浅析陕西窑洞与云南土掌房的异曲同工

浅析陕西窑洞与云南土掌房的异曲同工（1、2，昆明理工大学建筑与城市规划学院，云南昆明650500）摘要：本文通过陕西靠山式窑洞和云南土掌房在地形、气候、材料、建造等四个方面的对比，发现两者的相似之处。试图说明靠山式窑洞和土掌房异曲同工之妙，是因其对地形、气候的适应和与自然环境的融合所决定的。关键词：陕西；窑洞；云南；土掌房中图分类号：TU86文献标识码：A文章编号：AnalysiswhyShaanxicliff-caveandYunnanTuZhang-housecomefromdifferentplacesbutservethesamepurposeXuZi-shen1，WuZhi-hong2(1,2.FacultyofArchitecturalandCityPlan,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650500,Yunnan，China)Abstract:Thispaperrelyonthecomparisonoffouraspects—terrain,climate,material,construction—ofShaanxicliff-caveandYunnanTuZhang-house,tofindsomesimilaritiesbetweenthem.Trytoinstructcliff-caveandTuZhang-housethoughcomefromdifferentplacesservethesamepurpose,becauseoftheirsimilaritiesonterrain,climateadaptationandtheintegrationwiththenaturalenvironment.KeyWords:Shaanxi;cliff-cave;Yunnan;TuZhang-house1简介1.1窑洞窑洞是我国黄土高原地带特有的一种民居形态，也是我国原始穴居的成熟形态，在我国分布很广。按窑洞分布的密集度来划分,有晋中南窑洞区、陕西窑洞区和陇东窑洞区。而陕西窑洞区主要集中在陕北地区的延安和榆林。延安窑洞多为靠崖式窑洞；榆林地区兼有靠崖式窑洞和独立式窑洞。靠崖式窑洞，有靠山式和沿沟式两种。由于靠山式窑洞群体与土掌房村寨在外部形态上很相像，故本文仅对靠山式窑洞和土掌房在形态上进行比较研究。靠山式窑洞出现在山坡、土塬的边缘地区，背面靠山，前面有较开阔的川地。一般都沿等高线布置，呈现出曲线或折线型排列，与环境非常协调。有些山坡可以布置台梯式窑洞，形成层层退台，底层窑顶是上层窑洞前院，这样既丰富了空间层次又节约了土地。（如图1）1.2土掌房土掌房，主要分布在元江、峨山、新平、江川、红河、元阳、绿春等地，滇南哀牢山、无量山的高寒山区和红河流域、金沙江流域的干热少雨地区，是彝族(包括少部分傣族和哈尼族)一种极富特色的民居形式。以土木为原料，立木为柱，四周夯土为墙，或垒石、土坯为墙，外墙无窗或二层开小窗，平顶屋面用来晾晒谷物、歇息纳凉。彝族聚居村寨的土掌房，往往背靠高山，面对河流，七八十户人家的房屋集中连片，层层叠落、相互连通，远远看去鳞次栉比、甚为壮观。全村房屋墙连墙，下一家的屋顶即为上一家的场院，不仅空间层次丰富，而且也有效利用了屋顶平台。（如图2）从图1和图2可以看出，靠山式窑洞与土掌房村寨在整体上有着相似的空间层次、肌理和布局模式。相距甚远的两地为什么会出现形制类似的民居？这两个地区、两种民居之间有什么内在联系？亦或是它们各自形成、发展却得到了同一种形制？到底是什么使它们形成了“异曲同工”之妙？以下就将从靠山式窑洞与土掌房所在地区的地形地貌、气候、材料、建造等四个方面的对比来分析解答问题。2两种民居形式成因的比较2.1地形地貌陕北高原一般海拔在800—1500米之间，地势西北高，东南低。