论我国窑洞建筑的内部采光

　　在当前经济化程度越来越高的时代，地域文化特色建筑面临着极大的考验，对这类建筑的研究也越来越收到人们所重视。地域类建筑是具有相当地域文化特色的本土建筑，它本身是动态反战的、乡村的、本土的、传统的、自然的。地域类的建筑主要特色是出于一个相对稳定的文化火区域范围内，其建筑风格具有当地特色，反映其地方特色，其建筑类型主要受当地历史文化、地理环境或地域风情乡影响，而其中，最具有代表性的就是中国的窑洞，窑洞是中国古老的建筑体系之一，其拥有数千年的历史，经过了中国一代又一代人们的改造，其设计理念对现代设计具有极大的考究价值。在窑洞室内采光方面，更是别具一格，内部采光不仅是人视觉物体形状、空间、色彩的生理的需要，而且是美化环境不可缺少的物质条件。光照可以构成空间，又能改变空间；既能美化空间，又能破坏空间。不同的采光可以营造不同的空间意境情调和气氛同时也能照亮整个空间，光也可显示出其巨大的艺术感染力，并以它独特的方式传达着特有的信息。同材料、颜色一样，光可以作为一种设计语言构成室内环境的一种表达方式。

　　地域文化特色的建筑一般都是受到其地方历史文化火地理环境影响而产生，其具有独特的。我国窑洞大多地处黄土高原，这里地势西北高而东南低，除了少数的石质山突出在黄土之上，其他地方都是黄土覆盖。因此黄土是这个地区最普遍的建筑材料，而黄土具有抗压与抗剪强度高以及质地均匀的特点。因此，这里建筑受地理环境影响，采用就地取材，挖掘地下空间作为居住环境，而在挖掘窑洞之后，仍能保持土体自身的稳定。并且，受地理环境影响，当地大陆性季风气候，凉爽而干西。夏热有多冷，干早少雨，使人们因地制宜开挖窑洞形成提供有利的条件。

　　我国窑洞建筑看上去好像难登大雅之堂，其实它有许多设计理念值得借鉴，例如，它涉及利用生土、节省建筑用地和保持生态环境、浓化乡土特色、节约能源等一系列目前设计所欠缺的理念。过去联合国科学考察团在考察我国窑洞建筑后，说过:“窑洞十分适合人类居住。它温、湿度适宜，外界气候及大气中的放射物质对人的影响较小，不仅可以减少气喘病、风湿病、皮肤病等，还可以大大降低北方寒冷天气采暖的能源消耗。”

　　我国窑居主要分布我国北方地区，由于所处位置较为广泛、而各地的地理文化特征不一样，因此，也形成了千姿百态的窑洞。我国窑洞在漫长的发展过程中，经理了一代代人的改进与发展，进而出现了各式各样的窑洞，目前，按照建造的方法来分类，可以分为箍造式和挖土式。箍造式窑窑洞按材料分为石窑和砖窑，而挖土式又主要分为，沿沟式，和下沉式、靠山式等（如图1-1、1-2）。

　　1.村落形态空间

　　依据不同的地势，可归纳为以下几种类：（1）拱窑四合院村落：在我国榆林地区居民喜欢用砖或石头砌筑拱窑，拱窑与土木结构房屋结合组成四合院、三合院，若干院落构成村落。这类村落具有黄土高窑居村落的特点又兼有北方平原地区村镇的特征。（2）下沉式窑居村落：以下沉式四合院组成的村落，不受地形限制，只须保持户与户之间相隔二定行或呈散点布局。这种村落在地面看不到房舍，走进村庄口还倒家家户户掩于，构成了黄土高原最为独特的地下村庄。（3）黄土高坡村落：这些村庄选址在向阳的坡面上，有的处在凹形的弧坡上，呈怀抱南向之势，院落都向心地布置在崖壁上，也有的处在凸形弧坡上，窑洞院落呈放射状布置。（4）沟岔交汇处聚集的村落：在丘陵沟壑区，一些较大的村落往往聚集在几条沟岔的交汇处，院落一般沿等高线横向展开，院门设在东侧。（5）沿沟底溪岸发展的线形村落，这种村落沿着“V”形冲沟的河岸向纵伸展开，一般建在不宜耕种、沟坡陡峭的阳面。

