關(guān)愛。

磚箍窯功能失適是空間、結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)、設(shè)施等因素相互影響下綜合作用的結(jié)果。因窯洞空間面寬窄進(jìn)深大，僅在窯臉處開窗，窯掌處不開窗或開小窗，窯內(nèi)通風(fēng)采光受限，在箍窯階段缺少防水防潮構(gòu)造，加劇了窯內(nèi)悶熱潮濕的現(xiàn)象。由于室內(nèi)物理性能的限制，難以對窯洞空間進(jìn)行前后分隔，從而又造成了窯內(nèi)大而無當(dāng)?shù)目臻g感受，窯洞前后貫穿的空間形式對功能劃分也造成了阻礙，常常出現(xiàn)動靜含混的狀態(tài)。目前磚箍窯的居住質(zhì)量未能滿足老人生活需求，在生理方面，老年人身體各部分機(jī)能出現(xiàn)不同程度的退化，如感官機(jī)能、神經(jīng)系統(tǒng)、運(yùn)動系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等，對環(huán)境的適應(yīng)力也有所減弱；在心理方面，由于自身生理機(jī)能的下降以及與外部環(huán)境接觸時的不適，使老人心理敏感度增加，適應(yīng)力減弱，心理安全感下降，容易產(chǎn)生失落感與孤獨(dú)感。在磚箍窯中具體體現(xiàn)為：衛(wèi)生間置于庭院一角，與主窯脫離，導(dǎo)致窯居空間廚衛(wèi)功能流線過長，不便于運(yùn)動機(jī)能退化的老人日常使用；窯洞內(nèi)通風(fēng)采光受限，不利于感官受限的老人日常居住生活，對老年人的身體健康也造成了危害；窯洞建筑空間封閉，室內(nèi)外的分隔絕對明確，在老齡化的窯居村落走訪中，隨處可見老人獨(dú)自在黑暗潮濕的窯內(nèi)休息，這種封閉的空間形式加重了老年人的失落與孤獨(dú)感；傳統(tǒng)窯居與改造后窯居的窯院常作為交通空間或堆放雜物的輔助空間，造成室外空間單調(diào)無趣味，也并不符合老年人多年來的耕種習(xí)慣。

2.3 功能配置單一

與城市住宅不同，傳統(tǒng)農(nóng)宅不僅僅需要承擔(dān)生活居住行為，還要承擔(dān)每戶的生產(chǎn)行為[18]。隨著鄉(xiāng)村人口結(jié)構(gòu)的改變，農(nóng)宅需要承擔(dān)的功能更加多元，如在老齡化社會中，鄰里社交行為是老人排解孤獨(dú)的重要方式之一，因此公共交往空間的配置顯得十分必要；再如目前老人多為獨(dú)居狀態(tài)，外出子女逢年過節(jié)回家，每戶需要承擔(dān)臨時家庭聚會的功能。隨著社會的變化發(fā)展，農(nóng)村家庭結(jié)構(gòu)因生老病死、計生政策、外出務(wù)工等原因引起人口動態(tài)變化，生產(chǎn)方式也變得更加多元，獨(dú)居老人的生產(chǎn)方式可能從務(wù)農(nóng)逐漸向零售經(jīng)商、租賃房屋、務(wù)工、職工、鄉(xiāng)村旅游等方式拓展。家庭人口動態(tài)變化與生產(chǎn)方式的變化，使農(nóng)宅的實際居住需求更加多樣化，面對生活需求的變化，傳統(tǒng)磚箍窯與實際住宅需求的不適應(yīng)存在突出矛盾。

3 適老化漸進(jìn)式更新改造原則

渭北臺塬獨(dú)立式磚窯的適老化漸進(jìn)式改造需要以老人為中心、以低價為前提。要分析老人的生理需求與心理特征，符合老人的日常行為與生活習(xí)慣，并且要把控整體造價，采用相對廉價易得的材料、當(dāng)?shù)爻墒斓牡图歼M(jìn)行建造，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行磚箍窯的改造更新。

3.1 安全性原則

安全性是建筑物首先要保證的，對于民居尤其如此。老年人因生理機(jī)能下降，生活中發(fā)生危險的可能性大大提高。民居的安全性包含兩個層面：一方面是要避免民居本身因質(zhì)量問題對老年人造成的傷害；另一方面需通過采光設(shè)計、裝修材料、家具選擇等，增加老年人在民居中活動的安全性。

