传统与现代的和谐---------浙江安吉农宅的生态实践

摘 要：“居者有其屋”——住房，对于中国广大的城镇居民而言，仍是头等大事。本文通过对浙江安吉生态农宅的调查分析，深入探讨了将传统建筑材料、建造工艺与现代化节能技术理念进行优化整合的可行性，使之适应今天的生活需求，为夏热冬冷地区建造节能省地型住宅和新农村建设提供了具有参考价值的可行性思路。

关键词：生态农宅；传统建筑材料；现代化节能技术理念

Abstract:“Everyone should have their own houses.” Housing is always the dream for a peasant in China. This research started from the experiment of the ecotypic house in Anji County, Zhejiang province. The purpose is to find a road about integrating the traditional materials, technologies and modern energy-saving methods，and optimizing to adapt to the requirement of today, and offer some choices and models to build new country and new countryside residence in Hot Summer & Cold Winter Area.

Keys: ecotypic house; traditional materials; modern energy-saving methods

近几年，政府提出了抓好节能省地型住宅的建设，全国也掀起了一股新农村建设的浪潮。如何在农村建造节能省地型住宅，并为居民营造舒适的室内热环境，是时代向我们建筑工作者提出的一项巨大的挑战。在这大背景下，听闻浙江安吉有一幢生态实验农宅新近落成，是真正的“绿色”还是徒有虚名？为此，笔者带着疑问与从业者挑剔的眼光走访了它。

一、地理位置与环境

安吉生态屋位于浙江省安吉县开发区剑山村下属的天打桥自然村，是由一位民间生态爱好者自费建造而成。它于2005年6月动工，经过七个月的努力，2006年1月主体工程正式建成。生态屋建在一个荒草丛生的小山包上，地势较高，西侧临河，东向与大剑山遥相呼应。房屋朝向为正南稍偏东，房前屋后遍植毛竹（见图3-1，3-2）。

二、建造方式

出于对绿色生态的考虑，生态节能屋采用的主要建筑材料为竹、木、泥土、石灰和石块。具体建造方式如下：

地基：建房位置地表为砾石层，避免不均匀沉降。墙基就地取材，铺砾石、鹅卵石，四周用φ10钢筋做地圈梁，然后水泥砂浆抹平。墙角用鹅卵石干砌以防洪水浸泡和雨水冲刷。

结构：穿斗式木框架结构。外墙为330mm夯土墙，杉木柱梁，内墙及二层南墙为240mm砖墙。当地土质以砂土为主，加入部分黄泥、石灰以增加土墙粘结力，然后以板筑方式营造。

图3-3     屋顶油毡瓦现状

屋顶：双层木板，中间280mm空气防潮层，为了便于进行室内热舒适对比，东侧卧室屋顶部分填入茅草，增强其隔热保温性能。同时，为了降低屋顶的重量，选用具有轻便、防水性能良好的油毡瓦，从而减轻了木结构的负荷。同时也解决了当地农宅常面临的屋顶漏水问题（见图3-3）。南向一层房间的屋顶采用混凝土刚性蓄水屋面，雨季可收集雨水用于冲厕，平时作为户外平台，丰收时还可作为粮食作物的晒场。

门窗：出于保温及夯土墙结构性能的考虑，除南向之外其余方向均开竖长性条窗，尺寸为1.5m×0.6m。二层南向砖墙开大窗，安装双层玻璃窗。遮阳方式灵活多变（见图3-4）。 

三、功能布局

生态屋建筑面积为220m²，平面方整紧凑，占地少而有效使用面积大，为封闭的内向空间。虽方整而不呆板，紧凑而不局促。分为南北两大部分，功能分区明确（见图3-5）。

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图3-6 .1   天井仰望                   图3-6 .2 天井一角    图3-6 .3 生活取水

南向：入口设天井内院，厨房与卫浴空间分布在东西两厢，遵循了传统的习惯，东厢入厨西厢厕。卫生间内西南角设计了一个蓄水池（设计容量为2t），可以收集屋顶平台积蓄的雨水直接用于冲厕。内院中央为一方形水池，池中央有一口水井，水池上方设一座木板桥引导入口，桥中间有活动折板正好盖住水井口。家庭的日常用水可以直接从水井中提取，随用随取，十分方便（见图3-6）。

w       北向:主体建筑为两层，一层为开敞的堂屋，并用一个宽度为一跨的半通透竹帘屏风略加分隔，既增加了空间的趣味性，又有利于夏季室内形成穿堂风；二层包括两间卧室和家庭活动室（可兼做主人书房），南向有一东西向通长玻璃顶走廊，并且局部天井上下贯通，以利一层的采光和房间的室内通风，一、二层之间用直跑木楼梯相连（见图3-7）。

