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何文芳，劉加平，師宏儒

（1．西安建筑科技大學(xué)，西安710055；2．蘭州理工大學(xué)，蘭州730050）

 [摘要]維吾爾人獨(dú)特的“移居”生活方式，是資源匱乏時(shí)期寶貴的生存經(jīng)驗(yàn)，挖掘與之相適宜的民居建筑營建智慧，有利于低能耗鄉(xiāng)土建筑的延續(xù)與發(fā)展。通過問卷調(diào)查維吾爾人作息，走訪維吾爾民居建筑，結(jié)合現(xiàn)場測(cè)試典型民居熱環(huán)境，總結(jié)“移居”行為規(guī)律，指出“移居”的實(shí)質(zhì)是選擇相對(duì)舒適的熱環(huán)境。在此基礎(chǔ)上，提煉民居熱環(huán)境梯級(jí)分布特點(diǎn)，剖析與之相適應(yīng)的民居空間模式，解析維吾爾民居熱環(huán)境的營建方式，為當(dāng)代新疆低能耗鄉(xiāng)村建筑建設(shè)提供依據(jù)。

 [關(guān)鍵詞]維吾爾；民居；熱環(huán)境；移居；節(jié)能

0  引言

 我國維吾爾族聚居區(qū)分布很廣，西至塔里木盆地西緣的庫車和喀什，南至和田，東至哈密和吐魯番盆地，北至伊犁地區(qū)的谷地平原，大部分地區(qū)干旱少雨，夏熱冬冷，且易受風(fēng)沙之害，氣候異常惡劣。為了保障生存，維吾爾人采用獨(dú)特的“移居”方式生活，冬季聚在“冬室”取暖防寒，夏季躲在“夏室”避暑降溫，春秋時(shí)節(jié)則呆在室外沐浴陽光享受自然。此舉雖與當(dāng)代常見的居住習(xí)慣相左，卻讓民居建筑在低能源消耗的前提下，既能保障生存要求，還能滿足一定的舒適需求。

 隨著我國城市化的高速發(fā)展，新疆鄉(xiāng)村照搬套用城市居住方式，致使建筑耗熱量水平逐漸向城市趨近。然而我國的單位建筑能耗強(qiáng)度已達(dá)飽和，無力承擔(dān)更高能耗的鄉(xiāng)村建筑。為此維吾爾人在資源匱乏時(shí)期的生存經(jīng)驗(yàn)尤為可貴，沉淀在民居建筑中的熱環(huán)境營建智慧亟待挖掘整理。本文基于維吾爾族的“移居”生存方式，探索與之相適應(yīng)的民居熱環(huán)境營建方式，為當(dāng)代新疆鄉(xiāng)村建筑發(fā)展提供依據(jù)。

1  維吾爾人“移居”行為調(diào)查

 選取吐魯番地區(qū)多個(gè)鄉(xiāng)村，針對(duì)維吾爾民居作息進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，其中冬季調(diào)查樣本189人，夏季樣本155人，樣本的年齡、體重、身高、性別等生理特征分布均勻。

維吾爾居民全年“移居”行為如圖1所示。冬季（11月至次年3月中旬），超過80%的維吾爾居民呆在室內(nèi)，其中大部分人使用冬室，其他少部分人在庭院或戶外勞動(dòng)；過渡季節(jié)（3月中旬—5月，以及9—11月中旬），約60%維吾爾居民停留在日照通風(fēng)良好的過渡空間，春季另有20%居民參與田間勞作，而秋季夜晚有18%的居民選擇庭院就寢。夏季（6月—9月）室內(nèi)空間停留人數(shù)比例不足20%，過渡空間和室外人數(shù)比例均為40 010左右。

