吐鲁番民居建构空间适用性探究

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(新疆大学 建筑工程学院，新疆 乌鲁木齐 830047)

传统民居是人们为了抵御恶劣气候或野兽侵袭而逐步发展演化而来的，是人类不断探索、千锤百炼的创造，故而美丽乡村、安居富民等乡村建设的终极目标，是为人们提供舒适的居住场所。随城镇化的推进和多元文化的冲击，乡村建设一味追求破旧立新，大量拆毁旧居，照搬城市经验，建造所谓“理性”现代民居，不免出现新建民居趋同的倾向，丧失了原有的质朴与原真性。

吐鲁番民居是我国生土民居的代表，可是在当地，土房子却被视为贫穷落后的标志，力图尽快消灭，更甚在钢筋混凝土建筑表皮刷上土黄色涂料，营造“传承”对地域文化的视觉效果(图1)。不可否认，这种忽视传统民居内在优越性的“皮囊”式传承，既无法抓住城市现代化的尾巴，又回不到过去的传统，背离了民居的价值取向。本文拟对吐鲁番传统民居的建构空间形态进行解构与分析，通过探讨传统民居建构空间的适用性，探求其建构空间适用性的本质，为干旱绿洲民居单体建构空间提供指导，让干旱绿洲聚落民居走上可持续发展道路。

图1 传统民居与新建民居

一、建构空间功能的适用性

建筑具有价值意义的并不是围成空间的界面，而是空间本身，民居亦如此。它为人提供一定的物质空间环境，而人又是不能脱离社会而孤立地存在的个体，因此我们应当看到建筑空间与生活方式之间的功能适用性。所谓内容决定形式，在建筑中内容表现为功能，形式表现为空间，功能要求与之相适应的空间形式。吐鲁番传统民居建构空间的表达，体现在既尊重功能对于空间形式的规定性，又充分利用它的灵活性。

1．建构空间平面布局

(1)基本生活单元。吐鲁番传统民居的基本生活单元，当地人称“沙拉依”，主要由“米玛哈那”、“阿西哈那”、“代立兹”组成。“米玛哈那”又称“客房”，兼做主要起居会客和卧室，面积在房间中最大，装饰装修最为讲究；“阿西哈那”即次卧室，为子女或晚辈夫妇的卧室，供老人和小孩使用；“代立兹”即前室含炉厨炊事储藏等杂用功能，起交通枢纽作用[1]170。此三间一组为基本生活单元，人口少者一组足矣，人口较多或经济宽裕者一户人家可以由多组基本单元组成。

(2)单元组合方式。一组完整的民居建筑，功能的合理性不仅仅依赖于单个房间的合理程度，还依赖于房间之间的组合(图2)。吐鲁番传统民居的平面型制有穿堂式、套间式、毗连式、组合式等多种布局方式。穿堂式布局由一间通长土拱房屋居中，两侧垂直方向布置起居室、卧室、储藏间等生活用房；套间式布局是一种古老的型制，也是吐鲁番传统民居中典型的代表，即在前室穿套一间卧室或多间生活用房，也有大起居室的某一侧再接一大间；毗邻式布局是由三间或多间土拱平房拼成一排或曲尺形，成为生活主要用房[2]136。组合式布局则是集合上述两种或两种以上布局方式组合成建筑主体，是大部分传统民居采用的方式，也体现了吐鲁番民居建构空间布局的灵活性。

图2 吐鲁番传统民居的平面组合方式

(3)建构空间平面布局的特点。吐鲁番民居布局非常重视起居室，热情好客的传统习惯在吐鲁番民居建构空间布局上得到充分体现。而穿堂式、套间式多以中轴线对称式布局，很像汉族合院式民居，不同的是汉式合院中间为大间厅堂，东西两侧为小间侧厢房；而吐鲁番传统民居却是中间为小空间(“代立兹”)，两侧布置或穿套大房间(“米玛哈那”、“阿西哈那”)，主轴线上的小开间不在整幢建筑形象上凸显。

2.建构空间垂直布局

(1) 半地下室和晾房。半地下室和晾房是吐鲁番传统民居建构空间向下深入和向上伸展的两大特色(图3-a、图3-d)。吐鲁番盛产瓜果，半地下室为储藏食物提供良好场所，半地下室房屋是将原生土做“墙”，挖造成室，再用土坯发券砌拱，做成楼盖，并在侧面墙体高出地面部分开小窗进行采光通风。屋顶晾房源于阴干葡萄的生产需要，矗立于屋顶，四周均为花格墙。晾房透空墙砌法不仅实现通风要求，而且采用虚实凹凸的艺术处理手法，创造了既有变化又和谐统一的整体，形成了村落独特的景观。