图3-7 .1    堂屋             图3-7 .2 二层玻璃走廊     图3-7 .3 室内楼梯

四、建筑造价

生态屋建筑面积为220 m²，包括后期装修在内，整体造价仅为10万元。经户主估算江南地区农民自建此类住房成本约6～7万元，单位面积造价比砖混结构降低30 %。

w       地基造价：人工4000元，回收材料砾石500元

w       外围墙体：人工8000元，材料2000元

w       木结构：人工15000元，木料25000元

w       屋顶：人工加材料5300元

w       东西厢房加天井：砖混结构总造价15000元

w       其它：简单装修加卫生间15000元

w       间接费用约10000元

五、生态思想

这幢农宅的建造初衷就是从生态的角度出发，将现代设计手法融入到传统建造工艺中，令传统住宅建筑在经济发展的新时代重获新生，全屋上下无时无刻不在渗透着生态节能的思想。联合国环境规划署亚太地区办事处总代表史任达实地考察后，竖起了大拇指：“这幢民居结合古代传统的建造方法与现代元素，充分考虑到人与环境的友好相处和可持续发展的因素，其建造理念和建筑模式可在全球大力推广。”

（一） 节约土地：

房屋选址在一片砾石地，不占用耕地。平面设计紧凑合理，一改随意圈地围院的常用做法，将院落由室外移至室内，并与房间有机结合。附近农宅的院落里常有一大片水泥地用作稻谷的晒场，使用率很低，十分浪费土地面积。该区域的土地因被厚厚的水泥层覆盖而无法呼吸，影响了地表的生态环境。同时，夏季地面所受到的辐射热约两倍于东西墙面所受到的辐射热，从室外地面反射到外墙和窗户上的热量是非常大的。生态农宅将晒场由楼下移至楼上，结合宽敞的屋顶平台而做，巧妙的节约了土地。

（二） 

图3-10 玻璃走廊尽端

图3-9 木框架结构

图3-8 农宅发展示意图

夯土技术：

生态屋的外围护墙体全部采用三合土夯实而成，即将黄土、白灰、砂子加水拌和夯筑，以增强其坚硬程度，厚330mm。夯土技术自古有之，因为其低廉的成本，简单的工艺，以及高效的室内温控，在历史上曾被广泛使用。后来由于新的、大量性的生产材料的出现而被数代人遗忘。现在再次提起，看似转了一圈又退回到原点，实则是一个螺旋上升的过程（见图3-8）。夯土墙本身还具有独特的湿度智能调节功能，有研究表明，其平衡湿容量远远大于实心砖和空心砖，高出一个数量级，说明夯土的储湿能力大大优于砖。^[1]当室内湿度较大时，夯土墙可吸附一定量的水蒸气，降低室内湿度；反之，室内较干燥时，又释放一部分水蒸气，提高室内湿度，从而使之维持在一个较为稳定的水平。同时，稳定性良好，这种方式做成的墙体十分结实，有的土房住了20多年，生土夯成的墙还是刚夯成的样子。而且夯土墙并不改变土的性质，百年之后，尘归尘土归土，不会产生像现代砖石或混凝土房屋那样产生大量的建筑垃圾，完全是一种生态的循环。用生土做成的墙，年数多了以后，就是一种很好的肥料，当地人叫“老墙土”。勤劳的人家，过一些年，就把屋里的老墙换一遍，把换下来的墙送到田里去，这也是积肥的一种方式。

（三） 木结构：

自古以来，中国传统建筑一直以木框架结构为主，因为木框架的节点多用榫卯方式连接，属柔性结构，具有出色的抗震性能，而且取材方便，易于加工，所以在历朝历代得到广泛应用。现今，全球掀起的绿色建筑运动，评估建筑活动对地球环境的影响因素时，首先考虑CO₂排放量，并将排放的其它温室气体的影响折算为CO₂的等价量，由此对于建筑物全生命周期进行评估。木材在生长期内不断地与阳光发生光合作用，吸收CO₂释放O₂，等于将CO₂保留在体内，起到固碳的作用，是一种环保生态的建筑材料。生态屋的内部支撑结构采用了当地传统的穿斗式框架系统，木柱下方做石柱础，木梁上放置杉木楼板，继承和发扬了传统工艺（见图3-9）。

