慶陽市土窯洞翻新最簡單方法

⑴ 陝北窯洞的製作方法

窯洞民居可分為地坑式、沿崖式和土坯式三種。

地坑式窯洞在地面挖坑，內三面或四面開鑿洞穴居住，有斜坡道出入。沿崖式窯洞是沿山邊及溝邊一層一層開鑿窯洞。

土坯拱式窯洞以土坯砌拱後覆土保溫。此外還有磚石砌的窯洞式民居。

地坑式窯洞也見於黃土層厚的豫西平原地區，如河南鞏縣的地坑式窯洞，常常是整個村莊和街道建在地坪以下，遠遠望去，只見村莊的樹冠和地面的林木。

地坑式窯洞頂上的土地，仍然可以種植莊稼。甘肅東部也有這種地下街道。從西方環境建築學家的觀點看來，這種地坑式窯洞建築是完美的不破壞自然的文明建築。

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陝北窯洞搜集、整理、研究工作，在延安市委、市政府、寶塔區委、區政府的大力支持下，在民間文化人士的積極工作下，取得了很大成果，但仍需要我們關注一些問題。

歷史的發展，社會的進步。隨著西部大開發的進一步深入，現代高樓與時俱進土窯洞大量廢棄，介面窯開始「退役」。

石窯、磚窯隨著興旺；因歷史久遠，受風雨侵蝕嚴重。故一些歷史窯洞遺址也有不同程度的損害。

參考資料來源：網路—陝北窯洞

參考資料來源：人民網—陝西窯洞保護現狀：「人去窯空」現象日益嚴重

⑵ 土窯洞貯藏怎樣建造

利用黃土特有結構建造地下洞窯貯藏果品的方法。具有結構簡單，可以就地取材和極少消耗能源等特點。用於貯藏蘋果、梨等水果。

在中國西北黃土高原地區有居住窯洞的習慣，這種窯洞向陽、短小（一般不超過10米）、無通風氣孔結構。陝西省延安地區利用向北開門的窯洞，用於短期貯藏國光等晚熟耐貯蘋果品種，窯頂由前往後開1～3個通風氣孔，並注意冬季通風管理，直至翌年5月窯內溫度仍可保持在10℃以下。山西省原平縣的梨窯，靠土崖挖掘成隧道狀，窯身長度一般不超過8米，設有窯門，但不設通氣孔。自20世紀70年代開始，中國的果品貯藏工作者深入研究土窯洞貯藏蘋果的優缺點，將普通土窯洞改造成為科學的土窯洞貯藏庫。

原理

土窯洞式果庫建築深入地下，窯洞貯藏空間的四周有深厚的土層，具有良好的熱穩定性和密閉性，受外界氣溫影響小，保持低溫高濕時間長的特點，有利於果品貯藏。在窯洞開挖或掏挖前，從地面向下至30米以內的年平均溫度，基本上等於當地的年平均溫度。在開挖或掏挖後，由於土層（或砌體）與空氣接觸面加大，窯內空氣溫度與窯壁溫度形成溫差時，窯壁土層（或砌體）與空氣產生熱交換。當窯溫低於土溫時，窯內低溫通過窯壁傳入土中，並逐漸向土層深處傳遞，土層（或砌體）中的熱量則通過窯壁釋放到窯中；當窯溫高於土溫時，熱交換則反方向進行；當窯溫等於土溫時，空氣與土層之間停止熱交換。因此，窯洞溫度可相對穩定有利於果品貯存。

類型和結構

根據窯洞庫的建造方法，可分為掏挖式和開挖式兩類；根據窯形結構，又可分為平窯和母子窯（側窯）兩種。掏挖式窯洞多建於土層深厚的黃土高原地區，選擇質地粘重的土層和方向適當的崖坡或溝壑，按照一定的結構掏挖而成，一般窯頂土層5米以上，這類窯洞性能較好，建築費用低。平原地區多建開挖式窯洞，選擇地下水位較低，土質較好的地點，按庫體平面尺寸將地面挖開，用磚、石等建築材料按一定的結構砌建而成，然後將土回填至等於或略高於原地面高度，並做庫頂地面處理，這類窯洞需磚、石、沙、水泥等建築材料，挖、填土方量大，窯頂保溫層較薄，建築費用較高，隔熱蓄冷效果較差。