3.2 便利性原則

民居的便利性是對老人生理機(jī)能變化的回應(yīng)，指老年人能夠在民居中便捷地完成各種活動，如合理安排功能流線，探究空間組織對老年人日常生活的影響。

3.3 舒適性原則

民居的舒適性是在安全性與便利性的基礎(chǔ)上提出的更高一級的要求。老年人對環(huán)境的變化更加敏感，對冷熱交替、光線變化等適應(yīng)力相對較弱，在磚箍窯中的改造更新中，需要著力于其通風(fēng)、采光、防潮性能的改善，同時應(yīng)創(chuàng)造出更多高舒適度的空間。

3.4 適用性原則

適用性包含了兩個方面：一方面，老齡化鄉(xiāng)村人口變動大，建筑功能普遍存在著臨時性的特點(diǎn)，因此在考慮當(dāng)下使用需求的同時，也要考慮未來一段時間內(nèi)需求的變化；另一方面，要考慮不同家庭的實際情況，各家因人口、經(jīng)濟(jì)等條件不同，對改造的標(biāo)準(zhǔn)也有著較大的差別，單一的改造方案并不能夠涵蓋所有家庭的改造需求，因此需要提供出可供村民自主選擇的改造方案。

3.5 經(jīng)濟(jì)性原則

在相關(guān)調(diào)查中，大部分仍居住于老窯洞中的老人多因經(jīng)濟(jì)條件受限，因此更新方案要根據(jù)既有窯洞的現(xiàn)有條件以及老年人自身的經(jīng)濟(jì)能力進(jìn)行出資預(yù)期，選用適宜的材料與工藝，確定合理的經(jīng)濟(jì)投入使效益最大化，在盡量降低造價的前提下提高居住品質(zhì)。

4 適老化漸進(jìn)式更新設(shè)計策略

盲目跟風(fēng)的改造方式并沒有解決傳統(tǒng)磚箍窯技術(shù)原型的先天“病痛”，也沒有適應(yīng)鄉(xiāng)村人口結(jié)構(gòu)、家庭規(guī)模的變化，其造成的結(jié)果往往是空間、資源的浪費(fèi)與地域文脈的丟失。面對窯洞演進(jìn)過程中出現(xiàn)的問題，不應(yīng)僅停留在被動的改良，還應(yīng)該積極地創(chuàng)造[19]。本研究在磚箍窯的更新過程中通過窯體結(jié)構(gòu)保護(hù)、居住空間優(yōu)化、彈性功能拓展的方式，滿足老齡化窯居村落不同階段、不同層次的使用需求，實現(xiàn)渭北臺塬磚箍的適老化漸進(jìn)式更新。

4.1 窯體結(jié)構(gòu)保護(hù)

渭北臺塬既有磚箍窯在建設(shè)時受到自然環(huán)境和經(jīng)濟(jì)條件的制約、自然風(fēng)雨的侵蝕，加上材料本身的耐久性差和施工工藝落后的問題，在缺少防護(hù)構(gòu)造的情況下，磚箍窯出現(xiàn)一定程度的破壞，如拱頂開裂、窯腿歪閃、受潮發(fā)霉、墻皮脫落、門窗受擠壓變形等問題，嚴(yán)重危及了老年人的安全健康。加上近些年來雨量增大，窯洞坍塌的現(xiàn)象更是屢見不鮮。對于磚箍窯的保護(hù)與發(fā)展，保障窯洞結(jié)構(gòu)的安全性是磚箍窯適老化改造最為迫切的問題。本研究提出通過加固窯臉結(jié)構(gòu)、改善屋面排水與增設(shè)防潮構(gòu)造的方式提升既有窯洞的結(jié)構(gòu)安全性。

4.1.1 加固窯臉結(jié)構(gòu)

本策略借鑒接口窯的營建經(jīng)驗，采用“加法”保護(hù)方式，選用當(dāng)?shù)責(zé)Y(jié)磚作為主要材料。在既有窯洞范圍外部砌筑370mm 厚的窯臉與窯掌，起到加固窯體、防止雨水侵蝕的作用。構(gòu)造工藝簡單，從窯腿底部垂直向上砌磚，待與拱頂高度相切時，新建窯臉擔(dān)起400mm 高的鋼筋混凝土梁，在梁上繼續(xù)用磚砌筑至女兒墻高度。砌筑過程中可采用疊澀方式在窯檐處裝飾，還原傳統(tǒng)磚箍窯窯臉比例關(guān)系。