  維吾爾居民晝夜“移居”行為如圖2所示。夏季主要使用過渡空間，但依據(jù)時(shí)間不同略有變動(dòng)，北京時(shí)間0:00—4:00時(shí)段，室內(nèi)、過渡空間和室外的維吾爾人分別占總?cè)藬?shù)的18%、41%和41%；4:00·8:00時(shí)段，部分在室外休息的青年人起床到戶外果園勞動(dòng)，而老年和小孩繼續(xù)休息，從室內(nèi)到戶外人數(shù)比例分別為18%、18%、18 010和46%；8:00—12:00時(shí)段，75%的維吾爾人停留在過渡空間，21%的人在庭院中從事家務(wù)勞動(dòng)，極少數(shù)人還在戶外勞作；12：00~16：00時(shí)段，室外逐漸升溫，18%的維吾爾人進(jìn)到室內(nèi)，75%的人留在通風(fēng)良好的過渡空間；16:00。20:00時(shí)段，室外炎熱難耐，52%的維吾爾居民在室內(nèi)避暑，但仍有48%的人留在室外；20：00。24：00時(shí)段，室外氣溫下降，大部分維吾爾人走出房屋納涼，從室內(nèi)到室外人數(shù)比例分別為10%、70%和20%。

  概括而言維吾爾人冬季夏季蝸居室內(nèi)，春季秋季涌現(xiàn)室外，夏季正午蟄伏室內(nèi)，黎明傍晚則置身室外，深夜又回歸室內(nèi)。不難發(fā)現(xiàn)維吾爾人“移居”生活，實(shí)為選擇最舒適的居住環(huán)境，隨著季節(jié)交替、晝夜往復(fù)，室外氣候循環(huán)，建筑物理環(huán)境周期變化，維吾爾人的“移居”行為也隨之周期循環(huán)。

2  維吾爾民居熱環(huán)境分析

 維吾爾人“移居”行為與建筑室內(nèi)外熱環(huán)境息息相關(guān)，選取典型上屋下窯式維吾爾民居，開展熱環(huán)境測(cè)試調(diào)查，總結(jié)建筑中熱環(huán)境分布特征，解析該居住行為與熱環(huán)境分布關(guān)聯(lián)。

2.1建筑概況

 測(cè)試建筑位于吐魯番地區(qū)亞爾鄉(xiāng)，概況如下：

 1)庭院居中，種香椿樹并設(shè)有蘇帕，還搭建了高架棚，是起居生活的中心場所。庭院南側(cè)為果園區(qū)，用于種植葡萄。庭院東側(cè)為輔助區(qū)，安放雜務(wù)、旱廁和牲畜棚。

 2)建筑三面圍合，北房兩層，半地下層為窯洞，上層為經(jīng)堂；東房為輔助臥室；西房為單層“沙拉依”單元，入口正對(duì)為兩間客房，左側(cè)為客室（米瑪哈那），右側(cè)為臥室（阿西哈那）。

 3)采用土木結(jié)構(gòu)體系，500 mm厚土墻，370 mm厚土坯墻外砌120 mm厚磚塊。木構(gòu)架土屋頂，木構(gòu)架上鋪草席并覆土200 mm。

為了了解民居建筑的溫度分布特點(diǎn)，共布置10個(gè)測(cè)點(diǎn)（見圖3）。其中3.1、3.3為半地下房間測(cè)點(diǎn)；3-2為二層經(jīng)堂測(cè)點(diǎn)，3_4、3-5、3-6為一層室內(nèi)測(cè)點(diǎn)；3-7、3-10測(cè)點(diǎn)位于高架棚區(qū)域，3-8測(cè)點(diǎn)位于屋頂庇蔭處。冬季測(cè)試時(shí)間為1月7日至1月10日，有效測(cè)試時(shí)長72 h；夏季測(cè)試時(shí)間為8月8日至8月1 1日，有效測(cè)試時(shí)長72 h。