　　2.院落布置空间

　　在我国关中、渭北部分地区，靠山窑洞与土木结构的房屋共同构成窑洞建筑四合院，空间序列井然。绝大多数窑洞村落民居住户分布散落，不同于中原四合院的封闭沉闷。一般，各家院落都是以向阳的靠山窑为主体建筑，方便室内采光，同时配以厕所、羊圈猪舍、门楼以及院墙，从而组成一个基本的单元。甚至许多住户连院墙都没有修建，整个住所前一片坦荡，平时作为晒谷子之类农作物使用。我国窑洞院落坦荡、开阔、顺等高线层层展开，整体构成了一片壮丽的景观。

　　我国的窑洞一般修建在朝南的山坡上，这种位置最大特点是向阳，便于室内采光，同时靠山，整体建筑更加稳固，而且面朝开阔地带，可以避免被树林等遮挡，因而非常适宜人们的居住。一般来说，一院窑洞要修三孔或五孔，其中，中窑为正窑。为了便于室内亮度，墙壁一般使用石灰涂抹。窑洞里一侧一般设有灶台，同时灶台通过烟道与炕相连，这样的设计可以使得冬天炕上十分暖和。在炕的周围，有三面墙，墙上大都贴着一些纵有图案的纸或拼贴而成的画，我国人称之为炕围子。炕围子是一种很有实用性的室内装饰，它既可以避免炕上被褥与墙壁相互摩擦，又可以起到保持室内清洁的效果。为了美化居室，很多家庭习惯于在炕围子上作画，由此便产生了我国地区特有的民间艺术——炕围画。我国窑洞的窗户十分讲究，窗户由天窗、炕窗、斜窗、门窗四部分组成，窗格比较疏朗，这样室内就可以得到更多阳光的照射。

　　“天人合一”是我国古代特殊的哲学观。在这种思想的长期影响下，人们对自然界利用时特别注重与客观环境的和谐。尽管窑洞是一种穴居空间，本身较为狭小，带有明显的地下建筑的特征，设计者采取了各种办法和措施，十分注重人与自然、室内与室外的沟通与联系。因而并不感到自己深处地下而有沉闷感，这一切主要是通过设置下沉式庭院来实现的。

　　庭院在我国传统民居中占有重要地位。诚然，下沉式庭院的基本作用是把着干个洞穴组织起来而成为一处完整的窑洞住宅，然而与此同时，它也是人工与自然，室内与室外相互交融的绝妙场所。我国窑洞的院落比较宽大，一般在6mX9m或18mX9m左右，居民们几乎在庭院内种植数株落叶乔木。这些乔木的枝叶在夏季可以遮挡部分阳光，减少洞内在炎热，冬天由于落叶则并不影响采光，更主要的是它们打破了可能产生的沉闷感，传递着自然的信息。使室内室外相融，人与自然和谐。至于在院落内挖掘的水井、放置的农具、堆置的小谷仓以及饲养的家禽都使整个环境增添了浓郁的农家特色，极富自然色彩，它进一步削弱了狭小的室内洞穴所产生的不良感受。可见窑洞居民们正是通过院落、绿化和养殖等，利用内外空间的融合开形成理想的居住氛围的。

　　就目前而言，我国窑洞建筑按照其建筑形式，可以划分为传统窑洞与新型窑洞，传统窑洞建筑工艺相对简单，主要依靠自然条件达到室内冬暖夏凉的效果，同时采光也主要依靠太阳光的照射。其主要形式有下沉式、独立式和靠崖式，一般分布在陕西、河南、甘肃、宁夏等省份，其中靠崖式窑洞主要用于黄土高原的地理环境中，是陕北地区传统窑洞的主要形式；下沉式窑洞主要用于地势较为平缓地区，是豫西洛阳、三门峡地区传统窑洞的主要形式；而独立式窑洞对地利条件要求较为简单，分布相对广泛。但因窑洞建筑普遍存在采光、通风不佳，易潮，交通不便等问题，已逐渐被人们所遗弃，使得这一古老的绿色生态建筑处于一种尴尬的境地。研究窑洞的室内采光，有助于我国窑洞建筑的生存，因此，针对目前我国窑洞采光上的问题，展开分析。