6 窯臉結(jié)構(gòu)加固構(gòu)造拆解

7 屋面排水改善策略

窯臉是窯洞建筑藝術(shù)的集中體現(xiàn)，拱形作為窯洞典型形式語言應(yīng)予以保留。窯臉僅承擔(dān)圍護(hù)空間的作用，為解決窯洞室內(nèi)外過渡生硬的問題，將窯臉向內(nèi)推移，在原始拱券的覆蓋下形成了室內(nèi)外緩和過渡的灰空間，豐富了窯洞的空間層次，展示了拱券優(yōu)美的曲線。此時新建窯臉、裸露拱券以及內(nèi)推窯臉形成了3 種構(gòu)造層次，形式上可真實反映其各自的保護(hù)、承重、圍護(hù)功能，是一種自然真實的理性建構(gòu)（圖6）。

在窯臉與窯背的結(jié)構(gòu)加固中所需要的的材料包括磚、沙、水泥以及鋼筋混凝土梁，根據(jù)當(dāng)?shù)毓そ车慕?jīng)驗，材料與人工費(fèi)的計算由窯院的寬度得以判斷。每米用磚量為1000 塊，而每10,000 塊磚需要消耗4m3的沙和1.5t 的水泥，同時加固窯臉的人工費(fèi)為600 元/m。當(dāng)?shù)貎煽赘G院的寬度通常為10m 左右，經(jīng)各項材料費(fèi)與人工費(fèi)計算，該階段的造價為23,360 元（表1）。

4.1.2 改善屋面排水

傳統(tǒng)磚箍窯雨落管從窯面女兒墻下部伸出，雨水自由落下，容易侵蝕窯面，排水組織效率低下。現(xiàn)將屋頂排水分為兩個部分，首先采用彩鋼板雙坡向內(nèi)將水導(dǎo)引至屋頂中部預(yù)留溝道內(nèi)，溝道坡向中心將雨水匯集；其次將雨水管預(yù)埋進(jìn)屋頂覆土之下，另一端從窯檐下部伸出并直接落地。雨水順著屋頂坡度快速匯水、排除，雨水口鑄鐵篦子攔截污染物，預(yù)埋管從窯面居中位置伸出的立管延伸至庭院的地下預(yù)埋橫管將雨水排出。新排水方式雨落管選用耐腐蝕、不易變形的純銅、彩鋁、PVC、不銹鋼材質(zhì)（圖7）。

屋面排水需要用到的材料為更加結(jié)實耐用的水泥瓦，瓦的尺寸為1200mm×600mm，單價為22 元/塊，人工費(fèi)為40 元/m2。除此之外，屋面水溝需要消耗1m3混凝土，混凝土常用C15、C20、C30，C15 混凝土單價為400 元/m3，其余標(biāo)號混凝土依次多10 元。經(jīng)各項材料費(fèi)與人工費(fèi)計算，該階段的造價為6475.2 元（表2）。

4.1.3 增設(shè)防潮構(gòu)造

目前窯內(nèi)一般不做防潮構(gòu)造，燒結(jié)磚長期處于潮濕狀態(tài)，溶解了水中的鹽類物質(zhì)，結(jié)合風(fēng)化、反復(fù)凍融，易出現(xiàn)粉化現(xiàn)象而結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有所降低，危及到窯洞結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。同時潮濕的室內(nèi)環(huán)境危害老年人的身體健康，當(dāng)?shù)鼐用褚虼艘谆硷L(fēng)濕病。為減輕夏季潮濕問題，可以設(shè)置4 層地面構(gòu)造：最下層素土夯實，素土層上鋪設(shè)塑料薄膜；中間層為50mm 厚的細(xì)石混凝土；最上層為2:5 水泥砂漿。條件允許的可在水泥砂漿上鋪設(shè)清潔地磚，以提高室內(nèi)照度。防潮層中的混凝土可以吸收毛細(xì)水，將其與面層阻隔，達(dá)到地面防水的目的。針對空氣中水蒸氣含量過大的問題，水泥砂漿可以將水分全部吸收，避免地面發(fā)生結(jié)露[6]（圖7）。