2.2測(cè)試結(jié)果

詳細(xì)測(cè)試結(jié)果見文獻(xiàn)[7]。測(cè)試建筑冬季溫度分布特征如圖4所示：

 1)測(cè)點(diǎn)3·7和3-8位于室外，溫度波動(dòng)大且溫度低，其中測(cè)點(diǎn)3-7白天溫度稍低于3-8。

 2)測(cè)點(diǎn)3.1、3.2、3。3、3.5、3-6沒有供暖，因而溫度低，主要分布在-10—0℃區(qū)間。其中3-1、3-3位于半地下，溫度波動(dòng)平緩且總體稍高；3-6為一層內(nèi)室，溫度次之；3-2為二層經(jīng)堂，溫度再次之；3-5為一層外室，直接與建筑入口相連，溫度波動(dòng)大且溫度最低。

 3)測(cè)點(diǎn)3_4、3.9溫度分布在10 N20 cC區(qū)間，明顯高于其他測(cè)點(diǎn)。其中3_4為客室，用于待客和日常起居，全天供暖，其溫度平緩，且白天溫度比晚間稍高。3-9為臥室，采用夜間間歇式供暖，因而溫度波動(dòng)稍大，且晚間溫度高于白天。

測(cè)試建筑夏季溫度分布如圖5所示：

 1)室外測(cè)點(diǎn)3-8白天溫度高達(dá)48℃，溫度波動(dòng)極大，波動(dòng)區(qū)間23—48℃，峰值出現(xiàn)時(shí)間14：00- -17：00 0

 2)測(cè)點(diǎn)3-7溫度波動(dòng)較大，但由于高架棚的遮陽作用，受太陽輻射影響小，白天溫度明顯低于室外測(cè)點(diǎn)3-8。

 3)室內(nèi)測(cè)點(diǎn)3.1、3.2、3-3、34溫度波動(dòng)小，主要分布在28—35℃區(qū)間，波峰出現(xiàn)時(shí)間延遲至18：00~21:00。其中半地下房間測(cè)點(diǎn)3.1和3-3溫度波動(dòng)平緩，且溫度均低于地上房間測(cè)點(diǎn)3—2和34。

2.3熱環(huán)境分析

 分析以上測(cè)試結(jié)果可知，測(cè)試建筑熱環(huán)境分布的梯級(jí)特征明顯：

 1)測(cè)試建筑生活場所多樣，室內(nèi)空間封閉，溫度平穩(wěn)。相比之下，室外露天空間直接接收太陽直射和夜間冷輻射，因而溫度波動(dòng)極大，過渡空間因屋遮擋，溫度波幅介于室外與室內(nèi)之間。因此生活場所由室外空間、過渡空間到室內(nèi)空間，其熱環(huán)境穩(wěn)定性逐漸提高，室外氣候的作用呈梯級(jí)衰減趨勢(shì)。

 2)測(cè)試建筑冬季分區(qū)取暖，即客室、主要臥室等起居空間全天取暖，次要臥室晚上取暖，其他輔助空間沒有取暖。因此全天取暖房、間歇取暖房和非取暖房熱環(huán)境差異極大，建筑平面存在明顯的溫度梯度。

 3)測(cè)試建筑夏季局部降溫，供全家納涼之用的夏室位于半地下，利用地下冷源和土壤的蓄熱性能防暑降溫，其他房間將夏室層層包圍，避免夏室圍護(hù)結(jié)構(gòu)受到太陽暴曬。因而半地下空間溫度低，而地面房間溫度高，建筑豎向也存在溫度梯度。

3  維吾爾民居熱環(huán)境營建分析

 建筑是物理環(huán)境的載體，與熱環(huán)境的梯級(jí)分布相適應(yīng)，維吾爾民居建筑由室外到室內(nèi)，由建筑入口到冬室、夏室，其空間從開敞通透向封閉圍合層層遞進(jìn)，呈現(xiàn)出明顯的梯級(jí)空間模式。調(diào)查典型維吾爾民居建筑，總結(jié)民居空間特點(diǎn)，剖析民居空間與熱環(huán)境營建的關(guān)系。

