馬道宏

東營(yíng)職業(yè)學(xué)院 山東 東營(yíng) 257091

1 背景介紹

早在半坡時(shí)期，人類居住從尋找自然洞穴演變?yōu)橥诙礊檠?，土成了最早被人類認(rèn)知的建筑材料[1]。新石器時(shí)代地上建筑的出現(xiàn)，在黃河流域也體現(xiàn)為木骨泥墻形式，形成了傳統(tǒng)民居建筑的雛形。土作為建筑材料具有保溫性好、取材方便、施工簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，加之以麥草作為生土墻體的“骨料”，使得麥草泥墻形式在過(guò)去低生產(chǎn)力時(shí)代具有較高的性價(jià)比，在數(shù)千年的發(fā)展中延續(xù)并發(fā)展至今，麥草泥墻建筑成為黃河下游傳統(tǒng)民居建筑形式之一。

黃河入?？谖挥谏綎|省東營(yíng)市，地形地貌以平原為主。黃河中游黃土高原水土流失致使黃河水含泥沙量高，每年為黃河入海口造陸200多平方千米。因入?？谂R近渤海，東營(yíng)土地鹽堿度高，樹木生長(zhǎng)欠佳，農(nóng)作物以小麥、水稻、玉米和棉花為主。東營(yíng)木材和石材匱乏，傳統(tǒng)民居建筑材料以麥秸稈、土培為主，承重墻體多為土培磚砌墻，外抹秸稈泥漿。屋頂在木屋架之上用麥草罩面，充分發(fā)揮麥秸稈的防水性能。

隨著科技發(fā)展，人們生活水平不斷提高，新建筑類型、建筑材料和建筑技術(shù)不斷涌現(xiàn)，對(duì)傳統(tǒng)麥草泥墻建筑產(chǎn)生了巨大沖擊。雖然當(dāng)今混凝土與麥草泥墻有著很高的相似性，比如水泥類似于泥土作為基本建筑材料，而麥草充當(dāng)著混凝土中骨料的角色。但不斷改進(jìn)的建筑材料和建筑形式在抗震性、耐久性、耐侵蝕性和舒適性等方面遠(yuǎn)強(qiáng)于傳統(tǒng)的麥草泥墻建筑。同時(shí)工業(yè)化的進(jìn)程更是解放了生產(chǎn)力，提升了建造速度，降低了建造成本，使傳統(tǒng)的建筑業(yè)從勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)逐漸變?yōu)榱速Y源密集型產(chǎn)業(yè)[2]。與之相比，傳統(tǒng)建筑材料和建筑工藝則被貼上了貧窮、落后的標(biāo)簽，在快速的城市化進(jìn)程中被漸漸遺忘。如今，傳統(tǒng)的麥草泥墻建筑面臨的最大挑戰(zhàn)是如何將傳統(tǒng)的建筑材料和建造方式與現(xiàn)代建筑向融合，使黃河入?？诔鞘心軌蝮w現(xiàn)地方特色、傳承建筑文化的同時(shí)保障建筑的質(zhì)量和功能。如果這個(gè)矛盾能夠得以解決，傳統(tǒng)麥草泥墻民居建筑在今天依舊能夠綻放出應(yīng)有的光彩。

2 麥草泥墻建筑特點(diǎn)

2.1 本土建筑文化

黃河文化是東營(yíng)民居建筑的基礎(chǔ)，明洪武、永樂(lè)年間戰(zhàn)亂導(dǎo)致大量山西居民遷移至魯西北地區(qū)。此次移民不僅是人口的流動(dòng)，同時(shí)也將山西建筑文化帶入了黃河入?？诘貐^(qū)，這使得東營(yíng)民居有著濃郁的山西黃河民居特點(diǎn)[3]。麥草泥墻民居繼承了中國(guó)傳統(tǒng)木骨泥墻建筑特點(diǎn)，以木柱—生土墻為承重體系，墻體利用泥土與麥秸稈混合壓制后砌筑，原始的打夯和屯頂做法都有著山西民居的特點(diǎn)。

