来源：建筑技术杂志社作者：于冰清
方顶村传统村落位于郑州市上街区南部，距省会郑州约38km，隶属于上街区峡窝镇，位于豫东平原与豫西浅山区的过渡地带，是进入豫西山地的重要门户。该村处于五云山山脚下，属大陆性季风气候；所在位置地势较平坦，以逐级而上的台地为主，台地位于汜水河与其支流疙颤河交汇的一块三角台地边上，聚落多沿台地边缘的冲沟和崖底分布。
方顶村建于明洪武年，是目前郑州市内发现的面积、规模最大，保持较为完整的一处明清民居建筑群，是中原浅山地区民居建筑风格的典型代表，直观展示了河南地区明清以来村落的格局、街道、风貌、民居类型和民风民俗等，具有丰富的历史、科学、社会研究价值，被确定为河南省省级历史文化名村。
1传统墙体结构现状分析
方顶村风土建筑按墙体构造可分为4种类型：（1）土坯、夯土墙体；（2）青砖墙体；（3）“金包银”墙体；（4）红石墙体。
风土建筑最常采用的构造方式是土坯、夯土墙体。内饰面均采用麦秸泥+石灰膏，土坯、夯土墙体外饰面采用麦秸泥，金包银、青砖、红石墙体外饰面露明（图1）。
（a）
（b）
（c）
（d）
（e）
图1墙体形式
（a）下石上土坯；（b）下石上夯土；（c）金包银；（d）青砖；（e）红石
2方顶村风土建筑墙体现存问题
2.1保温性能较差
方顶村最常采用的厚度标准为mm，经热工计算，得出土坯、夯土墙体，金包银墙体，青砖墙体，红石墙体4种墙体的总传热系数，分别为1.W/（m·K）,1.45W/（m·K）,1.37W/（m·K）,2.W/（m·K）。
计算结果表明，相同厚度的4种类型墙体传热系数差距较大，且均远高于GB/T—《农村居住建筑节能设计标准》中寒冷地区外墙传热系数0.6W/（m·K）的要求。其中红石墙体传热系数达2.W/（m·K），基本没有保温隔热效果；其次是土坯或夯土墙体、金包银墙体，性能最好的是青砖墙体，可见传统墙体传热系数过高是导致室内热舒适度差的关键，需加以改良以适应气候环境变化。
2.2室内可利用面积小
传统墙体材料强度低、自重大、传热系数较大，需增加厚度承重并维持其保温性能，方顶村风土建筑~mm厚的墙体占比63.2%，普遍存在墙体厚、室内可利用面积较小的弊端；且传统墙体材料耐候性能较差，导致墙体质量和寿命均受影响。
3传统匠作营造的遗产价值评估及方顶村墙体改良技术策略
3.1艺术美学价值
传统营造以结构为装饰，方顶村风土建筑墙体红石、土坯、青砖等材料露明，呈现出质朴、韵律的材料美感与充满地域特征的建筑色彩和质感，反映了传统营造的核心美学价值观。
为此，传统墙体体现的地域性的色彩价值与美学价值需要重点保护，而现代外保温系统的介入会破坏传统营造的核心美学价值和地域性特征；夹心保温、自保温系统适合于重建风土建筑，不适宜风土建筑的修复改造；而外墙内保温系统更适宜小空间体量的风土建筑，可在不破坏核心价值的基础上进行改良。
3.2历史价值
风土建筑是承载着历史底蕴和多样的、有形的、无形的文化遗产的物质载体，方顶村风土建筑直观地展示了明清以来风土聚落的格局、街道、风貌、民居类型和民风民俗或是重要历史事件或特定生活形态的见证，或是某个时期艺术风格、技术特征的代表，亦或是作为某种情感、理念、信仰等观念形态的物质载体和文化符号，具有重要的保存意义。
为此，外墙内保温技术应尽可能“原真性”“完整性”地保留历史人文底蕴丰富的物质载体，不破坏传统营造蕴含着传统技术的生态性和人文理念的呈现方式，保留这一时期的历史、人文价值。另一方面，新技术应具有“可识别性”，防止与历史信息相粘连，模糊历史印迹，同时具有“可协调性”，与传统风貌相互融合与共生，应做到“整体协调、细查可辨”，促进历史与现代的良性交织。
3.3科学价值
传统营造在适应不同地理、气候环境和人文条件下所形成的因地制宜、就地取材的科学营造理念，以抵御自然环境的侵害。