　　我国窑洞建筑最大的特点在于其建筑的结构合理，可以巧妙利用太阳光，从而使室内达到冬暖夏凉，同时又能达到采光良好的效果。传统的窑洞空间从外观上看是圆拱形，虽然很普通，但是在单调的黄土为背景的情况下，圆弧形更显得轻巧而活泼，这种源自自然的形式，不仅体现了传统思想里天圆地方的理念，同时更重要的是门洞处高高的圆拱加上高窗，在冬天的时候可以使阳光进一步深入到窑洞的内侧，从而可以充分的利用太阳辐射，使室内空间充分达到采光的目的，而内部空间也因为是拱形的，加大了内部的竖向空间，使人们感觉开敞舒适。窑洞建筑是窑洞冬暖夏凉，住着舒适，节能，同时传统的空间又渗透着与自然的和谐，朴素的外观在建筑美学上也是别具匠心。

　　1.优点

　　通过对我国窑洞的现状进行实地调研分析，发现，虽然目前社会科技化程度高，建筑风格日益丰富，现代化建筑也开始在西北地区流行，但很多居民依旧选择住在窑洞中，之所以如此选择与我国窑洞建筑自身的优越性密切相关的，主要表现在以下几个方面。①窑洞具有良好的节能性，在窑洞顶部至少一般有1.5米的黄土覆盖，因此，可以使室内达到冬暖夏凉的效果，相应的，能节约能越。②窑洞建设中，造价低廉、就地取材、施工简便，我国窑洞一般采用“减法”建筑，既在原基础上挖掘或者直接在崖壁上挖掘而成，这类建筑方式可以达到降低工程造价同时节省材料。③节省耕地：在我国西北地区，耕地资源十分珍贵，而窑洞的建筑特色可以在最大程度上节省耕地资源，有利于生态发展。

　　2.缺点

　　不过，我国窑洞也存在很大缺陷，目前西北地区出现大量窑洞一起的现象，主要原因是窑洞往往被视为贫穷的代表，其主要缺点表现为①通风不佳：靠崖式窑洞只能在一侧设置门窗，其他三面及屋顶均是封闭的，因此只能在门窗处形成小范围的空气循环，通风状况极其不好。夏季时室内空气不能及时更新，极易滋生细菌；而冬季时由于灶台的使用，室内部分空气从烟囱排出，造成室外冷空气从门窗缝隙出渗入，降低室内热舒适度。②采光有限：只能单侧采光，采光量有限，只有在阳光充足时才能获得部分阳光，造成室内后部长时间无阳光照射。

　　在改革开放前期窑洞的建设中，采光主要依靠天然照明与煤油灯，这时期窑洞仅在前部开窗，单面采光，在这等条件下，处于安全考虑，一般开窗比较小，因此容易造成室内采光不足，从而造成整个窑洞空间光线昏暗，不利于日常生活起居。而且我国早期的窑洞建设，一般是选择地基就绪后，开高3米，宽0．7米左右的长方形土口，1至2米后做成拱形，然后往下掏空三四米左右。在窑洞自然干燥后，上方安置0．7米左右大小的一个窗子，下方安置一扇门，使用麻纸糊以后，人便能在此窑洞居住，而且冬暖夏凉。不过容易造成光线昏暗，并且泥巴糊魔免很不雅观，不符合现代审美特征。而煤油灯是清朝末年引入我国，直到六七十年代才在我过北方窑洞空间中普及使用，而且煤油灯照明亮度极低。

