淺析陜北窯洞的建造工藝和特征

牛 丹

(延安大學(xué) 建筑工程學(xué)院，陜西 延安 716000)

“沒有建筑師的建筑”是世界建筑學(xué)對(duì)陜北窯洞的贊譽(yù)，因其冬暖夏涼、防火、防噪音的特性，宜于掘穴而居的天然條件，加上不占或少占耕地，不破壞自然環(huán)境，很少污染，造價(jià)低等優(yōu)勢(shì)，一直為黃土高原人最佳的居住選擇，未來也一定會(huì)被生態(tài)建筑學(xué)所關(guān)注。為此調(diào)查搜集整理有關(guān)窯洞的民俗文化，讓更多的人了解西部，感受黃土高原人獨(dú)特的居住特色，無疑是一件有意義的事情。

1 陜北窯洞的歷史發(fā)展和未來意義

窯洞建筑在黃土高原歷史悠久。最早的窯洞萌芽于母系氏族公社時(shí)期，形成于公元前16世紀(jì)前后的商代。上古人類居住的原始洞穴，抵御風(fēng)寒雨雪，保護(hù)群落人們不受野獸毒蟲侵害，防洪、防濕、防潮是其初衷。到了舊石器時(shí)代晚期，人的生產(chǎn)力已經(jīng)達(dá)到利用大型的尖狀石器挖掘黃土洞穴的水平，于是產(chǎn)生了人工穴居。再到母系氏族公社時(shí)期的時(shí)候，土穴窯洞式建筑居住形式出現(xiàn)在黃河中游、晉陜峽谷兩岸的黃土高原上，成為日常生活及活動(dòng)的中心，為婚姻、子孫繁衍、家畜馴養(yǎng)、作物種植、財(cái)務(wù)貯藏和分配等提供了條件。到了21世紀(jì)的今天，由于現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，新的準(zhǔn)現(xiàn)代房屋與日俱增。而從歷史縱深著眼，恰恰說明窯洞輝煌的過去及其在人類居住文化上的歷史貢獻(xiàn)和科學(xué)性。再著眼于未來，鑒于生態(tài)環(huán)境破壞和污染等現(xiàn)代文明病的弊端，基于生態(tài)文明的社會(huì)層面的展望，窯洞依然有其新的生命力，這一可持續(xù)發(fā)展的人居環(huán)境也一定會(huì)有更加輝煌的未來［1］。

2 陜北窯洞的民間建造工藝

窯洞，自原始先民們掘穴為居始迄于今，均由工匠在營(yíng)造實(shí)踐中傳承，無論在民間科技、建造技藝上講，或者從裝飾藝術(shù)上講，都明顯的體現(xiàn)了中下層文化和民間造型藝術(shù)的理想?，F(xiàn)就來談?wù)勚袊?guó)革命圣地延安地區(qū)窯洞的民間建造工藝。根據(jù)所用材料的不同，陜北窯洞大體可以分為土窯、磚窯、石窯三種。土窯是以黃土作為基本材料，在黃土坡建造;磚窯是用粘土磚砌筑而成;石窯是將人工采用撬鑿法和爆破法開采出來的石塊加工后砌筑而成。

2.1 土窯的施工

土窯一般選在山坡上，其土質(zhì)必須是老黃土或粘性土。大體的施工方法如下:

①尺寸的選擇

如圖1所示，窯腿的寬度a=0.70～0.85 m，b=1.00～1.50 m;窯口寬度c=2.85～3.33 m;窯口(抬頭)高度H=3.33～3.67 m;檐口高度h=0.80～1.20 m;窯深一般取3.33 m左右。具體尺寸的選擇與土質(zhì)的好壞有關(guān)，土質(zhì)越硬尺寸越大，反之尺寸越小。

圖1 土窯示意圖

②放線

按照所選尺寸先放出平裝部分，然后再弧形部分的施工線。

③掏窯

沿放好的施工線從外向內(nèi)，依次將土掏出，至所選深度處即得一土窯。為了提高其耐久性，常用直徑為70～100 mm的椽條在弧形部分沿深度固定在窯頂上，即楗窯。最后用麥草黃泥或石灰砂漿抹面，等干燥后即可使用。

