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【摘 要】生土建筑曾经是一种十分重要的建筑形态，但是，随着社会的进步，生土建筑被逐渐边缘化了，几乎成为贫穷落后的象征。在二十一世纪的今天，随着当代建筑与环境的冲突越来越尖锐，对环境的破坏越来越严重，生土建筑再一次以它的绿色环保展示出了自身恒久的意义。本文旨在探讨生土建筑在未来的发展趋势，通过新技术的植入和改造，让生土建筑既能最大程度上的符合生态环保理念，同时又能给居住者提供一个适宜的居住环境，从而成为建筑发展的新趋势。
【关键词】生土建筑；环境保护；发展趋势
1. 生土建筑的历史
生土建筑的定义是基于其建筑材料而言的，就像砖混、钢混、木构建筑，竹楼等等，是一种基于建筑材料的区分。生土建筑是指用未经焙烧的土壤或简单加工的原状土作为主体材料，辅助以木、石等天然材料营构主体结构的建筑。
生土建筑是人类最早建筑的雏形。在上古时期，古人是以穴居的形式生存。《易经?系词》谓：上古穴居而野处。古人通过用简单的石器工具在厚厚的黄土中挖掘洞穴作为躲避野兽和风雨的原始居所。黄土具有的良好的整体性、稳定性、可塑性、储热性，使得它天然的成为古人构造洞穴的首选。后来，尽管古人渐渐离开了在黄土中挖掘出的简单洞穴，转而开始了地面上的生活，但是黄土这种材料仍然成为人们建造住房时的主要材料，而且穴居的生活方式也没有完全消亡，部分的保存在了窑洞建筑之中。
在广袤的中国土地上，分布着大量的生土建筑，它们孕育着当地的文化、环境、气候，因地制宜，形成各具特色的建筑形态。比如说福建土楼，福建土楼就是以夯土墙来承重，一米多厚的夯土墙可以建造四五层的高楼，可以说是夯土建筑发展的巅峰。厚重而封闭的土楼抵御了外患，让族人聚居于此，繁衍生息，形成独特的建筑文化景观；又如千沟万壑的黄土高原上的窑洞，窑洞主要分为靠崖式、下沉式两种。靠崖式的窑洞是在天然的黄土壁体上开凿券洞，多个券洞相连组成整体的建筑空间。而下沉式的窑洞是指在地面上挖掘出方形或长方形的深坑，沿着坑面开凿窑洞，这被称作地坑院或者天坑院。窑洞建筑的冬暖夏凉，易于开掘使得它成为黄土高原上最主要的建筑形态。
2. 生土建筑的环保意义
2.1 随着时代的发展，生土建筑逐渐地退出了历史的舞台，转而是砖、水泥、钢筋、玻璃这些现代材料构筑的建筑大行其道，这种建筑在给予人们舒适环境的同时，也存在着很多弊端，最大的弊端就是不可回收，随着房屋更新换代的日趋加速，建筑物的废弃材料难以处置。而生土建筑，由于黄土没有经过焙烧，所以当房屋废弃不用之后，可以将建筑用土直接回收成农田用土，取之于田，还之于田，不会像现代的砖混、钢混、混凝土等建筑一样产生大量的无法纳入生态循环的建筑废料。
2.2生土建筑除了建筑材料能够反复的回收利用之外，还有其它很多优点。
（1）从生土建筑本身的居住适宜来说，生土建筑的热工性能好，由于生土建筑的热阻和热惰性指标较高，故而生土建筑保温隔热效果是非常好的，从而使建筑物内部呈现出冬暖夏凉的特征。“在一些地区，如果设计做的好的话，夯土建筑比传统的木框架填充墙建筑能节能百分之八十”［1］。
（2）另外，生土建筑可以调节空气湿度，由于生土墙面的多孔属性，使得墙体对室内的空气湿度有一定的调节作用。当室内空气湿度较大的时候，墙体会吸收一部分的湿气，而当室内空气干燥时，墙体又会将积蓄的水分散发出来。有研究表明，其平衡湿容量远远大于空心砖和实心砖，高出一个数量级，说明夯土的储湿能力远大于砖［2］。