　　现代窑洞采光一般依靠电灯，而在窑洞中，灯具按照安装方式的不同，大致可分为台灯、落地灯、壁灯等典型的类型。

　　（1）台灯。台灯一般是摆放于书桌,餐具柜或任何其他表面的灯具,根据功能,大致可以分为工作台灯与装饰台灯。工作台灯一个灵活的悬臂和灯座,灯罩是定向反射,光线集中在一个区域,照明工作需要专注于我的工作情况,比如写阅读,适用于照明补充环境光。装饰台灯主要的作用环境,光灯具的形态本身是主要的装饰元素,主要是缓慢的投影类型或文火类型烟囱,柔和的散射光,营造气氛。

　　（2）落地灯。通常细落地灯结构,它们不需要外部的支持,他们是与基地,防止倾倒。他们最大的优势是自立,可以根据人们的需要在任何地方。各种各种各样的落地灯,可以提供各种类型的照明。一些类似的照明和工作台灯,落地灯照明可以提供工作,一些光上下到天花板到地面,或减缓投影灯罩有装饰性强,建立不同的居室气氛。因为光高度,方向,可以调节光强度根据个人需要,所以它有一个非常广泛的使用。

　　（3）壁灯。壁灯一般是指安置在墙壁上的灯具，其可用于环境照明、工作照明、局部照明或者装饰照明。如果是提供环境照明，它发出的灯光可以根据不同需要选择朝下或朝上，光线直接朝上时大部分光线会通过天花板反射下来，这与上射灯和吊灯的效果类似，但它安装的位置比较固定，无法像台灯和落地灯那么自由放置。

　　（4）吸顶灯。吸顶灯是将灯具直接安装在天花板上，通常面积不大的起居室中央安装吸顶灯具会成为眩光源，因此要注意降低吸顶灯的表面亮度，可采用减少淘汰的功率和增加灯具表面的方法，但太大的灯具面积会在感观上降低房间的层高，使空间比较压抑。因此在设计安装时，要保证吸顶灯的底部距地面有相当的高度。

　　物理学家牛顿首先提过理论，色彩来源与光线。艺术光线在通过三棱镜的反射下能偶形成七色彩虹，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，他们通过视觉系统能影响人类。各种光线在丰富室内空间的同时,它产生的各种各样的功能和作用,其不仅会直接影响人的视觉的生理机制,也能影响人的情绪、精神状态,甚至工作效率,通过调查分析，可以知道颜色也可以改变空间层次,调整空间吸引力,颜色,像光,是光环境权光元素的设计需要符合主人的兴趣爱好,并使用物理规律和审美方面,科学分配。这个改善室内视觉感知,渲染空间色彩的情绪起着重要的作用。

　　在窑洞的设计过程中，为了突出表现其内部形体块面的层次的变化，可以通过光对内部形体块面的轮廓的强调或者弱化以及调节色彩的变化来表现。其非常重要，它使人的视觉在对窑洞空间的装饰和陈设上具有了跳跃性。如：如通过间接的照明来突出窑洞空间需要着重表现的面块，如陈设等装饰品等，因此窑洞采光设计中，灯光的设计与窑洞空间设计可以说是一个息息相关的整体，设计师应当把握空间的主体，明确自己所要表达的创造意图与形态的特征，只有理解形体块面与块面之间的主次关系，才能在窑洞空间采光设计运用灯光来塑造空间的整体层次感。光的颜色与室内色彩的合作,根据每一个爱好的性格来决定。如果一个安静和蔼可亲,可以选择亮绿色和象牙灯光效果;像炎热的气氛,可以选择杏黄色和橙色的灯光效果,等等。颜色不仅可以激发人的心理感受,还会引起人的生理变化,这是由刺激引起的颜色和视觉变化的适应。色适应原则应用于室内光线的颜色,想要消除视觉干扰,减少视觉疲劳是主要目的,使视觉平衡和放松。正确使用颜色将会有利于身心健康。

