娄底地区传统民居生态营建智慧及其应用*

2023-01-24 13:05彭小洪伍国正
关键词:娄底民居墙体

彭小洪,伍国正

(1.安徽科技学院;2.湖南科技大学)

传统民居是在漫长的农耕文明传承过程中逐步形成的,凝结着历史的记忆,体现了当地的建筑艺术、传统文化和村镇空间格局,反映着人与自然和谐相处的文化精髓和空间记忆。不同的自然条件和人文环境形成了各具特色的传统民居,蕴藏着丰富的地域文化与生态营建智慧。娄底地区处于湖南省的几何中心,涵盖三区两市两县,西结怀化市,东结湘潭市,北邻益阳市,南邻邵阳市,总面积8 117 km²。传统民居是娄底地区最古老、最典型的居住类建筑,以朴素的生态构建经验营造出适宜的居住环境,呈现了人、自然、建筑三者之间和谐共生的关系。我们以娄底地区传统民居为研究对象,通过实地调研和系统的分析,提炼出该地区传统民居生态营建智慧和现代新民居设计的原则。

一、娄底地区传统民居生态营建智慧

(一)适应地形地貌的营建智慧

娄底中部地势低洼,以平丘岗地貌为主;北部和南部山脉纵横,矗立雄厚的山峰,以山地地貌为主;西部由雪峰山脉封闭,形成弧形屏障。针对复杂多变的地形地貌,传统民居形态依据地形地貌的变化而变化,但整体上与当地的自然环境和谐地融合在一起,营造出舒适、健康的生活和居住场所。娄底传统民居在漫长自然环境中逐渐产生了两种主要的民居建筑形态,即独栋正堂式传统民居和天井院落式传统民居(表1),给予我们在新民居实践中诸多有益的启示。

表1 娄底地区不同类型传统民居特征

比较上述独栋正堂式传统民居不同类型平面室内热环境特点可以发现,“一”字形、“L”形平面和“凹”形平面在室内热环的营建智慧上具有一些值得参考的价值。比如它们的朝向大多是坐北朝南,在冬季太阳高度角小,南向窗户使室内获得太阳光线相对较多,使室内保持温暖舒适;在夏季太阳高度角大,较大出檐起到很好的遮阳作用,减少了太阳直射引起的室内热量的上升。但从平面形式看,“凹”形平面和厢房位于西边的“L”形平面,由于在中午以后时段遮挡了西向的阳光,建筑前有了阴影区,因此更有利于创造良好的室内热环境。

天井院落式传统民居主要存在于丘陵区,适应地形能力较差,受建筑规模和经济水平的约束,主要出现在大户人家,但是“天井”式布局中天井、通廊、厅堂等设计,利用热压和风压组织自然通风,形成良好的穿堂风,在夏季达到自然降温的目的,营造出舒适的室内热环境。

(二)适应气候的营建智慧

娄底地区属于夏热冬冷A区(3A),具有亚热带季风气候特点,气候类型多样、夏热冬冷、立体变化明显,建筑应满足保温、隔热的设计要求,重视自然通风、遮阳设计。娄底传统民居针对复杂的气候特点创造出适应当地气候的建筑类型,将人、自然、建筑和谐地融合在一起,其营建过程体现出绿色生态营造智慧。

1.灵活多变的建筑平面形态

(1)背山面水、负阴抱阳的聚落选址

建筑选址是传统民居营建过程中首要的工作,目的就是创造舒适、宜人的建筑内部微气候。娄底传统聚落在选址上显著的特点是背山面水、负阴抱阳,其生态特征是背山可以抵挡冬季的寒流,面水既可以在夏季迎来凉风,又方便生产生活用水;负阴抱阳在白天可获得充足的日照。

(2)民居“一”、“凹”、“L”、“合院”平面形态

娄底地区传统民居一般多依据地形独立成户,平面强调中轴对称,重点突出堂屋的地位,门窗较少较小。“一”字形是娄底打球传统民居平面的主要类型,是其他平面形式民居建筑发展的基石。“一”字形、“L”形和“凹”形大多是面南背北,主要由堂屋和两侧正房组成,建筑布局和建筑构造简单,能够适应不同的地形地貌,符合农村生产生活的需求。“一”字形和“L”形大多是一户人家,“凹”形主要由两户人家组成。“天井”式主要存在于丘陵区,适应地形能力较差,受建筑规模和经济水平的约束,主要出现在大户人家,但是“合院”式布局能够营造出安全、宁静的生活环境,它不仅仅是个住所,更是主人精神的外化,寄托着主人的情怀,诗意栖居,天人合一。

