適應(yīng)性生態(tài)思想在滿族民居營造技術(shù)中的應(yīng)用

適應(yīng)性生態(tài)思想在滿族民居營造技術(shù)中的應(yīng)用

滿族是中國的主要少數(shù)民族之一，形成于16世紀(jì)30年代。到20世紀(jì)30年代，人口為1068.23萬人，主要分布在中國東北部。滿族有著悠久的歷史文化,周代的肅慎、漢代的挹婁、北朝的勿吉、隋唐的靺鞨人和唐末到宋代的女真族,都是滿族在歷史上不同時(shí)期的先人(1)。傳統(tǒng)滿族民居建筑所蘊(yùn)含的一系列適應(yīng)性地域營造技術(shù)是滿族人民在寒冷地區(qū)移住定居后,經(jīng)過長期的歷史發(fā)展所積累的寶貴經(jīng)驗(yàn)。采用適應(yīng)性技術(shù)手段、形成適居性環(huán)境的地域技術(shù)已成為滿族住居營造中不可分割的一部分。滿族民居尤以其獨(dú)特的炕居生活空間,因其長久不衰的生命力和在當(dāng)代的生態(tài)學(xué)價(jià)值,獲得傳統(tǒng)文脈和建構(gòu)地域風(fēng)格的技術(shù)思路。1受東朝冷氣候影響，滿族通居空間及其結(jié)構(gòu)1.1地震烈度較高,建筑平面布局形成新賓滿族自治縣和清原滿族自治縣(以下簡(jiǎn)稱新賓縣和清原縣)所處遼寧省東部長白山余脈,地形為丘陵地帶。平均海拔300m以上。冬季極端溫度-36.5℃,夏季極端溫度35.1℃;冬季平均氣溫-14℃,夏季平均氣溫22~24℃,冬冷夏熱,季節(jié)分明。年平均降水量859.8mm,無霜期130天,地下水位距地表4m,最大凍結(jié)深度1.5m,地震烈度7度。由于植被覆蓋率較高以及地形特點(diǎn),很少出現(xiàn)風(fēng)沙和揚(yáng)塵。氣候因地域不同而存在差異,在寒冷氣候的影響下,遼東村鎮(zhèn)建筑必然存在對(duì)這種氣候的適應(yīng)措施,同時(shí)基于滿族的生活特征和文化習(xí)俗,形成了傳統(tǒng)滿族民居獨(dú)特的平面布局形式和建筑立面特色(圖1~2)。在古代嚴(yán)寒的東北地區(qū),人們就產(chǎn)生了對(duì)太陽的崇拜,認(rèn)為房屋的入口應(yīng)該朝向太陽升起的地方——東方,便產(chǎn)生了古代滿族的筒子房(圖3)。后來出于對(duì)環(huán)境的適應(yīng),入口逐漸轉(zhuǎn)為南向。如《建州聞見錄》中所述“窩舍之制……門必向南”,說明元明建州女真時(shí)期滿族民居已采用南向入口,以防止北向寒風(fēng)侵入。滿族民居建筑平面有五開間和三開間之分。進(jìn)入正門為灶間,灶主要是為了燒南北大炕和兼做飯。西間“萬字炕”的空間布局是滿族傳統(tǒng)炕居空間的典型形式?？谎啬媳蔽魅鎵w布置,形成南北大炕和西炕。南北大炕做日常起居之用,西炕及上方的山墻上供奉有祖宗牌位,體現(xiàn)出滿族傳統(tǒng)中以西為尊的習(xí)俗。東側(cè)房間一般設(shè)“一字炕”的南北布局形式(在清故宮中稱“暖閣”),南北炕分別沿南北墻設(shè)置,形成房屋東西兩側(cè)跨海煙囪。1.2紙媒:水面質(zhì)的地面鋪裝滿族民居火炕的構(gòu)造形式主要由加火口(爐灶)、煙道、炕板(石板)和跨海煙囪組成。這里有兩點(diǎn)比較重要的因素影響著火炕的使用效果:一個(gè)是煙道的砌筑,砌筑從灶口到煙囪底部必須有合適的坡度,以利于排煙,炕壟的砌筑采用多種組合形式,使煙能夠在煙道中迂回,維持火炕溫度的均勻性,另一個(gè)是煙道和煙囪的連接,在煙囪和煙道的連接處設(shè)置“狗窩”,以防止冷空氣倒灌到室內(nèi)(圖4)?，F(xiàn)代滿族住宅隨著時(shí)代的發(fā)展和生活水平的提高,無論在房間的組成、規(guī)模、布局及標(biāo)準(zhǔn)方面都發(fā)生了較大的變化。