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夯土建筑,黃土高原上的“土木之功”

作者:穆鈞 等

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中國傳統社會常以“土木之功”作為所有建造工程的概括之名。從中即可看出,生土與木材一樣,在我國傳統營造技術和建筑文化遺產中,具有舉足輕重的地位。以生土為主材的建造傳統,在我國擁有數千年的歷史,分布也十分廣泛。

生土是什么?

生土材料,指以原狀生土為主要原料,無需焙燒僅需簡單加工便可用于房屋建造的建筑材料。以生土作為主體結構材料的房屋通常被稱為生土建筑。

黃土高原的夯土建筑傳統

黃土高原地區黃土厚度大,土質均勻,地層全而連續。以石英構成的粉砂為主要成分的黃土,顆粒較細,土質粘度較高,粘聚力和抗剪強度較強,具有良好的整體性、穩定性和適度的可塑性。

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同時,黃土高原水土流失嚴重、生態環境脆弱,地貌復雜,氣候夏季干熱而冬季高寒,常年干旱少雨,水資源十分匱乏。此外,收入低下、教育及技術水平限制等社會因素也大大增加了民居建設挑戰。在此背景下,千百年來該地區形成了用“土”這一唯一豐富的資源來建造房屋的傳統,夯土建筑成為本地區分布最廣、歷史最悠久的建筑形式之一。

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就建筑形式而言

主要夯土建筑類型可分為以下幾種

夯土箍窯

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夯土箍窯廣泛分布于寧夏、隴中、隴東等地區,由靠崖窯和地坑窯發展而來。傳統箍窯多面南一字型排列布局,三聯排較為常見,也有個別呈四聯排或五聯排形式。建造過程中,對其1.5m以下的承重墻體多采用夯土夯筑,上部以土坯起拱,頂部可抹草泥進行防水保護處理。部分經濟條件較好的地區會在頂部鋪設瓦片,而陜西、山西等地則會覆蓋1-1.5m原土夯實。由于箍窯無需采用木材等做屋蓋,因此造價較為低廉。現新建箍窯多用作儲物、廚房等附屬空間。

坡頂合院民居

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坡頂合院民居分單坡與雙坡兩種形式,廣泛分布于豫西、山西、陜西、甘肅及寧夏西海固等地區。其布局分為一字型、二字型、三合院及四合院幾種類型。主房多坐北朝南,且最為高大。由于不同地區氣候、文化、材料等因素差異,其建筑形式又有所差別。晉陜地區年降雨量相對較大,屋頂坡度較陡,而窄院的形式多用于遮陽以抵抗炎熱的夏季。此類民居表現出高大厚重、內向封閉的建筑形象,與下列民居形式一致,均可起到防御及防范風沙的作用。甘肅、寧夏等地區隨著降雨量的降低坡度則逐步減緩。從建造方式來看,院墻及房屋后墻、山墻2m以下部分多采用夯土墻結構,2m以上部位及前墻采用土坯磚砌筑。

夯土莊廓

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夯土莊廓多分布于青海河湟地區。其平面布局分四合院、三合院及兩面房三種形式,多中軸對稱。藏族夯土莊廓外圍建有高大的夯土圍墻,圍墻極少開窗,一般只在南側設置一門洞。內部房屋多平頂形式,堂屋作為其最主要建筑,數量為三到四開間。在實際建造過程當中,一般先將莊墻夯筑完成,后進行內部建造。內部房屋多以土坯做圍護結構,使用木構架承重。單層莊廓莊墻一般高至少4米,自上而下有收分,而屋面高度多較莊墻低0.5-1.5米。

夯土堡子

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夯土堡子主要存在于隴中、隴東和寧夏西海固地區。該類型民居為軍事聚落演變的產物,帶有極強的防御性。堡子四周以厚重高大的夯土墻作圍墻,圍墻四角多建有角墩,外立面僅保留一大門。堡內建筑多以群里形式存在,分一院或二院三院式,房屋單體與合院民居一致。堡子墻體多厚2-6m,自上而下有收分,最高可達10m以上。現存堡子多為建國前建造。

生土建造的現代應用:為什么,為什么不

傳統生土建造技術之所以應用廣泛,主要源于生土材料所具有的一系列優點。與農村常規建材相比,生土材料具有突出的蓄熱性能,可使房屋室內冬暖夏涼;可就地取材,因地制宜;具有“呼吸”功能,可有效調節室內濕度與空氣質量;具有可再生性,房屋拆除后生土材料可反復利用,甚至可作為肥料回歸農田;加工過程低能耗、無污染,據測算其加工能耗和碳排放量分別為粘土磚和混凝土的3%和9%;基于生土基技術施工簡易,造價低廉。

震后傳統夯土建筑

震后傳統夯土建筑

但傳統生土材料在力學和耐久性能方面的固有缺陷,是制約其現代化應用的核心因素。據統計,在西部地區建國以來歷次大地震中,壞損或倒塌的農房半數以上為生土建筑;而其耐久性差的問題,主要表現在生土墻耐水、隔潮、防蛀、防蝕等性能遠低于常規建筑材料。這些固有缺陷,使得傳統生土建筑難以滿足居住質量改善和提升房屋安全性的迫切需求。多年來,在許多村民甚至地方政府的心目中,生土建筑即意味著農村危房,更是貧困落后的象征。這也是近年來我國農村建設發展過程中,大多數傳統建造技術面臨的共同窘境。

傳承什么,如何傳承?