窯洞庫一般分為窯門、窯身和通氣孔三大部分。窯門向北設2道，門距3～4米，構成緩沖間；窯身長度以30～50米為宜，寬、高視土質和建築材料而定，2.5～4.0米均可；通氣孔設在窯身最後部的最高處。因為通風量與通氣孔最小截面積成正比，與通氣孔高度的開方成正比，因此應盡量加大通氣孔的截面積，以利通風降溫，而高度則以高出地面1～2米即可。土窯洞主要依靠自然通風降溫，在窯洞建築上要盡量做到通風流暢，避免突然轉折、擴大或縮小等情況，並使窯壁盡可能平整光滑。幾種窯型的結構特點如下：

平窯型

主要由3部分組成。①窯門。寬0.8～1.4米，高約3米，設兩道，間隔4～6米。②窯身。寬2.5～3.0米，高約3米，長約30～50米。③通氣孔。直徑約1.0～1.2米，上下粗度相同，高出地面1～2米。窯身頂部由窯口向內緩慢降低，比降為5～10‰，窯頂的最高點在窯門外側，窯底與窯頂傾斜平行，這種結構有利於引入外界冷空氣和排除窯內的熱空氣（圖1）。

圖1母子窯（側窯）型

中國山西、陝西、甘肅、河南等地陸續建立了一系列「非字型」、「梳子型」的母子窯，利用母窯（主巷道）運輸、通風，子窯（側窯）貯果（圖2、3）。母窯長度最長可達100米以上，在母窯的兩側建子窯，每個子窯之間的間隔至少在5米以上。利用母窯通風的子窯長度不超過10米，如超過10米，需另設通氣孔，結構如平窯，但通風效果不如平窯。這種窯洞的特點是充分利用地形，合理安排通風，貯量可達100噸以上，但應注意通風設施，以免空氣滯留，難以降溫。

圖2

圖3地下式磚窯 山西、陝西、河南、河北等平原地區開明溝磚砌地下式窯洞。一般窯寬、高各4米，長30～50米，窯頂弧形，呈半圓形，半徑2米，窯頂弧形厚度32厘米以上，覆土1～2米，窯牆直立部分高2米左右，牆厚37厘米。在通氣孔和窯身之間設可以開閉的排氣窗1個，排氣窗面積為窯洞橫截面的1/3～1/2，通氣孔下口直徑與排氣窗面積相同，上口直徑略小，其他結構與平窯相同（圖4）。為了降低地下式磚窯洞的造價和建築材料，把兩個地下式磚窯洞相鄰砌旋，共同使用一個通氣孔成為雙窯洞型，這種結構曾風行一時，但由於秋季降溫慢，效果不好，相繼被淘汰。

圖4管理技術

管理制度

一般措施是：①秋季入庫時期到封凍前，充分利用夜間低溫和寒流降溫。當外溫低於窯溫時，打開窯門和通氣孔，充分通風換氣，以利於迅速降低窯溫和窯內土溫，直到窯溫降至0℃為止。②當窯溫降至0℃後，盡量保溫，以果實不凍為原則，適當通風換氣，繼續降低窯壁土溫，盡量加大窯內低溫土層厚度，使窯壁更多地存冷。③第2年開春氣溫回升時，管理方法與秋季相同，但必須嚴格控制窯門和通氣孔，不通風時一律關閉，以延長保冷時間。此時窯溫的變化受土溫的影響，窯溫穩定的基礎是土溫穩定。④果品出庫後，封閉門窗。通氣孔，盡量減少外部高溫對窯內溫度的影響。

窯內貯冰

貯冰能夠在增加窯內濕度的同時，還可有效地降低窯溫。這種變態（固態—液態—汽態）中吸熱的過程，可抵銷夏季進入窯內的熱量，降低窯溫，並與窯壁發生熱交換降低壁溫。冰消融後的水，能增大窯內土層含水量，降低窯內全年溫度，延遲秋季開始通風日期。冬季通風時，由於窯內濕度大，能夠帶走更多的熱量，提高通風效果。土窯洞貯冰，通過水的兩次變態，大量吸收熱量，是提高土窯洞性能的有效途徑。