　　不同的窑洞空间应该有不同的气氛要求，比如冷峻的、热烈的、温馨的、严肃的、浪漫的等等，这是由人的心理与生理需求要影响的，光在室内的作用是十分神奇的，如低亮度的光能使人感觉空间感觉明亮，从而感到兴奋；而低亮度光在空间的作用能使人感觉压抑、甚至恐怖；明暗对比相对弱的空间则会使人有放松、舒适的感觉。明暗对比强的空间则使人具有紧张、刺激的感觉。因此，在窑洞空间的采光设计中，我们可以利用光的强弱、冷暖这些在室内空间的特性，采用不同的选择，可以说，其开辟的了空间性质的新领域。

　　现代越来越多的人们已经开始意识到健康的室内灯对生活所造成的影响，因此在窑洞采光设计上，已经由过去的仅仅注重光源的照明效果到现在的追求光源效果多元化的时代。多元化的光源能够照顾到室内空间内的每一种生活环境下的灯光需求，还有每一个使用者对灯光的需求。在窑洞的主光源设计中，可以选择均匀的亮度，使整体空间达到明亮的效果，而展示灯、台灯等这类灯光主要是提供局部照明或重点区域照明，从而使空间层次感强，整个室内空间不显得单调。同时，多元化的光源使得室内空间的采光照明无论是是轻描淡写还是浓墨重彩，都可以形成好的空间氛围。

　　照明可以让人感知窑洞室内区域边界的空间,不同的光线照度和浅色可以在不同的功能性空间。同时,光线还可以强调空间与空间的主次关系,通过光照度的强度和色温的变化,以及局部区域的重点照明,让空间更清晰的,空间的层次感从而变得更加丰富。在窑洞室内空间中，卧室区域应当选择柔和的光线，使整体氛围轻松，有利于人们的休息。也可以丰富创造艺术照明效果,改善空间的层次感,光能够起到界定居室的功能性的效果,使人产生错落有致的主体和区域层次的感觉。

　　就目前国际定义而言，光色是最基础的定义这是冷与暖，在窑洞室内空间的采光设计中，如果只使用一种色调的光源，可以达到空间整体协调统一，但是偏向于单调。如果想要体现出窑洞室内空间的多层次效果，则可以选择使用冷暖色色调的灯光搭配使用，从而使空间整体感觉呈现多元化。在目前社会，现代化的窑洞空间使用冷暖搭配的光来装饰室内空间的例子数不胜数。例如墙壁与地面均是淡黄色的，则可以采用暖色系与地面的石材相呼映，突出温暖气氛，而白色的吊顶采用间接照照明的冷光源,可以达到烘托暖光源的作用,是相对而言的另一种丰富室内空间氛围的方式。如果装饰照明光的颜色不同,则人的视觉效果也会不同,用适当的照度中立的白光照亮了白色或类似的白色墙面,将会有一个干净、宽敞、明亮、引人注目的效果。通用条件、鲜艳、饱和,照度足够的颜色光会带来健康、明亮的效果,在一般的情况下,华丽,浅色不纯或光线不足的颜色光会造成不同程度的负面影响。微弱的黄光能使室内空间产生昏暗、暧昧的气氛，整体而言，设计师可以通过使用多元化的光源使窑洞的室内空间呈现多元化的展示效果。

　　在窑洞的内部采光设计上，必须符合功能的要求，根据不同的家庭，不同的室内空间大小，不同的使用对象要选择不同的采光方式与照明灯具，并且亮度选择上也要选择恰当的亮度和照度。例如客厅区域可选择偏冷色系光源，使整体空间感觉强，具有现代感，而卧室空间则可以选择篇暖色系，使整体空间显得温馨、舒适。

　　在窑洞的内部采光设计中，光可以起到装饰美化室内环境，并且在室内空间创造艺术氛围，因此，对窑洞内部采光设计中选择使用装饰灯具对其内部增加空间层次，渲染内部环境气氛，以及照明度有着很重要的作用。在窑洞室内采光设计中，不同的灯具不仅起到保证照明的作用，而且其多元化的造型、属性也在窑洞室内空间装饰上起着至关重要的作用。通过不同的手段，选择不同的灯具、不同的光照色彩，采用折色、反射等手段可以创造出温馨柔和、宁静优雅的室内环境氛围，可以为窑洞居民创造丰富多彩的居住环境。