2.绿色生态的细部营建智慧

(1)屋顶的生态经验

双坡屋顶(图1)主要是娄底地区传统民居的屋顶形式,有硬山、悬山等多种形态。它的承重部位为木质檩条,檩条上架椽子,椽子上面盖上小青瓦。传统民居的双坡屋顶(阁楼)增加了顶层辅助空间,既扩大了使用面积,又能保温隔热,同时它的防水性能好、建筑造型漂亮,与周围环境有机地融合在一起。坡屋顶将热气聚于两坡交叉位,夏季室内凉爽,冬季较暖和。[1]

图1 坡屋顶

(2)墙体的生态经验

娄底地区传统民居墙体主要以青砖墙体(图2)、土坯墙体(图3)、木板壁墙体(图4)、混合墙体(图5)为主,砌筑方式多样。青砖墙体多用于天井院落式传统民居的外墙,由天然的黏土烧制而成,表面呈现青黑色,造价高,具备良好的耐水、耐风化、透气性强、抗冻性好等特点,给人以素雅、宁静、古朴的美感。土坯墙体普遍存在于娄底传统民居当中,既可以用于外墙,也可以用于内墙,以当地黏土为原材料,里面加入麦秸、稻草等增加粘结强度,一般风干而成,表面呈现黄色,造价低,具有较大的热惰性和热阻,对室内外温度起到了明显的延缓和阻隔作用,在冬季保温效果明显。木板壁墙体多用于独栋正堂式传统民居,既可以用于外墙,也可以用于内墙,由天然木材制作而成,在上面刷上一层防腐剂,随着时间的流逝,表面呈现出不同的褐色,造价低,具有良好的透气性,热惰性差、热阻小,有利于夏季通风、散热,不利于冬季保温。混合墙体主要以青砖和土坯为主,一般外墙是青砖,内墙是土坯,根据主人的经济条件、建筑规模等灵活运用,营造出舒适、健康、安全的室内环境。不同类型的墙体营造技术体现出娄底传统民居显著的气候适应性。

图2 青砖墙体

图3 土坯墙体

图4 木板壁墙体

图5 混合墙体

(3)天井的生态经验

天井存在于娄底地区天井式传统民居中,具有鲜明的地域特色。它是由多个建筑单体通过有规律的组合而形成的空间,是传统民居内部空间与外界气候资源交流的通道,其目的是改善传统民居内部环境,营造舒适宜人的居住氛围。天井的空间相对封闭,主要在顶界面与外界交换气候资源,是整个传统民居的气候缓冲区和阻尼区,具有丰富的温度梯度。在夏季,由于天井的顶界面窄小,受到的太阳辐射较少,天井的气温分布自下而上逐渐升高,还能利用室内空间形成穿堂风,通风良好,利于散热;在冬季,天井的气温自下而上逐渐降低,利于保温防寒。

(4)遮阳、采光的生态经验

遮阳和采光是建筑设计中至关重要的部分,它们此消彼长,既相互矛盾又相互联系。建筑遮阳是为了防止直射阳光进入室内,避免眩光和建筑外围护结构被过度加热,以及保护室内物品而采取的一种措施。人类在进化过程中已经习惯并喜欢天然光的工作环境。根据各种视觉功效试验来看,在同样的照度条件下,天然光比人工光视觉效率更高,这表明天然光有益于生活、工作以及身心健康。[2]合理的建筑遮阳、采光设计,能够提高室内热舒适度,降低建筑能耗,营造出良好的居住空间。

娄底地区传统民居遮阳的生态经验主要体现在屋顶遮阳和墙身遮阳。该地区传统民居大多以坡屋顶为主,这种设计对于民居的东西墙体遮阳效果显著,投射在墙体产生的阴影高度约为出檐长度的两倍,有利于减弱太阳辐射。[3]传统坡屋顶有瓦珑和瓦坑,既有遮阳作用,又利于排水。传统民居坡屋顶采用“积小成大”的施工技艺,把面积很大的屋面经过瓦珑和瓦坑的细分处理,在阳光的照射下,形成明暗相间、纵向排列的光影,呈现出建筑之美。封火山墙(图6)既可防火灾,又可遮阳。在阳光的照射下,它能在屋面形成阴影,且阴影的面积会随着太阳高度角的变化而变化,有利于防晒。墙身遮阳形式主要有腰檐(图7)、廊檐。出檐不仅有助于排水,还兼具遮阳的作用,给予檐下良好的活动空间。