（3）从生土建筑的建造过程来说，生土建筑取材方便、广泛。土是人类生产和生活的基础，是构成人类生活环境的基本元素，土壤在漫长的地质年代，由地壳岩石风化而成，覆盖面极广。人类劳作、栖息于广袤的大地之上。在生产力低下的农业社会，土是人们建造住宅的首选材料。生土建筑的加工过程极为简单，一共有四种泥土实墙建造技术，即板条涂抹、泥砖、草泥粘土和夯实泥土。不需要先进的技术手段，用原始的手扛肩挑方式即可完成。取材的方便以及简单的加工手段就使得生土建筑造价相对低廉，据统计，生土建筑的投资仅相当于地面砖房的五分之一。
3. 生土建筑的不足之处及现代改造
当然，生土建筑还有一些不足之处，最大的不足之处就是在于生土建筑的墙体，生土墙体材料容易受水侵蚀，吸水后变重，所以强度会减弱。而且生土建筑的墙体容易受到风化，抗震性能差，并且与镶嵌入其中的木质材料如窗框、门框的粘结度小，所以在木质材料附近容易出现墙体裂缝。生土建筑墙体的这些缺陷，成为阻止生土建筑进一步发展的瓶颈，如何改进生土建筑，关键就在于如何改进生土墙体，从而使得生土建筑摒弃以前的不足之处，更适于人的居住。
对于生土墙体材料的改性，有两种主要的方式。第一种方式是物理改性，即在夯筑生土的时候在生土里掺入植物纤维，这些植物纤维可以包括稻草、竹筋、麦秆等等，沈阳建筑科技大学的刘军等人提出将狗尾巴草作为加筋材料。加筋草对土坯的抗压强度影响不明显，但可以较大程度上提高土坯的抗剪和抗折强度，改善土坯的力学性能［3］；还有一种方式是化学改性，化学改性是指加入某些搀和材料从而使得试剂与土粒子发生化学反应，以提高墙体的耐久性和强度。用于土体的搀和材料包括水泥、石灰和粉煤灰等，它们可以单独使用，也可以按照一定比例复合使用［4］。水泥对土壤的改性作用表现在，水泥在水化反应中，产生CSH和CAH凝胶，附着在颗粒表面，并形成Ca(OH)2 和Ca2+，与土粒表面吸附离子发生阳离子交换反应，使得土粒改性和团粒化，能够改善土体的稳定性，增强土体的抗变摩擦力，增强土体的内部结构连接，从而提高土体的强度和耐久性。石灰对土壤的改性作用表现在，将石灰加入到土中之后，土体孔隙溶液中的Ca2+浓度会急剧增高，由于Ca2+离子具有较强的离子交换能力，因此，Ca2+能够置换出粘土吸附的水合Na+离子，可以促使粘土的凝聚能力增强。而粉煤灰可以改善土壤的强度，降低孔隙率。各个地区的土质不同，不同的土质决定了具体的改性方式，决定了添加物的材质和比率。无论是物理改性，还是化学改性，都能在一定程度上改善生土建筑的土体，从而使得夯筑墙面更耐久、更稳固、更适于人的居住。 4. 生土建筑发展的前景展望
生土建筑由于其环保性能，在这个城市化进程加速、建筑废料日益增多、建筑污染日益严峻的当代，成为各国学者关注的焦点。国外如美国、澳大利亚、法国、德国以及新西兰等国的研究人员已结合当地的文化背景、社会状况和工程特征开展了大量的研究，改善了生土建筑的功能和抗震性能，生土建筑的设计、施工已步入了规范化进程［5］。我国的生土建筑研究起步较晚，除了大学以及科研机构的学者将目光投向生土建筑之外，还有一些建筑师和环保人士关注生土建筑，建造了非常具有示范作用的样板。比如说任卫中先生在浙江安吉建造的一系列的生态屋，就是当代生土建筑的典范。任卫中先生的生态屋是夯土建筑，外围护墙体全部采用三合土，即将黄土、石灰、沙子以一定比例加水搅拌夯筑以增加其硬度。在墙基和墙角处多使用本地小溪里的鹅卵石，以防止洪水浸泡和雨水冲刷。