地理位置 气候

建筑类型 特点 演变发展 形成机理

文化性

形成的格局 形成原因

选址原因 生存条件（水 食物 防御 宗教） 发展前景

民居形态与生活方式的关系1，功能使用2，环境（人文环境 自然环境） 内部环境 院落 小气候 地势 环境观念 3，自身看法 生活 社会

新农村 规模 生产方式 当地承载力

黄土高原是一种独特的地貌景观类型, 具有塬、峁、墚、沟等地貌形态。黄土高原上的窑洞就像是从土地中“生长”出来的, 或星罗棋布地隐避在黄土峁、墚之下, 或顺着沟坡谷地自然展开, 最大限度地与大地形态融为一体。

聚落布局的形成条件

中国窑洞, 起源于石器时代的穴居, 半穴居时期。原始先民发现自然洞穴的空间适于居住, 具有遮风避雨、御寒抗暑及防卫的功能———穴居文化的真正起源便是从这一发现开始的。黄土质地疏松、垂直节理发育, 具有良好的整体性和适度的柔软性, 使用简单的石器工具就可以挖掘成洞穴, 于是黄河流域的先祖们由洞穴而窑洞、由窑洞而窑居, 用最原始的挖掘工具, 在黄土中凿出一座座建筑。

.聚落布局的文化

我国是一个季风气候盛行的国家, 夏季盛行偏南风, 温暖湿润; 冬季盛行偏北风, 寒冷干燥。加之处在北半球, 阳光从南面照射而来。因此, 窑洞建筑普遍采用坐北朝南、背山面水或背崖面水的模式。河南省具有代表性的窑洞康百万庄园, 依“天人合一、师法自然”的传统文化观念进行选址, 经历代陆续营造, 其总体结构至今依然完整。其布局沿袭了传统的四合院格式, 随山坡顺势巧妙地利用地形, 使每个院落都有窑洞存在, 而且多作为正房来使用。

因材致用的生土材料

窑洞民居的营造可以充分利用黄土高原得天独厚的深厚土层, 这种黄土堆积层最深达 200 m,在千百万年风雨侵蚀和雨水冲刷下形成了无数峭壁、地沟; 黄土节理垂直, 二三十米高的土崖峭壁仍能直立, 不易坍塌, 具有良好的整体性、稳定性和适度的可塑性。同时, 黄土运用简单的工具就能挖掘、施工, 从而可以最大限度地利用原状土体作为窑壁、窑顶; 挖出来的原土, 可以通过版筑作为院墙、隔墙, 或打成土坯, 砌筑洞口墙和火炕, 烧制土砖镶边, 用以防水, 并起到一定的装饰作用; 还可以用来做土踏步、土照壁、土桌、土花池等土构件或土家具; 多余的土还可以用于平整耕地, 垫坡填坑。可以说, 窑洞民居把“土”这种材料用到了极致。

一种常见的窑洞形式是靠崖窑洞。人们在天然黄土崖壁上向内开掘, 挖出横洞, 往往数洞连构, 可上下构成数排, 每排由若干窑洞一字排列, 成为台阶式窑洞组群。人们一般将洞前的场地平整成坝, 用砖石砌成挡土墙, 作为室外活动空间。因此, 整个村落的人居环境, 无

论室内还是室外, 都紧紧地依附于自然山势。这样一方面可节约可耕用地, 保持水土; 另一方面可在沟壁上种植绿化, 阻止了冲沟的扩展。从环境建筑学的角度看, 这是完美的、不破坏自然的生态建筑。

另一种常见的窑洞形式为下沉式窑洞。在无崖地区或无自然崖面可掘窑时, 人们就向地下开挖窑洞院落, 通过斜坡道与地面联系。其建造观念深受四合院形制之影响, 一般正崖上横向挖出并列的三眼窑洞, 两侧为耳房。主室为老人、家长居住, 子女多住于西窑, 东窑为厨房、仓库之类。下沉式窑院以其内向的空间体现着中国式庭院的向心性: 一方面是绝对封闭, 各窑洞单体均为土坯墙体, 开窗较少, 窑院与公共街道空间、自然环境与人工空间等都在空间上加以区分; 另一方面是相对开敞, 即所有房间都围绕一个内院, 门窗都朝向内院, 以庭院将各个分散的居住空间联系起来, 人们在庭院内饮茶谈天, 充满安静舒适的气氛。