山東是儒家文化的發(fā)源地，這使得黃河入?？诿窬釉谠郝洳季址矫嬗兄鴿庥舻摹岸Y”制特點(diǎn)，院落內(nèi)建筑多體現(xiàn)儒家中庸思想，以對(duì)稱、均衡布局為主。建筑功能上體現(xiàn)了“尊卑有序”的特點(diǎn)，主要廳堂普遍供奉有祖先、神佛等，符合儒家以血緣為紐帶，等級(jí)關(guān)系明顯的儒學(xué)觀點(diǎn)。

2.2 生態(tài)友好與可持續(xù)性

在全球能源危機(jī)和生態(tài)環(huán)境惡化的背景下，建筑的環(huán)保與可持續(xù)性引起了人們高度重視。目前，國(guó)際上較為認(rèn)同的生態(tài)建筑設(shè)計(jì)原則可以概括為以下四點(diǎn)：節(jié)約能源、利用自然能源、尊重使用者的需求和盡可能地減小對(duì)環(huán)境的污染和破壞[4]。

隨著中國(guó)城市化進(jìn)程的加快，城市擴(kuò)張和建筑資源消耗成增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。建筑建設(shè)過(guò)程中能耗約占總能耗的25%～40%，現(xiàn)有建筑材料生產(chǎn)、運(yùn)輸、建造和舊建筑拆除過(guò)程均需消耗大量能量，這與當(dāng)下倡導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展理論大相徑庭。反觀黃河入?？趥鹘y(tǒng)麥草泥墻建筑，因受限于過(guò)去生產(chǎn)力和科技水平較低等因素，建筑材料多就地取材，造價(jià)低廉，建筑建設(shè)過(guò)程能耗低，施工技術(shù)簡(jiǎn)單，建筑垃圾亦可作為肥料或回收利用。相比現(xiàn)代混凝土建筑，東營(yíng)傳統(tǒng)麥草泥墻民居建筑更加環(huán)境友好，符合可持續(xù)發(fā)展觀的要求。

2.3 就地取材，成本低廉

麥草泥墻建筑作為傳統(tǒng)民居的形式之一，建筑材料與居民的生活息息相關(guān)。黃河入海口地處平原，沒(méi)有山石開采的先天優(yōu)勢(shì)，此外土地堿度較高，木本植物生長(zhǎng)受限，導(dǎo)致木材和石材稀缺。上帝在關(guān)上一扇門的同時(shí)也打開了一扇窗，小麥因耐堿性較好在黃河三角洲區(qū)域廣泛種植，同時(shí)黃土高原的黃土順流而下，土壤黏性和強(qiáng)度較好，這使得黏土和麥稈作為建筑基礎(chǔ)材料可謂取之不盡用之不竭。尤其對(duì)于經(jīng)濟(jì)水平較低的普通農(nóng)民，麥草墻承重建筑因取材方便、價(jià)格低廉成為黃河入?？卩l(xiāng)村性價(jià)比最高的民居建筑形式。

2.4 保溫隔熱

保溫隔熱性能對(duì)于保證建筑的室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量、采暖節(jié)能有重要作用，其中外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能對(duì)建筑的保溫隔熱起決定性作用。由于土具有較高的體積熱容量，麥草泥墻的厚度也普遍在30cm以上，作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)抗外界氣溫變化能力強(qiáng)，雖然黃河入海口地區(qū)冬冷夏熱，晝夜存在一定溫差，但土的蓄熱性使得室內(nèi)外空氣之間的熱運(yùn)動(dòng)減慢而產(chǎn)生了延遲，保證了室內(nèi)溫差變化小，熱環(huán)境穩(wěn)定。此外，東營(yíng)傳統(tǒng)的民居院落布局也在保溫隔熱中起了重要作用。傳統(tǒng)院落由住宅和麥草泥圍墻圍合而成，主要住宅建筑坐北朝南，院內(nèi)建筑開窗主要朝向院落內(nèi)部，外側(cè)開窗較少。這使得傳統(tǒng)民居在抵抗當(dāng)?shù)囟竞浼撅L(fēng)能力強(qiáng)，而夏季開窗方向便于南向季風(fēng)進(jìn)入室內(nèi)，有效降低體感溫度，保持室內(nèi)干爽。在數(shù)千年的實(shí)踐過(guò)程中，麥草泥墻作為民居建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其熱工性能得到了充分肯定。

