吐魯番民居建構(gòu)空間適用性探究

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(新疆大學 建筑工程學院，新疆 烏魯木齊 830047)

傳統(tǒng)民居是人們?yōu)榱说钟鶒毫託夂蚧蛞矮F侵襲而逐步發(fā)展演化而來的，是人類不斷探索、千錘百煉的創(chuàng)造，故而美麗鄉(xiāng)村、安居富民等鄉(xiāng)村建設的終極目標，是為人們提供舒適的居住場所。隨城鎮(zhèn)化的推進和多元文化的沖擊，鄉(xiāng)村建設一味追求破舊立新，大量拆毀舊居，照搬城市經(jīng)驗，建造所謂“理性”現(xiàn)代民居，不免出現(xiàn)新建民居趨同的傾向，喪失了原有的質(zhì)樸與原真性。

吐魯番民居是我國生土民居的代表，可是在當?shù)?，土房子卻被視為貧窮落后的標志，力圖盡快消滅，更甚在鋼筋混凝土建筑表皮刷上土黃色涂料，營造“傳承”對地域文化的視覺效果(圖1)。不可否認，這種忽視傳統(tǒng)民居內(nèi)在優(yōu)越性的“皮囊”式傳承，既無法抓住城市現(xiàn)代化的尾巴，又回不到過去的傳統(tǒng)，背離了民居的價值取向。本文擬對吐魯番傳統(tǒng)民居的建構(gòu)空間形態(tài)進行解構(gòu)與分析，通過探討傳統(tǒng)民居建構(gòu)空間的適用性，探求其建構(gòu)空間適用性的本質(zhì)，為干旱綠洲民居單體建構(gòu)空間提供指導，讓干旱綠洲聚落民居走上可持續(xù)發(fā)展道路。

圖1 傳統(tǒng)民居與新建民居

一、建構(gòu)空間功能的適用性

建筑具有價值意義的并不是圍成空間的界面，而是空間本身，民居亦如此。它為人提供一定的物質(zhì)空間環(huán)境，而人又是不能脫離社會而孤立地存在的個體，因此我們應當看到建筑空間與生活方式之間的功能適用性。所謂內(nèi)容決定形式，在建筑中內(nèi)容表現(xiàn)為功能，形式表現(xiàn)為空間，功能要求與之相適應的空間形式。吐魯番傳統(tǒng)民居建構(gòu)空間的表達，體現(xiàn)在既尊重功能對于空間形式的規(guī)定性，又充分利用它的靈活性。

1．建構(gòu)空間平面布局

(1)基本生活單元。吐魯番傳統(tǒng)民居的基本生活單元，當?shù)厝朔Q“沙拉依”，主要由“米瑪哈那”、“阿西哈那”、“代立茲”組成?！懊赚敼恰庇址Q“客房”，兼做主要起居會客和臥室，面積在房間中最大，裝飾裝修最為講究；“阿西哈那”即次臥室，為子女或晚輩夫婦的臥室，供老人和小孩使用；“代立茲”即前室含爐廚炊事儲藏等雜用功能，起交通樞紐作用[1]170。此三間一組為基本生活單元，人口少者一組足矣，人口較多或經(jīng)濟寬裕者一戶人家可以由多組基本單元組成。

(2)單元組合方式。一組完整的民居建筑，功能的合理性不僅僅依賴于單個房間的合理程度，還依賴于房間之間的組合(圖2)。吐魯番傳統(tǒng)民居的平面型制有穿堂式、套間式、毗連式、組合式等多種布局方式。穿堂式布局由一間通長土拱房屋居中，兩側(cè)垂直方向布置起居室、臥室、儲藏間等生活用房；套間式布局是一種古老的型制，也是吐魯番傳統(tǒng)民居中典型的代表，即在前室穿套一間臥室或多間生活用房，也有大起居室的某一側(cè)再接一大間；毗鄰式布局是由三間或多間土拱平房拼成一排或曲尺形，成為生活主要用房[2]136。組合式布局則是集合上述兩種或兩種以上布局方式組合成建筑主體，是大部分傳統(tǒng)民居采用的方式，也體現(xiàn)了吐魯番民居建構(gòu)空間布局的靈活性。