舒适安全的室内环境

温度

我国西北部的晋西北、陕北等地, 偏居内陆,大陆性气候较为明显, 昼夜气温变化大, 为干旱、

半干旱地区。常年平均降水量不足 640 mm, 年平均气温 12.7℃, 7 月份平均气温 26.1℃, 1 月份平均气温 - 1.7℃, 极端最高气温 41℃, 极端最低气温 - 17℃。在这样不利的自然条件下, 居民利用当地土层丰富、气候干燥的特点, 充分发挥土体隔热和蓄热的双重功能, 开凿窑洞。炎热的夏季, 由于土体吸收了热量而使室内气温低于室外气温; 寒冷的冬季, 又因为土体向室内散发热量而使窑洞内的温度高于室外气温。通过这厚厚的土层, 朴素的窑洞冬暖夏凉, 使居民在并不理想的自然条件下, 无需任何现代化设备, 却能获得类似于今天空调器的效用, 既节约了能源,又创造了较为舒适的室内生活环境, 堪称巧妙处理室内热环境的典范。

照明

窑洞的内部空间布置也十分注重对阳光的利用。一般作为主要居室的窑洞总是朝南, 或略偏东南和西南, 因此临窗炕就成为农家最常见的内部设计, 以便于充分采光: 冬季的阳光可直接照在炕上, 使人觉得温暖; 夏季的阳光却照不到室内, 使人感到凉爽。

防噪声

窑洞深藏土层中或用土掩覆, 可不受交通噪音和邻居噪声的干扰, 给居住者提供了安静的环境。同时, 还能防辐射、防震、防火、防风, 微气候稳定, 是天然节能建筑的典范。

窑面，这唯一的立面真实地反映出拱形结构的特征和门窗的装饰艺术。从最简朴的水波纹和耙纹装饰、草泥抹面到砖石砌筑窑面, 再发展到木构架的檐廊装饰, 历代工匠都将心血倾注在窑洞的这唯一的立面上。各地窑洞拱形曲线不尽相同, 但不外乎尖拱、半圆拱、抛物线拱等型制。在这些拱形曲线内的构图中心, 则是门窗。

传统窑洞民居的选址受地形影响很大，分布零散，与城市高密度的现代建筑相比，其容积率非常低，不便于基础设施的集中建设和集中管理。这种在空间布局上的分散性与现代化城镇集约化发展的趋势相矛盾，影响了传统窑洞民居在城镇中继续存在的可能性

室内采光 传统窑洞仅在前部开窗，单面采光；同时出于结构安全考虑，一般开窗较小(图1)，造成室内后部采光不足、光线昏暗。

室内通风

传统窑洞建筑属于单面进风，内部通风不畅，空气质量差，后部容易泛潮。

（3）空间形式

随着经济发展和人民生活水平的提高，农村的生产、生活方式也在逐渐改变，住户对建筑功能提出了更多的要求；而传统窑洞空间形式单一，功能简单，在很大程度上已经不能满足现代生活的需求。例如，一些农户希望家里有单独的起居室和餐厅，供家人交流、会客、吃饭等；而传统窑洞则多为起居、餐厅、卧室完全融合的多功能空间。如今，相当一部份农户开始使用现代家电和家具；而传统窑洞一般面宽较窄、起拱较低，其室内空间尺度不能满足摆设大型组合家具的要求。

但在陕北很多地区人们还是开始“弃窑建房”。调查显示其主要原因有两个方面：①与传统窑洞相比，普通砖混房屋造价低、工期短、“出房率”高（例如修建三孔窑洞的用地面积完全可以修建4开间的砖混建筑）；②窑洞被视为贫穷落后的象征。