增設(shè)防潮構(gòu)造所需材料的單價為：塑料薄膜3 元/m2、C20 細(xì)石混凝土300 元/m3、水泥砂漿300 元/m3，窯臉內(nèi)推后，兩孔窯洞室內(nèi)面積之和為51m2，根據(jù)防潮構(gòu)造，計算出3 種材料所需用量分別為51m2、2.55m3、0.765m3，另外人工費(fèi)單價為25 元/m2。經(jīng)各項材料費(fèi)與人工費(fèi)計算，該階段的造價為2222.5 元，具體造價計算詳見表3。

在窯體結(jié)構(gòu)保護(hù)中采取了3 項策略：加固窯臉結(jié)構(gòu)、改善屋面排水、增設(shè)防潮構(gòu)造。通過改造，可解決窯洞結(jié)構(gòu)安全失穩(wěn)的問題，以延續(xù)窯洞壽命，保障窯居者的居住安全。經(jīng)計算，第一階段總造價為32,057.7 元。

4.2 老人居住空間優(yōu)化

渭北臺塬磚箍窯宅院格局多為“L”形或“U”形，由門房、廈房、窯洞、宅院構(gòu)成，每戶兩孔窯最為常見。每孔窯洞面寬約3.4m，進(jìn)深約9m，每戶農(nóng)宅總進(jìn)深約為40m。針對老年民居的空間優(yōu)化，要從生理、心理、行為方面來考慮。首先，從生理角度分析，老年人生理機(jī)能退化，功能使用的便捷性是最為重要的，同時老年易遭受細(xì)菌病毒的侵害，對光的感知也有所降低，因此室內(nèi)的溫度、通風(fēng)、采光也是需要提升的。其次，從心理角度來看，老人需要依存感與認(rèn)同感，不希望與社會脫節(jié)，需要作為群體成員進(jìn)行社會參與，因此在設(shè)計中要滿足社交娛樂功能。最后，從行為方面考慮，老年人長期以來以耕種作為生產(chǎn)方式，耕種已經(jīng)成為延續(xù)至今的一種生活習(xí)慣，是在老年窯居生活中對場所與記憶的保留。而現(xiàn)有空間格局對于老年生活方式的適應(yīng)性差，因此在生活居住空間的優(yōu)化方面，應(yīng)從整合功能空間、提升室內(nèi)舒適度、創(chuàng)造舒適交往空間、延續(xù)老人生產(chǎn)生活方式4 個方面改善窯居生活品質(zhì)。

4.2.1 集合廚衛(wèi)功能

傳統(tǒng)磚箍窯將廚衛(wèi)功能與主體空間脫離，使用時要穿越整個院落，流線過長而使用不便，難以適應(yīng)鄉(xiāng)村老年人的生理狀態(tài)。隨著能源方式的改變，廚衛(wèi)功能已擺脫了原先的臟亂情況，向著城市住宅中集合性更高的布局方式發(fā)展。在磚箍窯的更新策略中，根據(jù)老年人特征對空間流線進(jìn)行規(guī)劃，將廚衛(wèi)功能置于后院，改善流線過長的空間狀態(tài)，極大縮短了使用流線，減少老人不必要的行動，從而合理地使用空間，方便老人的平日生活，同時廚衛(wèi)與窯體之間用灰空間連接，解決了雨雪天氣使用不便的問題（圖8）。

廚衛(wèi)功能采用磚混結(jié)構(gòu)加建于后院，兩個房間總面寬為5m，進(jìn)深為3.6m，符合常見的預(yù)制鋼筋混凝土樓板模數(shù)。經(jīng)計算，在后院加建廚衛(wèi)所需要的造價為24,322.26 元（表4）。