圖2 吐魯番傳統(tǒng)民居的平面組合方式

(3)建構(gòu)空間平面布局的特點。吐魯番民居布局非常重視起居室，熱情好客的傳統(tǒng)習慣在吐魯番民居建構(gòu)空間布局上得到充分體現(xiàn)。而穿堂式、套間式多以中軸線對稱式布局，很像漢族合院式民居，不同的是漢式合院中間為大間廳堂，東西兩側(cè)為小間側(cè)廂房；而吐魯番傳統(tǒng)民居卻是中間為小空間(“代立茲”)，兩側(cè)布置或穿套大房間(“米瑪哈那”、“阿西哈那”)，主軸線上的小開間不在整幢建筑形象上凸顯。

2.建構(gòu)空間垂直布局

(1) 半地下室和晾房。半地下室和晾房是吐魯番傳統(tǒng)民居建構(gòu)空間向下深入和向上伸展的兩大特色(圖3-a、圖3-d)。吐魯番盛產(chǎn)瓜果，半地下室為儲藏食物提供良好場所，半地下室房屋是將原生土做“墻”，挖造成室，再用土坯發(fā)券砌拱，做成樓蓋，并在側(cè)面墻體高出地面部分開小窗進行采光通風。屋頂晾房源于陰干葡萄的生產(chǎn)需要，矗立于屋頂，四周均為花格墻。晾房透空墻砌法不僅實現(xiàn)通風要求，而且采用虛實凹凸的藝術(shù)處理手法，創(chuàng)造了既有變化又和諧統(tǒng)一的整體，形成了村落獨特的景觀。

(2)爬坡屋和過街樓。吐魯番民居處于沙漠綠洲，平坦地形有限，村落最外層的民居與山坡地形緊密結(jié)合，依托山體自身坡面就坡起屋，利用挖進、填起和夯實的手段造成臺階形地勢，隨后在平臺上布置各個房間，形成獨特的爬山屋，與山體起伏呼應，層疊感明顯，造就了豐富的立體視覺[3]。

因傳統(tǒng)村落布局以地勢為導向，民居平面布局較為復雜，為實現(xiàn)各戶與主道路的通達，出現(xiàn)了過街樓、深巷道等民居空間形態(tài)。過街樓就在這密集的相鄰住宅上空疊建，又或在深巷道較窄處上方搭建，以增加使用面積，增添了民居空間的多樣性與趣味性，豐富了民居建筑立面的層次變化。如此別具一格的爬坡屋和過街樓建構(gòu)空間形態(tài)共同形成民居錯落密集、別有韻律的整體風貌(圖3-b、圖3-c)。

(3)高架棚。高架棚是吐魯番傳統(tǒng)民居建構(gòu)空間的一大特色，覆蓋在建筑之間或建筑與圍墻之間，高出屋面0.5～2米，以土塊或磚塊砌筑架起，形成巨大的棚下空間，是吐魯番傳統(tǒng)民居室內(nèi)外延化表現(xiàn)(圖3-e)。除卻嚴冬之時，餐飲聊天、編織木作、兒童嬉戲、節(jié)日宴請等都在此處進行，幾乎包攬一切生活社交活動[4]。

圖3 垂直空間布局

3.建構(gòu)空間功能適用

(1)傳統(tǒng)民居功能適用的主觀能動性。吐魯番傳統(tǒng)民居通常在某個房間一角設置一些廚事所用的爐灶，但一般只是在嚴冬不宜室外活動的時候才使用，一年中大部分時間的炊事均在室外或開放式廳堂進行。

吐魯番民居一般有夏居室、冬居室之分，人們會在夏季居住在半地下室的房間，到了冬季，則會居住在陽光較為充足的二層房間。門前或高架棚下常設寬大的木床，作為日?；顒又行囊约鞍肽暌陨系囊顾蓿蓓斠彩蔷用裣募韭端薜囊淮筮x擇。

