下沉式窑洞分析

1、生态可持续建筑作业掩土建筑之下沉式窑洞分析下沉式窑洞，是我国风水理论的起源，河南 省洛阳市孟津县前海资村马才升窑洞住宅，基于 风水理论产生了四合院型建筑设计规则，即闭合 环绕的建筑空间带有上见天、下接水的天井。其 闭合环绕天井式的建筑模式，阻挡了室外污染的 进入从而能保持室内空气清洁干净。开敞的院子 能够引进阳光、雨水、新鲜空气以及长波辐射。 院子上面朝天，下面以地表面为基能够保持院子 和院子周围的房间有良好的气候环境。下沉窑洞下沉式窑洞的良好性特征：1、平面布局：一般采用南北向布置，生活用房设在南向最佳位置，辅助用房设 在北向。2、窗：窑脸上开大窗，白天可以吸收大量的太阳能，提高室温。窗上设

2、棉、毯 子、茅草、牛皮纸等材料做成的保温帘子或窗板，白天卷起，晚间放下。方法虽然 很简单，但保温效果却很明显。窑脸上部开高侧小窗，仅用于夏季通风，多数居民 在冬季用草帘或土坯将其封闭。一些地区冬季在双层木窗上加设一层塑料薄膜，减 少传热耗热量20%以上，且可以大量减少冷风渗透所造成的耗热量。门窗缝隙采用 棉布条等封糊，以防止冷风渗透。3、墙体材料：窑洞民居除使用实心粘土砖外，还使用大量与城市不同的地方 材料，如火山浮石砌块、稻草板、粘土免烧砖、草泥拉合辫等节能保温材料。这些 材料不仅节省其制作时所用的能耗，且经测试，其保温效果优于实心粘土砖。4、热系统与采暖方式：主要靠火炕，通过每天三顿饭的生

3、活热来采暖，有时 在睡前适量补烧火炕，所用燃料多为植物秸杆、茅草及少量的煤。有测量数据显示, 尽管窑洞内温度很低，但炕面温度却在45C-33C之间。即炕面区域始终处于较舒 适的温热状态。北方农 民的冬季活动范围主要局限于火炕上。他们在炕上用餐、学习、做家务、会客、就寝等。人体对于气温最为敏感的部位 是脚，而农民脚部常接触的是炕面。因此，尽管室内大部分空 间气温较低，且处于温度不断变化的波动之中，但农民们的感 觉仍是舒适的。问题与缺陷与此同时，下沉式窑洞还存在许多热工方面的缺陷，室内 气温较低；因外墙内表面温度过低，人体长波热辐射失热量大 而产生寒冷感；室内相对湿度大而产生不舒适感。在每年最寒

4、冷的两，三个月时间里，上述问题更加严重；内表墙体吸湿后, 导热系数增大，保温状况更加恶化；厨房、仓库等辅助房间， 结冰、结霜现象更为严重，且长时间不融。虽上述各部位造成现行状况的具体原因有差异，但均系各部位内表面温度低于 露点和冰点所致。究其原因，主要为:1、墙体过薄，总热阻过小，有的甚至低于低限热阻；2、供热能源不足，以及一日三把火的间歇式供热，导致夜间室温过低（常常在 0C以下），清晨墙体各部位内表面温度亦过低，清晨升火后热空气遇到低温墙面 后，结露是必然的现象；3、墙体内层材料的蓄热系数大，其对流的热量不足以使内表面温度高于露点和 冰点。改进建议：北方乡村民居外墙应放弃使用单一材料，转而

5、采用内保温节能复合墙体。外围 护结构的构造设计，应以简单、易施工、耐久、造价低及符合建筑物节能保温原理 为前提。对外墙的构造形式，尚需说明如下：.增加墙厚，增大热阻。.均布供热时间段。采用松散保温材料时，应做防潮处理（如采用塑料袋密封包装），可不设聚湿 层。采用吸湿性高的保温材料时，应设聚湿层。因为室内水蒸气分压力远大于室 外，所以室内水蒸气传向室外过程中必将在承重层内表面冷凝，致使保温材料外表 面湿度增大。在保温材料两侧形成由外向内的水密度梯度，从而使全部保温材料受 潮。 5.对吸湿性不高的保温材料，如聚苯乙烯泡沫塑料等亦可不设聚湿层。高压喷 涂聚苯乙烯所形成的保温层的效果是理想的。北方传统乡土民居要得到良好的提高和发展，实现我国住宅的战略目标一一节 能，只有从理论和实践上对其平面设计、节能措