土窯洞加機械製冷

在內壁未加保溫材料的情況下，利用自然冷源和小型製冷機有效地降低窯內溫度，為果品貯藏創造更好的貯藏溫度條件。容積4000立方米的土窯洞安裝2台製冷量4000千卡/小時的製冷機，由7月底至11月中旬和翌年3月底至7月底開機製冷，在年平均溫度10℃、年均日溫差12℃、年溫極差55℃左右的地區，土窯洞內可以形成年均溫5℃、年均日溫差10℃以下、年溫極差12℃的環境溫度。

土窯洞貯藏，適用於年均溫10℃、冬季月均溫最低溫度為-5℃左右的地區。如果加強科學管理，50米長的窯洞，一個冬天可蓄冷400萬～500萬千卡，成為維持窯內低溫環境的冷源，從而取代了人工製冷的耗能冷源。管理較好的土窯洞，第2年夏季窯內仍可保持10℃以下的較低溫度。採用塑料薄膜袋包裝、塑料薄膜小帳及大帳堆藏等技術，元帥系蘋果貯藏6個月以上仍可保持良好品質。

⑶ 甘肅民間黃土窯洞的調查

一、前言

由於地下工程的計算目前還沒有完整可靠的理論，實測技術也尚未廣泛應用。因此，在解決某工程的黃土洞室問題時，我們遵循毛主席的教導，從調查研究入手，以成功的實踐經驗為出發點，採取了工程地質比較法。這個方法，就是以黃土窯洞所處的工程地質條件與擬建場地的工程地質條件作周密的比較，從而預測擬建黃土洞室的建設情況。為此，我們對場地附近的黃土窯洞進行了調查，挖掘民間長期建設和使用窯洞的經驗，為社會主義建設服務。我們先後共觀測了150個黃土窯洞，其中對114個做了較詳細的調查。

二、工程地質

（一）地貌

本區從大地貌來看是位於六盤山以西的黃土丘陵區，相對高差在50～150m 之間。從小地貌來說主要是以梁的形態出現，且與大小河流組成了若干個河谷盆地。一般可劃分為兩個地貌單元，即黃土梁區和河谷平原區。前者地形較平緩，坡度一般在15°～25°之間，有隨盆地邊緣到盆地中心而變緩的趨勢，只有在沖溝的兩側才有垂直的陡壁。後者呈平坦的河谷平原，在兩個階地的接觸處有直立的陡坎。在沖溝的兩側和階地的接觸處，常為民間黃土窯洞的所在地。

（二）地層

1）在黃土梁區分布著同一個成因類型和同一個層位的風積——坡積新黃土。按照工程地質特徵，新黃土自上而下可分為3層：

A.新黃土上層：淡黃色，大孔、蟲孔和植物根孔非常顯著，質地均勻，結構鬆散，粉土質，含有蝸牛化石及其碎片，抗水蝕力很低，常形成溶洞。當地老鄉稱之為「砂白土」。本層隨黃土梁的坡度變化而變化。在其下部一般有明顯的2～3m的坡積層次，層理的坡度一般在100～20°之間。它是黃土樑上最年輕的沉積，都裸露在地表。厚度一般在7～10m之間。

本層雖然土質最差，但都覆蓋在地表，所以仍有少數的窯洞分布其中。不過它的跨度一般都較小。洞內有時具有各式各樣的細小裂縫。

B.新黃土中層：褐黃色，具大孔、蟲孔和植物根孔，質地較均勻，結構較密實，節理較發育，抗水蝕力較強，不易形成溶洞。含有白色結晶狀的鈣質等物質。在本層的上部，這些物質分布更多，且在植物根孔和蟲孔中具有明顯的淋漓特徵。當地老鄉稱之為「雞糞土」。在本層的下部，顏色變淺，呈淡黃色，垂直節理發育，鈣質含量減少，其下有明顯的坡積薄層層次，在層理間常有白色的鈣質沉積物。本層亦隨黃土的坡度變化而變化。總厚度一般在6～13m之間。