4.2.2 優(yōu)化門窗形式

與靠崖窯地坑窯相比，磚箍窯窯臉與窯掌均為自由立面，然而由于傳統(tǒng)磚箍窯窯掌處會夯筑黃土，窯洞后部一般不開窗或者開小窗，造成了窯洞后部昏暗潮濕、室內(nèi)無法形成穿堂風(fēng)的問題。老年人身體機(jī)能衰退，對周圍環(huán)境敏感度上升，對空間感知力減弱，因此，改善室內(nèi)的保溫、采光、通風(fēng)性能是保證老人舒適居家生活的基本，也可以提高老人的健康水平。為改善室內(nèi)物理性能，窯臉的門窗材料更換為水密性和氣密性更好的鋁合金門窗，有效增強(qiáng)了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱性能，而窯臉門窗形式更改為玻璃推拉門，最大限度地增加室內(nèi)照度，北側(cè)窯掌處設(shè)獨(dú)立門窗。南北兩側(cè)均為大尺度門窗洞口，不僅增加了室內(nèi)照度也為室內(nèi)帶來了穿堂風(fēng)，大大提升了窯內(nèi)的采光通風(fēng)性能（圖9）。

窯臉處的推拉門與窗戶材質(zhì)一致，均為斷橋鋁合金材質(zhì)，材料費(fèi)為700 元/m2，兩孔窯洞推拉門面積為12m2，窗戶的面積為4.6m2，窯背所用的鋁合金門尺度為900mm×2500mm，單價為600 元/扇。經(jīng)計算優(yōu)化門窗形式的造價為12,820 元（表5）。

表1 第一階段：加固窯臉結(jié)構(gòu)造價計算，來源：澄城工匠鄭軍奇，陳磊 繪制

表2 第一階段：改善屋面排水造價計算，來源：澄城工匠鄭軍奇，陳磊 繪制

表3 第一階段：增設(shè)防潮構(gòu)造造價計算，來源：澄城工匠鄭軍奇，陳磊 繪制

8 集合生活單元空間組織策略

9 門窗形式與陽光間結(jié)構(gòu)方式

10 陽光間冬季綠色性能提升策略

11 陽光間夏季綠色性能提升策略

4.2.3 置入陽光間

渭北臺塬窯居村落中，老人冬季習(xí)慣于坐在院子里曬太陽，并且通過訪談得知，鄉(xiāng)村鄰里老人因缺少合適的交往空間，社交頻次與方式非常貧瘠，往往僅限于碰面打聲招呼。而通過在窯臉處置入陽光間可以同時具備以下諸多好處：首先，附建陽光間是有效提升冬季室內(nèi)熱舒適度的方式，不僅迎合了老人的行為習(xí)慣，為其在冬季創(chuàng)造一個舒適的曬太陽空間，而且陽光間可以有效提升窯居室內(nèi)溫度，對老人窯居的居住品質(zhì)具有極大的提升效果；其次，既有窯洞為兩孔并置的獨(dú)立空間，空間內(nèi)部無聯(lián)通，導(dǎo)致窯洞缺少起居室功能，而在窯臉處附建的陽光間，補(bǔ)足了功能上的缺陷；同時，陽光房與庭院相融合，空間開放，可以作為鄰里社交的娛樂空間，從而削弱老年人內(nèi)心的孤獨(dú)感受。

現(xiàn)有陽光間做法缺少建筑一體化的意識，陽光間與民居主體建筑脫節(jié)。渭北臺塬磚箍窯采用筒拱結(jié)構(gòu)，建筑的主要視覺元素集中在立面窯臉處，其繁復(fù)精美程度從某種意義上體現(xiàn)了家庭的富有程度。現(xiàn)有大量陽光間做法為附加在建筑正立面，原先精美的窯臉形式被陽光間覆蓋，窯洞的代表元素——拱形被水平直線破壞，陽光間代替窯臉成為“第一立面”。現(xiàn)建陽光間的立面缺乏與傳統(tǒng)裝飾語言的聯(lián)系，降低了民居的立面表現(xiàn)力。拱形元素是窯洞與其他民居外觀的典型差異，在窯洞外觀上應(yīng)將這種特殊形式完整地展示。新式陽光房就像是窯洞內(nèi)部空間的外延，與磚箍窯體量形成推拉關(guān)系，不僅沒有掩蓋窯洞原始的拱形元素，并且窯體空間與陽光房過渡自然，起到了強(qiáng)化拱形的作用（圖10、11）。陽光間與兩孔窯洞空間直接連接作為起居室部分，既滿足了公共到私密的流線順序，也不會對原有窯體造成負(fù)擔(dān)，陽光房的透光材質(zhì)不會影響室內(nèi)的采光質(zhì)量。置入后院的廚衛(wèi)功能與既有窯洞的臥室、附加陽光間的起居室共同組成高度集合的生活單元（圖8）。