一定的功能要求需要與之相適應的建構(gòu)空間形式才能滿足其使用要求，這就表現(xiàn)為功能對于空間形式的規(guī)定性。吐魯番的人們對于傳統(tǒng)民居建構(gòu)空間功能的適用性表現(xiàn)在對生活空間轉(zhuǎn)移的智慧上，他們充分發(fā)揮主觀能動作用，突破規(guī)定性，擴大靈活性。

(2)傳統(tǒng)民居建構(gòu)空間功能的更新。吐魯番傳統(tǒng)民居建構(gòu)空間在水平垂直方向充分展現(xiàn)了它物質(zhì)層面的強大功能適用性，使用主體意識層面的適用更體現(xiàn)了人們發(fā)揮主觀能動性的智慧。隨著社會發(fā)展，居民的功能需求在不斷地更新，傳統(tǒng)民居的建構(gòu)空間面臨著更多需求。比如孩子的學習空間的需求，水電、家具，電器等設施的需求等。

建構(gòu)空間形式的創(chuàng)造源于功能的要求，那么新的功能要求必將導致對舊的空間形式的否定，而否定是發(fā)展必要的環(huán)節(jié)。功能需求是動態(tài)發(fā)展的，作為最為活躍的因素，推動民居發(fā)展的源動力，傳統(tǒng)民居正是這種矛盾反復產(chǎn)生解決的產(chǎn)物，今天的吐魯番民居也正處于這樣的周期。

吐魯番傳統(tǒng)民居總體結(jié)構(gòu)簡單規(guī)整，自由靈活，自然樸實，孕育了世世代代的吐魯番人民。今天我們學習傳統(tǒng)，不是依葫蘆畫瓢，更多的應該是學習這種恰到好處的解決矛盾的精神。

二、建構(gòu)空間結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性

1．建構(gòu)空間結(jié)構(gòu)體系

在吐魯番傳統(tǒng)民居中，建構(gòu)空間的實現(xiàn)，取決于物質(zhì)技術(shù)手段即結(jié)構(gòu)。這種功能空間的要求和推動，促進了結(jié)構(gòu)的發(fā)展，結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展又基于結(jié)構(gòu)理論和材料的支持。

(1)建構(gòu)空間結(jié)構(gòu)體系概況。吐魯番傳統(tǒng)民居建構(gòu)空間結(jié)構(gòu)可分為三類：木構(gòu)架密梁平屋頂體系、土木(磚木)結(jié)構(gòu)體系、生土墻土坯拱頂體系。木構(gòu)架密梁平屋頂結(jié)構(gòu)體系是中國古建筑木構(gòu)體系之一,一般底部臥梁和上部頂梁(圈梁),以立柱支承構(gòu)成框架式,屋蓋部分為密置小梁,大多為密鋪小椽條上作草泥屋面。土木(磚木)結(jié)構(gòu)體系以土坯墻、夯筑墻為主,墻體內(nèi)有些加木柱支撐墊梁(臥梁)，屋面梁直接擱在木墊梁(板)上。 生土墻土坯拱頂結(jié)構(gòu)體系的墻體以土坯砌筑或為版筑墻,側(cè)墻承重,墻厚50～80厘米,拱跨3～4米,以土坯砌成筒拱。由于木材匱乏，吐魯番傳統(tǒng)民居多數(shù)采用生土墻土坯拱頂結(jié)構(gòu)體系作為建構(gòu)空間的支撐(圖4)。不需要整跨材料，用小塊土坯磚可砌成很大的拱形結(jié)構(gòu)，跨越相當大的空間。

吐魯番傳統(tǒng)民居，雖采用生土拱券建構(gòu)方式，但建構(gòu)空間布局不受拱頂?shù)募s束，不僅有單向筒拱、丁字拱還有交叉筒拱形式，房間布局可等跨或非等跨并列，也可垂直相交，屋頂交叉拱券甚至可不在一個水平面。