2.2 石窯的施工

石窯是用石頭，黃土，石灰，水泥，水等材料建造的，它的選址較土窯寬松，但應(yīng)考慮地基土的情況，以保證足夠的承載力。此類窯洞一般建在切平后的黃土坡面上或川道中，或是孤立地建在較平坦的地區(qū)或川道中，內(nèi)部為窯洞，外部似平房，稱為“內(nèi)窯外房”，如圖2所示。居住時(shí)間可達(dá)60～80年。

圖2 石窯方地形示意圖

①放平裝線(即方地形)

方地形即要求在水平和豎直方向所有的角必須是直角，以保證掏出的馬巷呈矩形。其中a≦1 m(常取0.67 m或0.73 m)，窯口寬度c=3.50 m，窯口(抬頭)高度H=3.90 m或3.83 m，窯深d=4.00 m或4.33 m。

②掏馬巷

在方好的地形上，按照?qǐng)D紙放出施工線后，挖出圖中畫斜線部分的土。

③壘平裝

對(duì)于地基土較硬(如老粘土，老黃土，巖石層等)，馬巷掏好后即可開始?jí)酒窖b;對(duì)于地基土較軟的，還需做好基礎(chǔ)(常用灰土夯實(shí)或毛石砌筑)，才能開始?jí)酒窖b。

壘平裝時(shí)，先砌馬頭石，要求馬頭石的寬度等于窯腿的寬度(即整塊);然后在每層砌一塊桿石一塊橈石，橈石與桿石的寬度之比一般為0.27/0.46或者0.23/0.44，即粗略的向黃金分割靠攏，層層錯(cuò)縫搭接，砌至平裝高度［2］，見圖3。

圖3 石窯壘平裝示意圖

④揉旋(放弧線)

平裝壘到設(shè)計(jì)高度后，就要在掏馬巷時(shí)留下的土堆的正立面放出弧線，然后在根據(jù)弧線在土堆上將其修圓，即揉旋。

⑤合口﹑壓頂﹑墊背

揉旋完成后，就可以在弧拱口上砌口石，具體數(shù)據(jù)根據(jù)材料、拱高、跨度決定?？谑鐾?即合龍口)后，就可以開始砌平裝部分留下的壓口石了，上下層要求錯(cuò)縫。在砌口石的同時(shí)，在弧拱背上用粗料石過頂，過頂后利用上寬下窄的灰縫咬接，行成拱形結(jié)構(gòu)。最后就是在窯背上回填30～50厚的黃土夯實(shí)，即墊背。

2.3 磚窯的施工

磚窯的施工工藝與石窯類似，只是砌筑材料為粘土磚，砌筑要求錯(cuò)縫搭接，灰縫均勻﹑飽滿﹑平直。不難看出，各種窯洞的高度、跨度和入深都有一定的規(guī)程。

為了更直觀的認(rèn)識(shí)，將實(shí)地測(cè)量的延安地區(qū)部分地方窯洞的尺寸數(shù)據(jù)列于表1。

表1 實(shí)測(cè)窯洞的尺寸

由此可以看出，民間規(guī)程是“寬多少就高多少，入深加倍”，這是出于牢固和光線兩方面的考慮。通過這些數(shù)據(jù)，我們可以對(duì)延安地區(qū)窯洞的幾何尺寸大致做到心中有數(shù)。圖4是筆者在當(dāng)?shù)嘏臄z到的窯洞圖片。

圖4 實(shí)拍當(dāng)?shù)馗G洞圖片

3 陜北窯洞的生存價(jià)值和現(xiàn)居情況

窯洞是人們?yōu)檫m應(yīng)環(huán)境和生存所進(jìn)行的一種創(chuàng)舉。深達(dá)一二百米、極難滲水、直立性很強(qiáng)的黃土，為窯洞提供了很好的發(fā)展前提。同時(shí)，氣候干燥少雨、冬季寒冷、木材較少等自然狀況，也為冬暖夏涼、十分經(jīng)濟(jì)、不需木材的窯洞，創(chuàng)造了發(fā)展和延續(xù)的契機(jī)。再者，窯洞施工簡(jiǎn)便，節(jié)省耕地，不破壞自然風(fēng)貌，維護(hù)生態(tài)平衡，具有環(huán)境價(jià)值，可謂生態(tài)建筑。