今天我們所能看到的各種類型的傳統民居及其建筑文化,其實為過去這一歷史時期自然要素(條件)、人文要素(需求)和能力要素(經濟、科技)相互作用的特定產物。

在各類型民居形成的初期,客觀上人們經歷了一個基于當地自然條件,為滿足生產生活需求,不斷地試錯,尋找最適宜的技術手段的過程。當一種建筑形制、技術體系及其營建工藝在該地區的適宜性獲得普遍共識,便會獲得廣泛的復制,也由此逐漸形成了有利于傳習和繼承的相關規制、習俗,甚至觀念和價值取向。隨著經濟和科技水平的逐步提升,人們不斷變化發展的物質和精神需求,又進一步促進了既有形制、技術體系和工藝的不斷演進,甚至是革新,并再次對相應的形制、規制和習俗進行修正,如此循環往復。

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反觀今天,各地區自然要素的變化相對較小,而隨著近代以來人類社會的巨大變遷,人文要素如今已發生了根本性的改變。曾經相對適宜的技術體系必然無法滿足今天人們日趨多元化的物質需求和精神需求,其表現方式之一正是我們常說的建筑技術體系存在的缺陷,可以說這是對比今天的需求而言的相對缺陷。

伴隨著近現代經濟與科技水平大跨越的發展,在“人定勝天”的信念下,人們似乎無需顧忌或利用地域條件,從而因這些顯性的“缺陷”否定傳統的一切,并利用現代科技重塑對應于今天需求的技術體系,也由此產生了傳承的割裂、地域化的喪失,以及一系列的環境問題。因此,今天不論是以傳統保護的名義全盤照搬傳統技術,亦或“要求”人們仍住在過去的傳統民居中;還是拋開地域條件并否定傳統技術的一切,利用現代建筑材料及其技術教條化的模仿傳統形制或元素,這兩個極端,對于傳承而言似乎均不適宜。

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2004年,吳恩融教授針對毛寺村無止橋設計,專門飛到英國請教著名的橋梁結構大師安東尼·亨特。老先生興致盎然地提出了一個非常簡單且極具科技含量的設計方案。回來預算發現,該方案竟耗資300萬。吳教授再次飛赴英國,借用毛寺村村民自己建造的獨木橋,向亨特進一步介紹當地貧困的狀態。亨特盯著那張獨木橋的照片沉思良久,對吳教授說:“其實,你們不應該來問我,你們最好的老師,是那些村民??”

由于河床由裸露凸凹的基巖構成,村民們僅需利用秸稈編織成筐并裝滿石頭,放在河床上作為橋墩,上面放根木椽便形成了獨木橋。受到他的啟發,團隊結合村民們的經濟條件和技術能力,重新審視了那座獨木橋的優點和缺陷:優點是其基于地方材料和河床條件的建構邏輯,使得施工簡單且造價低廉;缺陷是秸稈在水中的耐久性和秸稈筐可以達到的高度有限,加之木椽過輕,汛期過后獨木橋便不復存在。

毛寺村村民自己建造的獨木橋

毛寺村村民自己建造的獨木橋

因此,最后的方案充分利用了原有的建構邏輯,并通過替換部分材料來克服其缺陷,即:用常規用于河堤加固的鍍鋅網箱來取代原有的秸稈筐,里面依然填滿當地的石頭,借助重力和與基巖河床的自然咬合來抵御水平沖擊力。這不僅極大地提升了橋墩的耐久性和強度,而且通過網箱組合設計使橋墩高度遠大于常年水位。

同時,原有的木椽被替換為鍍鋅鋼架作為橋過梁,直接放在橋墩之上。即使常年難遇的洪水越過橋梁線將鋼架沖掉,它也只會沉在附近,洪水過后村民只需將其重新放回原位,即可將橋梁修好。盡管當時的設計仍存在一定的不足,但這樣一個思辨的過程,對于團隊后來在生土建筑方面,從發掘、改良直至革新的研究經歷而言,可以說是一個十分重要的啟蒙。

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今天,“傳承什么,如何傳承”并不存在一個統一的標準或答案,正如對“文化”的定義一樣。然而,從前文基于要素分析的思考與過往的研究實踐經歷,我們相信就宏觀層面,至少可以有這樣一種回應,即:

今天的鄉村建設尤其需要傳承的,是在傳統民居形成和發展的背后,自然要素(條件)、人文要素(需求)、能力要素(經濟與科技)這三者互動發展的基本邏輯。換而言之,是傳承人們為滿足不斷變化發展的精神和物質需求,充分順應或利用本地的氣候、地貌、潛在的材料資源等自然條件,借助自身具備的經濟和科技能力,探尋最適宜的解決方案的自覺意識和智慧。

本文摘編自

穆鈞《生土營建傳統的發掘、更新與傳承》

陸磊磊、穆鈞、王帥《黃土高原地區傳統民居夯筑工藝調查研究》

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穆鈞,北京建筑大學教授、博導,兼任住建部現代生土建筑實驗室主任、住建部傳統民居保護專家委員會副主任委員、聯合國教科文組織“生土建筑、文化與可持續發展教席”委員、中國建筑學會生土建筑分會常務理事兼副秘書長、無止橋慈善基金項目委員會主席等職務。穆鈞教授主要從事生態建筑可持續發展相關的建筑設計方法、理論、政策、建造技術等方面的研究和實踐。其中,以現代生土建造技術為基礎的綠色建筑設計與建造技術研究為現階段主攻方向。

-現代生土建筑國際論壇-

地點

北京建筑大學西城校區

展覽時間

2017年9月16日-11月6日

6400

展覽預告:

https://mp.weixin.qq.com/s/sjpuxBo1ScevRhoA30bdcQ?scene=25#wechat_redirect

文章來源:鄉村文化人

原文鏈接:https://mp.weixin.qq.com/s/933htps8V4tMJnpR87vnoA

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