圖4 土拱結(jié)構(gòu)建構(gòu)空間

(2)土拱建構(gòu)空間結(jié)構(gòu)力學分析。以調(diào)研中的普遍民居建構(gòu)空間結(jié)構(gòu)為模型，取最不利模型，大跨度為4米，起拱高度1.6米，拱體厚0.15米。由于拱頂單薄，墻體厚重，剛度相差懸殊，故在此截取1米縱向深度生土拱頂作為模型，將其結(jié)構(gòu)體系簡化為兩鉸拱進行受力分析，荷載類型設為拱面均布荷載。

根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012),上人屋面取屋面均布活荷載2.0 kN/m2,吐魯番雪荷載、風荷載分別取0.25 kN/m2、1.0 kN/m2，生土自重取18 kN/m3。根據(jù)《結(jié)構(gòu)力學》[5]233可知兩腳拱的拱軸線方程和拱支座水平推力如下：

計算時采用兩個假設：忽略軸向變形，只考慮彎曲變形；近似取ds=dx，cosφ=1。

荷載：q=1.4×18×0.15+1.2×(2+0.25+1)=7.68 kN/m(荷載載組合以自重主)

將跨度l=4 m，矢高f=1.6 m代入，得FH=9.6 kN

由于兩鉸拱在豎向荷載作用下，對拱腳基座產(chǎn)生水平推力，彎矩內(nèi)力非常小，故不考慮彎曲破壞，而拱體各截面受壓，故拱券體系的薄弱環(huán)節(jié)應保證拱腳滿足水平推力承載能力。參照文獻[6]取生土拱券抗壓強度平均值f=1 140 kPa。拱腳處水平推力產(chǎn)生的壓應力遠小于生土磚的抗壓強度，結(jié)構(gòu)合理。不可否認結(jié)構(gòu)分析中存在一些不可避免的誤差[注]誤差原因如下：1.模型選取僅是接近建筑實體，而不能完全等同與實際建筑實體；2.由于其他客觀因素的存在，荷載賦值存在誤差；3.分析方法選取存在的基本假設，與建筑實體情況有一定的差距。，但隨著生土建筑的研究，生土材料的各項力學性能也在不斷提升與突破，將對土坯拱頂建構(gòu)空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展帶來更多可能性。

2．土拱建構(gòu)空間結(jié)構(gòu)的構(gòu)造做法

拱券結(jié)構(gòu)在承受荷載后產(chǎn)生橫向推力，為保持穩(wěn)定，必須要有堅實寬厚的支座。為了克服側(cè)墻厚實對空間組合靈活性的影響，在長期實踐中，人們又在單向筒形拱的基礎上，創(chuàng)造出了雙向交叉的筒形拱。而這些空間結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)靠的是勞動人民的勤勞與智慧，他們就地取材，只要舍得花力氣就能修建。

吐魯番土拱民居施工是無模板砌筑，先砌筑好拱墩和后墻，在后墻上繪出拱軸線，按線發(fā)券砌筑。起拱由拱腳向中間貼砌，每行拱之間錯縫砌筑砌筑時先抹草泥漿，并使靠拱腳部分漿厚些，拱頂部分漿薄些，漿縫本身上薄下厚，使每一塊生土磚有一定向上仰的傾斜度，在橫向土坯間從草泥縫里加小石子作楔子，敲擊楔石時從拱腳起，左右交替加。交叉拱的砌筑，把拱交叉形成四角拱肋的土坯挑出少許，將其后部用兩邊彼此垂直方向的拱券壓著，如砌好四角，形成一個挑出的收縮層，再將第次行做肋的土坯挑出，用兩邊的拱壓著后部，一圈圈一層層挑出向上砌筑，最后收頂即可[7]317-318。

