“土房子”逆襲獲世界級大獎：造價低、能抗震、還環保_風聞
国关文化视线-国际时事观察，社会文化科研。2019-12-27 10:33
近日，世界人居基金與聯合國人居署聯合發佈2019年度世界人居獎獲獎名單，北京建築大學建築與城市規劃學院穆鈞教授團隊完成的“現代生土營建研究與推廣”系列成果，榮獲本年度世界人居獎銅獎。世界人居獎是教育部建築學學科評估指標體系認定國際獎的最高級別獎項。中國的土房子是如何“逆襲”，從而走向世界的？記者帶您一同揭秘。
穆鈞至今還清晰記得，15年前他在接受香港中文大學博士申請面試時，老師提出的問題：“你讀博士，想研究什麼？”
“在西北的黃土高原，有很多傳統的生土建築，它們冬暖夏涼、經濟節能，可是願意住在裏面的人卻越來越少，我想好好研究這個問題。”穆鈞脱口而出。
15年來，穆鈞和團隊針對我國應用分佈廣泛的傳統夯土建造技術，首次將現代生土材料優化理論引入我國鄉村建設，通過大量田野考察和本土化系統研究試驗，有效克服了傳統夯土在抗震和耐久性方面的固有缺陷，並研發出一系列適合我國農村地區的現代生土房屋建造技術、設計方法及其相應的施工機具系統。
正在消失的土房子
生土，指從自然界中取出的原狀土，不需要焙燒僅依靠簡單的機械加工，便可用於房屋建造的建築材料，其傳統形式包括夯土、土坯、泥磚、草泥、屋面覆土等。與木材一樣，生土在我國傳統營造技術和建築文化遺產中具有舉足輕重的地位。以生土作為主體結構材料的房屋通常被稱為生土建築，在我國已擁有數千年的建造歷史，分佈也十分廣泛。
傳統夯土材料房子的優缺點都很突出：它們冬暖夏涼，生態環保，但其在力學和耐久性能方面存在的缺陷，使得傳統夯土民居普遍存在結構安全性較差的問題。
“受收入、技術和知識水平所限，在農村地區，大量村民以常規建材自建的房屋，難以滿足相應的設計規範和施工質量標準，這些房屋在舒適度、安全性能等方面甚至不及從前的土房子。”穆鈞坦言。
與國內傳統生土建築面臨的窘境相比，過去40多年來，歐美國家在生土建築研究領域，取得了長足發展——尤其在夯土材料優化機理方面所取得的突破，為傳統夯土建造技術的革新以及全球範圍內的現代化應用奠定了堅實的科學基礎。
2011年6月，在住房和城鄉建設部以及法國國際生土建築中心的支持下，穆鈞團隊以甘肅省會寧縣為基地啓動了“現代夯土民居建造研究與示範”項目，旨在借鑑國外在現代夯土技術研究方面的成功經驗，針對我國具有夯土建造傳統的貧困農村地區，開展系統的研究和示範。
但是，隨着研究和實踐的深入，穆鈞及團隊發現，歐美國家先進的夯土技術在進入中國後“水土不服”了。這是為什麼呢？
“因為這些技術多依託於當地發達的混凝土施工體系，而我國的廣大農村，根本不具備這樣的條件。另外，法國、奧地利等夯土實踐活躍的地區，地震設防烈度通常不高，相關的夯土建築抗震經驗較為有限。”穆鈞説。
如何基於我國農村發展的現狀，探索出一套具有較高性價比又適合中國國情的成套夯土建造體系，成為擺在穆鈞及團隊面前的最大挑戰。
會“呼吸”的土房子
甘肅慶陽位於甘肅省最東部，冬季常刮西北風，屬於嚴寒地區。2004年，穆鈞和團隊帶着“讓西北山區的孩子在温暖的房子裏讀書”這個願望，來到當地進行“毛寺生態實驗小學”項目。
在研究中穆鈞發現，當地傳統的土坯、秸稈等自然材料作為建築主材，具有很好的呼吸作用，保暖性能好，造價低，且生態環保，可以就地取材。
隨後，團隊開展了兩項實驗：他們首先將常規的240毫米厚燒結磚牆，替換為同等造價的600毫米厚土坯牆，這使得冬季教室內氣温平均提升1.5℃；同時，將常規屋面保温擠塑板，替換為同等絕熱效能的草泥墊層，造價可降低至少80％。