（四） 

图3-11   利用走廊端头天井通风示意图

自然通风：

气流穿过建筑的原因是其两边存在的压力差，压力差源于两个方面：温度梯度引起的热压和外部风的作用引起的风压。

图3-12  利用天井水院通风示意图

热压通风（Stack-ventilation），通常称之为“烟囱效应”，其原理为：因为空气密度与空气的绝对温度成反比，热空气的密度较冷空气小，因此逐渐上升，室外冷空气（密度大）从建筑底部被吸入。显然，室内空间越高敞，空气温差越大，热压作用越强，烟囱效应的拔风效果越明显。在室内外温差相同和进气、排气口面积相同的情况下，如果上下开口之间的高差越大，在单位时间内交换的空气量也就越多。许多建筑中设有天井或中庭空间，就是为了能够利用热压原理来加强室内自然通风。生态屋为了节约建材并没有建成像当地流行的“高大空”的房间，相反自身层高并不高，一层层高为2.8m，但在二层走廊端头处留一小天井，使得上下空间连通，同样形成了高敞空间的效果，结合天井水院，大大加强了室内通风（见图3-10~12）。

 

图3-13 风口面积比例对于室内风速的影响

同时利用风压原理，室内最大气流速度是随着出风口与进风口尺寸的比值而增加的，室内最大气流速度通常接近进风口。^[2]进风口与出风口面积大小不等，将会加强通风口附近的风速，进一步增强室内的自然通风（见图3-13）。^[3]生态屋南北两侧墙上开窗的方式不同，南墙为砖墙，因此开大面积的门窗洞，北墙为夯土墙， 不宜开大窗，因此窗洞口为1.5m×0.6m的竖长形条窗。一层南向洞口面积4.26m²，北向为2.69m²，是南向的63.1％；二层活动厅南向洞口面积5.2m²，北向为0.78m²，是南向的15％。也可通过改变南向窗扇的开启数目，调节进、出风口的面积比例。

（五） 

图3-16 生态屋室内采光示意图

图3-15  一层堂屋室内采光效果

天然采光：

房屋的建造“负阴抱阳”以取得充沛的日照，生态屋前低后高以防止阻挡阳光。冬天的日照可以使建筑内部空气温暖，也可以杀死有害细菌，从而提高居住质量。二层南向侧墙几乎全为玻璃覆盖，晶莹剔透，窗洞开口很大，加上高窗，玻璃走廊顶，室内光线充足，冬季可作为阳光间（见图3-14）。夏季，玻璃顶将被遮蔽起来，以阻挡顶部阳光进入室内。同时，因为夏季太阳高度角较高，向外出挑的屋檐将起到窗口遮阳的作用。走廊尽端的小天井，连通上下空间，将光线引入相对封闭的一层堂屋，大大改善了房间进深中部的采光问题（见图3-15，16）。

（六） 屋顶构造：

生态屋设计了通风屋顶和隔热保温两种屋顶。

通风屋顶的原理是在屋顶设置通风夹层，一方面利用通风层的外层遮挡阳光，使屋顶变成两次传热，避免太阳辐射热直接作用在围护结构上；另一方面，利用屋顶吸收太阳辐射加热空气形成热压通风降温，以及夏季主导风向的风压，使自然通风带走夹层中吸收的太阳辐射热，从而减少室外热作用对内表面的影响。^[4]在双层木板中间，增加了280mm的空气通风防潮层，而且面层在檐口处向外挑出一段，能起到兜风的作用，夏季有助于引入微风，提高间层通风效果。

隔热保温屋顶，是指在间层中添加隔热材料，以增加屋顶的总热阻，从而是屋顶内表面温度及温度波动范围降低。二层东卧室屋顶部分在间层中填入280mm厚的茅草层（这种茅草取自于宅前屋后，当地盛产，据介绍耐腐性较好），有利于提高房间抵抗外界气温变化的能力，减小温度波动振幅，避免忽高忽低。

（七） 

图3-17   天井水院

天井：

传统住宅中常会布置大大小小的天井庭院，连接着入口大门、左右厨卫厢房和堂屋，是平面里最积极最活跃的构成因素。其作用是：

1．加强了日照和通风，使封闭的空间找到采光、通风、排水等功能要求的出路。

2．是一个起联系、导向作用的枢纽空间。它是由大门进入宅内的过渡；是通向建筑两侧厨卫的地带；是连接农宅南、北两区的结合部。

3．天井延伸了堂屋的空间，使半开敞的堂屋扩大了活动范围和视觉感受。^[5]