窑洞内部有明确的功能分区，包括起居室、卧室、厨房、卫生间等，克服了传统窑洞空间单一、功能混杂的缺陷；

新建窑洞在后壁设有采光井、通风口（图10~11），有利于改善传统窑洞室内

通风换气不畅、采光不足、潮湿阴暗等问题，提高了室内的舒适度和卫生条件。同时利用屋顶平台作为室外交流和活动场地，创造了和谐、友好的住区氛围。

建筑材料

黄土高原地区的地方性建筑材料广泛采用黄土!石材和砖材"。黄土的良好的蓄热性能和较小的导热系数是其最明显的优势"。由于黄土具有质地均匀!抗压抗剪强度较高的物理特征和结构稳定性,适合于干旱少雨地区的开挖利用。"黄土与石材直接取之于当地,可用于建窑!砌火炕或挖土脱坯烧砖,而且一旦废弃,还原于环境,对于生态系统的物质循环过程毫不影响,符合生态系统的多级循环原则,可称为天然的环保型建材,并由此形成了相应的建造技术"。

冬季白天,围护结构吸热储存,夜晚再向室内释放,室外温度波动对室内的影响极小,保证了室内相对稳定的热环境"这就是人们熟知的窑居冬暖夏凉的最根本的原因"

石材在黄土高原的丘岭!沟壑区资源丰厚,力学性能优越,开采方便,加工容易,是该区不可多得的地方性绿色建材"。砖材的原材料主要是粘土,因此砖实质上是黄土材料的延伸材料,。

建筑结构

窑居建筑主要结构型式是拱型支撑结构(图.428),其中包括砖石拱和土基结构两种结构类型"

¹砖石拱结构(独立窑) 土基结构 土基结构常见的有两种结构形式:一种是土基土坯拱结构,一种是土基砖拱结构"

火炕

当地的人们一般多是利用火炕进行冬季采暖"火炕与灶台相连,以柴草!煤炭作燃料,一把火既烧饭又取暖,利用烧饭产生的余热和烟气在火炕烟道中传递给土炕,并发挥土炕的蓄热性能,利用其表面向室内辐射热量"土炕具有散热均匀的优点,对冬季人体的舒适健康有利"。火炕通常布置在厅室的窗户下,这样做不仅是利用窗下良好的日照采光来安排日常生活,更可以在冬季使由窗户渗入的室外冷空气得以预热,防止较冷的空气对人体的影响"

朴素的建筑装饰

南向立面是整个窑居建筑的视觉中心,俗称窑脸"它既反映了拱形的结构受力特征,又展示了其装饰艺术"无论经济条件如何,居者总是将窑脸精心装饰一翻,从最简朴的草泥抹面到砖石窑脸,再发展到木构架的檐廊木雕和花墙,均体现了居者的喜好与民俗风清"

（黄土地区窑洞的历史、现状及对未来发展的建议*）

1．4 窑洞文化——剪纸和炕围子画

在窑洞的发展过程中,同时也产生出了许多具有浓郁地方特色的窑洞文化。其中最具影响力的便是剪纸,那活灵活现,惟妙惟肖的剪纸令无数人赞叹不已。剪纸的种类有窗花、炕壁花、窑顶花、神龛剪纸、婚丧剪纸等,在不同时间和场合贴不同的剪纸。另外还有炕围子画,它是在炕周围墙壁上用黄色、天蓝或粉绿打底,以线条图案圈出边框,边框内间隔画长方格,绘上花草鸟虫、山水或人物故事画面,多寓意富贵吉祥、平安幸福等等。炕围子画是一种实用性的装饰,它既可以避免炕上的被褥与墙壁直接接触,保持清洁,还能美化窑洞内的观感。

图3 独具魅力的陕北剪纸

生土建筑是指主要用未焙烧而仅作简单加工的原状土为材料营造主体结构的建筑,因此,它不完全具有生土建筑绿色环保的优势。

（论陇东窑洞的文化艺术价值）

(一)陇东窑洞是原始居住形式的发展

1.窑洞历史。陇东庆阳是中华民族的发祥地之一,在我国五千年的文明历史长河中,勤劳智慧的庆阳人,创造了优秀灿烂的古代文化,也创造了陇东独特的黄土窑洞居住文化。窑洞,这种原始社会穴居文化的产物,被庆阳人世世代代改进发展,成为此地传统的居住形式。