方顶村风土建筑大多建造于明清时期，这一时期木材减少、制砖技术得到发展，出现“砖包边”加固、砖封檐以承托木梁重量的营造做法，以及为抵御寒冷不断增加墙体厚度的做法，墙体在承担自重的同时还要承托屋顶重量，承重体系由以往的木结构承重、墙体仅作为围护结构转化为以砖墙承重、混合承重为主的结构方式。
方顶村传统墙体多采用当地红石营造基座，将墙体立于基座之上，下碱采用红石或青砖，耐久性、延性较好，能有效防止地下潮气上窜使墙体碱化，同时提升墙体的稳定性和抗震性能，体现着科学实用主义的营造理念。
为此，外墙内保温技术应保留这一时期的营造特征，同时延承传统科学营造理念进行批判和转化，对承重结构、墙体保温防潮、面层耐候性等性能进行优化提升，使传统生态的营造观念和匠意能被改造、使用并传承，满足居住安全舒适性能以提升空间使用率，促进风土建筑空间使用的“全寿命期间可持续性能”。
4传统匠作营造的当代价值评估及墙体改良技术策略
4.1情感价值
风土建筑承载着原住民丰富多样的生活形态和文化形态，蕴含着主人昔日的生活场景，生动诠释了鲜活的传统文化生活，是延续传统村落生机和活力的物质载体，寄托着原住民深厚的情感。
为此，外墙内保温技术应最大程度地保留居住者所熟悉的物质载体，在不破坏居住者对熟悉的居住空间的可信任性和情感依赖的前提下，营造出安全、舒适的空间环境，增加居住者对空间的安全感、认同感、归属感，延续空间使用的情感和“记忆”价值，给公众呈现鲜活、生动、真实的“记忆”。
在借助技术手段解决风土建筑内向实用性问题的同时，通过“记忆文化”对社会发展施加外向策略性影响。
4.2使用价值
量大面广的风土建筑承载着丰富的传统文化，需转化为适应当今居住生活和使用需求的建筑，保护和利用风土建筑这一物质载体，延续其核心价值，而居住舒适度直观反映着居住者的生理和心理感受，直接影响居住者对空间的使用需求和使用频率，关乎风土建筑的可持续利用。
为此，外墙内保温技术需在使用价值和遗产价值取得平衡的基础上进行现代转化与提升，提升围护结构热工性能，提高风土建筑热环境舒适度，在满足这些内向实用性问题的同时，保证其所承载的社会生活的可持续性，最终达到大量风土建筑的可持续保护与延续，促进传统村落的更新与发展，为产业资源的发挥打下基础。
4.3经济价值
方顶村风土建筑采用原始的木、砖、石等材料，因地制宜、就地取材，具有地域性特色，但也存在建造材料保温防潮及耐候性较差的问题，导致风土建筑居住舒适性不佳，需消耗大量能源的来维持室内的舒适温度，造成经济损失；另一方面，传统营造工艺造价和施工要求较高，施工的成本也较高。外墙内保温技术的介入可提升风土建筑性能，减少采暖纳凉的能源消耗，并且施工难度与成本都相对较低，具有一定的经济效益。
5方顶村风土建筑墙体适宜性改良技术探研
5.1装配式龙骨保温系统的应用
5.1.1保温板材使用问题
块状保温板保温性能优异，稳定性和阻燃性较好，是最为普及的保温方式，但对基层墙体的平整度、施工质量要求较高，对风土建筑中土坯、夯土、红石等平整度较差的传统墙体适用性不强，保温板与基材的粘接力较差，风土建筑门窗洞口、檐口、墙体与地面的交接处不易于处理，易出现冷热桥；且保温板之间接缝较多，受到冲击易位移、破损，影响美观且不易修整；将保温板采用锚固件固定于墙体，墙体要承受保温板重量，对墙体强度较差的土坯、夯土等墙体并不适用。
5.1.2装配式龙骨保温系统改良方案
为解决保温板对于传统墙体适应性不高的问题，可采用装配式龙骨保温系统。以保温板为主材，系统由保温层、C形龙骨、覆面板及饰面层组成，在墙面上安装可调节高度的轻钢龙骨及其支撑体系；龙骨间填充高效保温板材，其上覆盖固定于龙骨之上的薄型面板并作为保护层；薄板之间板缝全部采用弹性材料密封；板面可根据用户需要做成各种档次的涂料等饰面（图2）。
图2墙体剖面
保温板分为吸水性和憎水性保温材料，传统墙体受潮会使水溶盐含量升高，降低墙体基材强度，形成泛碱效应，且水会导致霉斑，加速墙体风化，因此选取憎水保温板。