4．有助于调节室内的温、湿度，起到削峰填谷的作用，从而改善室内外热舒适环境。

生态屋的天井小而方，作为大门入口与房间的过渡空间，进行了巧妙的设计。居中为一方形水院，中央有井，上覆木桥，兼做井盖。西侧种有一丛翠竹，自一层各房间均可以看到，赏心悦目的同时，还可调节天井内的微气候，形成一个天然“氧吧”（见图3-17）。夏季白天用物遮挡，以避烈日，吸纳阴凉，夜间打开，热气尽散，通风顺畅；而冬季与之相反，白天开敞顶部，引入阳光，增加蓄热，夜间用薄膜覆盖，防止热量流失，以利保温。另外，冰凉的井水在夏季可以作为储藏食物的天然冷库。

六、室内热舒适度测量

   笔者于2006年3月3日~5日和3月24日~27日，对于安吉生态屋进行了全天候室内热舒适度测量。测试设备采用Agilent 34970A型建筑热工温度及热流巡回检测仪。通过测试可以看出：

1、一层堂屋：室内温度一直偏低，而且波动不大，十分稳定。正午时间，人身处其中，也觉得比较阴凉。

2、二层活动厅：因为大面积开窗，自太阳升起后室内温度迅速攀升，在中午13：15左右达到峰值，与相邻的东、西卧室气温相差明显，与一层堂屋室内气温差值更加显著，楼上楼下俨然两个季节。晚间23：00后，因大面积开窗且为单层玻璃，降温速度快，夜里02：00左右已超过一层堂屋成为全屋中最冷的区域。

3、东、西卧室：温度变化比较类似，但仍存在一定的差异。屋顶添加茅草层的东卧室室内热环境更为舒适。

图3-18   用塑料薄膜密封天井

4、二层南向外墙主要采用砖混结构，其上开有大面积的采光窗。结果显示，墙体存在一定的热延迟现象，并具有一定的保温、隔热性能。

5、二层北向外墙采用三合土夯制而成，其上开小方窗。内、外表面温差显著，保温、隔热性良好，内表面温度变化幅度小。

 

同时，我们还对天井水院的调温效果和茅草屋顶的保温隔热性能进行了针对性测量。结果如下：

1、 将天井封闭并注满水池后，夜间温度下降明显缓慢，整体温度一直较高，室内外温差十分明显，其“削峰添谷”的效果得到进一步证明（见图3-18）。

2、 屋顶添加茅草层后，保温隔热性能均有所提升，温度变化幅度减弱。

七、村民们的评价

生态屋在最初建造的时候，吸引了周围村民的广泛关注，并热情地出谋划策，传授当地传统的建造方法，生态屋的顺利建成可以说是群策群力的结果。但当我们问及对这座房子的看法以及今后是否也会造一幢相似房子的时候，村民们的态度褒贬不一，让我们听听来他们的声音。

支持者：

经济方面：我如果造一幢一样的房子，屋里可以不用那么多的木材，还是挺经济划算的。

隔热保温方面：住过土房的人都知道，还是土房住起来舒服，冬暖夏凉的。

返潮方面：梅雨季节，这种夯土墙不会返潮，不会像砖墙表面总要冒一层“汗”。

采光方面：屋里真亮堂，光线足，这样住着才舒服。

生态方面：国家大力宣传生态环保，这个房子这方面做的挺好，响应国家号召。

外观方面：这房子模样设计得挺漂亮的，不像现在的方块块。

反对者：

观念方面：我从小就住这土房子，再也不想住了。而且住了也会被别人看不起，说你家没钱。

风俗方面：堂屋后墙开窗，是有利房间通风，但财气也跑了，不吉利。

隔声方面：楼板就一层木板，隔声不好。（注：内墙为石膏板＋木板，隔声效果有所改善）

防火方面：木材用的太多，怕防火不安全。

设计方面：堂屋层高矮了，不敞亮，而且一层也没有卧室，上年纪的住着不方便。

清洁方面：土墙上如果有灰的话不容易擦洗。

 

八、小结

通过建造方式、功能布局、建筑造价、生态理念以及村民们的评价等多视角详细介绍了安吉生态屋的现状情况，实地测试并分析比较使用生态节能措施前后的室内热舒适状况，从而以科学的角度验证了生态措施对于农宅设计的实际效果。

作为一个实验性的生态农宅，生态屋的建造虽力求完备，但不可能做到尽善尽美，反对者的声音可以为今后的建造提供改善的依据。而观念和风俗方面，则需要政府的大力宣传与正确引导，让农民兄弟们解放思想、转变观念，将生态节能的理念贯穿到新农村建设之中。