豫西地坑院居住舒適度優(yōu)化策略研究

基金項目：本文系2023年度河南省重點研發(fā)與推廣專項（科技攻關(guān)）項目“綠色儲糧環(huán)境被動式控制理論與高標(biāo)準(zhǔn)糧食倉房被動式設(shè)計方法”（232102110285）研究成果。

中國的傳統(tǒng)村落承載著豐富的歷史和文化價值，但與現(xiàn)代生活需求之間存在明顯的矛盾。這些村落不僅是中華民族千百年來生產(chǎn)生活的物質(zhì)載體，更是非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的重要見證，蘊含著先民們對自然、社會和人文環(huán)境的深刻理解與智慧結(jié)晶。截至2023年3月，我國已有8155個國家級傳統(tǒng)村落，這些村落分布于全國各地，形成了獨具特色的地域文化景觀帶，構(gòu)成了中國鄉(xiāng)土建筑的多元格局。

隨著時代的發(fā)展，這些傳統(tǒng)民居因受歷史時期經(jīng)濟條件、建筑技術(shù)和設(shè)備的限制，與現(xiàn)代居民的居住需求之間產(chǎn)生了日益凸顯的矛盾。當(dāng)代居民普遍追求更加舒適的居住環(huán)境，對室內(nèi)溫濕度調(diào)節(jié)、采光通風(fēng)等方面提出了更高要求。為提升生活舒適度，部分地區(qū)居民在傳統(tǒng)建筑中引入了空調(diào)、電暖氣等現(xiàn)代設(shè)備，甚至對原有建筑進行了不當(dāng)改造。這些措施盡管在短期內(nèi)提高了居住舒適性，但能源消耗大幅增加。這種現(xiàn)象深刻揭示了傳統(tǒng)建筑保護與現(xiàn)代居住需求之間的內(nèi)在沖突，如何在保護傳統(tǒng)建筑的同時滿足現(xiàn)代居住需求，已成為當(dāng)前建筑學(xué)、文化遺產(chǎn)保護以及鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略背景下的一個重要研究問題。

一、豫西地坑院的建筑特征與文化內(nèi)涵

在中國眾多的傳統(tǒng)民居形態(tài)中，豫西地區(qū)的地坑院以其下沉式院落布局與獨特的土窯洞居住形式而著稱，既展現(xiàn)了先民巧妙適應(yīng)自然環(huán)境的智慧，又蘊含深厚的地域文化價值[2-3]。豫西地坑院主要分布于河南省西部的三門峽、洛陽等地區(qū)的黃土高原，作為一種特色建筑形式[4-5]，在全國傳統(tǒng)民居類型中獨樹一幟。

地坑院的建造過程充分體現(xiàn)了先民們對當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境的精準(zhǔn)把握和資源的高效利用。豫西地區(qū)黃土層深厚、質(zhì)地均勻且具有良好的可塑性，適合開挖和保持垂直結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。同時，該地區(qū)降水較少，地下水位較低，為地下建筑提供了適宜的水文條件。相較于平原或山地傳統(tǒng)村落的平面布局或依山而建的特點，地坑院通過向下挖掘形成垂直下沉的院落空間、門洞和居住窯洞，形成了“天是蓋，地是墻”的獨特空間形態(tài)。地坑院通常沿著四周開挖，院落呈正方形或長方形，四周環(huán)繞著窯洞作為居住和儲存空間。院落中心形成一個天井，既提供了采光通風(fēng)條件，又創(chuàng)造了半私密的家庭活動場所。

從氣候適應(yīng)性角度看，地坑院具有顯著的“冬暖夏涼”特性，體現(xiàn)了良好的節(jié)能潛力。這得益于黃土的優(yōu)異熱工性能和地下空間的恒溫特性：黃土具有較大的熱惰性，能夠有效減緩?fù)獠繙囟炔▌訉κ覂?nèi)環(huán)境的影響。尤其是在夏季，地坑院能夠很好地適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，整個測試期間室內(nèi)空氣溫度范圍在21.9— 28.3°C 。在冬季，自由運行狀態(tài)下，各個房間的室內(nèi)空氣溫度基本高于同時刻的室外空氣溫度，然而整體室內(nèi)的溫度仍偏低。這種自然調(diào)節(jié)機制既符合當(dāng)代綠色建筑的理念，也為傳統(tǒng)民居的可持續(xù)發(fā)展提供了寶貴的參考。