由黄土丘陵和黄土高原组成，形成了三种主要地貌特征：沟谷深切的黄土塬（如图3）；梁状峁状丘陵（如图4）；侵蚀剥蚀岩质山地（如图5）。靠山式窑洞是就是利用“黄土高原”的地形地貌，在塬上、丘陵上或山体上挖洞形成的。图1靠山式窑洞图2土掌房滇中南地区地形主要为海拔两三千米的山地和河流冲击形成的河谷（如图6），当地居民为了居住和种植方便，将大量的土掌房聚落依山而建，沿等高线平行、垂直或者偏转一定的角度进行布局，山脚和河谷冲击处则为农田，形成了“上边有坡养羊，下边有田种粮”的依山傍水、土肥草美的格局。现今滇中南地区的彝族一般居住在海拔1500—3000米的山区或半山区，地形错综复杂。两地相似的地形及其农耕要求，就需要民居依山就势，在顺应地形和节约建筑用地等方面做出空间上的回应。2.2气候陕北高原属暖温带冷温半干旱气候区，其中北部和西北部属冷温半干旱季风气候类型，东南部属暖温带半干旱季风气候类型。由于地势西北高，东南低，气温和降雨量从东南到西北递减，具有明显的地域性差异。地形地貌也导致了梁、塬、峁、沟地形中小气候的形成。土掌房大都分布在亚湿润型的边缘热带气候区。由于地形错综复杂，并且受纬度和海拔的影响，滇中南地区气候类型多种多样。玉溪市大部分是亚热带内陆高原型气候，其南部的元江河谷属于热带和亚热带季风气候；红河州的大部分地区属于亚热带高原季风气候。这些地区的立体气候特征均较为明显。图3黄土塬图4梁状峁状丘陵图5岩质山地图6山地河谷2.2.1气温表1为延安、榆林、玉溪、元江等地1971—2000年的温度（单位为：℃）统计。从表中可以看出延安、榆林冬冷夏热，气温年较差大；玉溪、元江四季如春，气温年较差小。但查阅资料可知，延安、榆林、玉溪、元江四地的气温日较差都较大，冬、春两季尤为明显。故两地民居在防寒方面的措施显示其对气候的应对和抵御，如生土材料的应用，窑洞内窑炕和土掌房中火塘的设置。2.2.2降水表2为延安、榆林、玉溪、元江等地1971—2000年的年平均降水量（单位为：mm）和降水天数（单位为：天）统计。从表中可以看出延安、榆林的年平均降水量低于600mm，降水天数也较少，而这正是发展黄土窑洞的先决条件。而玉溪、元江的年平均降水量均小于1000mm，在全国范围内相对而言，也算是很低的，并且土掌房屋顶以粗细不等的横木分层覆盖，用树枝、柴草铺平后，再以泥土分层夯实，面层涂抹平滑，整个屋顶面结实平整不漏雨。故降水少及民居防水工艺是土掌房发展的先决条件。2.2.3日照延安年平均日照时数为2448.6小时，年日照率为55%；榆林年日照时数在2600—2900小时范围内；元江年平均日照时数为2139.3小时；峨山年平均日照时数为2286.9小时，年日照率为52%；玉溪年平均日照时数在2100—2300小时范围内。无论是陕北高原还是滇中南的广阔山区，都有着较高的日照强度和紫外线强度。所以对于夏季避暑、遮阳是这两个地区所需解决的同样的问题。2.3材料靠山式窑洞与土掌房所采用的建筑材料都是天然的生土，所不同的是由于地地区年平均温度1月平均温度7月平均温度极端最高温度极端最低温度延安9.9-5.523.138.3-23.0榆林8.3-9.423.338.6-30.0玉溪16.08.820.832.6-5.5元江23.716.828.542.2-0.1表1(资料来源：中国天气网)地区年平均降水量年平均降水天数延安510.781.6榆林365.765.1玉溪918.4132.1元江796.3123.4表2(资料来源：中国天气网）理位置的南北差异，靠山式窑洞所用的是黄土，在黄土高原上直接横向挖洞；土掌房所用的是红土，制作夯土后利用。陕北高原是我国黄土高原的主要组成部分，黄土层发育成熟的地区，厚度大，且各个地质时期形成的黄土层俱全。黄土层由下向上对应地质年代由远及近，依次为：午城黄土、离石黄土、马兰黄土以及次生黄土。其中离石黄土层厚度大，土质密实，力学性能好，是挖掘黄土窑洞的理想层位，挖出的窑洞一般都不会坍塌。陕北的许多靠山式窑洞均建在山腰和山脚下，且质量较好，就是由离石黄土层的分布所决定的。