本層的土質較新黃土上層好，且常有陡壁出露，故其中的窯洞分布較多。但本層中的節理常助長了洞內裂紋的發展。

C.新黃土下層：深黃色，大孔極少，結構密實，含有黑色的物質，節理非常發育。本層下部常夾有薄層的砂和小礫石的夾層和透鏡體。出露厚度一般在5～12m 之間。

本層的土質較新黃土上層、新黃土中層及沖積黃土都要好，但深埋在地下，出露少，故分布其中的窯洞不多。本層中特別發育的節理，成為窯洞破裂的主要因素。

2）在河谷平原上分布著沖積成因的黃土。其特徵為灰黃色，具大孔、蟲孔和植物根孔，結構較密實，岩性多變化，層理明顯，含有粘土薄層及灰黑色的土壤層。在其下部有砂、卵石的夾層和透鏡體。厚度一般在8～15m 之間。

本層的土質比新黃土下層要差，但較新黃土上層和新黃土中層要好。且其有古河床的陡坎。再加上居民用水的方便，所以其中分布的窯洞最多。沿層面下落土片土塊，是在本層窯洞中常見的現象。

（三）顆粒成分和物理力學性質

1.顆粒成分

黃土的顆粒成分如表1所示。新黃土的3層在顆粒成分上是極其相近的。只有沖積黃土粘土減少，砂土加大。

表1 黃土的顆粒成分

2.物理性質

黃土的物理性質如表2所示。新黃土的3層及沖積黃土在密度、液限、塑限等指標上是基本相似的。但在含水量、孔隙比、容重等指標上就互不相同。從密實程度來看，新黃土下層最密實，新黃土中層次之，沖積黃土再次之，新黃土上層最鬆散。從含水量來看，新黃土中層最多，新黃土上層次之，沖積黃土再次之，新黃土下層最少。

表2 黃土的物理性質

3.力學性質

黃土的力學性質如表3所示。新黃土的3層及沖積黃土在力學性質上與在主要物理性質上一樣，是有差異的。以壓縮性和濕陷性方面尤為清楚。其數量特徵為新黃土下層小，新黃土中層居中，新黃土上層和沖積黃土大。但在作為目前評價洞室的計算指標——凝聚力和內摩擦角方面就表現得不太明顯。這也說明了單憑指標的評價方法是片面的，不能反映客觀情況。

表3 黃土的力學性質

（四）水文地質條件

在黃土梁區，根據民井的觀測，在靠近盆地的中心地帶，地下水的埋藏深度一般在8～12m 之間。屬於大氣補給的黃土層中的潛水，它在盆地中心的沖溝兩側常成下降泉泄出，匯成細小而緩慢的水流。水量甚小。在盆地邊緣地帶，於25m的深度內，未發現地下水。

在河谷平原區，沖積層中的含水層，水量通常也不豐富，僅能供居民飲用。

（五）物理地質現象

本區的物理地質現象非常發育。尤其是在黃土梁區。其主要特點如下：

黃土喀斯特現象很齊全，有碟形地、陷穴、黃土橋等。在場區內就發現有3個碟形地，其中有一個碟形地，直徑達18m，深度達1.5m。其他的陷穴、暗溝、黃土橋等，在沖溝的兩側和階地的接觸處，一般都可以見到。

黃土沖溝通常較小，溝壁直立，但高度不大，一般在8～25m 之間。黃土沖溝的分布寬度一般也較小。

黃土滑塌現象在沖溝兩側和階地接觸處是比較普遍的。如在盆地中部的主沖溝的兩壁，潛水出露的面上，常成許多階梯狀的滑坡。滑坡的速度也是可觀的，如1965年4月4日的一次雨雪後，在場地一側的沖溝邊緣見到一個新舊痕跡達15cm的滑坡現象。在階地的陡坎和沖溝的主壁下，也常遇到許多崩塌物質。由於沖溝不大，階地陡坎不高，因此，不論是滑坡，還是崩塌，就其規模而言，一般來說是不大的。

三、黃土窯洞的選址

（一）一般的選擇

黃土窯洞根據使用可分為居住用的、養牲畜用的、磨坊用的和貯存物資用的幾種。

居住用的窯洞位置絕大部分都分布在黃土梁和階地的陽坡，也就是在黃土梁和階地的南側或東側。其他幾種窯洞也大部分如此。選擇在陽坡的好處是陽光好、日照長、溫暖、乾燥和風沙小等。