 1)露天空間開敞通透，白天接受太陽直射迅速升溫，夜間接受夜空冷輻射迅速降溫，因而溫度波動(dòng)極大。露天空間有內(nèi)庭院（阿克賽乃）、果園（巴克）和屋頂空間等。庭院空間開敞，早春和深秋時(shí)節(jié)，香椿樹旁，暖陽斜照，溫暖舒適；果園充分發(fā)揮綠色植物的遮陽和蒸騰作用防熱，在炎炎夏日貢獻(xiàn)一片陰涼；屋頂空間直接接收夜空冷輻射，是夏季夜間涼爽的休憩場所。

2)帶屋頂?shù)倪^渡空間有高架棚、檐廊（辟希阿以旺）、中庭（阿以旺）等。過渡空間半圍合半開敞，常由屋頂結(jié)合建筑墻體或透風(fēng)墻圍合而成，頂部多有通風(fēng)窗洞。屋頂既能遮擋太陽直射也可削弱夜空冷輻射，透風(fēng)墻和頂部窗洞則引導(dǎo)氣流促進(jìn)空氣流動(dòng)。因而與露天空間相比，過渡空間溫度波動(dòng)減小且通風(fēng)良好，在過渡季節(jié)微風(fēng)徐徐，清涼舒適；在夏季白天則遮陽庇蔭，增強(qiáng)通風(fēng)提高人體蒸發(fā)散熱；在夏季夜間還引入涼風(fēng)降溫，見圖6。

 3)室內(nèi)空間圍合封閉，適用于室外氣候較惡劣的時(shí)段。維吾爾民居多采用生土墻承重體系，厚重的圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有很好的蓄熱性能，利于緩沖室外氣候變化，維持室內(nèi)熱環(huán)境穩(wěn)定。窗洞少且小，降低室外冷風(fēng)／熱風(fēng)向室內(nèi)滲透。因此與室外空間相比，室內(nèi)空間冬暖夏涼，但通風(fēng)不足，空氣品質(zhì)較差，適合冬季和夏季正午使用，見圖7a。

 4)室內(nèi)空間分內(nèi)外，空間布局注重保溫隔熱。譬如吐魯番民居“沙拉依”單元有米瑪哈那（內(nèi)室）、阿西哈那（內(nèi)室）和代立茲（外室），和田民居有修庫艾（內(nèi)室）和塔克歇（外室），其中內(nèi)室布置在建筑內(nèi)側(cè)，外室位于外側(cè)，用于連接入口和內(nèi)室，既是交通過渡區(qū)也是天然的空氣絕熱區(qū)，對(duì)內(nèi)室起到保溫和隔熱作用。又如北疆山區(qū)民居以火塘為中心組織空間，內(nèi)室緊鄰火塘布置，再將外室圍繞于外側(cè)，形成由中心向邊緣依次遞變的溫度分布。

5)室內(nèi)空間分冬夏，冬室營造注重保溫，夏室營造注重降溫。冬室遠(yuǎn)離建筑入口，空間低矮且封閉，極少開窗洞，有的只在屋頂開設(shè)40 cm×40 cm左右的天窗，用于采光和換氣。夏室類型多樣，吐魯番地區(qū)夏室位于地下，空間低矮封閉，重在利用地下冷源降溫；和田民居的阿以旺作夏室使用，空間尺度高大但圍合封閉，頂部開口用于采光和換氣，這樣的夏室既可隔熱又能熱壓通風(fēng)降溫�？κ病�阿克蘇等地氣候溫和，將辟希阿以旺等過渡空間作為夏室之用，見圖7b。

維吾爾民居采用梯級(jí)空間模式，營建多樣化的露天空間、過渡空間和室內(nèi)空間，形成梯級(jí)熱環(huán)境分布。如此，既能對(duì)惡劣氣候?qū)訉铀�減，還能發(fā)揮各類空間的特點(diǎn)，分別利用保溫防寒，以及遮陽、蒸騰、通風(fēng)、隔熱、蓄熱、地冷等多種降溫措施，應(yīng)對(duì)四季不同的氣候條件，形成宜居的建筑環(huán)境。