　　在窑洞内部采光设计中，并不是越多越好，而是要科学合理的使用最优化灯具创造最好的室内照明环境。内部采光的设计是为了满足窑洞居民的使用上的心理与生理需求，从而最大限度的体现出其价值，同时达到审美功能与使用功能的统一性。倘若在窑洞室内采光设计中，使用华而不实的灯具，不仅在经济上造成浪费，而且对室内空间造成光污染，反而影响居民的身体健康。

　　在我国窑洞内部采光设计中，要求绝对要安全可靠。因为窑洞建筑的特殊性，其安全性方面至关重要，窑洞空间中如果出现电起火之类事件容易造成很大程度上的人员伤亡，因此，灯具的布局一定要合理，线路上必须采取严格的防触电、防断路等安全措施，以避免意外事故的发生，从而威胁到窑洞居民的身体安全。

　　陕北窑洞作为一种传统的居住空间，历经千年而不衰，它是劳动人民智慧的结晶，是“没有建筑师的建筑”，具有强大的生命务。它的很多处理原则与方法，都蕴含着丰富的历史经验和深刻的生态哲理，诗人普拉斯说：魅力有一种能使人开颜、消怒，并且悦人和迷人的神秘品质，它像根丝巧妙的编织在性格里，它闪闪发光，光明灿烂，经久不灭，在窑洞空间采光设计中，灯与光就像那根丝编织在空间里。

　　[1]闫幼锋,赵占雄,赵世光.窑洞采光因素分析及改善研究[J].建筑科学,2011,08:33-37.

　　[2]程军.陕北窑洞民居发展对策研究[J].安徽农业科学,2011,24:14852-14854.

　　[3]赵恩彪.原生态视野下的豫西窑洞传统民居研究[D].上海交通大学,2010.

　　[4]尤伟,吴蔚.利用先进的计算机模拟技术改善传统窑居的天然采光[J].照明工程学报,2009,02:6-12.

　　[5]石莹.当代窑洞建筑的室内设计探析[J].中外建筑,2012,11:54-56.

　　[6]秦婧.中原窑洞文化生态研究[D].郑州大学,2011.

　　[7]陈莉粉.黄土地区窑洞建筑中结构稳定性的研究[D].西安科技大学,2012.

　　[8]张虎庆.浅谈农村窑洞住宅的改进[J].小城镇建设,2003,06:35.

　　[9]室内环境设计邹伟民编西南师范大学出版社1998

　　[10]室内设计资料集张绮曼，郑曙扬主编．中国建筑工业出版社1991

　　[11]人与室内环境S·A·康兹，魏润柏合著中国建筑工业出版社1985

　　论文完成之际，首先要感谢我的导师，导师不仅传授我做研究学问的方法和为人处世的道理，还给了我无尽的关怀、教诲和指导，使我得以迅速成长。导师在我撰写论文过程中，给予我极大的帮助，使我对撰写整个毕业论文的思路有了总体的把握，并耐心的帮我解决了许多实际问题，使我有了很大的收获。本论文从选题、调研、研究到最后定稿，每一步都是在导师的悉心指导和帮助下完成的，倾注了导师大量的心血。在此，谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢。在这里也要感谢所有的朋友和同学们，在我写论文的过程中给我提出了许多建设性意见，并给我解决了一些专业性问题。多年来大家在一起学习，共同努力，共同进步，谢谢他们陪我渡过这段令人难忘的日子。这次写论文的经历也会使我终身受益，我感受到写论文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程。希望这次的经历能让我在以后学习中工作中激励我继续进步。由于我的学术水平也是有限的，所以我的论文作品也不是很成熟，还有很多不足之处，恳请各位老师和同学批评与指正。