在人类的进化过程中,随着原始人改造自然能力的提高,将山洞作为栖息地已极大地限制了人的生存空间,在人们逐步走出了山洞后,原始穴居形式并没有随着征服自然的进程而消亡。以下史料可以窥到窑洞在文明历史演变中的一些记载:

(l)据考古人员研究分析,西北黄土高原的陇东地区原是广裹森林的一部分,生活着黄河古象等热带动植物。但随着地壳运动和地球气候的转变,自然气候发生了巨大变化,森林消失,地表植被遭到了破坏,长期的水土流失形成了大量的黄土残源和沟豁山区。由于这一地区干旱少雨,树木稀少, 致使人们修建房屋时,所需的木料如房梁、房脊、门窗材料及椽棒等紧缺,不能满足人们的需求数量。这时人们重新审视了土窑洞,认识到了窑洞是人们的最佳居住地。

(2)在秦汉时的古籍中已有了“凿地为窑”的记载。1981年在甘肃省庆阳地区宁县阳洼仰韶文化遗址中,就有一处类似窑洞式居址[l],这正是陇东窑洞最早的雏形,距今有五千年左右,是现今发掘出最早的陇东窑洞。

(3)((诗经·大雅·绵》中载周人迁岐以前是“陶复陶穴、未有家室”这里的“陶”与窑洞同义,可以看出,这时候已经有了“陶”(窑洞)的居住方式。

(4)周先祖不窗在古称北幽的陇东庆阳创建了周朝和农耕文化,不亩的名字与居住窑洞有密切的关系。在《说文解字注》中有:“王,大也,,,“巫”与“不,,同音,“不,,字在远古以“巫”出现。《说文》中“宙”释义为:物在穴中,从穴中出。《辞海》中说“宙”同“窟”,意思是人们或动物在窑洞这种土室中生活,又从窑洞中走出的现象C,因此,不窗的意思是指住在山洞、窑洞的人la]。可以推断,周先祖不全在当时居住的是窑洞,同时对先民们居住的窑洞的改型进行了推动,由于他的特殊贡献,人们为了感激和永远记住他的功德,将他的名字叫为不宙。

陇东为干旱、半干旱地区,冬季严寒,夏季酷暑,最冷时气温一18OC,最热时气温40OC左右。在炎热的夏天,热量被黄土表层吸收,黄土深层的窑洞内凉爽,窑内温度低于地表十几度。在严寒的冬季,地热温度由里往外发散热量,窑洞内的温度又高于室外。据测算,夏季窑洞内的平均温度要比室外的平均温度低13OC、14OC;而冬季窑洞内的平均温度要比平房的平均温度高4’C、8OC左右。同时,由于窑洞内距地表有6~8米左右的距离,这样又保持了窑洞内温度在隆冬和盛夏季节的相对稳定。在这样不利的自然条件下,居住窑洞正是利用了黄土层厚、气候干旱的地理特点,发挥了土层在夏季隔热、冬季蓄热的功能,显示出了陇东窑洞冬暖夏凉

的功能,创造出了巧妙处理室内环境温度的典范。明代诗人李梦阳曾诗云:远来君子到此庄,休笑土窑无厦房;虽然不是神仙洞,可爱冬暖夏天凉。陇东窑洞是陇东人利用当地的地理环境,顺应自然,因地制宜,以最简便、最经济、最适宜的方法创造出来的实用、舒适、理想的居住环境。

(四)陇东窑洞的文化意蕴及其独特的窑洞民俗文化

1.陇东窑洞与周易文化。三十年以前,陇东的黄土源上一望无垠,在地平线之上看不到人家,原因是人们的窑洞都修建在地平线之下,所以有下沉式建筑之说。要找到人家,还得凭着在当地生活的常识和经验,先找到有一丛丛树木的地方,然后找到通往树丛的一条被人们走得失去了黄土本色的白色的土路,顺着土路才能找到住在地坑庄里的人家。这一切,让未见过窑洞的人有无限的遐想,会自然产生对神秘窑洞的向往。