图6 封火山墙

图7 腰檐

当前娄底地区传统民居多数存在室内采光不佳的情况,已经不能满足现代人的实际需求,但是传统民居在光环境的营建中也有一些生态经验值得我们学习。先辈们为解决传统民居大进深采光的困扰,用亮瓦取代部分灰瓦,把更多自然光引入室内。亮瓦由透明玻璃制作而成的,一般设置在堂屋上方,透光性强。白灰刷墙体,反射漫射光,增加室内照度,改善室内光环境。窗棂是传统民居的特色,其形式丰富多彩,既方便裱糊窗纸,又能控制进光量,可防止眩光产生。

(三)合理利用材料的营建智慧

娄底地区居民依据该地区自然气候特点,合理选择不同性质的本土材料,并将其应用到传统民居营建中,创造了舒适的室内热环境,积累了丰富的生态营建智慧。从现存娄底地区传统民居来看,所使用的营建材料主要由木材、石材、泥土、竹、麦秸、稻草等,皆是绿色生态建筑材料。

1.结构材料的绿色观

传统民居承重的结构方式在一定程度上限制传统民居的尺度,木构架结构相对砖木结构而言,它的进深、开间、高度较小。娄底地区自然资源丰富,盛产木材、石材、泥土等建筑材料。因此,娄底传统民居的承重结构方式有木构架结构和砖木结构,其中砖木结构包括青砖木结构、土坯砖木结构、混合砖木结构。娄底传统民居基础都是用石材砌筑,具有很高的抗压强度、良好的耐磨性和耐久性等优点。石材分布范围广、重量大,符合当地居民经济性的需求。木构架结构,主要由木材组成,具有良好的耐久性、施工周期短、抗震性强、房间布置灵活等优点。木材自古以来就是一种主要的建筑材料,取材方便、易于加工营造,可以作为围护结构、支撑等构件,使用范围广。砖木结构普遍存在于娄底传统民居当中,主要材料有青砖、土坯砖、木材,具有自重轻、施工工艺简单、空间分割较灵活、保温隔热性能良好等优点。泥土是土坯、青砖的主要原材料,可塑性较强、取材便利,具有良好的保温性能,可以和其他材料混合使用。营建传统民居采用互助帮忙的方式,“一家盖房,多加来帮”,这样的方式延续了娄底人民热情、善良、质朴的民风。[4]娄底地区民居利用该地区自然资源,合理使用材料,创造了不同类型的结构体系,发挥本土材料的优势,建造出优秀的地域建筑。

2.覆面材料的绿色观

娄底地区传统民居覆面材料的独特之处在于屋面材料和墙体抹灰,具有良好的经济性和环保性。灰瓦普遍存在于娄底传统民居屋面,由黏土烧制而成,表面呈青灰色,制作工艺简单,具有透气性强、耐磨损、吸水性好、防潮、保温性能好等优点,给人以素雅、古朴、宁静的美感。墙体抹灰(图8)是娄底传统民居的特色,主要体现在内抹灰。抹灰材料主要有石灰、谷壳、黏土等,表面呈白色,可保护墙体、美化环境,防止墙体受潮、风化,提高墙体的耐久性,墙体白色能够增强漫反射,提高室内照度,改善室内光环境。传统民居常常使用的是熟石灰,由石灰石、白云石等经高温煅烧而成,具有防潮、胶接、易加工、造价低等优点。谷壳就是稻谷的壳,具有良好的抗热性、耐冷性、造价低等优点。当地盛产稻谷,在墙体抹灰中加入谷壳,既能增强抹灰的粘结能力,又能提高墙体的保温隔热能力。

图8 抹灰

3.粘结材料的绿色观

娄底地区传统民居粘结材料主要使用的是石灰砂浆和黄泥。石灰砂浆由石灰、砂、泥土按照一定比例混合而成的,具有良好的流动性和保水性,且成本较低,广泛使用在传统民居砌筑墙体、制作屋面中。黄泥主要用于土坯墙体砌筑,以及修建灶台使用,主要成分是氧化铝和氧化铁,具有粘稠度高、水分含量适中、可循环利用等优点,是一种很好的生态环保材料。总体来说,娄底地区传统民居在材料使用上遵循的是“就地取材,因地制宜”原则,与该地区地理和人文环境相融合,构成了极具特色的地域乡土景观。

(四)体现地域文化的营建智慧

文化是人类社会特有的现象,是一种能够传承的意识形态。传统民居是当地文化的载体,承载着人、建筑、自然三者之间相互运动的信息,具有地域性、民族性、历史性等特征。从娄底地区文化来看,其文化生态适应主要有“天人合一”的生态观、“和谐共生”的生态观、“顺时节用”的生态观三个方面。

