（中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，西安，710075）

 

    陜西地處我國(guó)中部，歷來(lái)是我國(guó)東部與西北、西南聯(lián)系的交通要道，也是著名的古絲綢之路的起點(diǎn)。由于自然條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、地方建筑材料和生活習(xí)慣等不同，三個(gè)地區(qū)的建筑布局與風(fēng)格各有不同。關(guān)中夏季炎熱，冬季較冷，民居的特點(diǎn)是庭院南北較長(zhǎng)，以免日曬。陜南多雨、夏季濕熱，院門(mén)居中者較多，以利庭院通風(fēng)。陜北黃土層厚、雨量少、冬季嚴(yán)寒、生活比較貧困，民居以生土窯洞居多，外部封閉以御風(fēng)沙嚴(yán)寒，院落多以利冬季日照，大門(mén)偏設(shè)以減小穿堂風(fēng)。

 

    陜西傳統(tǒng)民居以合院式為主，但因氣候及地理?xiàng)l件的不同合院的規(guī)模和形制有所不同。關(guān)中民居一般都沿襲著傳統(tǒng)合院式基本布局形式，但不同的是一般用地較窄，內(nèi)院狹長(zhǎng)，用地面寬為8~10米，進(jìn)深約20米。當(dāng)院落坐北朝南時(shí)，大門(mén)一般開(kāi)在東南角。門(mén)房和正房的開(kāi)間尺寸多為3米（也有的加大明間尺寸），進(jìn)深一般為5到7米；廂房的開(kāi)間與進(jìn)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(xié)調(diào)，院落平面布局嚴(yán)謹(jǐn)完整。

 

    人類(lèi)為滿(mǎn)足自身的需求向自然界索取時(shí)，離不開(kāi)必要的技術(shù)手段。建筑技術(shù)即就是對(duì)一定的建筑材料按其性能與建筑功能需要進(jìn)行加工改造、組合構(gòu)筑的方法和技藝。陜西的傳統(tǒng)民居的構(gòu)筑技術(shù)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(tǒng)民居最常見(jiàn)的形式，因土可就地取用，價(jià)格低廉，構(gòu)筑也十分方便，雖有強(qiáng)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(qū)使用最為普遍。土筑圍護(hù)構(gòu)件可分為以下幾種類(lèi)型。

 

    a.夯土墻(也稱(chēng)板筑墻)

    夯土墻是種古老的墻體形式，其施工技術(shù)是在土墻兩邊設(shè)支撐，厚度依地區(qū)和土質(zhì)的不同而不同，兩側(cè)的棍�；虼�模用繩子捆在一起，也可以用木板代替木棍或椽子作側(cè)模，把土填入側(cè)模之間的空間加以夯打，用木錘反復(fù)拍打堅(jiān)實(shí)，常常按每?jī)擅组L(zhǎng)分段施工，分層夯實(shí) (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(nèi)拓成原型經(jīng)曬干而成，其尺寸各地不同，常見(jiàn)是：39cm×300cm×80cm，墻厚30cm 左右。土坯墻需要分層錯(cuò)峰壘砌（圖2），由同樣成份的泥漿作粘結(jié)材料，砌成后墻面用麥草泥抹面。

 

    c.土筑墻

    夯土和土坯結(jié)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(jīng)普及到了全國(guó)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(qū)主要有:一頂一順式、一頂多順式、每皮頂順相間式等，其粘結(jié)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(guān)中地區(qū)屋面只做仰瓦，其構(gòu)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?yàn)槠錃夂蜿P(guān)系，屋面直鋪冷攤瓦。即在椽上干擺陰陽(yáng)瓦，僅起防雨的作用。

 

    圍護(hù)結(jié)構(gòu)是介于室內(nèi)外環(huán)境之間的圍護(hù)實(shí)體，是建筑物抵御外部環(huán)境影響，確保室內(nèi)環(huán)境優(yōu)良的前提條件。與室內(nèi)外熱濕環(huán)境相關(guān)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)特性有：

    4.1圍護(hù)結(jié)構(gòu)總傳熱阻R₀

    4.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)k₀

    k₀=1/ R₀

 

    4.3熱惰性指標(biāo)D

    單一材料圍護(hù)結(jié)構(gòu)或單一材料層的熱惰性指標(biāo)D值：

    D=RS

    多層圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性指標(biāo)D值：

D=D₁+D₂+……+D_n=R₁S₁+ R₂S₂+……+ R_nS_n

    4.5圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性

    圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定系數(shù)φ_s的計(jì)算公式為：

                                 

    經(jīng)過(guò)實(shí)地調(diào)研，現(xiàn)分別對(duì)具有代表性的民居進(jìn)行熱工性能計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)	地點(diǎn)	構(gòu)造做法	熱阻R	蓄熱系數(shù)S	總熱阻R0	熱惰性指標(biāo)D	內(nèi)表面蓄熱系數(shù)Yif	熱穩(wěn)定性系數(shù)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(guān)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(gòu)造做法	總熱阻R0 (m2·k)/w	傳熱系數(shù)k w/(m2·k)	熱惰性指標(biāo)D	內(nèi)表面蓄熱 系數(shù)Yif	熱穩(wěn)定性系數(shù)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(nèi)40mm聚苯板	2.12	0.47	5.60	4.91	13.01

 

    影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的因素很多，概括起來(lái)講主要應(yīng)包括以下幾個(gè)因素，當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)條件及自然資源、氣候因素等。

 

    5.1當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)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(lèi)夯土墻、土坯墻多年后拆舊換新，成了優(yōu)質(zhì)的農(nóng)家肥。陜南及陜北地區(qū)也出產(chǎn)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(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的主要因素，其中包括風(fēng)、濕、溫度等因素。

    風(fēng)：風(fēng)速和風(fēng)向從兩方面來(lái)影響建筑物的熱狀態(tài)，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(duì)建筑物的熱反應(yīng)而言，其主要影響在于使多孔材料的含濕量發(fā)生變化，因而影響其導(dǎo)熱性能。

    溫度：溫度是影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的主要因素，主要是通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的尺寸、構(gòu)造形式來(lái)影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱阻、熱惰性指標(biāo)和熱穩(wěn)定性。陜西地區(qū)各地溫度參數(shù)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(qū)屬于寒冷地區(qū)，既要滿(mǎn)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(jiàn)，陜西傳統(tǒng)民居圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能存在其固有的內(nèi)在規(guī)律：

    （1）、民居圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能主要受當(dāng)?shù)販囟鹊挠绊�，熱工性能的變化�?guī)律與溫度的變化規(guī)律相同（圖3,4）。

    （2）、民居存在與變化的根本任務(wù)是創(chuàng)造良好的室內(nèi)環(huán)境，抵御自然環(huán)境對(duì)人類(lèi)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(qū)的民居具有不同的構(gòu)造形式。

[1]  劉加平. 建筑物理[M]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2000.

[2]  孫大章. 中國(guó)民居研究[M]. 北京：中國(guó)建工出版社，2004.

[3]  陸元鼎. 中國(guó)民居建筑[M]. 廣州：華南理工大學(xué)出版社，2002.

[4]  GB 50176–93民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. 北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，1993.

 

 

(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)