首先是適應(yīng)現(xiàn)代起居生活的需要,逐漸取消了南炕而增加廳室空間,形成南廳北炕的復(fù)合型空間布局(圖5~6);其次,為增加居住生活的私密性,北炕由火墻分隔成兩部分,中間設(shè)置隔斷,以滿足家庭不同成員的空間需要。隨著滿族民居空間的發(fā)展和演變,炕的形式也產(chǎn)生了一系列的適應(yīng)性發(fā)展,出現(xiàn)了節(jié)能型“吊炕”、“燃池”、地?zé)峥坏榷喾N形式。①吊炕:傳統(tǒng)的火炕搭建在地面上,散熱面小,炕洞過高(地面距離炕面的高度很大),要耗費(fèi)較多的能源才能把炕燒熱,而節(jié)能型吊炕的做法是將炕整體架空,距地面20cm左右,用混凝土板作為底板,下面用磚疊砌支撐。這種做法的優(yōu)點(diǎn)在于:一是降低了炕洞的高度,使熱量集中,并增大了炕的散熱面積,有利于室溫的提高;二是這種做法符合空氣動(dòng)力學(xué)的原理,使柴禾能更充分地燃燒,消除了滯煙的現(xiàn)象;再者,炕下面的空間可以作為儲(chǔ)藏空間,使室內(nèi)空間簡(jiǎn)潔、衛(wèi)生而經(jīng)濟(jì)(圖7)。②燃池:燃池的構(gòu)造做法是在室內(nèi)地面以下挖出深2.0m左右的長方形坑道,用磚砌筑,再用水泥沙漿抹面,上面蓋鋼筋混凝土預(yù)制板作為地面形成燃燒池。在燃燒池中蓄存1m厚的鋸末壓實(shí)點(diǎn)燃,通過地板面散發(fā)大量的熱供給室內(nèi)。一次投放燃料就可以維持一個(gè)冬季的燃燒。這種做法的優(yōu)點(diǎn)在于:一是減少了每天燒火取暖的麻煩和煙塵對(duì)室內(nèi)空氣的污染;二是明顯提高了地面的溫度(一般室溫可達(dá)20℃左右,地面溫度可達(dá)40℃左右),符合人體舒適度的要求;再者,燃料集中在燃池中燃燒,減少熱量的散失,有效節(jié)約能源。這種做法在清原地區(qū)有著廣泛的應(yīng)用,利用當(dāng)?shù)啬静募庸さ膹U料,就地取材,比較經(jīng)濟(jì)。在沒有鋸末的地區(qū)還可以用稻殼、高粱殼來代替(圖8)。③地?zé)?樓房中的地?zé)崛∨绞竭\(yùn)用到了農(nóng)村,對(duì)農(nóng)村采暖方式的改變有著劃時(shí)代的意義。在撫順市順城區(qū)前甸鎮(zhèn)大道村見到了這種采暖方式。家里安裝水箱和小鍋爐燒水供給地?zé)?地面以及室內(nèi)的溫度都很舒適。地?zé)岬乃鼙P法很簡(jiǎn)單,在地面上呈蛇行間距30~50cm盤擺,再用水泥沙漿或木條固定,上面用地板磚或復(fù)合地板鋪裝地面,其供熱系統(tǒng)類似于土暖氣的做法,供熱效果更好,可以赤腳在地上行走,而且溫度基本穩(wěn)定并且可以調(diào)節(jié)(圖9)?！暗蹩弧钡某霈F(xiàn)是應(yīng)用了混凝土材料和現(xiàn)代結(jié)構(gòu)技術(shù)創(chuàng)造出的一種能夠充分發(fā)揮炕的熱輻射作用的新型火炕形式。如果說“燃池”是適應(yīng)了林區(qū)就地取材、因地制宜的一種火炕形式,那么地炕則體現(xiàn)了滿族民居中“全屋炕”對(duì)其影響和融合。2滿族居住區(qū)的區(qū)域設(shè)計(jì)技術(shù)2.1居住建筑的平面布局在長期的發(fā)展演進(jìn)中,傳統(tǒng)滿族民居已形成背風(fēng)建宅的選址原則。背風(fēng)建宅又可分為在山腳、山腰、臺(tái)地三種不同氣候影響下的情況。在山腳一般來說是選址建宅的理想場(chǎng)所,旁邊的山體可以遮擋冬季寒風(fēng)的侵襲,但對(duì)遼東寒冷地區(qū)來說,容易產(chǎn)生霜凍效應(yīng)且不利于防洪。這里產(chǎn)生霜凍效應(yīng)的原因主要是由于冬季晴朗無風(fēng)的夜晚,冷空氣沉降并滯留在較凹地形,猶如池水一樣集聚在一起,使地表空氣溫度比其他地方低很多,從而對(duì)建筑形成霜凍侵害。背風(fēng)向陽的山腰和臺(tái)地便成為滿族人民建宅的理想選址,后來建州女真人從山區(qū)到丘陵及平原地區(qū),也較多采用在高處筑城建宅的習(xí)慣。