與其他太陽能集熱部件相比，附件陽光間系統(tǒng)熱性能最佳，能充分利用渭北臺塬充足的太陽能資源，在冬季有效提升室內(nèi)溫度。可采用下列措施增強(qiáng)陽光間的集熱性能：首先，單層玻璃熱阻小，傳熱系數(shù)較大，不適應(yīng)渭北臺塬地區(qū)附加陽光間的使用，而雙層中空玻璃在兩層玻璃間形成空氣間層，具有很好的保溫性能，因此用雙層中空玻璃代替單層玻璃將起到很好的節(jié)能效果；其次，窯臉處是保溫隔熱的薄弱環(huán)節(jié)，因此窯臉采用特朗勃墻，白天儲熱，晚上依靠墻體本身貯熱向室內(nèi)輻射熱量。最后，除了墻面，地板也是受到太陽光輻射最久的區(qū)域，因此可采用保溫性能好的陶粒混凝土材料，并且陶粒表面比碎石粗糙，具有一定的吸水能力[20]（圖10）。

陽光間夏季過熱的問題為人詬病，需要同時采取多項措施解決這一問題：（1）采用遮陽簾或植物遮陽阻擋熱量；（2）開設(shè)側(cè)窗與天窗，加快空氣流通阻擋；（3）有條件可安裝噴淋系統(tǒng)，達(dá)到快速降溫并同時解決陽光房易積灰的問題。陽光房噴淋系統(tǒng)的水源可由屋頂集雨水箱儲存，噴淋口形式轉(zhuǎn)譯自傳統(tǒng)窯檐裝飾形式，與磚箍窯整體形象融洽（圖11）。

據(jù)當(dāng)?shù)毓そ乘鶊螅柟忾g材料費(fèi)為260 元/m2，人工費(fèi)約為材料費(fèi)的20%。考慮到充分發(fā)揮陽光間冬季的集熱性能，可將窯洞室內(nèi)外能量交換的薄弱環(huán)節(jié)——窯臉更新為特朗勃墻構(gòu)造，以及將陽光間地面更換為保溫性能更好的陶粒混凝土。特朗勃墻的材料成本為1600 元/m，而特朗勃墻板在冬季以每天3.9 元的回報進(jìn)行回饋。而為解決夏季陽光房過熱，配套設(shè)計了集水噴淋系統(tǒng)，該系統(tǒng)的大概成本可以拆解為兩部分：（1）集水箱：150 元/m3；（2）管道及噴淋頭：6 元/個。在本方案設(shè)計中考慮到噴淋頭與傳統(tǒng)窯檐形式的呼應(yīng)，加裝數(shù)量為20 個。經(jīng)計算，加建陽光房以及配套設(shè)施所需要的造價為23,034 元（表6）。

4.2.4 規(guī)劃院落空間

傳統(tǒng)院落空間面臨著現(xiàn)代生活方式的挑戰(zhàn)。受人口結(jié)構(gòu)變化與生活方式變化的影響，傳統(tǒng)庭院最基本的社交、交通、輔助、娛樂等屬性退化為交通、輔助屬性，庭院現(xiàn)狀為多為空曠的硬質(zhì)鋪地，用于堆放雜物、生產(chǎn)加工工具，情況較好的在庭院一隅還剩有小片菜地。而現(xiàn)代窯居院落不需要太大的儲藏、圈養(yǎng)空間，在當(dāng)今老齡化背景下，窯居院落出現(xiàn)了不實用、不美觀的問題。

耕種是農(nóng)民一直以來的勞作方式，農(nóng)民步入老年，身體機(jī)能不再適合大量的耕種勞作，但維持了一輩子的生產(chǎn)方式是農(nóng)民寶貴的回憶。因此應(yīng)對窯居院落空間重新進(jìn)行規(guī)劃，注入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)功能，使老年農(nóng)民的生活休閑習(xí)慣與一直以來的勞作生產(chǎn)方式相結(jié)合，通過耕種行為使老人延續(xù)記憶并提升自身價值感。其形式為僅在窯院中建設(shè)1500mm 寬磚鋪地，其余均為菜地（圖12）。