周易文化是修挖窑洞的指针。庆阳是周文化的源头之一,《易经》里的文化理论在这里根深蒂固,由此产生了靠此手艺谋生的阴阳先生,在修庄院、凿窑洞之前,请阴阳先生根据阴阳八卦测定位置十分重要,一些人家在遭遇灾难和生病以后,往往将原因归结在选择住宅地址是否正确上,认定修挖窑洞的方位可以决定这家人的生活幸福安康、家业兴旺。这样,形成了人们对神秘的周易文化的崇拜和对于周易文化的信赖。这种崇拜和信仰虽然有很大的迷信成分,但也说明在陇东特殊的环境中, 周易文化有深远的影响。

2.陇东窑洞与“天人合一”哲学思想。中国传统的“天人合一”哲学思想在陇东窑洞里得到了充分的体现。“天地与我同生,而万物与我为一”(《庄子·齐物论》)。人就是宇宙,人的头为天,脚为地,天圆地方,顶天立地,通天通地。陇东农民们每天脚踏着黄土地,头顶着蓝天,在自然生态与泥土中共呼吸,他们脸膛红亮、心情开朗、体格健壮而长寿。在自然平和的情绪中与窑洞、黄土相处。他们在黄土中生、在黄土中长,在黄土中生产耕作,在黄土窑洞中吃住生活,祖祖辈辈,年复一年,日复一日,生生死死··,…蓝天、黄土地、窑洞、人融合为一体。他们的劳动汗水、他们的情感、他们的精神都寄托在风调雨顺后土地的慷慨回报上,最美好的追求就是窑洞里的粮囤满满的。人们的喜怒哀乐,一切都包容在天高地阔的尘埃和岁月的流失中,溶化在黄土和窑洞里。天地中有我,我在天地中,天地、物我两相忘,天地、物我两相融。

3陇东窑洞和独特的窑洞民俗文化。陇东地理位置偏僻、交通闭塞,形成了文化封闭、世代相传的小生产自然经济结构,原始的生产形式和原始的文化形式在这里得到延续。

由于人们长期在窑洞内居住,所以生活习惯和民俗与窑洞紧密相连。农家婚娶时,在窑洞窗户上剪贴窗花,在院子里请来鼓乐手,唱秦腔、唱陇东道情、唱眉户戏,新娘要被背进窑洞。陇东皮影戏是在窑洞里产生和发展的,也是在窑洞的煤油灯下演唱的,因此,当窑洞里电灯代替了煤油灯之后,皮影戏也就逐渐在农家消失了。著名的庆阳剪纸艺术和陇东香包都是妇女们在窑洞里完成的。可见,在窑洞里产生并形成了特殊的陇东窑洞民俗文化。因为陇东的民间艺术和艺术形式离不开黄土地,更离不开这些民间艺术的“沃土”—窑洞,它们一与黄土,与窑洞的“土味”是相统一的。这里独特的民俗文化形成了独特的民间艺术形式。

（黄土地区窑洞建筑中结构稳定性的研究）

2.3 窑洞的分类

窑洞按照所用的建筑材料的不同可分为:土窑、石窑、砖窑和接口窑四种。土窑洞是窑洞的原始状态,即建筑的四周都是用土建造的,充分利用了土这一建筑材料的热惰性和热阻系数大的优点,使土窑洞有很好的保温和恒温的能力。石窑在陕北一带较为常见,因为那一带的山多为石头山,在山壁上打洞或用石头来箍建窑洞也是一个很好的选择,不仅可以充分利用当地材料,而且建造工艺简单,再加上用石头可以保证窑洞的稳定性。砖窑就是用砖和灰浆砌的拱式窑洞,结构及优点与石窑大同小异。在煤炭富足石料缺乏地方,烧砖建窑当然方便。砖窑美观整齐,备料易施工速度快,但造价高。砖窑的缺点是保温性差,砖块年久老化,窑洞使用寿命相对石窑要短。接口窑即是在原土窑开扩窑口,按窑拱大小加砌 一、二米石头或砖做窑面,在正式挖窑前于斩截的崖面上接砌砖石接口,也可在挖好后或居住一段时间后进行。