云南山多地广，有“美丽的红土高原”之称。无论是高山、河谷、平坝都有很厚的土层，红土的资源十分丰富，而且多数地区土壤带胶性，含砂量小，是十分适宜的建筑材料。且土掌房分布地区，土质细腻、干湿适中，土层深厚容易挖掘。相对其他天然材料，土的分布最广，方便易得，经济实用，拌水成泥，可以粘结、成型，是一种天然的可塑性材料。故彝族祖先选择了红土作为他们的建筑材料。2.4建造图7.靠山窑剖面图8.土掌房剖面图9.窑洞的拱形图同样都用土作为建筑材料，一个是挖土造成的窑洞，一个是用夯土构建的土掌房，靠山式窑洞和土掌房分别用了哪些建造方法来达到自身的牢固、耐用？窑洞拱顶式的构筑，符合力学原理，顶部压力一分为二，分至两侧，重心稳定，分力平衡，具有极强的稳固性。拱形结构也加大了内部的竖向空间，使人们感觉开敞舒适。为了住着放心，有人也在窑洞里使上木担子撑架窑顶。其实只要选择在离石黄土层，利用其直立性能好的特点，再加上拱券结构，就不必担心靠山式窑洞会发生坍塌。（如图7、图9）土掌房墙体以泥土为料，修建时用夹板固定，填土夯实逐层加高后形成土墙，有的用石头做墙基。房内立木为柱，木柱之上架横梁和檩木，檩木上铺设木板或劈柴，其上再铺垫竹枝松毛，然后抹上一层稀泥。最上面再用深层、无杂质泥土加1%的石灰混拌平铺、洒水夯实至10余厘米厚，周围再以2、3厘米厚的石板出檐即可。彝族土掌房采取木构架和土墙同时承受屋顶重量的办法，梁柱之间有榫卯相扣，梁架较为坚固，墙壁厚重结实，对战争、地震等灾害有一定的抵御作用。（如图8）3影响靠山式窑洞与土掌房形式各因素的相似之处3.1陕北高原地区是高纬度、低海拔，滇中南地区是高海拔、低纬度，这使得两地在小气候上有一些相似。且两地的地形地貌中的丘陵、山地均较多。两地民居在顺应地形、节约建筑用地方面体现了其智慧。3.2通过气温、降水、日照等三个方面的气候分析可以知道，土掌房分布地区干热，窑洞分布地区冬季干冷、夏季干热。滇中南地区昼夜温差可达12一20℃，陕北各地温度平均年较差可达29℃，冬春平均日较差也在15℃左右。两地温差都较大，平均日照时数都较长，都有着较高的日照强度与紫外线强度。在这种较为相似的自然气候下，两种不同民居对御寒、保温、隔热、遮阳就会有同样的要求。3.3在用材上两地都采用了土质技术，土的保温、隔热、防寒、防风、防火以及隔声性能都很好，所以靠山式窑洞和土掌房都能起到冬暖夏凉的作用，其防火性能也很好。黄土的垂直剖面具有很好的直立性，是一个整体的平面，而夯土密实，夯土墙也夯实为一个整体。3.4靠山式窑洞和土掌房都运用了敦厚的土墙和平屋顶，并且开窗都较小，都以封闭的方式保温或隔热。土墙和平顶都有很好的隔热性，窗户的减少又降低了太阳的辐射量，加强了冬暖夏凉的作用。4总结民居建筑以安全舒适为其根本目的，充分适应了当地的气候环境，针对地形地貌选址，就地选材，真实地反应了地形、气候、材料等对民居建筑造成的影响。在地形和自然气候的影响下，材料的选择使靠山式窑洞和土掌房因具有良好的隔热、保温性能和冬暖夏凉的特点，显示出极大的优越性，被当地居民所广泛采用。民居的特征之一就是因地制宜。靠山式窑洞和土掌房都与周围地形环境结合，层层叠叠，像梯田一样，完全融入了大自然中。靠山式窑洞和土掌房无论是从选址、选材和建造方面都有些异曲同工之妙，而对地形、气候的适应和与自然环境的融合就是这些相似点的决定性因素。靠山式窑洞和土掌房的建造智慧，无论是从整体聚落、单体建筑，亦或是建造技术方面，都对现代生土建筑和山地民居有着重要的借鉴意义。参考文献[1]侯继尧,任志远,周培南等.窑洞民居(第一版)[M].北京:建筑工业出版社,1989年[2]张涛,刘加平,王军等.传统民居土掌房的气候适应性研究[J].建筑科学.2012年4月,第28卷第4期:76~81[3]高雪雷.“物竞天择”—云南、陕西民居建筑比较研究[D].河南:河南大学,2012年[4]杨大禹,朱良文编著.云南民居[M].北京:建筑工