在臺(tái)地和較高的房屋基座上建宅,既滿足居住上的安全防衛(wèi),又有較開闊的視野(圖10)。由氣候條件和生態(tài)效應(yīng)而興建的我國北方廣大村鎮(zhèn)建筑,在院落總體布局上方正寬敞,冬季日照充分,具有防風(fēng)沙侵襲,并適合植物栽植等優(yōu)點(diǎn)。據(jù)調(diào)查,新賓縣和清原縣滿族民居庭院是我國較為開敞的庭院,除了土地條件寬裕,生活習(xí)性所致以外,北方寒冷的氣候使人們渴望更充沛的日照。在單體建筑平面布局中,早在勿吉和靺鞨人居住的房屋里就出現(xiàn)了沿房墻三面(北、西、南)布置的火炕(2),以阻止來自西北向寒冷氣候的侵襲。后來的“女真”型火炕由于空間組成的復(fù)雜化,結(jié)合“火墻”既分割空間,又增加采暖面積,這時(shí)的火炕技術(shù)已經(jīng)成熟,在平面布局中完全適應(yīng)了地域性氣候特點(diǎn)(3)。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn),當(dāng)代滿族住宅增加了具有保溫防寒功能的內(nèi)外部過渡空間——門斗,這樣既減少了冬季的風(fēng)力,又具有控制建筑熱損失的功能。同時(shí),住宅采取雙進(jìn)深平面布置,將廚房、倉庫、衛(wèi)生間等輔助用房布置在北向,構(gòu)成防寒空間,住宅和起居室爭(zhēng)取布置在陽光充足的南向(圖11)。由于新賓縣和清原縣有著豐富的太陽能資源,日照充足,在住宅建設(shè)中采用被動(dòng)式太陽能方案,即通過增加南向臥室和廳室的開窗面積和開窗方式,構(gòu)成陽光間,使得陽光充滿整個(gè)室內(nèi)。另外利用對(duì)流原理,在內(nèi)窗和前后室的隔斷間設(shè)置通氣孔,南向被加熱的空氣由于對(duì)流進(jìn)入北向的房間,如此達(dá)到提高室內(nèi)溫度的效果。2.2農(nóng)作物纖維在紡織品加工方面的應(yīng)用滿族民居中的墻體基本采用三種不同的材料:磚、石和草泥。傳統(tǒng)木構(gòu)架體系的房屋早期大都采用土坯、草泥為維護(hù)結(jié)構(gòu),其優(yōu)點(diǎn)是比較經(jīng)濟(jì),保溫防寒性能也較好,但室內(nèi)環(huán)境條件較差和易破損(圖12)。該地仍以農(nóng)耕為主,產(chǎn)有大量的稻草可供回收利用,如能在技術(shù)上對(duì)其進(jìn)行加工處理,則可成為一種理想的保溫材料。農(nóng)作物纖維在人類的建造歷史上占據(jù)著重要的位置,歐洲、俄羅斯東亞北部地區(qū),包括日本都有用茅草覆蓋屋頂?shù)淖龇āＨ毡镜拈介矫拙褪怯棉r(nóng)作物纖維塊編制而成的。所以,本地區(qū)亦可以利用當(dāng)?shù)刎S富的稻草資源,加工制作稻草板墻體和屋面保溫材料,在熱工方面將取得較好的效果(圖13)。同時(shí)要利用被動(dòng)式太陽能利用的基本原理,對(duì)保溫墻體(包括窗體的性能)的種類、厚度和位置進(jìn)行仔細(xì)的考慮,熱量通常在其主墻體內(nèi)的傳輸速度大約為每小時(shí)20~30mm,因此一面200mm厚的保溫墻體在中午吸收的熱量大約會(huì)在晚上8點(diǎn)左右進(jìn)入到起居空間。2.3溫度調(diào)節(jié)及保溫效果屋面是一個(gè)散熱量很大的地方,因此屋面的保溫至關(guān)重要。滿族傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)屋面材料與構(gòu)造采用的是以粘土和植物纖維相交結(jié)的塑性構(gòu)造處理,熱工物理性能好,天然材料自身具備較好的溫度應(yīng)變能力,且能起到更好的保溫蓄熱作用。