在山西省晋城市西文兴村，为了保护建在山上的柳氏民居，政府曾出资在山下建了7排崭新的砖瓦房。新房都安装了电风扇和土暖气，但却有十几户人家住了几个月后，又搬回了山上的旧房里。
新盖的砖瓦房交通方便，而且水、暖、电等生活设施齐全，但为什么居民还是不愿意居住？72岁的村民柳茂才说：“我们也想住新建民居，但冬天取暖的费用太高，住不起。”28岁的柳强说：“旧房子虽然冬暖夏凉，但生活不方便。”可见，传统民居和新建民居都存在不甚满意的地方。合理地借鉴传统民居的节能优点，建造一种既节能环保又方便实用的新型民居是当前新农村建设中的一个重要课题。
经考察，在晋中地区，有许多明、清时期建造的传统民居，主要为土木、砖木结构两类，而在晋南地区则主要为下沉式窑居。它们在节能领域的技术，各有特点，其节能的技术可为新居的建设提供节能思路。
土木结构传统民居的优势
从土木结构传统民居和新建民居室内外温度监测结果上看（见图一和图二），在夏季不使用任何降温设备的情况下，传统民居的室内温度要比新建民居室内温度低1.6～4.3℃。而在冬季不使用任何取暖设备的情况下，传统民居的室内平均温度要比新建民居室内平均温度高1.3℃。数据表明，土木结构传统民居在建筑节能方面是有一定借鉴意义的。
我们分析认为，土木结构传统民居之所以有上述的节能优势源于以下几个方面。
首先，在平面布局方面。传统民居多由四合院组合成多进制深宅大院，比如丁村民居布局上是以祖宅院为核心的六个院落组群。这样密集建造的布局，使建筑处于互相遮挡的环境中，夏季时屋内温度不致偏高，冬季屋内温度也不致偏低。同时，可形成缓冲空间，利用其自然采暖，有利于冬季聚热和夏季气流通畅，改善室内热环境。
第二，在墙体材料方面。传统民居大多就地取材，因材致用。大量采用厚实的土坯墙，屋顶椽上铺苇箔、麦秸泥、粘附板瓦，地面大多用砖墁铺。张壁村民居抹墙采用棉花沙泥，这种材料的主要成分是石灰，取材方便，放射性元素少，对人身体几乎没有危害。冬季居室烧煤排放出的二氧化碳和二氧化硫则被墙壁上的石灰部分吸收，清洁室内空气。
第三，在构造处理方面。传统民居构造处理从上到下依次为：屋顶多采用坡屋顶形式，檐口挑出较远，内部用吊顶形成空气夹层。檐口的出挑使光线在冬季时可以照射到窗内，从而提高室内温度；夏季时遮挡太阳的光线，增加室内的凉意。有的地方堂屋设两层，上部不住人，可起储藏及避风的作用。
第四，在采暖方式方面。山西部分传统民居靠火炕、火墙，通过每天做饭时产生的热能来采暖，有时在临睡前适量补烧火炕。盘绕的烟道使炊烟经过火炕、火墙流至排烟口。
经炕道中过滤的黑烟，排出屋外时减少了烟尘污染，烧炕剩余的炭灰混合生活垃圾沤肥后还可归还于田野。这样，人、房屋、庄稼、土地之间形成一种简约、质朴、生生不息的循环。
下沉式窑居存在的优势与不足
“平陆不平沟三千”，山西平陆县境内沟壑纵横，在黄土高坡的沟壑中，人们凿地建屋，特殊的自然环境造就了下沉院落（当地人称“地窨院”）。每个院子的面积都在100平方米以上，均为独门、独院。
其优点主要有：一是冬暖夏凉，舒适实用。从监测结果可以看出：夏天窑内温度一般保持在24℃上下，冬天在没有任何取暖条件的情况下，窑内温度一般保持在8℃上下。二是节能环保。窑洞深处土原中，取之自然，融于自然，与周围环境十分协调。据权威能耗测评机构进行的评估表明，以单位面积计算，窑洞要比现代高层建筑节能20%。三是噪音小。存在的不足是采光和通风不良，室内潮湿。
构建晋域新农村节能民居模式