鹅卵石在其生态茶馆这一建筑中的运用更为广泛，茶馆一层的外墙面都是由鹅卵石拼接而成，体现了与喧闹噪杂的城市截然不同的淳朴清幽乡土氛围。而且任卫中先生的建筑中还使用了速生杉木作为构架，中国古典建筑普遍采用木构架，木构架的节点一般使用榫卯结构，属于柔性建筑，抗震能力强，而速生杉属于一种经济林木，生长周期较快，在南方被大量的种植。安吉是著名的竹乡，全县竹海茫茫，一片苍翠，任卫中的生态建筑中大量的使用了竹子，在生态屋一号中，就采用了竹篾隔墙和竹子百叶窗，既实用又体现了当地的地域特色，竹子的轮伐期只有59天，属于快速可再生材料，竹子的大量运用是安吉生态屋的又一特色。安吉生态屋是生土建筑的典范，造价低廉，其中一号屋面积约170平方米，加上简装修造价仅为8万元，而二号屋面积180平方米，造价仅为6万元。都低于目前同等面积的农村新建砖砌结构的住宅，不仅环保美观而且适宜居住。任卫中先生可以说是新型生土建筑在中国乡村拓展推广的前驱者。
生土的就地取材、因地制宜、可循环利用、造价低廉、与环境的紧密融合都使得生土建筑成为未来生态建筑的发展导向。在建筑与环境之间关系日趋紧张的当代，对生土建筑的进一步探索和实践是当务之急。改造生土墙体，研制新型培土机，在生土建筑中融合节能环保技术，比如太阳能、沼气、饮用水净化等等，用多种技术共同打造一个有利于生土建筑系统发展的平台。
参考文献
［1］ 【美】，琳恩?伊丽莎白. 卡萨德勒?亚当斯. 新乡土建筑——当代天然建造方法［Ｍ］. 北京： 北京机械工业出版社， 2005.
［2］ 王润山. 陕南乡土居民建筑材料及室内热环境［D］. 硕士学位论文， 西安： 西安建筑科技大学， 2003.
［3］ 刘军， 袁大鹏， 周红红，等. 狗尾巴草对加筋土坯力学性能的影响［J］. 沈阳建筑科技大学学报（自然科学版），2010,26（4）720～723.733.
［4］ 王宝卿， 夯土材料耐久性实验研究［D］. 硕士学位论文， 西安： 西安建筑科技大学， 2006.
［5］ 魏洪杨， 张波， 李袁昊，等. 国内外生土建筑研究综述［J］， 价值工程， 2011,30（14），116.
【关键词】生土建筑；环境保护；发展趋势
1. 生土建筑的历史
生土建筑的定义是基于其建筑材料而言的，就像砖混、钢混、木构建筑，竹楼等等，是一种基于建筑材料的区分。生土建筑是指用未经焙烧的土壤或简单加工的原状土作为主体材料，辅助以木、石等天然材料营构主体结构的建筑。
生土建筑是人类最早建筑的雏形。在上古时期，古人是以穴居的形式生存。《易经?系词》谓：上古穴居而野处。古人通过用简单的石器工具在厚厚的黄土中挖掘洞穴作为躲避野兽和风雨的原始居所。黄土具有的良好的整体性、稳定性、可塑性、储热性，使得它天然的成为古人构造洞穴的首选。后来，尽管古人渐渐离开了在黄土中挖掘出的简单洞穴，转而开始了地面上的生活，但是黄土这种材料仍然成为人们建造住房时的主要材料，而且穴居的生活方式也没有完全消亡，部分的保存在了窑洞建筑之中。
在广袤的中国土地上，分布着大量的生土建筑，它们孕育着当地的文化、环境、气候，因地制宜，形成各具特色的建筑形态。比如说福建土楼，福建土楼就是以夯土墙来承重，一米多厚的夯土墙可以建造四五层的高楼，可以说是夯土建筑发展的巅峰。厚重而封闭的土楼抵御了外患，让族人聚居于此，繁衍生息，形成独特的建筑文化景观；又如千沟万壑的黄土高原上的窑洞，窑洞主要分为靠崖式、下沉式两种。靠崖式的窑洞是在天然的黄土壁体上开凿券洞，多个券洞相连组成整体的建筑空间。而下沉式的窑洞是指在地面上挖掘出方形或长方形的深坑，沿着坑面开凿窑洞，这被称作地坑院或者天坑院。窑洞建筑的冬暖夏凉，易于开掘使得它成为黄土高原上最主要的建筑形态。