（二）地貌上的選擇

黃土窯洞的分布是隨地貌單元不同而不同的。在黃土梁區一般都分布在梁的坡腳下及其沖溝的兩側。在河谷平原區多在二級階地的陡坎處。這是老鄉為了減少土方工作量，而選擇了天然陡壁。但這里又常出現滑塌、陷穴等不良的物理地質理象，因此，老鄉在這里又要選擇較好的地段，而盡量避開不良的物理地質現象。盡管如此，仍有一些窯洞因選擇不當而遭受這些現象的破壞。

（三）地質上的選擇

黃土窯洞在地質上的選擇，從表4中可以較清楚地看出：

1）黃土窯洞的幾何特徵是隨著黃土的構造、土質條件的不同而各異的。

2）新開挖的黃土窯洞，如果按照表4中的幾何尺寸，一般是站得住的。

3）以打洞來說，新黃土下層最好，其次是沖積黃土，再次是新黃土中層，最差是新黃土上層。

表4 黃土窯洞幾何特徵與黃土地層的關系

這些規律的出現，反映了老鄉對建設黃土窯洞積累了豐富的經驗。他們在決定窯洞的跨度、高度等幾何尺寸時，總是結合著使用要求，謹慎地考慮了地質條件。

四、黃土窯洞的斷面形狀及洞口的處理

（一）斷面的形狀

斷面的高寬絕大多數是不等的。其情況見表5。一般地說，跨度大的則寬度大於高度。相反，跨度小的，則寬度小於高度。

表5 黃土窯洞橫斷面高寬關系表

橫斷面的形狀是不規則的。這主要是由於老鄉在開挖時，根據自己的經驗，全憑目測。但總的看，它的基本形式是接近於兩心圓拱。老鄉稱之為「炮彈形」拱。還有一些接近於拋物線形或卵形的。

縱斷面的形狀也是不規則的。通常挖成兩頭小中間大。

（二）洞口的處理

黃土窯洞的洞口是最容易坍塌的。在我們調查中就有兩個這樣的事例。這是由於洞口除了受不利的力的因素作用外，還受氣候等因素的影響。洞口直接暴露在大氣中，溫度時高時低，濕度時干時濕，時凍時融，再加之生物與化學的作用，所有這些都會加速土壤的分化和破壞，致使洞口不穩定。所以老鄉對洞口都要進行一定的處理。

本區老鄉處理的方式大致有4種：

1）洞口工挖得較小，到裡面再擴大。平面形狀如圖1所示。

2）洞口採用土坯砌體加固（圖2）。

建築工程地下地基地域研究

3）洞口抹草泥。

4）洞口修成具有一定角度的坡面。

這4種辦法有時是綜合採用的。

五、黃土窯洞的破壞情況及加固防護的措施

（一）黃土窯洞的破壞類型及其原因

黃土窯洞的破壞情況，可以歸納成以下幾種類型：

1）拱頂沿縱向的裂縫。裂縫寬度為2～10mm。凡是洞的橫斷面形狀為兩心圓拱的，在兩圓弧交接處，幾乎全有這種現象。根據分析，產生這種現象的原因有二：一是斷面形狀突變，沒有平緩的過渡線段，由於應力集中而開裂；二是在洞開挖以後，土體暴露在大氣中，失去水分，產生干縮裂縫。這種現象在新黃土上層的窯洞中見到的最多。

2）洞壁不規則的裂縫。裂縫寬度為1～4mm。這種裂縫，有些是原有的節理裂縫，有些是干縮裂縫。干縮裂縫老鄉稱之為「風炸」。這種現象在新黃土中層和新黃土下層的窯洞中見到的較普遍。

3）掉土塊。掉土塊的現象，有的發生在側壁，有的發生在拱部，老鄉稱前者為「溜幫」，後者為「塌頂」。從調查來看，掉土塊發生在拱部的較多，發生在側壁的不多見。引起掉土塊的因素是較多的，這些因素是：力的作用、節理的存在和氣候的影響。在開挖的過程中和開挖後的短期內，前一個因素是主要的，在以後的長期使用過程中，最後一個因素是主要的。但作為內因的節理的存在，始終起著決定性的作用。這種現象在節理發育的新黃土下、中層最易見到。