與窯洞不同的是，吐魯番民居土拱屋面或拱溝填土作為曬臺和夜宿；或不做任何抹面，自然裸露，拱體輕巧，透出自然結(jié)構(gòu)輪廓美。無論砌筑手法還是建造材料，都體現(xiàn)了吐魯番傳統(tǒng)民居的樸實無華與自然之美。

3．建構(gòu)空間結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性

(1)土拱建構(gòu)空間結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性。拱券結(jié)構(gòu)是一種歷史悠久的結(jié)構(gòu)形式，與梁柱結(jié)構(gòu)相比，能夠跨越更大的空間。歐洲建筑發(fā)展了一系列十字拱、交叉拱、穹頂以及券柱式組合，拜占庭時期更是創(chuàng)造了帆拱、尖券、骨架券等拱券空間結(jié)構(gòu)形式。而在吐魯番高昌故城大佛寺經(jīng)堂可以看到四隅處局部使用斜券砌法，蘇公塔以及柏孜克里克千佛洞也都可以看到拱券結(jié)構(gòu)在吐魯番地區(qū)的使用情況。

從建筑歷史發(fā)展的觀點來看，一切拱形結(jié)構(gòu)的發(fā)展都可以說是人類為了謀求更大室內(nèi)空間的產(chǎn)物。吐魯番民居建構(gòu)空間對拱券結(jié)構(gòu)的運用，已經(jīng)不僅是功能實現(xiàn)的載體，更是一種建筑文化的靈魂性的高度表達。隨著功能的發(fā)展和變化，結(jié)構(gòu)自身也不斷地趨于成熟，以更好地適應功能的發(fā)展和變化。

(2)生土材料的優(yōu)越性。生土民居是吐魯番傳統(tǒng)民居的名片，交河故城、高昌故城、千佛洞都是歷經(jīng)歲月洗禮的生土建筑。福建土樓、西北窯洞、麗江大理的土掌房、青藏高原的閃片房和碉樓，都體現(xiàn)了生土材料在傳統(tǒng)民居建構(gòu)中保溫隔熱、具有呼吸功能的優(yōu)越性。隨著鋼筋混凝土技術(shù)的發(fā)展，新的材料和新的結(jié)構(gòu)方法必然導致對傳統(tǒng)建構(gòu)方式的否定。而今天對生態(tài)的追逐，重新點燃了我們對生土建構(gòu)的思考。國外對生土建筑的研究已經(jīng)取得了飛躍性的突破(圖5)，而國內(nèi)如甘肅毛寺村生態(tài)小學也向我們展示了中國現(xiàn)代生土建構(gòu)技術(shù)也可以做得很好。這種不斷否定便是發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，我們應積極看待這種變革，這既是一個探索的過程，又是一個創(chuàng)造的過程。

圖5 國外現(xiàn)代生土住宅及其室內(nèi)環(huán)境

三、建構(gòu)空間的氣候適應性

吐魯番地區(qū)生態(tài)脆弱，地域條件對當?shù)厝嗣裆睢⑸a(chǎn)和民居空間的可持續(xù)發(fā)展影響極大，故對氣候適應性的探討很有必要。在傳統(tǒng)民居中，人們又是如何應對的呢？吐魯番傳統(tǒng)民居建構(gòu)空間以“土拱結(jié)構(gòu)”、“高棚架模式”、“半地下室”等多種建構(gòu)空間形式，來回應當?shù)貥O端氣候。

1．土拱建構(gòu)空間結(jié)構(gòu)

土拱結(jié)構(gòu)建造以土為料，就地取材。夏季拱形屋面削弱了太陽直射，弧形內(nèi)壁引導空氣對流，便于散熱；而冬天，拱形的內(nèi)向型和生土的熱惰性使其室內(nèi)溫度不易流失，這種建構(gòu)空間形式適應了當?shù)靥厥獾臍夂颦h(huán)境。由于呈魯番當?shù)馗珊瞪儆辏猿３２捎迷诮ㄖ敳炕騻?cè)面開小洞的方法進行室內(nèi)通風采光，吐魯番地區(qū)的高太陽照射角度也使其采光效果更加顯著。