2. 生土建筑的环保意义
2.1 随着时代的发展，生土建筑逐渐地退出了历史的舞台，转而是砖、水泥、钢筋、玻璃这些现代材料构筑的建筑大行其道，这种建筑在给予人们舒适环境的同时，也存在着很多弊端，最大的弊端就是不可回收，随着房屋更新换代的日趋加速，建筑物的废弃材料难以处置。而生土建筑，由于黄土没有经过焙烧，所以当房屋废弃不用之后，可以将建筑用土直接回收成农田用土，取之于田，还之于田，不会像现代的砖混、钢混、混凝土等建筑一样产生大量的无法纳入生态循环的建筑废料。
2.2生土建筑除了建筑材料能够反复的回收利用之外，还有其它很多优点。
（1）从生土建筑本身的居住适宜来说，生土建筑的热工性能好，由于生土建筑的热阻和热惰性指标较高，故而生土建筑保温隔热效果是非常好的，从而使建筑物内部呈现出冬暖夏凉的特征。“在一些地区，如果设计做的好的话，夯土建筑比传统的木框架填充墙建筑能节能百分之八十”［1］。
（2）另外，生土建筑可以调节空气湿度，由于生土墙面的多孔属性，使得墙体对室内的空气湿度有一定的调节作用。当室内空气湿度较大的时候，墙体会吸收一部分的湿气，而当室内空气干燥时，墙体又会将积蓄的水分散发出来。有研究表明，其平衡湿容量远远大于空心砖和实心砖，高出一个数量级，说明夯土的储湿能力远大于砖［2］。
（3）从生土建筑的建造过程来说，生土建筑取材方便、广泛。土是人类生产和生活的基础，是构成人类生活环境的基本元素，土壤在漫长的地质年代，由地壳岩石风化而成，覆盖面极广。人类劳作、栖息于广袤的大地之上。在生产力低下的农业社会，土是人们建造住宅的首选材料。生土建筑的加工过程极为简单，一共有四种泥土实墙建造技术，即板条涂抹、泥砖、草泥粘土和夯实泥土。不需要先进的技术手段，用原始的手扛肩挑方式即可完成。取材的方便以及简单的加工手段就使得生土建筑造价相对低廉，据统计，生土建筑的投资仅相当于地面砖房的五分之一。
3. 生土建筑的不足之处及现代改造
当然，生土建筑还有一些不足之处，最大的不足之处就是在于生土建筑的墙体，生土墙体材料容易受水侵蚀，吸水后变重，所以强度会减弱。而且生土建筑的墙体容易受到风化，抗震性能差，并且与镶嵌入其中的木质材料如窗框、门框的粘结度小，所以在木质材料附近容易出现墙体裂缝。生土建筑墙体的这些缺陷，成为阻止生土建筑进一步发展的瓶颈，如何改进生土建筑，关键就在于如何改进生土墙体，从而使得生土建筑摒弃以前的不足之处，更适于人的居住。
对于生土墙体材料的改性，有两种主要的方式。第一种方式是物理改性，即在夯筑生土的时候在生土里掺入植物纤维，这些植物纤维可以包括稻草、竹筋、麦秆等等，沈阳建筑科技大学的刘军等人提出将狗尾巴草作为加筋材料。加筋草对土坯的抗压强度影响不明显，但可以较大程度上提高土坯的抗剪和抗折强度，改善土坯的力学性能［3］；还有一种方式是化学改性，化学改性是指加入某些搀和材料从而使得试剂与土粒子发生化学反应，以提高墙体的耐久性和强度。用于土体的搀和材料包括水泥、石灰和粉煤灰等，它们可以单独使用，也可以按照一定比例复合使用［4］。水泥对土壤的改性作用表现在，水泥在水化反应中，产生CSH和CAH凝胶，附着在颗粒表面，并形成Ca(OH)2 和Ca2+，与土粒表面吸附离子发生阳离子交换反应，使得土粒改性和团粒化，能够改善土体的稳定性，增强土体的抗变摩擦力，增强土体的内部结构连接，从而提高土体的强度和耐久性。