（中交第一公路勘察設計研究院有限公司，西安，710075）

 

    陜西地處我國中部，歷來是我國東部與西北、西南聯系的交通要道，也是著名的古絲綢之路的起點。由于自然條件、社會經濟發展水平、地方建筑材料和生活習慣等不同，三個地區的建筑布局與風格各有不同。關中夏季炎熱，冬季較冷，民居的特點是庭院南北較長，以免日曬。陜南多雨、夏季濕熱，院門居中者較多，以利庭院通風。陜北黃土層厚、雨量少、冬季嚴寒、生活比較貧困，民居以生土窯洞居多，外部封閉以御風沙嚴寒，院落多以利冬季日照，大門偏設以減小穿堂風。

 

    陜西傳統民居以合院式為主，但因氣候及地理條件的不同合院的規模和形制有所不同。關中民居一般都沿襲著傳統合院式基本布局形式，但不同的是一般用地較窄，內院狹長，用地面寬為8~10米，進深約20米。當院落坐北朝南時，大門一般開在東南角。門房和正房的開間尺寸多為3米（也有的加大明間尺寸），進深一般為5到7米；廂房的開間與進深尺寸都為3米左右。這樣的尺寸可以做到正房與廂房的尺寸相互協調，院落平面布局嚴謹完整。

 

    人類為滿足自身的需求向自然界索取時，離不開必要的技術手段。建筑技術即就是對一定的建筑材料按其性能與建筑功能需要進行加工改造、組合構筑的方法和技藝。陜西的傳統民居的構筑技術主要有土筑墻、磚墻以及瓦屋面等形式。

 

    用土做建筑材料是傳統民居最常見的形式，因土可就地取用，價格低廉，構筑也十分方便，雖有強度不高，易吸水，易軟化的不足，但卻具有良好的保溫隔熱性能．所以在干旱和半干旱地區使用最為普遍。土筑圍護構件可分為以下幾種類型。

 

    a.夯土墻(也稱板筑墻)

    夯土墻是種古老的墻體形式，其施工技術是在土墻兩邊設支撐，厚度依地區和土質的不同而不同，兩側的棍模或椽模用繩子捆在一起，也可以用木板代替木棍或椽子作側模，把土填入側模之間的空間加以夯打，用木錘反復拍打堅實，常常按每兩米長分段施工，分層夯實 (圖1)。

    b.土坯墻

    土坯墻用土坯砌筑，土坯的做法是由粘土、碎草膠合在一起，裝入模內拓成原型經曬干而成，其尺寸各地不同，常見是：39cm×300cm×80cm，墻厚30cm 左右。土坯墻需要分層錯峰壘砌（圖2），由同樣成份的泥漿作粘結材料，砌成后墻面用麥草泥抹面。

 

    c.土筑墻

    夯土和土坯結合，一般做法是下部墻體（約為墻高的2/5或3/5）做夯土墻，上部砌土坯，每隔3~4層土坯砌一層青磚加固墻體。

 

    隨著人民生活水平的提高，磚墻已經普及到了全國各地，在有的地方已完全取代了夯土墻和土坯墻，其砌筑方式很多，在陜西地區主要有:一頂一順式、一頂多順式、每皮頂順相間式等，其粘結材料采用水泥砂漿。因其制作工藝的不同而分為青磚和紅磚。

 

    陜西民居的屋頂除正房外大都采用單坡屋面，屋頂形式以硬山居多，在陜北和關中地區屋面只做仰瓦，其構造為在椽上鋪葦箔或牛毛氈，其上鋪厚厚的苫泥，將瓦鋪于其上。而陜南民居因為其氣候關系，屋面直鋪冷攤瓦。即在椽上干擺陰陽瓦，僅起防雨的作用。

 

    圍護結構是介于室內外環境之間的圍護實體，是建筑物抵御外部環境影響，確保室內環境優良的前提條件。與室內外熱濕環境相關的圍護結構特性有：

    4.1圍護結構總傳熱阻R₀

    4.2圍護結構傳熱系數k₀

    k₀=1/ R₀

 

    4.3熱惰性指標D

    單一材料圍護結構或單一材料層的熱惰性指標D值：

    D=RS

    多層圍護結構的熱惰性指標D值：

D=D₁+D₂+……+D_n=R₁S₁+ R₂S₂+……+ R_nS_n

    4.5圍護結構的熱穩定性

    圍護結構的熱穩定系數φ_s的計算公式為：

                                 