长期以来，劳动人民顺应自然、利用自然，在民居建造中积累了丰富的节能智慧和经验。“现代”借鉴“传统”，重要的是扬长避短，提高创新。笔者根据自己掌握的科学原理，把传统民居节能技术与现代新能源、新材料有机结合，优化改造了下沉式窑居民居，设计了新型节能民居，命名为“浩远晋域新农村节能民居模式”。
第一，可镜面反射原理和热力环流原理，可优化改造下沉式窑居民居。
具体做法为：
第一步：开设通道。在距离窑洞的后部1米处，垂直方向挖宽1.5米，长度与窑洞面宽一致，深度到低于窑洞室内地面1米处的通道。
第二步：开窗。在窑洞后部高于窑洞室内地面1米的土墙体上开宽度为1.5米、高为1.5米的窗户，与垂直通道相通。
第三步：放置平面镜。在距通道底部2米与窗户对齐的地方固定一个长为2米、宽为1.8米的平面镜，镜面的方向与水平面成135°角。在通道的顶部与底部平面镜相对的位置固定一个同样大小的平面镜，镜面的方向与水平面成45°角。
第四步：挖孔道。在窑洞下面，从垂直通道底部向窑门方向挖一宽1米、高0.5米、长度和窑洞进深相等的孔道，并在其内部铺设厚0.2米的卵石（其作用是冷却热空气，干燥湿空气）。
第五步：安装通风管道。先在与孔道尽端相对的室内地面上装一活动式通风孔。然后在窑洞的后墙顶部装一通风管道，直接与垂直通道相通。
第六步：安装玻璃顶。在通道的上面安装坡屋顶形的双层玻璃罩，且罩顶与罩壁用一活动装置连接。
第二，在构建新型节能民居方面。在设计思路上，建筑节能的重点在于建筑的采光、通风、朝向以及节能材料和再生能源的利用，农村新建住宅在设计上应借鉴传统民居的节能技术，突出夏季依靠自然降温，冬季利用可再生能源取暖。如太阳能、地热能、生物质能等，以降低建造成本和运行成本。
具体做法为：第一步，在地面上立柱。第二步，用榫卯结构连接构架。第三步，填充新型节能围护构件。（如图三）屋面可使用高聚物改性沥青防水卷材、合成高分子防水卷材、聚合物干粉砂浆、草板与稻草复合保温材料等。墙体可使用煤矸石砖、草板保温复合墙体及煤渣空心砌块等。窗户可使用中空玻璃窗、单框三玻塑钢窗及断热铝合金窗等。第四步：配置节能设施（如图四、五）。
安装太阳能热水系统。建造火炕、火墙，铺设地热管道。安装雨水收集系统。修建沼气池。资料显示，一口8立方米的沼气池一年可产生沼气350立方米左右，所产生的热值相当于1吨煤的热值。使用时要注意防火防爆。而经核算，新民居设计为四开间，总面积为3.3 m×6m×4=79.2㎡，与新建农村一般家庭居住面积大体相等，造价约为37000元。
据调查，农户在冬季采暖期，每个炉火需燃烧2吨标准煤，一般农户家庭需2个炉火，共需4吨标准煤。按市场价400元/吨计算，共需1600元，使用燃煤要向大气中排放二氧化碳11吨，二氧化硫0.08吨。据最新统计，山西全省每年农村有12.8万户农民新建住房，如果都采用这种新型民居，一年采暖期可节省标准煤：
4吨×128000户=51.20万吨
可节省资金：
1600元×128000户=20480.00万元
可减少二氧化碳排量：
11吨×128000户=140.80万吨
可减少二氧化硫排量：
0.08吨×128000户=1.02万吨
“浩远晋域新农村节能模式居民”将传统民居的节能技术和现代新能源、新材料有机结合。山西全省每年有12.80万户农民新建住房，如果都采用这种新型民居，一年可节约标准煤51.20万吨，约合资金20480.00万元，可减少二氧化碳排量140.80万吨，二氧化硫排量1.02万吨。
（本文作者为山西大学附属中学学生，指导教师为李瑞芳）
(作者：余浩远)