石灰对土壤的改性作用表现在，将石灰加入到土中之后，土体孔隙溶液中的Ca2+浓度会急剧增高，由于Ca2+离子具有较强的离子交换能力，因此，Ca2+能够置换出粘土吸附的水合Na+离子，可以促使粘土的凝聚能力增强。而粉煤灰可以改善土壤的强度，降低孔隙率。各个地区的土质不同，不同的土质决定了具体的改性方式，决定了添加物的材质和比率。无论是物理改性，还是化学改性，都能在一定程度上改善生土建筑的土体，从而使得夯筑墙面更耐久、更稳固、更适于人的居住。 4. 生土建筑发展的前景展望
生土建筑由于其环保性能，在这个城市化进程加速、建筑废料日益增多、建筑污染日益严峻的当代，成为各国学者关注的焦点。国外如美国、澳大利亚、法国、德国以及新西兰等国的研究人员已结合当地的文化背景、社会状况和工程特征开展了大量的研究，改善了生土建筑的功能和抗震性能，生土建筑的设计、施工已步入了规范化进程［5］。我国的生土建筑研究起步较晚，除了大学以及科研机构的学者将目光投向生土建筑之外，还有一些建筑师和环保人士关注生土建筑，建造了非常具有示范作用的样板。比如说任卫中先生在浙江安吉建造的一系列的生态屋，就是当代生土建筑的典范。任卫中先生的生态屋是夯土建筑，外围护墙体全部采用三合土，即将黄土、石灰、沙子以一定比例加水搅拌夯筑以增加其硬度。在墙基和墙角处多使用本地小溪里的鹅卵石，以防止洪水浸泡和雨水冲刷。鹅卵石在其生态茶馆这一建筑中的运用更为广泛，茶馆一层的外墙面都是由鹅卵石拼接而成，体现了与喧闹噪杂的城市截然不同的淳朴清幽乡土氛围。而且任卫中先生的建筑中还使用了速生杉木作为构架，中国古典建筑普遍采用木构架，木构架的节点一般使用榫卯结构，属于柔性建筑，抗震能力强，而速生杉属于一种经济林木，生长周期较快，在南方被大量的种植。安吉是著名的竹乡，全县竹海茫茫，一片苍翠，任卫中的生态建筑中大量的使用了竹子，在生态屋一号中，就采用了竹篾隔墙和竹子百叶窗，既实用又体现了当地的地域特色，竹子的轮伐期只有59天，属于快速可再生材料，竹子的大量运用是安吉生态屋的又一特色。安吉生态屋是生土建筑的典范，造价低廉，其中一号屋面积约170平方米，加上简装修造价仅为8万元，而二号屋面积180平方米，造价仅为6万元。都低于目前同等面积的农村新建砖砌结构的住宅，不仅环保美观而且适宜居住。任卫中先生可以说是新型生土建筑在中国乡村拓展推广的前驱者。
生土的就地取材、因地制宜、可循环利用、造价低廉、与环境的紧密融合都使得生土建筑成为未来生态建筑的发展导向。在建筑与环境之间关系日趋紧张的当代，对生土建筑的进一步探索和实践是当务之急。改造生土墙体，研制新型培土机，在生土建筑中融合节能环保技术，比如太阳能、沼气、饮用水净化等等，用多种技术共同打造一个有利于生土建筑系统发展的平台。
参考文献
［1］ 【美】，琳恩?伊丽莎白. 卡萨德勒?亚当斯. 新乡土建筑——当代天然建造方法［Ｍ］. 北京： 北京机械工业出版社， 2005.
［2］ 王润山. 陕南乡土居民建筑材料及室内热环境［D］. 硕士学位论文， 西安： 西安建筑科技大学， 2003.
［3］ 刘军， 袁大鹏， 周红红，等. 狗尾巴草对加筋土坯力学性能的影响［J］. 沈阳建筑科技大学学报（自然科学版），2010,26（4）720～723.733.
［4］ 王宝卿， 夯土材料耐久性实验研究［D］. 硕士学位论文， 西安： 西安建筑科技大学， 2006.
［5］ 魏洪杨， 张波， 李袁昊，等. 国内外生土建筑研究综述［J］， 价值工程， 2011,30（14），116.