從文化價值而言，地坑院不僅是一種物質(zhì)形態(tài)的建筑遺產(chǎn)，更承載著豐富的非物質(zhì)文化內(nèi)涵。其建造技藝、居住習(xí)俗、家庭倫理以及與之相關(guān)的民間信仰和節(jié)慶活動，共同構(gòu)成了完整的文化系統(tǒng)。地坑院的空間布局反映了傳統(tǒng)宗法社會的等級觀念和家族結(jié)構(gòu)：正窯一般作為家中長輩或主人的居所，東西兩側(cè)窯洞則按照輩分和地位分配給家庭成員。院落中心既是生活勞作的場所，也是舉行婚喪嫁娶等重要家庭儀式的空間。這種空間組織形式強化了家族凝聚力和倫理秩序，體現(xiàn)了中國傳統(tǒng)“家”文化的核心價值。此外，地坑院的營建過程通常依靠村落內(nèi)部的互助協(xié)作完成，這種“換工”傳統(tǒng)增強了社區(qū)紐帶，形成了獨特的社會資本，為鄉(xiāng)村治理提供了文化基礎(chǔ)。

二、地坑院面臨的多重挑戰(zhàn)與現(xiàn)狀

隨著現(xiàn)代生活方式的轉(zhuǎn)變和城鎮(zhèn)化進程的加速，地坑院正面臨多重挑戰(zhàn)，這使得其數(shù)量急劇減少、文化傳承斷層、保護利用不足等問題日益嚴(yán)重。這些挑戰(zhàn)主要來源于地坑院缺陷因素、思想文化因素、生活需求因素、新建造系統(tǒng)因素、家庭因素等，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

首先，地坑院的自身局限性與現(xiàn)代居住需求之間存在明顯差距。盡管地坑院具有良好的溫度調(diào)節(jié)能力，但其通風(fēng)不暢和采光不足的問題十分突出。由于院落下沉且窯洞開口有限，自然采光主要依靠中心天井，內(nèi)部空間光線昏暗；同時，垂直通風(fēng)效果不佳，特別是雨季和濕度較大的時節(jié)，室內(nèi)容易潮濕發(fā)霉，影響居住質(zhì)量。此外，地坑院出入需要通過陡峭的臺階，對老年人和行動不便者造成諸多不便，安全隱患較大。這些問題使其難以適應(yīng)當(dāng)代需求，居民更加傾向于更加智能化和出入方便的地上建筑形式，于是地上建筑慢慢取代了地坑院成為當(dāng)?shù)氐闹饕ㄖ问?（圖1）。

其次，人口結(jié)構(gòu)變化和生活方式轉(zhuǎn)型加速了地坑院的式微。農(nóng)村地區(qū)大量年輕人外出務(wù)工或定居城市，導(dǎo)致留守人口多為老年人，他們?nèi)狈S護地坑院的體力和經(jīng)濟能力，使得院落長期缺乏修而出現(xiàn)墻體開裂、頂部坍塌等結(jié)構(gòu)損毀問題。同時，現(xiàn)代家庭規(guī)模縮小，核心家庭取代大家庭成為主要家庭形態(tài)，使得原本設(shè)計用于容納多代同堂的地坑院空間利用率下降，許多窯洞被閑置或改作儲物用途。隨著電視、冰箱、洗衣機等現(xiàn)代家電的普及，傳統(tǒng)窯洞狹小的空間和不規(guī)則的墻面難以合理安置這些設(shè)備，進一步降低了居住便利性。

