豫西地区窑洞冬季湿环境的研究

刘梁 孙万里 赵自豪 周钰朴

摘要：本文以豫西传统民居窑洞作为研究对象，在现场测试的基础上进行了冬季室内湿环境的研究，通过对数据的分析与对比，得出了豫西窑洞内湿环境的现状，指出了冬季传统烧炕对室内湿环境的影响。

关键词：窑洞；湿度；湿环境；舒适度

0引言

生土建筑，是人类使用历史最为悠久、分布地域最为广阔的建筑类型。生土民居是以生土作为主要建筑材料的，以黄土窑洞最具代表性。主要分布在中国西北黄土高原的陕西、山西、河南、甘肃等省。窑洞有着冬暖夏凉、建造工艺简单、节能省材等优点，但也普遍存在室内湿度大的缺点。豫西地区全年降雨量少，单次降雨量大，黄土入渗性能强，且窑洞室内地面略低于室外地面，门窗较小通风不良而导致豫西窑洞室内普遍潮湿现象严重，全年室内湿度都较高，本次实验主要研究其冬季室内湿环境。

1实测研究概述

1.1测试对象

测试对象为荥阳市方顶村的一处传统靠崖式窑洞，该窑洞建筑分东西两窑洞，东窑洞内部进深9m，宽2.5m，高5m，内部设置有炕；西窑洞与之结构相同，区别在于没有炕。

1.2气候条件

该地区属北温带大陆性季风气候，春夏秋冬四季分明。冬季漫长而干冷，雨雪稀少；春季干燥少雨多春旱，冷暖多变大风多；夏季比较炎热，降水高度集中；秋季气候凉爽，时间短促。全年平均气温15.6℃；8月份最热，月平均气温25.9℃；1月份最冷，月平均气温2.15℃。全年平均降雨量542.15毫米，无霜期209天。全年日照时间约1869.7小时，属寒冷地区。

1_3测试方案

测试时间为2019年1月19日至2019年1月28日。东窑洞布置温湿度自记仪，用于记录窑洞的温湿度变化，为了和东窑洞形成对比，在西窑洞相同位置也布置了温湿度自记仪。时间设定为每十分钟自动记录一次温湿度。2019年1月21号至2019年1月27号，在窑洞内进行了烧炕测试，烧炕时间为早上8：00-9：00，中午13：00-14：00，晚上18：00-19：00。

2数据分析及优化方案

2.1数据分析

本次分析选取了26日相关数据为对象，比较了东西窑洞湿度的变化及东窑洞烧炕前后湿度变化的，结果见图3。

（1）：冬季西窑洞室内湿度全天都比较平稳，维持在75%左右。而冬天湿度大时，会加速热传导，使人觉得阴冷，影响人体的舒适度。且室内湿度过大，会引起室内物品的腐败、霉变、细菌等。

（2）：由東窑洞湿度的变化可以看出，在烧炕时，室内湿度明显低于未烧炕时候的室内湿度，这是由于通过烧炕，使室内温度迅速上升，加热室内空气，与室外空气形成温差，一部分水分会被热压形成的风带出，而另一部风会通过突遇室外冷气液化，从而使室内湿度大幅降低。即使在停止烧炕后，室内湿度依旧会持续走低一段时间，这是由于窑洞的保温性能，室内热量散发慢，室内温度在短时间内变化不大。

（4）：由于烧炕的影响，窑洞内湿度在一段时间会维持在40%左右，而室内湿度过低时，因上呼吸道粘膜的水分大量散失，人会感到口干舌燥、甚至咽喉肿痛、鼻出血等，并患热感冒。所以维持一个合适的室内湿环境是及其重要的。

（5）：通过图3中的数据对比可以看出，东窑洞夜间湿度会稳定在55%左右，而西窑洞一直保持在75%左右。这是由于东窑洞白天烧炕产生的热量不能及时散出，导致室内热阻大，热惯性大，会阻止室内湿度的大幅度提升，并使湿度稳定在一个较好的范围内。

2.2存在问题

本次实验过程中，在湿度维持在50%-60%为最佳的情况下，发现通过烧炕并不能全天时间营造一个良好的湿环境。且烧炕期间，特别是中午烧炕结束后的一个时间段，窑洞内湿度下降较快，且处于一个低于40%的状态，过低的湿度也会对人的舒适度及身体建康产生影响。

2.3优化方案

对于烧炕产生的湿度过低的问题，建议采用居住窑与炕分离的方式，将炕设置在西窑洞，对炕进行改造，通过管道连接炕与东窑洞，东窑洞内设置散热器，并设置回路，以水为媒介，将烧炕时产生的热量输送到窑洞内进行采暖与除湿，最后将低温水送回并循环。在此方案中，避免了炕与室内空气的直接接触，室内热量的来源也不再是一个单一的点，能很好的平衡室内热压。而且通过对管道安装及数量的控制，在不影响室内采暖需要的同时营造一个良好的湿环境。

3总结

在豫西黄土窑洞村落地区，存在着冬季窑洞内湿度过大的问题。室内湿度过大，不仅影响着居住的舒适度，还容易引起细菌滋生、霉变、腐蚀等问题。传统的除湿方式为烧炕，通过烧炕产生的热量来降低室内湿度，且由于窑洞的良好的保温性能，能达到一个很好的除湿效果。但烧炕期间及结束后的部分时间段室内湿度都偏低，需要进行适当的补湿。