从建筑的布局结构形式上划分窑洞有靠崖式、下沉式和独立式三种,本文重点介绍这三种形式的窑洞。

2.3.1 靠崖式

靠崖式窑洞(如图 2.8)是直接依山靠崖挖掘横洞,即在崖边垂直向下挖一立壁,再按水平方向向立壁凿挖窑洞,凿挖深度一般在 7~8m,也就是窑洞的进深,顶做成圆拱形,进口安上门窗就成了一间土窑。因为它要依山靠崖,必须随着山体的等高线布置才更为合理,所以靠崖式窑洞常呈曲线或折线行排列,这样顺山势挖窑洞既减少了土方量, 又使窑洞的稳定性得到了保证,同时又取得了生态环境相协调的效果。

图 2.8 靠崖式石窑洞

按照山坡面积和山崖的高度,有些地方可以布置几层台梯式窑洞,或数洞相连,或上下数层,有的在洞内加砌砖劵或石劵以防止泥土崩塌,或在窑外砌砖墙,以保护崖面,组成院落。

按其所处的地形,有的靠山、有的沿冲沟、有的沿原边,随等高线布置,多呈曲线型或折线型排列。靠崖式窑洞前方可利用崖面的围合,或辅以地面建筑,或构成开敞式的前庭。

2.3.2 独立式

独立式窑洞(图 2.9)从建筑和结构和结构形式上分析,与靠崖式窑洞的最大不同是,没有“靠山”,不能直接利用天生的黄土做窑掌,而是四面临空的窑洞,又叫“四明头窑”。其所以俗称“四明头”,就是指前、后、左、右四头(即四面)都不利用自然土体而亮在明处,四面都得人工砌造。由此可以看出,独立式窑洞实际是一种掩土建筑。

按所用材料的不同,分为土基窑洞和砖石窑洞两种。土基窑洞下半部保留原土体作为窑腿,上半部砌土坯拱或砖拱,然后掩土分层夯实,作为平屋顶或坡顶。砖石窑洞是以砖材石材砌造整个独立的拱形洞屋,拱顶和四周同样掩土夯实。这种砖石窑洞可以四面凌空,灵活布置,还可以造窑上房或窑上窑。

图 2.9 独立式砖窑

2.3.3 下沉式

下沉式窑洞(如图 2.10、2.11)实际上由地下穴居演变而来,也称地下窑洞。在黄土源的干旱地带,没有山坡、沟壑可利用的条件下,农民巧妙地利用黄土的特性(直立边坡稳定性),就地挖下一个长方形竖坑,形成四壁闭合的地下四合院(俗称天井院、地坑院),然后再向四壁挖窑洞。下沉式窑洞,不同于以往依坡而建的卧式窑洞,而是在地面以下挖个坑建成的成排而列的四方形窑洞,坑底距地表约 4~5 米。“回”字形的构造,依山靠崖、妙居沟壑,一般在南侧留门,窑顶平整,根据房间数在窑顶进行采光点的设置,门前有树,在院子中间还留有天井,地表之上可种菜,地表之下可栽树。可谓“进村不见房,闻声不见人”,取之自然,融入自然。下沉式窑洞因其有着独特的优点,是节能建筑的典范,永寿县的下沉式窑洞在杨凌农高会上和上海世博会上都有展示。

图 2.10 上海世博会展出下沉式窑洞模型

图 2.11 下沉式窑洞

下沉式窑洞形成四季稳定到的庭院气候,四季如春,不过这种院落在雨季一般存在排水困难的问题。地下院一般都坐落在老黄土层位上,有极强的防止雨水不渗漏的性能,平时吸收的水分会轻微地向四壁逐渐扩散,洞壁会出现阴湿现象,使室内空气在夏季有明显的潮湿感,这也是下沉式窑洞的不足之处。

中国窑洞介绍