最后，現(xiàn)代建筑材料和技術(shù)的廣泛應(yīng)用改變了村民的建造選擇。水泥、磚塊、鋼筋等工業(yè)化建材的便捷性和標(biāo)準(zhǔn)化程度遠超傳統(tǒng)的土木材料，大大縮短了建造周期，降低了技術(shù)門檻。相較于地坑院需要專業(yè)技藝和集體協(xié)作的復(fù)雜營建過程，現(xiàn)代建筑的施工更加高效便捷。同時，傳統(tǒng)的窯洞營造技藝后繼乏人，熟練的匠人日漸減少，導(dǎo)致新建地坑院的質(zhì)量難以保證，修繕成本不斷攀升。在這種情況下，即使部分村民出于文化情感考慮希望保留或重建地坑院，也往往因技術(shù)和經(jīng)濟原因而望而卻步。

此外，旅游開發(fā)和商業(yè)化利用在為地坑院注入新活力的同時，也帶來了過度開發(fā)和文化異化的風(fēng)險。一些地區(qū)為吸引游客，對地坑院進行了過度裝飾或不當(dāng)改造，引入與當(dāng)?shù)匚幕瘋鹘y(tǒng)不符的元素，損害了其文化真實性；另有一些地區(qū)則將地坑院簡單復(fù)制為旅游景點，忽視了其作為生活空間的本質(zhì)屬性和社會功能，使其淪為缺乏生命力的“文化標(biāo)本”。

上述現(xiàn)象不僅折射出傳統(tǒng)居住模式與現(xiàn)代生活方式的沖突，也凸顯了地坑院在當(dāng)代語境下急需改造和保護的緊迫性。如何在尊重其文化價值和建筑特性的基礎(chǔ)上，通過合理的技術(shù)手段改善其功能，使之既能滿足現(xiàn)代居住需求，又能保持傳統(tǒng)風(fēng)貌和文化內(nèi)涵，是當(dāng)前地坑院保護與發(fā)展面臨的核心挑戰(zhàn)。這一挑戰(zhàn)不僅關(guān)系到豫西地區(qū)一種特定民居形式的命運，更直接關(guān)系到中國傳統(tǒng)村落的可持續(xù)發(fā)展道路和鄉(xiāng)村文化遺產(chǎn)的傳承方式，具有廣泛的理論意義和實踐價值。

三、地坑院民居的優(yōu)化改造策略

基于前期調(diào)研、現(xiàn)場測試和居民反饋結(jié)果，本研究聚焦地坑院面臨的三大主要居住環(huán)境問題：采光不足、冬季寒冷以及室內(nèi)潮濕。這些問題嚴(yán)重影響了居住舒適度和生活品質(zhì)，尤其考慮到當(dāng)前地坑院居民多為老年人，家庭規(guī)模普遍縮小，且經(jīng)濟條件相對有限，本研究以南向主臥為例，提出了兩種針對性改造方案，旨在通過經(jīng)濟適用的技術(shù)手段提升地坑院的居住性能。

（一）陽光間方案

該方案針對南向主臥，利用陽光間的溫室效應(yīng)提升冬季室內(nèi)溫度；利用采光通風(fēng)井的煙肉效應(yīng)改善潮濕問題，并利用采光通風(fēng)井的地上玻璃結(jié)構(gòu)與北向窗戶結(jié)合，改善南向主臥的室內(nèi)采光。同時，通過對南向主臥的圍護結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，提升室內(nèi)的熱舒適性和光環(huán)境。

陽光間利用溫室效應(yīng)增加冬季室內(nèi)熱量。陽光間需要考慮遮陽，不進行遮陽可能會導(dǎo)致夏季過熱，為了應(yīng)對這一問題，設(shè)計水平遮陽板，夏季遮擋陽光，同時在冬季允許陽光進入。遮陽板采用混凝土材料?；炷练€(wěn)定耐久，經(jīng)濟適用，便于加工，其簡潔設(shè)計減少了維護工作量，更適合老年住戶使用，同時提升了安全性。

采光通風(fēng)井位于南向主臥的尾部。利用煙囪效應(yīng)加速空氣流通，引入干燥空氣。此外，地上部分大面積采用玻璃結(jié)構(gòu)，引人自然光，優(yōu)化室內(nèi)光環(huán)境。

關(guān)于南向主臥自身的改造考慮多項措施。首先，為改善冬季室內(nèi)熱環(huán)境，更換了保溫性能更好的門窗，并在南向墻體外側(cè)增設(shè)保溫層，以進一步減少熱量散失。其次，針對采光不足的問題，在北向墻體開窗，與采光通風(fēng)井結(jié)合，引入自然光。最后，為優(yōu)化采光效果，南向主臥內(nèi)使用淺色材料，增強光線反射，使室內(nèi)光線分布更加均勻。