傳統(tǒng)滿族住宅屋頂中采用一種當(dāng)?shù)禺a(chǎn)的油質(zhì)泡白灰青灰背,其油性大,防水性能好,工藝雖然復(fù)雜一些,但能夠就地取材,成本低廉。而在晝夜溫差較大的情況下,工藝過于簡(jiǎn)單的現(xiàn)澆或預(yù)制混泥土的屋面結(jié)構(gòu)往往容易產(chǎn)生開裂以致保溫性能不佳。在現(xiàn)澆混泥土屋面基層上采用傳統(tǒng)的泥土混合植物纖維作為保溫和防水層,在實(shí)踐中證明也是行之有效的做法,能顯著地減少熱量的散失,同時(shí)利用其熱惰性大的特點(diǎn)起到一定的保溫防寒作用。2.4建筑材料特點(diǎn)的應(yīng)用鄉(xiāng)土建筑材料具有可持續(xù)利用性,其可持續(xù)利用的價(jià)值在于它的生態(tài)適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性和就地取材的方便性,是材料、結(jié)構(gòu)、形式對(duì)自然環(huán)境與生活的真實(shí)反映。傳統(tǒng)住宅由于條件限制往往就地取材,并保持材料的原生性,像土坯磚、木材、稻草等等。滿族民居中使用的材料大致分為兩類:一類是木、土、石(塊石、石板、卵石)、草(稻草、稻秸)等天然材料;另一類是磚、瓦、石灰等人工材料。傳統(tǒng)滿族民居大量運(yùn)用石材、草泥、生土混合材料,用毛石砌筑房屋基礎(chǔ),塊石砌筑窗下墻體,采用木屋架結(jié)構(gòu)作為支撐,然后用碎石、土坯加草泥作為外圍護(hù)填充材料。在今天的農(nóng)村,這一類構(gòu)造方式得到了進(jìn)一步的發(fā)展,磚得到了大量的使用,并出現(xiàn)了發(fā)揮多種材料優(yōu)勢(shì)的構(gòu)造方法。如雙層復(fù)合墻體和稻草板保溫墻體的運(yùn)用:雙層復(fù)合墻體采用內(nèi)砌120mm厚土坯磚外包砌240mm厚燒制磚的做法,充分發(fā)揮各自的特性。稻草板保溫墻體則采用壓制稻草板作為墻體的保溫層,外包240mm厚磚墻,內(nèi)襯120mm厚磚墻砌筑(圖13)。另外,在寒冷的北方,住宅在材料的選擇上要充分考慮吸熱和蓄熱的性能,改變?nèi)藗円晃蹲非蟀咨饬恋奶沾社R磚外貼面的做法,應(yīng)選擇顏色較深和蓄熱系數(shù)大的外墻砌筑材料,有利于充分利用太陽的日照而儲(chǔ)存熱量,以達(dá)到節(jié)能的效果。常用的采光面或太陽能收集器是窗戶,熱吸收裝置是指蓄熱材料的表面,一般為深色、硬質(zhì),其材料的顏色對(duì)陽光中短波輻射的吸收率較大,而材料的粗糙程度對(duì)短波輻射吸收率影響較大。蓄熱材料指保留或者儲(chǔ)存陽光產(chǎn)生能量的材料,如磚石砌筑墻體、盛水的容器、相變的材料等,常位于熱吸收裝置的下面。需要根據(jù)采暖需要計(jì)算所需蓄熱材料的面積和厚度。3舒馬赫的技術(shù)策略在發(fā)展中國家和地區(qū)的經(jīng)濟(jì)區(qū)域化建構(gòu)中,技術(shù)策略是及經(jīng)濟(jì)政策與文化政策相配套的。E.F.舒馬赫為發(fā)展中國家設(shè)計(jì)的技術(shù)策略是使傳統(tǒng)技術(shù)、現(xiàn)代技術(shù)、中間技術(shù)各得其所,并強(qiáng)調(diào)以中間技術(shù)的靈活運(yùn)用為重點(diǎn)。中間技術(shù)是現(xiàn)代技術(shù)和傳統(tǒng)技術(shù)的媒介。在建筑學(xué)意義上,還應(yīng)強(qiáng)調(diào)技術(shù)的文化——生態(tài)特性,那么中間技術(shù)就不僅是一個(gè)水平的判斷,還有了適應(yīng)性的地域關(guān)懷。3.1住宅節(jié)能設(shè)計(jì)與生態(tài)化建設(shè)的重要性當(dāng)前世界正面臨能源短缺的危機(jī),而在我國村鎮(zhèn)住宅建設(shè)量大面廣,開展村鎮(zhèn)住宅節(jié)能設(shè)計(jì)和生態(tài)化建設(shè)就顯得尤為重要。