掩土建筑

　　掩土建筑，又称覆土建筑。把整幢建筑的部分或大部分埋在泥下的建筑。一般在地面上向下挖出院子，然后用砖石或钢筋混凝土造好房，留出向阳光的一面，其他靠土崖的三面和屋顶，用土覆盖（或称掩埋），然后在覆土层上种植草坪或花卉；有的还装有太阳能集热器。这种形式在地处丘陵地带时最方便。它最主要的特点是利用生土材料的热工性能达到保温隔热从而节约能源消耗和保持生态环境的目的。但占地较大，需防水、防潮，施工较为复杂。1

　　掩土建筑起源及特点

　　从旧石器时代人们就已经住着天然洞穴和人丁地下建筑。其原因常常是为了抵御室外恶劣的天气，另外也是为了省出地面以便从事农业或举行礼仪等活动，同时还为了御敌。无论是为了什么，人们已体会到地下掩敲住所中能提供比室外舒适得多的微气候。与地面非掩土建筑相比，掩土建筑有如下优点：

　　（1）节能节地。

　　（2）微气候较稳定。

　　（3）防震、防火、防风、防尘暴、隔声好。

　　（4）可减轻或防止放射性污染及大气污染的侵人。

　　（5）洁净（医学菌落试验已证实）。

　　（6）安静，有利于创作及推理思维。

　　（7）有利于人体新陈代谢的平衡。

　　（8）较安全（歹徒入户途径少）。

　　（9）维修面少。

　　（10）有利于生态平衡及保护自然风景。2

　　掩士建筑建造技术分析

　　地下建筑的主要优点来自土壤的热工性质。厚重的土层所起的隔热作用使室内温升很低，不同的土壤导热性也不同，主要取决于物理结构（岩石、碎石或细土）、化学组成（无机和有机成分）、土的含湿度以及土壤密度等。无论在哪里，设计者和建筑者对现场都必须进行仔细的研究，以便为地下房屋确定合适的深度，从而保证室内得到所要求的日温和季温。

　　（1）如果房屋要求恒温，那就应该建在恒温线以下；如果允许波动，则可建议将建筑物地平放在恒温线以上。

　　（2）随地理位置、土壤性质的不同恒温线深度也不同，据实测及有关资料记录：恒温线在地表下4~16m范围变动。

　　（3）设计者和建造者对现场还应考虑下列问题

　　1.与现场所处天顶方向有关的太阳辐射日波动和年波动情况，斜面的，东、西、南、北面上的。当然，太阳入射还与现场的绝对和相对标高有关。

　　2.土壤性质，即土壤的物理和化学组成。土壤在严酷气候条件下产生的动态变化（特别是干早区）常引起土壤和岩石在很短的时间间隔内产生收缩和膨胀，引起岩石塌方并形成山脚地带。这是人们熟知的于旱地区的一种现象。考虑到所有这些因素，设计者和建筑者就会了解每一具体现场不同深度的温度波动的动态。

　　覆土建筑与中国窑洞简介覆土建筑

　　覆土建筑与掩土建筑，是同一类型建筑的不同名称。但为了叙述方便，本节特使用覆土建筑来叙述不含窑洞在内的所有掩土建筑，覆土建筑是一个总称，它包括生土建筑、土坯房以及各种类型的地下、半地下的建筑等。这是一种最古老的建筑形式，但直到现今，还是有它较强的生命力，充分说明这种建筑具有较大的优越性。目前我国西北一带黄土高原地区住在各种生土建筑中的居民至少还有一亿以上。这些建筑一般都具有冬嗳夏凉、坚固适用的优点，有不少建筑的质量相当高。

　　覆土建筑概括起来可分为三种建造形式，即地面以上、地面以下与半露半埋，如下图所示。

　　覆土建筑的最大特点是其房间的温度比较稳定。一般在地面以下450~600mm深度时，一天间的温度差即不明显。下图为不同深度的土壤在一年期间所能出现的温度差。从下图可以看出，当在地面以下2m时，在一年的时期里，还可有12℃左右的年平均温度之差，一直要深到地面以下8m左右时，在一年的时期里，其温度才能基本保持不变。一般地下层的温度都可以从同一深度的地下水的温度测得，它是随着地区的不同而有所高低的。

　　当需要计算地下室墙体的保温性能时，当然应把墙体外面覆土的保温作用也算进去，其方法是应以外墙里皮在覆土的标高位置为圆心，从要求计算的位置起到室外地面作弧线，则弧线的长即可作为土层厚度来做保温计算的依据（下图）。一般情况下，在地下室的墙体加设保温层，至多从地面起向下90~180cm的深度已足够，没有必要再继续下延。

　　总的来说，覆土建筑的内部是冬暖夏凉的但当夏天时，室内表面往往容易出现讨厌的凝结水，而且易使建筑装修和其他材料遭受损失。因此在进行构造设计时，必须对一些必要的结点设置隔蒸汽层。

　　中国窑洞

　　中国窑洞是材料最少，建造最简单，历史最长，迄今仍有几千万人居住的掩土建筑。根据场地划分，中国窑洞可分为靠山窑洞与下沉式窑洞；根据承重材料划分，中国窑洞可分为黄土窑洞、岩石窑洞、石砌窑洞、土坯窑洞与砖拱窑洞。下图所示为靠山天井院式窑洞建筑平面图。

　　自20世纪80年代以来，科研工作者对中国、埃及、突尼斯等穴居历史较长的国家掩土建筑寻源结果，在有关建筑设计原理与方法方面得到了不少启发，其中，中国沉式黄土窑洞为开发浅层地下空间提供了可靠的依据，如

　　（1）经测温查明，下沉式窑洞地面一般均在地表下6m，而黄土地层深6m的温度年波动正好与室外空气年波动出现180°的相位差，即室外最冷月份（1~2月）该地层温度却处于最高峰处（16.5℃左右），室外最热月份（7~8月）该地层温度却处于最低峰处（14.5℃左右），这就是窑洞冬暖夏凉的主要原因之一。

　　（2）像下沉式窑洞这样的浅层地下空间不仅具有良好的地温及较厚土层的围护作用，而且日照、通风、采光、居住者心理对外界信息（特别是日、月、星辰、晴、阴、雨、雪）的感受与在传统地面建筑无大差别，同日时又不像中、深层地下空间那样会遇到建造期地下水等的处理问题以及日照、通风、采光、紧急疏散与外界心理信息相通等难题。

　　（3）设计、建造比地面高层建筑及中、深层地下空间均较简易。3

　　本词条内容贡献者为:

　　张磊 - 副教授 - 西南大学