（二）直接受益窗方案

該方案結(jié)合采光通風(fēng)井和南向主臥自身的改造，利用直接受益窗來獲取陽光，改善室內(nèi)熱環(huán)境和光環(huán)境，同時利用采光通風(fēng)井的煙肉效應(yīng)改善室內(nèi)潮濕問題，并利用采光通風(fēng)井的地上玻璃結(jié)構(gòu)與北向窗戶結(jié)合，改善南向主臥的室內(nèi)采光。

南向主臥自身的改造同樣考慮多項措施。首先，更換保溫性能更好的門窗，并在南向墻體外側(cè)增設(shè)保溫層，以減少冬季熱量散失。其次，為提升采光效果，擴大南向窗戶面積，采用高透光保溫玻璃。然而，為防止窗戶增大導(dǎo)致的夏季過熱問題，設(shè)計增設(shè)水平遮陽板，用于遮擋高角度陽光，同時允許低角度陽光透過。此外，在北向墻體開窗，與采光通風(fēng)井進深結(jié)合，引入自然光，以進一步改善室內(nèi)采光條件。為優(yōu)化光線分布，室內(nèi)使用淺色材料增強反射，使采光更加均勻。

采光通風(fēng)井和陽光間方案中的位置相同，位于南向主臥的尾部，主要用于促進空氣流通，減少室內(nèi)潮濕，同時兼具引入自然光改善光環(huán)境的功能。

四、結(jié)語

本研究以豫西地區(qū)地坑院為研究對象，探索了傳統(tǒng)民居在現(xiàn)代化進程中的挑戰(zhàn)及改造策略。通過系統(tǒng)分析地坑院的建筑特征、文化內(nèi)涵與現(xiàn)狀問題，提出了陽光間方案和直接受益窗方案兩種改造策略，均基于被動式設(shè)計理念，在保留地坑院基本形態(tài)和文化特征前提下，通過空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化和采光通風(fēng)系統(tǒng)改良提升居住舒適度。這些方案考慮了當(dāng)?shù)鼐用褚岳夏耆藶橹鳌⒔?jīng)濟條件有限的實際情況，采用經(jīng)濟適用技術(shù)和材料，操作維護簡便，具有較強實用性和可推廣性。研究意義不僅在于為豫西地區(qū)地坑院改造提供具體指導(dǎo)，更為中國傳統(tǒng)村落可持續(xù)發(fā)展提供參考，表明傳統(tǒng)民居現(xiàn)代化改造應(yīng)尊重文化價值和技術(shù)特點，在理解其環(huán)境適應(yīng)性基礎(chǔ)上通過適當(dāng)技術(shù)創(chuàng)新提升功能表現(xiàn)，實現(xiàn)“修舊如舊”與“與時俱進”相結(jié)合，既保護傳統(tǒng)村落歷史風(fēng)貌和文化內(nèi)涵，又滿足居民對現(xiàn)代生活品質(zhì)的追求。地坑院等傳統(tǒng)民居的保護與改造需要多領(lǐng)域協(xié)同創(chuàng)新，只有在尊重傳統(tǒng)基礎(chǔ)上實現(xiàn)創(chuàng)造性轉(zhuǎn)化和創(chuàng)新性發(fā)展，才能使這些建筑遺產(chǎn)煥發(fā)新生機，在現(xiàn)代社會中繼續(xù)發(fā)揮獨特價值。

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[2]張獻梅，郭兆儒，王曉艷.豫西地坑院建筑及再生技術(shù)研究[J].工業(yè)建筑，2014（8）：61-64.

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[5]郝昕奕.豫西地坑院型村落空間形態(tài)保護研究[D].鄭州：鄭州大學(xué)，2018.

作者簡介：

張明月，河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院碩士研究生。研究方向：建筑技術(shù)科學(xué)。

李恩，河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院副教授。研究方向：建筑節(jié)能設(shè)計與被動式建筑。