4）冒頂。冒頂就是拱頂不斷地一片一片地掉土塊直到穿頂，或者整個拱頂一下子全部塌下來。這兩種情況都不多見，我們在調查中只遇到一例。前者由於洞頂覆土是水平層理很薄的黃土，即水成黃土（老鄉稱之為「片片土」），且其覆土厚度很薄（不到2m），我們看到的現狀好像一隻扣在那裡的底已穿透了的鍋。後者據老鄉介紹，塌的原因有四：覆土厚度較薄，只有2m 左右；洞頂有鼠穴，灌了雨水；洞頂有樹根；地震作用（是在1920年大地震時塌的）。

總的看來，窯洞的破壞類型，以裂縫為最普遍，掉土塊次之，冒頂是極個別的。裂縫和掉土塊又以洞口較洞內為嚴重，有不少窯洞是由於洞口坍塌而不能使用的。

（二）黃土窯洞的加固與防護措施

黃土窯洞絕大部分是無襯砌的。為了防止「風炸」，老鄉一般採用草泥抹面。據說效果很好。具體做法是：在開挖窯洞時，洞壁不鏟平，並修成條紋狀，以使草泥粘牢不掉；草泥分3～4次抹，每次草泥的厚度為10～15mm，底層厚些；第一層打底的草泥，用長度為150～200mm的麥草，並且麥草要盡可能多些（以能操作為限）；第二、三層用長度為30～50mm的麥草；面層抹細泥磨光或抹白灰。

對局部沿節理下掉的較大土塊，老鄉常以木柱為支撐作局部的加固。

洞頂地表徑流的處理，老鄉非常注意，這是由於這里的新黃土上層具有較大的自重濕陷性質。我們曾調查到位置介於新黃土上層與新黃土中層之間的一個窯洞，由於排水處理不當，在1964年的一次大雨，將洞頂泡軟而坍塌。處理的辦法是：將水引離洞口較遠的地方排走；修建截水溝、土埂等。

六、結語

1）黃土窯洞的幾何特徵與黃土的地貌、地層、構造和物理力學性質等有密切關系。因此，只有在工程地質綜合分析的基礎上，才能更好地利用黃土窯洞的經驗。

2）黃土窯洞的幾何尺寸按表4中的一般數值確定是沒有什麼問題的，但作為工業建築的洞室來說，還應增加措施，例如採用不受力的保護性襯砌或半受力襯砌。

3）黃土窯洞的橫斷面形狀，基本上接近於兩心圓拱。

4）洞口段穩定性較差，最易發生坍塌。因此，洞口段的跨度宜減小，或採用加強襯砌等措施。

5）黃土中層理和節理的存在，以及由於開挖而產生的力的影響，是使黃土窯洞出現裂縫、掉土塊、冒頂等破壞現象的主要因素。

6）黃土窯洞易受水的破壞。因此要防止在洞頂、仰坡、天井等處積水，以免浸濕洞體周圍的黃土，造成土的坍塌。

（本文原載：《黃土地下建築技術資料匯編》，國家建委建築科學研究院技術情報室，1972年11月，161～165頁；作者還有秦寶玖）

⑷ 國家對貧困山區的土窯洞是如何進行改造的

談道西北地區的住所，我們大家應該都知道當地根據環境建設了很多窯洞，過去物質缺乏的年代，人們就居住在這樣的一個個窯洞中。隨著時代的變遷，這些窯洞已經不能滿足人們的居住需求，人們也都更願意住進樓中去，那麼對於這些土窯洞應該怎麼進行處理？今天小編就和大家聊一聊國家是怎麼樣改造土窯洞的。

國家對於窯洞改造可以說是下了苦功夫，要讓當地的居民提高住房的質量。而且由於窯洞蘊含著我們當年革命先烈的不怕艱苦、勇於奮斗的精神，在經過改造以後更是吸引了大批前來遊玩，觀賞的遊客的居住，更帶動了當地經濟的發展。