保温板传热系数在0.~0.W/（m·K）之间，保温隔热性能较好，目前应用较广泛的是聚氨酯泡沫塑料板、XPS板，分别是0.W/（m·K）和0.03W/（m·K）；随着近年STP材料在冰箱、制冷行业的普遍应用，其优异的热工性能逐渐被应用于建筑领域，保温效果优异，相当于常规保温板的3~5倍。这3种保温板材均可应用于风土建筑中，可根据具体情况选用更为适宜的保温板材，既可满足《农村居住建筑节能设计标准》中寒冷地区外墙传热系数低于0.65W/（m·K）的节能要求，又不会浪费室内使用面积。
5.2传统墙体改良方案
在传统墙体构造层次不变的情况下，将内墙山尖做填充处理，以减少檐口处热量、空气的流通，提升保温性和气密性；并利用保温性能、强度、结合度较好的保温板材，采用龙骨固定，与传统墙体结合达到良好的保温效果；最后进行防护面板施工及饰面处理（图3）。
图3改良墙体剖面
施工步骤与流程为：
（1）山尖处填充砖块、气密性混凝土等至与内墙面齐平，注意密实度、尽量不留缝隙；
（2）基层墙体采用水泥砂浆找平；
（3）弹线，测量内墙面尺寸、绘制排版图后进行定点弹线；
（4）根据弹线使用膨胀螺栓将经过防腐处理的龙骨固定在内墙面上；
（5）用批刀将专用粘结砂浆或粘结石膏均匀满刮在保温板背面或墙面，用锯齿形抹子从上至下均匀拉出锯齿形状，便于粘贴；
（6）由下而上沿水平线粘贴保温板，搭接压边位置用保温浆料填实找平，将封边完全压入板缝中；
（7）验收后，竖向铺设防潮纸面石膏板，长边接缝落在竖向龙骨上，并用自攻螺钉固定；
（8）涂料面层施工。
5.3传统墙体与改良墙体性能与价值方面的对比分析
5.3.1装配式龙骨外墙内保温系统的性能优势
装配式龙骨外墙内保温系统采用锚固施工方式，通过C形龙骨的方式使得保温系统整体强度提升，增强了保温板与基层墙材的粘接力和结合度，使保温板能与平整度、强度等不高的传统墙体相结合；也克服了保温板接隙较多、胶粘剂质量不稳定造成的开裂、位移、脱落等隐患，防水安全性好，减少冷热桥现象，避免对居住者生理和心理产生消极的影响；采用干法施工不受季节影响，操作方便；采用的龙骨及连接方式，可免去耗费较大、复杂且把握不大的基面处理工序；龙骨、支座加工方便，对墙体平均传热系数影响不大。
装配式龙骨外墙内保温系统对墙面的适应性强，可用于方顶村4种类型墙体中，以保温性能最差、平整度较差的红石墙体为例，性能最佳的STP保温板[（传热系数仅为0.W/（m·K）]进行热工计算。经计算，改良后红石墙体总热阻为2.（m·K）/W，总传热系数为0.W/（m·K），采用20mm厚的STP保温板就能满足GB/T—《农村居住建筑节能设计标准》中寒冷地区外墙传热系数低于0.65W/（m·K）的要求。与传统墙体相比，提升了2.W/（m·K）；采用STP保温板能在满足保温性能的同时，尽量不减少使用空间。
采用30mm厚聚氨酯泡沫塑料板时，红石墙体总传热系数为0.W/（m·K），采用40mm厚XPS保温板时其总传热系数为0.W/（m·K），均可满足GB/T—《农村居住建筑节能设计标准》中寒冷地区外墙传热系数低于0.65W/（m·K）的要求，证明3种材料均可用于风土建筑墙体改良。
5.3.2装配式龙骨外墙内保温系统的价值优势
采取装配式龙骨外墙内保温方式，在尽可能“真实”“完整”地呈现遗产价值的前提下进行了有限干预，同时与风土建筑传统风貌相协调，保留了历史价值和艺术审美价值呈现的物质载体；将传统生态营造的科学价值观中具有现代价值的部分吸收内化于改良技术中，通过现代保温材料的适宜性应用满足居住者对居住安全舒适性的问题；提供舒适的室内环境以增强居住者对居住空间的情感依赖，使风土建筑的使用价值得以提升；该改良技术应用虽会花费一定的费用，但长远看可降低建筑能耗，具有一定的经济效益。