4  結(jié)論

 本文首先調(diào)查維吾爾居民生活作息，分析“移居”形成原因和行為規(guī)律；其次結(jié)合民居建筑調(diào)查和典型建筑熱環(huán)境測(cè)試，總結(jié)維吾爾民居熱環(huán)境分布特點(diǎn)；最后分析民居建筑空間模式，剖析民居空間與熱環(huán)境營建的關(guān)系，探索維吾爾民居熱環(huán)境的營建方式。得到以下結(jié)論：

 1)維吾爾人“移居”生活，實(shí)為選擇相對(duì)舒適的居住環(huán)境。隨著季節(jié)交替、晝夜往復(fù)，建筑物理環(huán)境循環(huán)變化，維吾爾人的“移居”行為隨時(shí)間周期循環(huán)。

 2)維吾爾民居熱環(huán)境呈梯級(jí)分布。首先民居生活空間多樣，從室外空間、過渡空間到室內(nèi)空間，其熱環(huán)境穩(wěn)定性逐漸提高，室外氣候的作用呈梯級(jí)衰減趨勢(shì)；其次民居冬季分區(qū)取暖，全天取暖房、間歇取暖房和非取暖房熱環(huán)境差異極大，建筑平面存在溫度梯度；最后民居夏季局部降溫，地下的夏室溫度較低，地面房間溫度較高，建筑豎向存在溫度梯度。

 3)與梯級(jí)熱環(huán)境相適應(yīng)，維吾爾民居空間呈梯級(jí)分布。室外空間開敞通透，接受太陽直射和夜空冷輻射，因而受氣候影響最大；過渡空間由屋頂和透風(fēng)墻圍合而成，空間半封閉半開敞，避免了陽光和夜空的直接作用，為此溫度波動(dòng)減小，且通風(fēng)良好；室內(nèi)空間厚墻小窗、封閉幽暗，利于蓄熱保溫，減少空氣滲透，維持室內(nèi)熱環(huán)境穩(wěn)定；室內(nèi)空間分內(nèi)外，內(nèi)室遠(yuǎn)離人口，外室既連接內(nèi)室和人口，也是空氣絕熱區(qū)，對(duì)內(nèi)室起到保溫和隔熱作用；室內(nèi)空間分冬夏，冬室注重保溫，空間低矮且封閉，夏室注重降溫，或位于地下利用地冷降溫，或尺度高大利用熱壓通風(fēng)降溫。維吾爾民居建筑由室外到室內(nèi)，由外室到冬室、夏室，其空間從開敞通透向封閉圍合層層遞進(jìn)，呈現(xiàn)梯級(jí)空間模式。

 傳統(tǒng)社會(huì)建材類型有限、營造技術(shù)落后，又缺乏高效的取暖和制冷手段，面對(duì)冬季嚴(yán)寒、夏季炎熱的荒漠氣候，倘若采用單一空間營建單一熱環(huán)境，將難以保障生存，更談不上滿足全年的舒適需求。為此維吾爾人采用“移居”式生存方式，創(chuàng)造了具有梯級(jí)空間模式的民居建筑，通過營建多樣化的露天空間、過渡空間和室內(nèi)空間，形成梯級(jí)熱環(huán)境分布，既對(duì)惡劣氣候?qū)訉铀�減，形成適宜生存的微氣候環(huán)境，還明確應(yīng)對(duì)四季不同的氣候條件，形成相對(duì)舒適的居住環(huán)境。

  綜上所述，維吾爾人的“移居”行為，結(jié)合民居的梯級(jí)空間和梯級(jí)熱環(huán)境，順應(yīng)荒漠氣候環(huán)境，且極大的減少了建筑運(yùn)行對(duì)能源的依賴。因此新疆鄉(xiāng)村建筑發(fā)展不應(yīng)盲目照搬或套用城市居住模式，而應(yīng)遵從維吾爾人的生存習(xí)慣，延續(xù)、借鑒或提升梯級(jí)熱環(huán)境營建方法，探索出符合新疆鄉(xiāng)村特色的低能耗建筑模式。