(2)爬坡屋和过街楼。吐鲁番民居处于沙漠绿洲，平坦地形有限，村落最外层的民居与山坡地形紧密结合，依托山体自身坡面就坡起屋，利用挖进、填起和夯实的手段造成台阶形地势，随后在平台上布置各个房间，形成独特的爬山屋，与山体起伏呼应，层叠感明显，造就了丰富的立体视觉[3]。

因传统村落布局以地势为导向，民居平面布局较为复杂，为实现各户与主道路的通达，出现了过街楼、深巷道等民居空间形态。过街楼就在这密集的相邻住宅上空叠建，又或在深巷道较窄处上方搭建，以增加使用面积，增添了民居空间的多样性与趣味性，丰富了民居建筑立面的层次变化。如此别具一格的爬坡屋和过街楼建构空间形态共同形成民居错落密集、别有韵律的整体风貌(图3-b、图3-c)。

(3)高架棚。高架棚是吐鲁番传统民居建构空间的一大特色，覆盖在建筑之间或建筑与围墙之间，高出屋面0.5～2米，以土块或砖块砌筑架起，形成巨大的棚下空间，是吐鲁番传统民居室内外延化表现(图3-e)。除却严冬之时，餐饮聊天、编织木作、儿童嬉戏、节日宴请等都在此处进行，几乎包揽一切生活社交活动[4]。

图3 垂直空间布局

3.建构空间功能适用

(1)传统民居功能适用的主观能动性。吐鲁番传统民居通常在某个房间一角设置一些厨事所用的炉灶，但一般只是在严冬不宜室外活动的时候才使用，一年中大部分时间的炊事均在室外或开放式厅堂进行。

吐鲁番民居一般有夏居室、冬居室之分，人们会在夏季居住在半地下室的房间，到了冬季，则会居住在阳光较为充足的二层房间。门前或高架棚下常设宽大的木床，作为日常活动中心以及半年以上的夜宿，屋顶也是居民夏季露宿的一大选择。

一定的功能要求需要与之相适应的建构空间形式才能满足其使用要求，这就表现为功能对于空间形式的规定性。吐鲁番的人们对于传统民居建构空间功能的适用性表现在对生活空间转移的智慧上，他们充分发挥主观能动作用，突破规定性，扩大灵活性。

(2)传统民居建构空间功能的更新。吐鲁番传统民居建构空间在水平垂直方向充分展现了它物质层面的强大功能适用性，使用主体意识层面的适用更体现了人们发挥主观能动性的智慧。随着社会发展，居民的功能需求在不断地更新，传统民居的建构空间面临着更多需求。比如孩子的学习空间的需求，水电、家具，电器等设施的需求等。

建构空间形式的创造源于功能的要求，那么新的功能要求必将导致对旧的空间形式的否定，而否定是发展必要的环节。功能需求是动态发展的，作为最为活跃的因素，推动民居发展的源动力，传统民居正是这种矛盾反复产生解决的产物，今天的吐鲁番民居也正处于这样的周期。

吐鲁番传统民居总体结构简单规整，自由灵活，自然朴实，孕育了世世代代的吐鲁番人民。今天我们学习传统，不是依葫芦画瓢，更多的应该是学习这种恰到好处的解决矛盾的精神。

二、建构空间结构的优越性

1．建构空间结构体系

在吐鲁番传统民居中，建构空间的实现，取决于物质技术手段即结构。这种功能空间的要求和推动，促进了结构的发展，结构体系的发展又基于结构理论和材料的支持。

(1)建构空间结构体系概况。吐鲁番传统民居建构空间结构可分为三类：木构架密梁平屋顶体系、土木(砖木)结构体系、生土墙土坯拱顶体系。木构架密梁平屋顶结构体系是中国古建筑木构体系之一,一般底部卧梁和上部顶梁(圈梁),以立柱支承构成框架式,屋盖部分为密置小梁,大多为密铺小椽条上作草泥屋面。土木(砖木)结构体系以土坯墙、夯筑墙为主,墙体内有些加木柱支撑垫梁(卧梁)，屋面梁直接搁在木垫梁(板)上。 生土墙土坯拱顶结构体系的墙体以土坯砌筑或为版筑墙,侧墙承重,墙厚50～80厘米,拱跨3～4米,以土坯砌成筒拱。由于木材匮乏，吐鲁番传统民居多数采用生土墙土坯拱顶结构体系作为建构空间的支撑(图4)。不需要整跨材料，用小块土坯砖可砌成很大的拱形结构，跨越相当大的空间。

吐鲁番传统民居，虽采用生土拱券建构方式，但建构空间布局不受拱顶的约束，不仅有单向筒拱、丁字拱还有交叉筒拱形式，房间布局可等跨或非等跨并列，也可垂直相交，屋顶交叉拱券甚至可不在一个水平面。