在新賓縣和清原縣農(nóng)村仍然以秸桿為主要能源來取暖和燒飯,而這種利用能源的方式效率很低,只有15%~30%,所以提高燃料的利用率是一個(gè)亟待解決的問題。(1)位一體太陽能豬舍的組合技術(shù)沼氣的開發(fā)利用已經(jīng)有很長時(shí)間了,但是絕大多數(shù)用于南方,在北方并不多見,主要是由于北方天氣過冷而沼氣的產(chǎn)生需要較高的溫度,所以只有很少量的沼氣產(chǎn)生,甚至不能產(chǎn)生而無法使用。新賓縣永陵鎮(zhèn)運(yùn)用了三位一體太陽能豬舍的組合方式,成功地解決了這一問題。所謂三位一體即豬舍、廁所、沼氣池都設(shè)在太陽能豬舍中,提高了沼氣池的溫度,使沼氣能順利地產(chǎn)生,同時(shí)易于將豬和人的糞便投入沼氣池得到充分利用(圖14)。(2)燃?xì)馍a(chǎn)技術(shù)秸桿氣化技術(shù)是一項(xiàng)新興的對(duì)生物質(zhì)能利用的技術(shù),是把各種農(nóng)作物的秸桿粉碎后投入到氣化設(shè)備中生產(chǎn)出燃?xì)獾募夹g(shù)。該設(shè)備的技術(shù)含量較高,主要由政府投資建造。該流程為:秸桿粉碎——進(jìn)入氣化爐——除塵器——凈化器——分離器——過濾器,即可生產(chǎn)出燃?xì)鈦?。其中燃燒過程在氣化爐中進(jìn)行,燃?xì)鉃镃O。這種技術(shù)使秸桿的燃燒值充分地體現(xiàn)出來,使能源的利用率達(dá)到80%以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于農(nóng)戶直接燃燒所獲取的熱量(圖15)。這種技術(shù)主要由政府出資建設(shè)秸桿氣化站,農(nóng)民投入部分資金購的燃?xì)庠O(shè)備,通過收購農(nóng)戶的秸桿用于生產(chǎn)燃?xì)?。該氣化站總共投資78萬元,一罐燃?xì)獾娜萘繛?00m3,每天生產(chǎn)兩罐燃?xì)饪晒┙o300戶村民使用,約需要15~20捆玉米秸桿來供應(yīng)。通過出售秸稈獲得的資金完全可以滿足基本燃?xì)獾馁M(fèi)用,既有效利用了資源,又通過減少燃燒木材和煤而保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。3.2生態(tài)適應(yīng)性技術(shù)傳統(tǒng)民居中蘊(yùn)含的一系列地域性營造技術(shù),是在長期適應(yīng)特定氣候條件和生態(tài)環(huán)境中形成的,它不依賴耗能設(shè)備,而在建筑形式、空間、布局和構(gòu)造上采取措施,以改善建筑環(huán)境、實(shí)現(xiàn)微氣候建構(gòu)。所以,建構(gòu)適應(yīng)性技術(shù)是傳統(tǒng)建筑走向現(xiàn)代化的基本途徑和保障,也是村鎮(zhèn)建筑生態(tài)化建設(shè)的主要手段。適應(yīng)性技術(shù)應(yīng)是特定氣候、地形地貌、地方材料等自然因素綜合誘導(dǎo)的產(chǎn)物,能夠最大限度地減少營造對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境的破壞,并且具有相應(yīng)的生態(tài)補(bǔ)償性與還原性。同時(shí),任何特定技術(shù)的適用都是有其階段性的,隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步,先前的某些技術(shù)可能變得滯后,要求技術(shù)變化和進(jìn)步應(yīng)反映出傳承性。以動(dòng)態(tài)性原理作為適應(yīng)性技術(shù)的理論前提,這樣適應(yīng)性技術(shù)才具備相應(yīng)的生命力,才具有可持續(xù)性,才能保證新的營造不會(huì)丟失