1.“天人合一”的生态观

“天人合一”是娄底地区传统民居生态观的哲学基础,是中国传统哲学的一种思考模式,强调人类社会和自然世界的协调统一。“天人合一”的思想把人和自然看成一个统一的整体,虽然“天”和“人”有差异性,但是在本质上它们具有一致性,通过彼此的相互联系、互相补充,最终达到整体的和谐统一。[5]古代都城规划、建筑营建中所遵循的核心思想是“天人合一”,在相关文献上有较为详细的记载,例如,《吕氏春秋·慎势》中记载“古之王者,择天下之中而立国,择国中之中而立宫,择宫中之中而立庙”[6],阐述了建筑与“中”的关系;《礼记》中记载“中也者,天下之大本也”[7]阐述了以“中”为尊等。娄底地区受封建礼教和中原文化的长期影响,传统民居体现的礼仪制度有长幼有序、左尊右亲、支干分明、以中为尊等,一系列的礼仪制度影响着娄底传统民居的形制、空间和规模,决定着建筑发展的方向,同时也造就了传统民居和谐共存、协调发展的独特特征,呈现出文化生态适应的一面。

2.“和谐共生”的生态观

“和谐共生”是娄底地区传统民居生态观的物质基础,强调的是各个种群的生物之间相互联系、相互影响、相互依存,形成一个相对完整而又独立的生态系统。“和谐共生”意味和睦相处、谐平共生,是娄底人民自古以来与大自然的约定,人与自然相互依赖,彼此互利。人与自然是辩证的关系,自然能为人的成长提供基本条件,而人具有认识自然、改造自然、适应自然的能力,当人生存的自然环境发生改变时,人就会做出相应的改变和适应。娄底人民在营建传统民居时遵循“和谐共生”的理念,既创造了舒适、安全、健康的居住环境,又营造了良好的生态环境。“和谐共生”的生态观符合我国时代发展的需要,是新时代中国特色社会主义的基本方针之一,我们必须坚持人与自然和谐共生,构筑尊崇自然、绿色发展的生态体系,才能实现地区人居环境可持续发展。

3.“顺时节用”的生态观

“顺时节用”是娄底地区传统民居生态观的行事准则,既是对自然界的敬畏,又是当地的美德,一种优秀的传统文化。“顺时”指的是顺应适宜、适时,表明娄底人民重视万物的生长规律和习性。比如:在采伐方面,当地人禁止春夏时节砍伐,保护了森林资源,因为春夏时节是树木萌发生长阶段。“节用”指的是节省费用、按时节利用,是娄底人民的生活方式,也是一种美德。比如在吃饭方面,当地人拒绝铺张浪费、珍惜粮食,提倡“光盘行动”、文明用餐,既节约了资源,又保护了环境。“顺时节用”的生态观与我国实现可持续发展道路不谋而合,要求我们遵循大自然的运行规律、践行绿色的生活方式,共创文明、健康的和谐社会。

二、民居更新实践探索

(一)地域新民居设计原则

1.明确新民居建设主体

新民居建设过程中,要坚持以人为本,充分考虑村庄情况和村民意愿,正确认识到新民居建设的主体是当地广大村民。因此,广大村民应该参加到新民居建设的创造过程中,表明自己的需求,提出自己的意见,发挥新民居建设的主体作用。

2.因地制宜,彰显地域文化特色

民居是文化的载体,具有延续人类生活生产的作用,是广大村民在实践中,顺应自然因地制宜的结果。因此在新民居建设中应重点考虑村庄的自然条件,科学规划、合理布局,保护和传承有生命力的地域文化,建筑应多元化、农村化,防止“千村一面”、“排排屋”,避免城乡空间形态趋同化,体现地域文化、地域特色、乡村风貌,使村民真正拥有属于他们自己的现代生活。

3.可持续发展与经济性

新民居建设必须符合当地经济社会发展水平,在满足舒适、宜居、节能、环保的基础上,尽可能考虑经济性。同时,新民居建设还应注重就地取材,充分利用当地可再生资源,加大新型节能材料、新技术、新能源的使用力度,使乡村人居环境实现可持续发展。