在老年居住空間優(yōu)化中采取了：集合廚衛(wèi)功能、優(yōu)化門窗形式、置入陽光間、規(guī)劃院落空間4 個策略，著重從功能與性能方面對適老化進(jìn)行了回應(yīng)：從功能方面迎合了老人的生產(chǎn)、生活習(xí)慣與日常活動，提高各功能使用的便捷性，也考慮到老人冬季常在院中曬太陽而提供了更加舒適的休憩場所；從性能方面，對門窗等維護(hù)構(gòu)件進(jìn)行了提質(zhì)更新，并且設(shè)計了符合地域形象的陽光間，以進(jìn)一步改善窯洞室內(nèi)的熱舒適度。經(jīng)計算，第二階段的總造價為60,696.3 元。

4.3 彈性功能拓展

面對社會的快速發(fā)展，鄉(xiāng)村家庭人口結(jié)構(gòu)與家庭經(jīng)濟(jì)收入方式發(fā)生了巨大的變化，原先僅涵蓋基本生活與倉儲功能的農(nóng)宅已無法應(yīng)對當(dāng)下農(nóng)宅的功能需求。而傳統(tǒng)鄉(xiāng)村應(yīng)對如人口變動引起的功能需求變化的問題時，往往通過改建、加建、重建的方式對空間進(jìn)行擴(kuò)張或收縮，這種針對單項具體功能的改造方式耗資耗時，面對功能需求的變化難以及時反應(yīng)。我們通過設(shè)計尺度合適的倒座，來滿足各臨時功能的使用需求，試圖提升磚箍窯對于未來多元鄉(xiāng)村生活的適應(yīng)性（圖12）。

表4 第二階段：后院加建廚衛(wèi)功能造價計算，來源：澄城工匠鄭軍奇，陳磊 繪制

表5 第二階段：優(yōu)化門窗形式造價計算，來源：澄城工匠鄭軍奇，陳磊 繪制

表6 第二階段：置入陽光間及相關(guān)配套造價計算，來源：澄城工匠鄭軍奇，陳磊 繪制

12 功能空間提升策略與“雙層屋面”構(gòu)造

13 漸進(jìn)式更新策略整體展示

4.3.1 新增倒座空間

面對鄉(xiāng)村老齡化生活方式的改變，磚箍窯在滿足基本生活需要的前提下，根據(jù)家庭情況不同，每戶窯居需要為下面幾種情況預(yù)留空間：（1）每戶窯居的的常駐人口大多為留守兒童與撫養(yǎng)老人，年輕子女常年在外務(wù)工，節(jié)假日需臨時返鄉(xiāng)居住；（2）鄰里串門是鄉(xiāng)村重要的社交活動，每戶需要為接待親友預(yù)留活動空間；（3）每戶家庭經(jīng)濟(jì)來源不同，空間所承載的功能不同，如務(wù)農(nóng)需要堆放生產(chǎn)資料、經(jīng)商需要有倉儲與售賣空間；（4）在區(qū)位優(yōu)勢較好的近郊村落，不少農(nóng)戶會將閑置農(nóng)房對外租賃增加收入。每戶可能因時間不同而對房間的功能需求不同，這些情況的共同點(diǎn)均為臨時活動，若按照功能數(shù)量建造房間，則會造成空間浪費(fèi)與使用效率低下的情況。因此可以增加倒座作為彈性空間，在滿足日常需求的情況下又回避了使用面積過剩的問題。若倒座承擔(dān)小商鋪售賣功能，窗戶可以采用下懸窗的形式，窗板部分可向外水平擴(kuò)展展示銷售物品（圖12）。

4.3.2 采用雙層屋面

后院中新建廚衛(wèi)與前院倒座門房均采用磚混結(jié)構(gòu)的硬山頂形式，材料選用當(dāng)?shù)責(zé)Y(jié)磚，與窯洞材料相統(tǒng)一，將新老部分有機(jī)聯(lián)系在一起。采用這種簡單的施工技術(shù)可降低改造成本，加快施工速度。同時舊房中的一些廢棄磚瓦可以再次回收利用做基礎(chǔ)處理和庭院鋪裝，節(jié)約經(jīng)濟(jì)投入。