但改革開放以來，伴隨著飛速發(fā)展的現(xiàn)代化建設(shè)，我國(guó)各地城市化進(jìn)程不斷加快。昔日陜北地區(qū)的傳統(tǒng)特色窯洞民居，正逐漸被千篇一律的“新”式公寓式住宅所替代［3］，傳統(tǒng)的窯洞面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)。這些“新”的建筑形式和建筑材料大多相互模仿，幾乎完全失去了當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)建筑的特色。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前大約只有四千萬的人居住在各種類型的窯洞當(dāng)中，其中黃土窯洞的居住現(xiàn)狀主要有以下4種情況:

①經(jīng)濟(jì)還不富裕的農(nóng)村居民。

②生活習(xí)慣不容易改變的老年人，他們認(rèn)為窯洞住著更舒適。

③有些人用窯洞給他們儲(chǔ)藏糧食，雜物以及養(yǎng)殖牲畜;有些人會(huì)在夏天酷暑難耐，冬天氣溫很低的時(shí)候回到窯洞小住。

④窯洞賓館。窯洞這種獨(dú)具特色的民居形式吸引了很多藝術(shù)家和游客的眼球，于是當(dāng)?shù)厝税丫哂械胤教厣母G洞整理一番，以供藝術(shù)寫生和游客觀光住宿［4］。

圖5 窯口裂縫

當(dāng)然，傳統(tǒng)窯洞逐漸被棄置也與其自身的局限性有關(guān)。根據(jù)窯洞的主要建造材料黃土的物理特性，當(dāng)含水量小于10%時(shí)，黃土具有較高的強(qiáng)度:當(dāng)含水量大于20%時(shí)，土體粘聚力及抗拉強(qiáng)度明下降。連陰雨使窯洞土體內(nèi)水分深層入滲，不僅增加了土體的自重，而且劣化了濕潤(rùn)層土的力學(xué)強(qiáng)度，易導(dǎo)致窯洞坍塌。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，一般窯口最先出現(xiàn)裂縫，如圖5所示，窯洞的抗震性能也是其致命缺陷［5］。在這樣的大背景下，窯洞這種地域特色明顯的傳統(tǒng)民居應(yīng)該如何改進(jìn)，如何發(fā)展，才能與當(dāng)今的生活觀念、生產(chǎn)方式和生活習(xí)慣相適應(yīng)，是一個(gè)值得研究的新課題。

窯洞作為民間工匠工藝智慧結(jié)晶，具有不可替代的作用。同時(shí)，現(xiàn)在掩土建筑作為一種人類回歸自然的新的建筑形式也得到了廣泛的認(rèn)可。我們有義務(wù)和責(zé)任把先輩留下來的建筑藝術(shù)和施工工藝?yán)^承并改造發(fā)揚(yáng)，讓更多的人了解華夏文化，領(lǐng)略黃土高原獨(dú)特的風(fēng)情。期待有更多的人士關(guān)注陜北，為窯洞的加固及未來的發(fā)展出謀劃策。

［1］郭冰廬.窯洞風(fēng)俗文化［M］.西安:西安地圖出版社，2004，2 －6.

［2］楊紅霞，崔保龍.陜北窯洞的民間施工工藝［J］.建筑工人，2004(10):14－15.

［3］李峰，李志民，王艷安.陜北小城鎮(zhèn)居住建筑適宜性研究［J］.湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，50(10):1993－1995.

［4］白凱，吳成基，蘇慧敏，馬彥飛，姚宏.陜北黃土高原窯洞文化與旅游開發(fā)探討［J］.地域研究與開發(fā)，2006，25(6):76－79.

［5］方李莉.陜北人的窯洞生活－歷史、傳承與變遷［J］.廣西民族學(xué)院學(xué)報(bào)(哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版)，2003，25(2):26－30.

［6］梁思成.中國(guó)建筑史［M］.天津:百花文藝出版社，1997.

［7］夏云，夏葵，施燕.生態(tài)與可持續(xù)性建筑［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001.

［8］Wang Zhu，Wei Qin，He Yong．Study on constructive system of green cave dwelling in Loess Plateau－Interpretation with the“regional gene”theory［J］．浙江大學(xué)學(xué)報(bào) A(英文版)，2007，8(11):1754 －1761．