3 傳統(tǒng)麥草泥墻民居的缺點(diǎn)

3.1 抗震性能差

根據(jù)我國(guó)主要城鎮(zhèn)抗震設(shè)防烈度劃分，黃河入海口地區(qū)的抗震設(shè)防烈度為7度，在實(shí)地調(diào)研中，墾利區(qū)、利津縣村落傳統(tǒng)麥草泥墻建筑為節(jié)約成本，在砌筑過(guò)程中均未設(shè)置基礎(chǔ)圈梁、構(gòu)造柱、圈梁等約束構(gòu)件，使得房屋整體性差，在地震作用下，墻體易產(chǎn)生裂縫，由于黏土粘接強(qiáng)度有限，裂縫快速發(fā)展，墻體極易脆性破壞而倒塌。雖然黏土中添加了麥草秸稈，但也只能有限程度的提高結(jié)構(gòu)延性，對(duì)結(jié)構(gòu)極限承載力的增強(qiáng)幾乎沒(méi)有作用[5]。因此麥草泥墻民居建筑抗震普遍難以達(dá)到抗震等級(jí)要求，存在嚴(yán)重的安全隱患。

3.2 施工工藝差

傳統(tǒng)麥草泥墻民居主要分布于農(nóng)村區(qū)域，由于缺乏施工砌筑培訓(xùn)和統(tǒng)一的砌筑規(guī)范，村民主要依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行房屋砌筑，加之砌筑機(jī)具落后，導(dǎo)致村落中居住建筑質(zhì)量參差不齊。具體體現(xiàn)為土培尺寸大小不一，砌筑過(guò)程中易出現(xiàn)通縫，且豎縫間幾乎沒(méi)有灰漿粘接，墻體整體性不足。

3.3 防潮防水性能欠佳

黏土材料性質(zhì)易吸水，遇水強(qiáng)度下降，基礎(chǔ)材料強(qiáng)度下降難以修復(fù)。根據(jù)實(shí)地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，村落中傳統(tǒng)麥草泥墻建筑因受限于施工材料與技術(shù)，建筑外墻均無(wú)面層防水措施，屋頂形式以懸山頂為主，出檐較短，對(duì)墻體保護(hù)力度小，加之農(nóng)村建筑周圍排水措施匱乏，導(dǎo)致墻體受雨水、風(fēng)化等自然因素侵蝕嚴(yán)重，多數(shù)麥草泥墻民居建筑外墻面層脫落，麥草泥砌塊裸露，墻體承載力下降嚴(yán)重。

4 麥草泥墻在當(dāng)代建筑中的應(yīng)用與展望

4.1 對(duì)麥草泥墻局限性問(wèn)題的探索與對(duì)策

相比現(xiàn)代建筑材料，麥草泥墻材料固有缺點(diǎn)限制了在當(dāng)代建筑中的應(yīng)用，為解決這些問(wèn)題就需要在分析局限性的基礎(chǔ)上，探索相應(yīng)技術(shù)與結(jié)構(gòu)對(duì)策。

4.1.1 針對(duì)傳統(tǒng)麥草泥墻民居破壞特征分析，提出以下抗震改進(jìn)建議。一是增加圈梁和構(gòu)造柱，麥草泥墻民居在收到地震作用時(shí)，縱橫墻間易開裂，說(shuō)明墻體連接處為薄弱點(diǎn)，圈梁和轉(zhuǎn)角處構(gòu)造柱可有效增加建筑的整體性和穩(wěn)定性。二是控制開窗數(shù)量、形狀和位置，并在開窗周圍做類似于砌體結(jié)構(gòu)局部鋼筋加密的加強(qiáng)措施，由于土的強(qiáng)度遠(yuǎn)低于混凝土和砌塊，開窗會(huì)進(jìn)一步削弱墻體強(qiáng)度，開窗上部過(guò)梁、兩側(cè)增加構(gòu)造柱等可有增加墻體強(qiáng)度[6]。應(yīng)嚴(yán)格限制開窗數(shù)量和面積，建議適當(dāng)增加開窗高度，減小開窗寬度，以保障墻體的整體性。