在平屋面的基礎(chǔ)上，鋪設(shè)20mm 厚、1:3 水泥砂漿的保護(hù)層，其上用磚布置立柱，在立柱上搭鋼筋混凝土檁條，最后在鋼筋混凝土檁條上鋪設(shè)混凝土預(yù)制板，與原有屋面形成雙層屋面，達(dá)到屋面通風(fēng)降溫的作用，以抵御夏季日曬炎熱[21]（圖12）。

在彈性功能拓展中，通過設(shè)計尺度合適的倒座以適應(yīng)當(dāng)下鄉(xiāng)村因人口變動而產(chǎn)生的各種臨時功能，并且以低技構(gòu)造方式使其具有良好的綠色性能。新建倒座的總面寬與窯院一致為10m，進(jìn)深為9m，其材料包含砌墻所需的磚、沙、水泥，預(yù)制的梁、樓板，屋頂鋪設(shè)的水泥瓦以及各類門窗，其所用材料類型與人工費(fèi)與加建后院廚衛(wèi)功能幾乎一致。經(jīng)計算，第三階段的總造價為83,124 元（表7）。

本研究將更新改造劃分為3 個階段，各階段的目標(biāo)分別為“安全、舒適、多元”，村民根據(jù)各自使用需求與經(jīng)濟(jì)水平來完成相應(yīng)的改造階段，每個階段均可在既有窯洞的基礎(chǔ)上改造升級后形成完整適用的新窯居（圖13）。3 個階段的造價分別為：32,057.7 元、60,696.3 元、83,124元，可以得出本適老化漸進(jìn)式更新方案總造價為175,878 元，本方案中改造對象的總建筑面積為230m2，新建部分建筑面積為108m2，經(jīng)計算得出，本更新方案平均造價為764.7 元/m2、新建部分造價為999.7 元/m2（表8）。從對澄城縣工匠鄭軍奇的訪談中得知，當(dāng)?shù)匦陆ㄆ椒康脑靸r為1400 元/m2，而本更新方案不論是整體平均造價還是新建房屋的造價均遠(yuǎn)低于當(dāng)?shù)卦靸r水平，能夠適應(yīng)當(dāng)下渭北臺塬地區(qū)老齡化村落的經(jīng)濟(jì)水平，滿足“低技低價”的設(shè)計初衷。

5 結(jié)語

14 磚箍窯改造后效果展示

表7 第三階段：彈性功能拓展造價計算，來源：澄城工匠鄭軍奇，陳磊 繪制

表8 窯居適老化漸進(jìn)式更新方案造價計算，來源：澄城工匠鄭軍奇，陳磊 繪制

渭北臺塬磚箍窯的天然缺陷使其無法適應(yīng)現(xiàn)代生活，缺乏科學(xué)理論指導(dǎo)的村民自發(fā)改造也使磚箍窯的發(fā)展偏離正軌。對于傳統(tǒng)民居的更新，要兼顧新農(nóng)村住宅兼有的“兩重性”，即既要在可負(fù)擔(dān)的經(jīng)濟(jì)條件下利用現(xiàn)代技術(shù)達(dá)到功能健全、合理舒適的居住狀態(tài)，也要滿足農(nóng)村住宅的居住文化需求[18]。在更新過程中需要始終秉持“采用當(dāng)?shù)厥┕に娇刹僮鳌?dāng)?shù)鼐用窠?jīng)濟(jì)可承擔(dān)、當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)風(fēng)貌可延續(xù)”的原則，主要應(yīng)對鄉(xiāng)村老齡化的社會背景，針對不同需求層次，將改造更新劃分為窯洞結(jié)構(gòu)保護(hù)、居住空間優(yōu)化以及對于多元功能的彈性拓展3 個階段。針對窯洞結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行保護(hù)和加固，保證居住生活最基本的安全性；通過生活空間的高度集約化形成集合居住單元，保證居住空間的舒適與老齡化需求；應(yīng)對鄉(xiāng)村人口結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)方式的變化，置入動態(tài)可變的彈性功能空間。通過上述3 個遞進(jìn)式策略討論磚箍窯適應(yīng)當(dāng)代鄉(xiāng)村生活的整體提升，實現(xiàn)窯洞的漸進(jìn)式更新，使渭北臺塬磚箍窯煥發(fā)新生，激發(fā)鄉(xiāng)村民居建筑的多重生命力。