图4 土拱结构建构空间

(2)土拱建构空间结构力学分析。以调研中的普遍民居建构空间结构为模型，取最不利模型，大跨度为4米，起拱高度1.6米，拱体厚0.15米。由于拱顶单薄，墙体厚重，刚度相差悬殊，故在此截取1米纵向深度生土拱顶作为模型，将其结构体系简化为两铰拱进行受力分析，荷载类型设为拱面均布荷载。

根据建筑结构荷载规范(GB50009-2012),上人屋面取屋面均布活荷载2.0 kN/m2,吐鲁番雪荷载、风荷载分别取0.25 kN/m2、1.0 kN/m2，生土自重取18 kN/m3。根据《结构力学》[5]233可知两脚拱的拱轴线方程和拱支座水平推力如下：

计算时采用两个假设：忽略轴向变形，只考虑弯曲变形；近似取ds=dx，cosφ=1。

荷载：q=1.4×18×0.15+1.2×(2+0.25+1)=7.68 kN/m(荷载载组合以自重主)

将跨度l=4 m，矢高f=1.6 m代入，得FH=9.6 kN

由于两铰拱在竖向荷载作用下，对拱脚基座产生水平推力，弯矩内力非常小，故不考虑弯曲破坏，而拱体各截面受压，故拱券体系的薄弱环节应保证拱脚满足水平推力承载能力。参照文献[6]取生土拱券抗压强度平均值f=1 140 kPa。拱脚处水平推力产生的压应力远小于生土砖的抗压强度，结构合理。不可否认结构分析中存在一些不可避免的误差[注]误差原因如下：1.模型选取仅是接近建筑实体，而不能完全等同与实际建筑实体；2.由于其他客观因素的存在，荷载赋值存在误差；3.分析方法选取存在的基本假设，与建筑实体情况有一定的差距。，但随着生土建筑的研究，生土材料的各项力学性能也在不断提升与突破，将对土坯拱顶建构空间结构的发展带来更多可能性。

2．土拱建构空间结构的构造做法

拱券结构在承受荷载后产生横向推力，为保持稳定，必须要有坚实宽厚的支座。为了克服侧墙厚实对空间组合灵活性的影响，在长期实践中，人们又在单向筒形拱的基础上，创造出了双向交叉的筒形拱。而这些空间结构的实现靠的是劳动人民的勤劳与智慧，他们就地取材，只要舍得花力气就能修建。

吐鲁番土拱民居施工是无模板砌筑，先砌筑好拱墩和后墙，在后墙上绘出拱轴线，按线发券砌筑。起拱由拱脚向中间贴砌，每行拱之间错缝砌筑砌筑时先抹草泥浆，并使靠拱脚部分浆厚些，拱顶部分浆薄些，浆缝本身上薄下厚，使每一块生土砖有一定向上仰的倾斜度，在横向土坯间从草泥缝里加小石子作楔子，敲击楔石时从拱脚起，左右交替加。交叉拱的砌筑，把拱交叉形成四角拱肋的土坯挑出少许，将其后部用两边彼此垂直方向的拱券压着，如砌好四角，形成一个挑出的收缩层，再将第次行做肋的土坯挑出，用两边的拱压着后部，一圈圈一层层挑出向上砌筑，最后收顶即可[7]317-318。

与窑洞不同的是，吐鲁番民居土拱屋面或拱沟填土作为晒台和夜宿；或不做任何抹面，自然裸露，拱体轻巧，透出自然结构轮廓美。无论砌筑手法还是建造材料，都体现了吐鲁番传统民居的朴实无华与自然之美。

3．建构空间结构的优越性

(1)土拱建构空间结构的优越性。拱券结构是一种历史悠久的结构形式，与梁柱结构相比，能够跨越更大的空间。欧洲建筑发展了一系列十字拱、交叉拱、穹顶以及券柱式组合，拜占庭时期更是创造了帆拱、尖券、骨架券等拱券空间结构形式。而在吐鲁番高昌故城大佛寺经堂可以看到四隅处局部使用斜券砌法，苏公塔以及柏孜克里克千佛洞也都可以看到拱券结构在吐鲁番地区的使用情况。

从建筑历史发展的观点来看，一切拱形结构的发展都可以说是人类为了谋求更大室内空间的产物。吐鲁番民居建构空间对拱券结构的运用，已经不仅是功能实现的载体，更是一种建筑文化的灵魂性的高度表达。随着功能的发展和变化，结构自身也不断地趋于成熟，以更好地适应功能的发展和变化。