(二)地域新民居设计实践

1.形的传承

延续当地传统建筑特色,新民居以客厅和卧室为主要生活空间,面向道路敞开,同时组织门厅、卫生间、厨房、设备房等辅助用房,连同前堂屋和祖堂形成天井院落式民居。新民居设计以顺应自然地形为基础,批判性地继承当地传统民居的平面形制:其一是增高台基,满足业主心理需求和传统风水理念;其二是正屋由“田”子形平面过渡到现代别墅式的套间,室内设计采用简约中式风格,不浮夸、不造作;其三是尊重传统风俗,卫生间和堂屋不能相邻,因此将卫生间和厨房安排到东西两侧,以封火山墙隔开;其四是以天井、内庭院分割空间,起到排水、采光、通风的作用,做到虚实空间交叉结合(图9)。

图9 平面图

封火山墙、堂屋、主要功能用房、辅助用房、廊等在纵向上错落有致,搭接有序,虚实结合,穿插自然,构筑出当地传统民居独特的空间韵律感,形成了丰富、流动的室内生活空间(图10)。采用悬山屋顶形式,与周围环境相呼应,具有造型美、防水性能好、节能等优点。同时由于封火山墙的遮挡避免了建筑主体夏天遭受东西晒,充分体现了当地的地域文化。保持传统的外墙外观样式,增加窗地比,达到室内采光通风的要求,窗户使用铝合金仿木纹窗,以防木窗槽朽。通过控制建筑的进深和悬山屋顶的坡度,进而达到控制建筑高度的目的,将当地的共存意识表现在设计当中,不影响建筑本身的采光和邻居之间的关系。沿袭当地村民的生活习惯,为人们设置露台,方便生产生活需求。

图10 立面图

2.色的借鉴

香花村因独特的资源环境条件,形成了特色的地域文化,其中民居是最具代表性的文化符号,拥有自身特有的建筑色彩。民居色彩是对光的视觉效应,是当地居民在情感、生存状况和文化心态上千丝万缕的美学呈现。新民居的建筑色彩主要是延续传统民居色彩,适当加入日用品的常见色彩和业主的需求色彩,与乡村特色、地域特色相契合。建筑外墙和屋顶采用以青砖黑瓦为主,建筑立面局部使用白色,少量的朱红色用于大门的柱子与梁,灰色的门窗,整体建筑灰色清雅,木构清晰俊美,与周围环境融为一体,流露出典雅、质朴的乡土建筑气息(图11)。

图11 建筑效果图

3.技术与经济适宜

传统民居实用、经济、美观、简朴,同时富有地域特征。但传统民居在营建过程中使用的传统技术和材料,既有合理性又有滞后性,故在新民居建设中考虑加入可以改善居住条件的新技术、新材料,同时不完全抛弃传统技术、材料,而是在结合当地经济、人文、自然环境、资源等建设条件的基础上,对传统技术、材料进行改进和创新,并将“新”与“旧”运用现代科学技术进行有效融合,建立适宜当地的新型技术、材料,给居住者带来舒适的居住空间。此次新民居设计采用的适宜性技术手段主要体现在以下几个方面。(1)雨水收集系统:通过对收集来的雨水及生活用水进行简易的处理,可用作冲厕、浇菜、浇树、洗车等用途。(2)被动式通风利用:通过设置天井、内庭院、冷巷等使室内具有良好的采光通风,达到冬暖夏凉的效果。(3)太阳能利用:由于当地太阳能资源较丰富,可以考虑在露台设置太阳能热水器,为家庭日常生活提供所需的热水。

新民居建设必须考虑村民的经济承受能力,尽可能减低民居的建设成本和运行成本。传统民居使用“三六九”大青砖,本案则使用“九五”青砖。但一块青砖比一块红砖贵几倍,为了节约成本,砖墙施工可采用当地世代流传的空斗墙形式,每个单元两个青砖和三个红砖,使建筑立面在视觉上更有质感,大气美观。空斗墙是一种优良轻型墙体,与同厚度的普通实心墙体相比,既可节约砖材、砂浆和劳动力,又能在墙体内形成空气夹层,提高了隔热和保温功能。马头墙部分空斗墙灌注水泥砂浆,这样做既能增加墙体自重,又能增加墙体的整体性和抗风性。

三、结语

娄底地区传统民居在漫长的营建活动中,通过不断地调整和完善传统民居的营建技艺,形成了各具特色的民居建筑。因此,这些具体的营建技艺在当前新农村建设中应得到充分的借鉴和重视。新农村建设涉及面广、问题复杂,需要从自然地理环境、气候条件、地域文化、技术、材料等方面来统筹协调,是一项具有挑战性的系统工程。所以,我们需要深入挖掘地区传统民居生态营建智慧,并将其与现代新民居设计理念相结合,通过合理运用新技术,适当采用新材料,创造出既满足当地村民的生产生活需求,又不失地域特色的新民居。

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