“通常，建築材料的保温層是靠細微孔洞留住空氣來實現室內外温度隔絕的。當室外熱時，室內就相對涼；當室外冷時，室內的温度也不會散失出去。”團隊成員蔣蔚向記者描述着生土的保温原理：“而夯土就有所不同了，它是一種難得的多孔重型材料，不僅具有大量可起絕熱作用的細微空腔孔洞，還具有十分突出的蓄熱性能。只要牆的厚度、密實度、空間大小合適，它的保温性能就會很好。”
而且，正因其具有多孔性特點，夯土的吸濕性能是混凝土和燒結磚的30倍，可有效調節室內濕度。尤其在南方潮濕悶熱的天氣裏，牆體可以吸收大量空氣中的水分，使室內的濕度降低；而當空氣乾燥時，它又可以釋放出水分，來增加空氣中的濕度。
蔣蔚開玩笑説，這可是一款會“呼吸”的材料，通過調節室內的濕度和空氣質量，提升用户的居住體驗。
具體成果還需要數據説話。監測數據表明：通過改造過的生土建築，即使在氣温平均低達－12℃的1月份，無需任何採暖措施，僅利用40多個學生的人體散熱（相當於3200W的電暖氣），就可使室內達到適宜的舒適度。更為重要的是，其造價與當地具有同等抗震和保温性能的常規磚混房屋相比，僅為後者的三分之二，且全部施工僅由村民利用簡單的機具就可實施完成。
“從此以後，學校過冬再也不需要燒煤了，省下來的錢可以給孩子們多買一些書了。”毛寺生態實驗小學校長感慨道。
對於穆鈞而言，這句話是對這個項目的最大獎勵。
2008年汶川大地震以後，穆鈞又在住房和城鄉建設部的支持下作為項目負責人，開展了以四川會理縣馬鞍橋村為基地的震後重建綜合示範項目。他們充分利用本地自然材料，通過融入抗震技術，改良當地傳統夯土技術，自力更生開展家園重建。3個多月後，一幢幢嶄新的土房子拔地而起……
就地取材、抗震環保
隨着人類社會發展，高樓大廈、鋼筋水泥成為一座城市現代化的標誌。然而，標準化建築帶來的問題也很突出：房屋過於千篇一律，建築材料的生產和運輸成本普遍偏高。
在穆鈞團隊的項目中，這個問題得到了很好解決。“通常在接到相關項目後，我們會從項目附近取土樣，拿到實驗室測試，選出性能最好的土，再根據生土材料優化原理，配上一定比例的砂子和石子，使土料混合物形成與混凝土相類似的骨料構成。”團隊成員顧倩倩告訴記者。
這種新型的生土材料是以原土中的黏粒取代水泥成分，形成黏粒、細砂、石子的骨料配比構成，通過含水率的控制和基於機械的強力夯擊所帶來的物理作用，使其乾燥後形成具有穩固力學結構的夯築體。同時，其耐水、防蛀、防潮等耐久性能均得到極大提升。
土房子是否防震？這也是居住者的共同疑慮。我國西部具有夯土建造傳統的農村，多位於地震多發地帶——因此，人們對傳統夯土民居抗震性能普遍擔憂。經過多年反覆試驗與測試，穆鈞團隊設計出的新型夯土房屋，完全可以滿足我國8度地震設防烈度的要求，實現“小震不壞，中震可修，大震不倒”的抗震設防目標。
在採訪中，記者還了解到，土房子的另一個好處在於：它具有可再生性，房屋拆除後生土材料可反覆利用，甚至可作為肥料迴歸農田；同時，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黏土磚和混凝土的3％和9％。
就地取材、原料價格低廉、節能環保、保温保濕、可反覆利用……在發掘、改良和革新傳承我國生土建築傳統的過程中，穆鈞及團隊遇到了太多驚喜，也體會了很多思想的碰撞。“唯有迴歸本源初心，把老祖宗留給我們的建築寶藏傳承下去，留住我們的根，才能走出自己的路。”穆鈞坦言。
多年來，團隊先後在甘肅、湖北等具有生土建造傳統的17個省份或地區，完成近200棟示範推廣農房和鄉村公建的設計與建設，顯現了突出的生態性價比和良好地域適應性。
來 源：經濟日報-產經報道；編輯：鄭文明