    經過實地調研，現分別對具有代表性的民居進行熱工性能計算，計算結果見表1。

圍護結構	地點	構造做法	熱阻R	蓄熱系數S	總熱阻R0	熱惰性指標D	內表面蓄熱系數Yif	熱穩定性系數φs
土坯墻	延安	20mm草筋灰	0.13	2.79	1.53	13.58	4.81	9.20
		700mm土坯（400×350×100）	1.27	10.12
		20mm草筋灰	0.13	2.79
	西安	15mm厚草筋灰	0.10	2.79	0.75	4.45	5.03	4.72
		300mm土坯墻（390×300×80）	0.38	10.12
		15mm厚草筋灰	0.10	2.79
	漢中	10mm厚草筋灰	0.07	10.07	0.59	3.36	6.34	4.67
		400×230×60mm土坯	0.29	10.12
		10mm厚草筋灰	0.07	10.07
夯土墻	延安	2000mm夯土	2.15	11.03	2.43	24.07	4.95	15.03
		20mm草筋灰	0.13	2.79
	西安	490mm夯土	0.53	11.03	0.84	6.13	5.62	5.90
		15mm草筋灰	0.10	2.79
	商縣	430mm夯土	0.46	11.03	0.68	5.27	6.53	5.55
		10mm草筋灰	0.07	2.79
	漢中	400mm夯土	0.43	11.03	0.65	4.94	6.53	5.31
		10mm草筋灰	0.07	2.79
磚墻	陜北	370mm粘土磚砌體	0.49	9.96	0.66	5.08	9.98	8.23
		20mm厚石灰砂漿	0.02	10.07
	關中/陜南	240mm粘土磚砌體	0.32	9.96	0.49	3.39	9.98	6.11
		20mm厚石灰砂漿	0.02	10.07

屋面構造做法	總熱阻R0 (m2·k)/w	傳熱系數k w/(m2·k)	熱惰性指標D	內表面蓄熱 系數Yif	熱穩定性系數φs
1500㎜的夯土，50㎜的草泥漿	2.09	0.48	18.68	2.93	7.65
瓦、椽檁、吊頂，單坡屋面	0.27	2.22	1.24	6.01	2.02
瓦、草泥、椽檁、吊頂，單坡屋面	0.89	1.12	4.97	6.36	7.08
瓦、草泥、椽檁雙坡屋面，吊頂內40mm聚苯板	2.12	0.47	5.60	4.91	13.01

 

    影響圍護結構熱工性能的因素很多，概括起來講主要應包括以下幾個因素，當地的經濟條件及自然資源、氣候因素等。

 

    5.1當地的經濟條件及自然資源

    本省的建筑材料主要有木、石、磚、葦箔等，大部分土壤適宜于夯筑，因此民居中的夯土墻及土坯墻占的比重較大。這類夯土墻、土坯墻多年后拆舊換新，成了優質的農家肥。陜南及陜北地區也出產石板、石塊。石板用作屋面，石塊石條用作砌墻、鋪路等。

 

    5.2氣候因素

    氣候因素是影響民居圍護結構熱工性能的主要因素，其中包括風、濕、溫度等因素。

    風：風速和風向從兩方面來影響建筑物的熱狀態，它決定著建筑外表面的熱阻大小以及建筑物總的熱平衡。

    濕：就濕度對建筑物的熱反應而言，其主要影響在于使多孔材料的含濕量發生變化，因而影響其導熱性能。

    溫度：溫度是影響圍護結構熱工性能的主要因素，主要是通過圍護結構的尺寸、構造形式來影響圍護結構的熱阻、熱惰性指標和熱穩定性。陜西地區各地溫度參數如表3所示：

溫別 站名	年平均溫度	1月份平均溫度	平均年較差	極端最高溫度		極端最低溫度		極端 較差
				最高值	日期	最低值	日期
延安	9.3	-6.7	29.6	39.7	1952.7.29	-25.4	1956.1.23	65.1
西安	13.3	-1.3	28.0	41.7	1966.6.19	-20.6	1955.1.11	62.3
商縣	12.9	-0.1	25.2	39.8	1966.6.21	-14.8	1967.1.16	54.6
漢中	14.3	2.0	23.9	38.0	1953.8.18	-10.1	1957.1.14	48.1
安康	15.7	3.1	24.6	41.7	1966.7.20	-9.5	1967.1.16	51.2

 

    陜西大部分地區屬于寒冷地區，既要滿足冬季保溫又要兼顧夏季隔熱的要求，所以由以上分析可見，陜西傳統民居圍護結構熱工性能存在其固有的內在規律：

    （1）、民居圍護結構的熱工性能主要受當地溫度的影響，熱工性能的變化規律與溫度的變化規律相同（圖3,4）。

    （2）、民居存在與變化的根本任務是創造良好的室內環境，抵御自然環境對人類生存的影響。陜西因其特有的地理以及氣候因素，決定了該地區的民居具有不同的構造形式。

[1]  劉加平. 建筑物理[M]. 北京：中國建筑工業出版社，2000.

[2]  孫大章. 中國民居研究[M]. 北京：中國建工出版社，2004.

[3]  陸元鼎. 中國民居建筑[M]. 廣州：華南理工大學出版社，2002.

[4]  GB 50176–93民用建筑熱工設計規范[S]. 北京：中國計劃出版社，1993.

 

 

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)