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土生土长

2020-01-02 05:56 北京日报

来源标题:土生土长

穆钧团队15年来的“生土营建”成绩。和冠欣/摄  

汶川地震后,在四川阿坝藏族羌族自治州进行房屋重建工匠技术培训。

2012年在甘肃会宁马岔村组织村民工匠开展现代夯土农房推广。

2009年在四川会理县马鞍桥村指导村民进行夯土农宅示范建设。

来自全国各地的“生土”。任敏/摄

土黄色的山,土黄色的土,甚至连植物都只剩下土黄色的枯枝……在很多人眼中,这是贫穷、落后的颜色。

穆钧坐在黄土地上,望着地广人稀的远方,镜片后双眼闪烁着兴奋的光。他看到的不是贫穷、落后,而是希望,是无限的可能。

北京,西二环,车水马龙、钢筋水泥之间,有一栋土黄色的平房。这座与周围环境有些格格不入的建筑,是北京建筑大学教授穆钧的单位——北建大现代生土建筑研究中心,穆钧是中心主任。

中心入口处,是巨幅照片墙。中国地图上,写着穆钧和团队15年来“生土营建”的成绩——有传统的学校、农宅、村民活动中心,有时尚的文化馆、餐厅、北京世园会展厅……最多的颜色,还是“土黄色”。

15年的研究、积累,终于在2019年结出硕果——12月9日,穆钧团队完成的“现代生土营建研究与推广”系列成果获得2019年度世界人居奖铜奖。在穆钧团队之前,中国只有两个团队获得过这项国际规格最高、最具权威性的人居类专业大奖。一个是中国科学院院士、中国工程院院士吴良镛团队,另一个是中国工程院院士刘加平团队。

“为转变人们对于生土就是贫困落后象征的认识误区,贡献卓著!”世界人居奖评审委员会的这句评价,令穆钧自豪,也给了他继续坚持的信心。他说,这就是他的初心。

能保暖会呼吸的小学

穆钧从小在甘肃长大,大学在西安念书,黄土高原,是他最熟悉的地方。

穆钧爱和自己较劲。在西安建筑科技大学第一次上水彩渲染课,他一直画了7次,才画出自己满意的作品。课堂之外,他依旧认真。平时,他经常跟着老先生去城外的土窑洞,一个问题一直困扰着他——“在黄土高原,有很多传统生土建筑,人人都说它冬暖夏凉、经济节能,可是愿意住在里面的人越来越少”。穆钧跟自己说,一定要弄清楚这个问题。

后来,穆钧申请攻读香港中文大学博士,当被问及研究方向时,他把心中的问题说了出来。

“就靠你一个人,恐怕100年也研究不完!”港中大教授吴恩融说。

话虽如此,吴恩融还是收下了穆钧,将生土建筑作为他的研究方向,要求已在内地硕士毕业的他在读博之前,先读一个两年制的研究硕士,并布置下任务——完成甘肃的“毛寺生态实验小学”项目。“搞不定这个项目,就不要毕业了!”吴恩融说。

生土,指以原状土为主要原料,无需焙烧仅需简单机械加工,便可用于房屋建造的建筑材料。以生土作为主体结构材料的房屋通常被称为生土建筑。

毛寺村位于甘肃庆阳,冬季常刮西北风,属严寒地区,最大限度地减少冬季采暖能耗成为毛寺生态实验小学建设的首要目标。

穆钧先将当地可得的所有传统的或工业化的建筑材料及其建造技术,以教室作为单元模型,利用软件逐一引入,进行模拟试验,以便量化材料、形式与空间设计对建筑热工性能的影响。结果显示,当地以土坯、秸秆等自然材料为基础的传统生土营建技术,具有最高的节能性价比。

原来,生土内含大量可起绝热作用的细微空腔孔洞,不仅具有突出的保温蓄热性能,而且具有“呼吸”效应,可有效平衡室内湿度。校舍的建筑设计最终决定充分利用这项技术,借鉴当地传统将土墙打造成1米厚,数据证实,这个厚度的墙保温性能堪称完美,相当于给教室包裹上厚厚的大棉被。

2006年至2007年间,穆钧住进了毛寺村,住土窑,睡土炕,盖着结黑痂的被子……精心规划着自己的第一个项目。

白天,穆钧趿拉着老布鞋,和村民们在工地上忙活;晚上,回到窑洞,继续总结、记录、建模、绘图。“这个地方要防水,你爷爷那会儿怎么做的?”“房子要保温,你们有好点子没?”……穆钧常操着甘肃方言,和老乡聊天,寻找着生土营建的传统技艺,“将草屑跟泥和在一起用来粘瓦片,增强保温性能”“在墙面,铺上瓦片用以防水”……一个个传统技艺,被穆钧用在项目中。