4.1.2 規(guī)范施工工藝，根據(jù)黃河入?？诟骺h區(qū)土壤性能和構(gòu)成差異，規(guī)范土胚尺寸和砌筑方式，可借鑒磚或砌塊砌筑方式，錯(cuò)縫砌筑。根據(jù)土胚配制專用灰漿，增強(qiáng)土胚間的黏結(jié)作用。對(duì)生土建筑工匠進(jìn)行專業(yè)集中培訓(xùn)，提升匠人施工的規(guī)范性。

4.1.3 防水防潮措施，考慮到黃河入?？谕寥利}堿含量高的特點(diǎn)，建筑基礎(chǔ)可采用混合砂漿或磚基礎(chǔ)水泥砂漿坐漿，建筑周圍泛水、排水結(jié)合周邊地面高程合理布置。墻體表面可采用混合砂漿或磚石貼面等方式，增強(qiáng)墻體的表面的耐水性和抗沖刷性。屋頂增加挑檐長(zhǎng)度，避免墻面頻繁受雨水沖刷。

4.2 麥草泥墻在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用

麥草泥墻在當(dāng)代建筑中主要可以分為兩種應(yīng)用體系，一種是作為承重結(jié)構(gòu)，即將屋面荷載通過(guò)麥草泥磚直接傳向基礎(chǔ)。第二種是非承重結(jié)構(gòu)，即麥草泥墻在建筑中僅承擔(dān)圍護(hù)結(jié)構(gòu)作用，不參與荷載傳遞。兩種結(jié)構(gòu)在當(dāng)代建筑中的應(yīng)用有很大不同。

4.2.1 麥草泥墻作為承重體系時(shí)，因現(xiàn)代規(guī)范對(duì)承重砌塊有嚴(yán)格的強(qiáng)度規(guī)定，在建造過(guò)程中需對(duì)麥秸磚塊進(jìn)行壓縮和預(yù)應(yīng)力處理，節(jié)省建造時(shí)間同時(shí)增強(qiáng)麥草砌塊承載力。屋頂圈梁也需進(jìn)行多次拉張?zhí)幚恚箟w內(nèi)預(yù)應(yīng)力略大于屋面荷載，增加建筑穩(wěn)定性[7]。

4.2.2 麥草泥墻作為非承重體系時(shí)，主要是發(fā)揮麥草泥材料的保溫隔熱和空氣濕度條件作用，但作為填充結(jié)構(gòu)，麥草泥磚需要與承重結(jié)構(gòu)緊密連接。由于土材料不能很好地與鋼、鐵等剛性材料結(jié)合，這就需要在墻體砌筑時(shí)輔之以竹子、木材等柔性材料，增加墻體的整體性。

4.3 麥草泥墻的應(yīng)用展望

隨著社會(huì)和科技的快速發(fā)展，人們漸漸意識(shí)到如何運(yùn)用新技術(shù)使建筑與自然共生成為發(fā)展的關(guān)鍵。高新材料取之于自然，也終將回歸于自然，傳統(tǒng)的麥草泥墻的固有缺點(diǎn)也同樣可以通過(guò)工業(yè)化得以改良。麥草泥墻在未來(lái)的使用，不僅體現(xiàn)在作為建筑材料本身的綠色、生土，在整個(gè)建造過(guò)程、使用過(guò)程和建筑生命周期結(jié)束后的材料處理過(guò)程，都能很好地體現(xiàn)與自然和諧共生的理念。黃河入?？诘貐^(qū)本就有麥草泥墻民居建筑的文化基礎(chǔ)，需要做的便是利用成熟的技術(shù)將麥草泥墻重新利用，提高材料強(qiáng)度，創(chuàng)造舒適的建筑空間，繼續(xù)發(fā)揮生態(tài)友好的優(yōu)勢(shì)。讓麥草泥墻更好地服務(wù)于現(xiàn)代生活，服務(wù)于人與自然的和諧共生。