(2)生土材料的优越性。生土民居是吐鲁番传统民居的名片，交河故城、高昌故城、千佛洞都是历经岁月洗礼的生土建筑。福建土楼、西北窑洞、丽江大理的土掌房、青藏高原的闪片房和碉楼，都体现了生土材料在传统民居建构中保温隔热、具有呼吸功能的优越性。随着钢筋混凝土技术的发展，新的材料和新的结构方法必然导致对传统建构方式的否定。而今天对生态的追逐，重新点燃了我们对生土建构的思考。国外对生土建筑的研究已经取得了飞跃性的突破(图5)，而国内如甘肃毛寺村生态小学也向我们展示了中国现代生土建构技术也可以做得很好。这种不断否定便是发展的重要环节，我们应积极看待这种变革，这既是一个探索的过程，又是一个创造的过程。

图5 国外现代生土住宅及其室内环境

三、建构空间的气候适应性

吐鲁番地区生态脆弱，地域条件对当地人民生活、生产和民居空间的可持续发展影响极大，故对气候适应性的探讨很有必要。在传统民居中，人们又是如何应对的呢？吐鲁番传统民居建构空间以“土拱结构”、“高棚架模式”、“半地下室”等多种建构空间形式，来回应当地极端气候。

1．土拱建构空间结构

土拱结构建造以土为料，就地取材。夏季拱形屋面削弱了太阳直射，弧形内壁引导空气对流，便于散热；而冬天，拱形的内向型和生土的热惰性使其室内温度不易流失，这种建构空间形式适应了当地特殊的气候环境。由于呈鲁番当地干旱少雨，所以常常采用在建筑顶部或侧面开小洞的方法进行室内通风采光，吐鲁番地区的高太阳照射角度也使其采光效果更加显著。

在现代民居建设中大多采用钢筋混凝土框架结构，其强大的导热性，让室内物理环境陷入了依赖设备的困境。我们失去的不仅是令人惊叹的能工巧匠，更是传统民居优越的气候适应理念的传承。

2．半地下室结构

地下空间是抵挡外界不利因素的最原始有效的手段之一，吐鲁番传统民居的半地下结构，是当地居民为抵抗炎热气候与残酷环境而生成的一种智慧建构空间。由于地下室气温低，空气不易流通，大多民居会采用半地下室建构空间形式。半地下室冬天利用地源热，夏天躲避太阳直射，冬暖夏凉，成为吐鲁番居民的夏居室或储藏食物的小库房。

今天的民居设计师很多都忽视了地下室曾经带来的冬暖夏凉，忽视了吐鲁番独特的气候特征，舍弃了地下室，也是舍弃了传统民居的智慧。

3．爬坡屋与过街楼

爬坡屋层层叠叠，争取光照的同时，相互遮挡，引导通风，抵抗炎热。过街楼结合深巷道，可在夏天形成阴影区域，为居民出行增添舒适的环境，穿巷凉风也能带走民居区域的夏日高温，降低街巷温度，缓解当地的不利气候。

4．高架棚模式

高棚架是吐鲁番居民御热、遮荫、纳凉的绝好空间，在高架棚与墙体的连接处，留出通风口洞，达到高敞空间的通风组织。在炎热的夏天，高棚架不仅可以抵挡太阳直射，保持空气流动，还能减少太阳对居室的直射，通过通风口洞保持空气流动，使得任何时间都能在屋前留下一片荫凉的空间。

随着现代民居由于人们生活方式的更新，一味攀建“现代化”，忽视传统民居的优越性，原本室内空间外延的高架棚，逐渐被隐蔽紧凑的室内客厅所替代。

四、结 语

综上，可以看到吐鲁番传统民居建构空间具备功能适用性、结构优越性、气候适用性等方面的优势。随着社会发展，吐鲁番传统民居逐渐凸显了其功能空间单一、房屋整体性、抗震性差、室内环境质量差等问题。现代民居设计对传统智慧的提取应用及其适用性延续还需更进一步改进和实践检验。

在快速发展的现代社会，我们否定了传统民居，而在新建民居中又看到了盲目追随的矛盾，正如事物发展的普遍规律一样，民居建筑的发展表现为一种复杂的矛盾运动形式。今天我们关注传统建筑，从传统民居到现代民居再到传统民居，经过否定之否定，虽然形式上看又回到了原点，但并不是简单的重复，而是螺旋式的上升。现代民居建设也是对“传统”的发展，应该辩证地传承传统民居建构空间中的价值观，延续先辈智慧，免于沉浸在盲目追随地域符号和现代化的大潮中，滋生价值观偏离的问题，以使民居在当今多元文化的渗透下，重新适应人们的日常生产生活，重现活力，在实践过程中得到更合适、更理性的发展[8]。