西北缺水,毛寺村尤甚,想要洗个澡,得每隔几周甚至两个月到县城里;夜深人静,小院儿静得可怕,穆钧就打开电视机做伴:夜晚睡觉,常有蝎子从身上爬过;半夜床下传来吱吱啦啦的微小响动,开灯一看,竟是密密麻麻的紫色潮虫……

生活虽苦,穆钧苦中作乐,他一门心思地想要完成项目,“就像孕育人生中第一个孩子,我把所有心血都    倾注在这个项目上,虽然很辛苦,但的确是人生当中最有成就感的一年。”

校舍终于建成了。跟踪监测发现,即使在气温平均-12℃的1月,无需任何采暖措施,仅利用40多个学生的人体散热,毛寺生态实验小学“土房子”教室内便可以达到适宜舒适度。而且其造价仅是当地具有同等抗震和保温性能的常规砖混房屋的三分之二,且村民利用简单的机具就可完成全部施工。

“从此以后,学校过冬再也不需要烧煤了,省下来的钱可以给孩子们多买一些书了。”毛寺生态实验小学校长说。在穆钧的心中,这句话是最大的奖励,比硕士论文得到“A+”还要开心。

可抗八级地震的农宅

项目成功,穆钧仍然冷静。他深知,“毛寺生态实验小学”项目只是对传统生土营建技术的发掘和利用,并不具备可复制性,如欲大面积推广生土营建技术,还需进一步改良提升。

2008年,“5·12”汶川地震后,四川攀枝花又发生6.1级地震,其中,马鞍桥村受灾严重。同年10月,受国家住房和城乡建设部委托,香港中文大学、西安建筑科技大学等高校成立联合团队,以马鞍桥村为基地,启动震后村落重建研究与示范项目。穆钧成为该项目负责人。

震后,大量夯土房屋坏损和倒塌,提高建筑的抗震性能成为灾后重建的核心目标。村民们普遍对“土房子”的抗震性能失去信心,寄希望于砖混房。但当地砖瓦成本翻了两三倍,两万元的资助款远远不够,唯一通往外界的路,也被一条大河阻隔,即便能买到合适的材料,如何运进来也是难题。

到底如何选择?村民们陷入纠结。“如果有一种方法,能让你们的‘土房子’抗震,你们会咋选?”穆钧问。“当然求之不得,我们的‘土房子’虽土,但冬暖夏凉,养牲口也方便。”村民望着穆钧,眼里写着期待。

穆钧与西安建筑科技大学周铁钢教授团队合作,通过系列材料优化和现场建造试验,充分利用本地可得的自然材料和震后废墟,优化当地传统夯土建筑结构体系和营建技术。比如,根据夯筑墙体性能,限定房屋最大开间、进深、层高、窗墙比等参数,明确有利于抗震的合理体形系数范围;利用构造柱、拉接竹筋、上下圈梁等构件,加强抗震性能;在当地村民常用的原状土或墙体废墟土料中掺入5%左右的熟石灰,并把竹子等自然材料加到夯土里,极大地提升夯筑墙体的力学性能和耐久性能;改良当地夯锤,并使夯筑方法标准化。

寒冷的冬日,周铁钢将村民召集到一起,竖起两堵一模一样的墙,一堵是用村民的方法夯筑的老土墙,一堵则是用改良后的新型夯土夯筑的新土墙。一台改造过的千斤顶对两面墙施以相同的力量,旧土墙倾覆倒地,而新夯土墙面前的千斤顶,“嘎嘣”一声,断了。

周铁钢又跑到县城买了一个更结实的千斤顶,力量不断增大,村民的眼睛也越瞪越大,墙没倒,而是水平位移。“这土墙真结实!”“新房子,肯定塌不了”……村民啧啧赞叹。

马鞍桥村过半村民小学都没读完,如何教村民使用这些改良技术,又成了新挑战。在穆钧的建议下,村民每家出一位劳动力组成施工小组,先帮助一户孤寡老人建示范房。老人双目失明,穆钧就拿着砖块边让老人摸着,边跟老人描述房子的布局。施工小组在团队的指导下,边学边干,仅仅一个多月,新房就建成了。

累计不到三个月,全村33户人家便通过邻里互助的方式,利用震后废墟和村里随处可得的自然材料,完成了所有“土房子”的重建。这些土房子宽敞明亮,墙面光滑平整,侧墙有圆形的通风口,窗户还嵌着透亮的玻璃。马鞍桥村“土房子”的平均造价仅是邻村具有同等抗震能力的新建常规砖混房屋的十分之一。