在現(xiàn)代民居建設中大多采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，其強大的導熱性，讓室內(nèi)物理環(huán)境陷入了依賴設備的困境。我們失去的不僅是令人驚嘆的能工巧匠，更是傳統(tǒng)民居優(yōu)越的氣候適應理念的傳承。

2．半地下室結(jié)構(gòu)

地下空間是抵擋外界不利因素的最原始有效的手段之一，吐魯番傳統(tǒng)民居的半地下結(jié)構(gòu)，是當?shù)鼐用駷榈挚寡谉釟夂蚺c殘酷環(huán)境而生成的一種智慧建構(gòu)空間。由于地下室氣溫低，空氣不易流通，大多民居會采用半地下室建構(gòu)空間形式。半地下室冬天利用地源熱，夏天躲避太陽直射，冬暖夏涼，成為吐魯番居民的夏居室或儲藏食物的小庫房。

今天的民居設計師很多都忽視了地下室曾經(jīng)帶來的冬暖夏涼，忽視了吐魯番獨特的氣候特征，舍棄了地下室，也是舍棄了傳統(tǒng)民居的智慧。

3．爬坡屋與過街樓

爬坡屋層層疊疊，爭取光照的同時，相互遮擋，引導通風，抵抗炎熱。過街樓結(jié)合深巷道，可在夏天形成陰影區(qū)域，為居民出行增添舒適的環(huán)境，穿巷涼風也能帶走民居區(qū)域的夏日高溫，降低街巷溫度，緩解當?shù)氐牟焕麣夂颉?/p>

4．高架棚模式

高棚架是吐魯番居民御熱、遮蔭、納涼的絕好空間，在高架棚與墻體的連接處，留出通風口洞，達到高敞空間的通風組織。在炎熱的夏天，高棚架不僅可以抵擋太陽直射，保持空氣流動，還能減少太陽對居室的直射，通過通風口洞保持空氣流動，使得任何時間都能在屋前留下一片蔭涼的空間。

隨著現(xiàn)代民居由于人們生活方式的更新，一味攀建“現(xiàn)代化”，忽視傳統(tǒng)民居的優(yōu)越性，原本室內(nèi)空間外延的高架棚，逐漸被隱蔽緊湊的室內(nèi)客廳所替代。

四、結(jié) 語

綜上，可以看到吐魯番傳統(tǒng)民居建構(gòu)空間具備功能適用性、結(jié)構(gòu)優(yōu)越性、氣候適用性等方面的優(yōu)勢。隨著社會發(fā)展，吐魯番傳統(tǒng)民居逐漸凸顯了其功能空間單一、房屋整體性、抗震性差、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量差等問題?，F(xiàn)代民居設計對傳統(tǒng)智慧的提取應用及其適用性延續(xù)還需更進一步改進和實踐檢驗。

在快速發(fā)展的現(xiàn)代社會，我們否定了傳統(tǒng)民居，而在新建民居中又看到了盲目追隨的矛盾，正如事物發(fā)展的普遍規(guī)律一樣，民居建筑的發(fā)展表現(xiàn)為一種復雜的矛盾運動形式。今天我們關(guān)注傳統(tǒng)建筑，從傳統(tǒng)民居到現(xiàn)代民居再到傳統(tǒng)民居，經(jīng)過否定之否定，雖然形式上看又回到了原點，但并不是簡單的重復，而是螺旋式的上升。現(xiàn)代民居建設也是對“傳統(tǒng)”的發(fā)展，應該辯證地傳承傳統(tǒng)民居建構(gòu)空間中的價值觀，延續(xù)先輩智慧，免于沉浸在盲目追隨地域符號和現(xiàn)代化的大潮中，滋生價值觀偏離的問題，以使民居在當今多元文化的滲透下，重新適應人們的日常生產(chǎn)生活，重現(xiàn)活力，在實踐過程中得到更合適、更理性的發(fā)展[8]。