生土改变的不仅仅是村民的居所。

马鞍桥村从来就没有桥,孩子们上学都要涉水而过。建一座通向外面世界的桥,成为祖祖辈辈的梦想。穆钧邀请重庆大学邢世建教授团队设计建造了一座66米的长桥,连通村子内外,孩子们上学不再涉水。

穆钧的师妹万丽带着村民建起一座弧形的双层夯土小楼,成为村民活动中心,是村民们载歌载舞、联欢娱乐的乐园。

马鞍桥村还真的走向了世界。村里的“土房子”,在法国的世界生土建筑大会上获得TERRA现代生土建筑大奖。

村民李洪元家的夯锤,被穆钧带到了法国里昂的领奖台。面对全世界的同行,穆钧面对镜头用中文向马鞍桥村,向李洪元喊话,“大家非常喜欢你家的夯锤,也非常喜欢你们的传统……”

马鞍桥村的夯土营建案例,被穆钧写入了自己的博士论文。

“土房子”的逆袭

马鞍桥村项目,远不是穆钧的终点。

2011年,在住房和城乡建设部等单位的支持下,穆钧和团队以甘肃省会宁县马岔村为基地,正式启动“现代夯土绿色民居研究示范项目”。

这一次的关键词,是革新。

针对我国广泛分布的传统夯土建造技术,团队首次将现代生土材料优化理论引入我国乡村建设,并探索出可以推广的优化夯土材料性能的方法:用原土中的黏粒取代水泥成分,并加入细砂、石子,通过控制含水量和引入机械夯筑,可大大提高夯土的力学性能。团队还针对农村材料市场现状和建房习惯,研发出可满足L形、T形、I形等多种墙体建造需求,简易实用的夯土组合模板。

最终建成的新型夯土农宅,保留了传统的保温节能效果,大幅提升了结构安全性和墙体耐久性,而造价仅为当地常规砖混建筑的三分之二。

这项成果被住建部列为我国农村房屋建设的重点示范推广技术。以此为基础,团队至今已在甘肃、河北、湖北、江西、新疆等17个省份,完成了近200栋示范推广农房和乡村公建。

15年,一晃而过。当初被认为又土又没前途的“土房子”不再是落后的代名词,传统的夯土技艺走进现代化的大型建筑,为其增光添彩——

河南洛阳,穆钧团队协助同济大学教授李立完成建筑面积达3万平方米的洛阳二里头国家遗址博物馆,系全世界规模最大的当代生土建筑,其中高12米、厚度仅为40厘米的夯土墙,展示着夯土技术的突破;

北京延庆,2019世园会中国馆地下一层的“生生不息——中国生态文化展区”序厅中,以夯土为底墨的主题墙由穆钧团队实施完成。

有意思的是,这两个项目中,来自甘肃会宁马岔村的传统西北夯土匠人都是主力,祖祖辈辈流传下来的手艺登上了更大的舞台。

一座座“土房子”,为穆钧带来一个个荣誉……有同行感叹,“你可真有远见!”

穆钧笑着摇头,一路走来的艰辛,只有他自己知道。

在香港读书时,作为导师首位内地学生,经历了长达一年的“魔鬼式考验”;本已在内地硕士毕业的他,又花了7年时间在香港读完硕士和博士;34岁读完博士,他成为建筑师的同学早已过上滋润的生活;当年迈的父母因爬不动楼梯需更换电梯房时,作为儿子,他囊中羞涩无力支援……

穆钧咬牙坚持着,“我其实不擅长做人生规划,但从小到大有一个特质就是,做好眼前事,别人交代或者我觉得重要的事情,一定尽力做到最好!”

2016年,穆钧到北京建筑大学工作。在学校的支持下,他和团队师生建起了现代生土建筑研究中心,中心的“土黄色”外墙,是穆钧他们用生土亲手夯制而成。

中心里有一面墙,摆着一列列的玻璃瓶,装着取自不同地区、粒径不同、颜色各异的生土。这被穆钧称为“镇馆之宝”,他仔细记录了这些样品的来源、土壤粒径构成、黏粒特征等。目前,团队正在构建中国土质数据库,“全国各地的土质有差异,未来依托这个数据库,只需简单的现场分析信息,我们就能给出合适的土砂石配比建议,让夯土变得更加结实。”

每天,穆钧总喜欢在“生土墙”前站一会儿,那颜色各异的生土中,藏着希望,还藏着无限的可能。

责任编辑:王大治(QJ0026)

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