5．3　生土结构建筑物

生土建筑是利用自然界的原土作为主要承重材料的建筑物。生土材料就地取材，造价低廉，可塑性好，易于成形，便于自己动手施工；生土材料具有良好的热稳定性，使建筑内冬暖夏凉，节约能源；生土原土无需焙烧，从而节省了燃料和运输的费用；生土建筑融于自然，是保护环境和维持生态平衡最好的建筑类型。

我国是世界上黄土（生土）资源最为丰富的国家之一，生土建筑的历史悠久。考古发现，从古人类居住天然岩洞到人工凿穴的历史，可追溯到50～60万年前的蓝田猿人。距今6　000年的半坡村时期已有了聚落和半穴居式的生土建筑。与此同时在黄河流域的黄土高原地区，“穴居”一直相继沿用并不断发展，形成了今日的窑洞民居。生土建筑中至今尚存在的窑洞多为明清年代以后的，明代以前的生土古迹尚存的有：古烽火台、古城墙（如新疆吐鲁番地区的高昌、交河故城遗址）及秦汉古长城残段、大型古墓及古窟寺（如敦煌、云冈、龙门、新疆吐鲁番和库车的千佛洞）。这些古代生土建筑，经历了漫长的历史发展和演变，蕴藏着丰富的营建技术、建筑艺术和凝固在这些传统建筑中的文化思想、建筑风格、风土民俗，将为今日研究现代生土建筑提供有益的启示与借鉴。

历代形成的生土建筑类型繁多，从材料结构和构造方面分，有黄土窑洞、土坯拱窑洞、砖石掩土窑洞、夯土墙、土坯墙及草泥垛墙的各类民居和夯土的大体积的构筑物。它们以土体、土坯、草泥作为结构用材料，以承重墙、拱体为其主要的结构形式，图5．1（a）为生土纵墙承重、木屋架房屋。图5．1（b）为生土横墙承重、硬山搁檩房屋，硬山搁檩即将木檩条直接搭在生土山墙和横墙上，形成的屋面结构。如果从房屋营建和使用功能上分，可将生土建筑划分为三大类：①窑洞民居；②生土建筑民居；③以生土材料建造的各类公用建筑物和构筑物（如城墙、粮仓、堤坝等）。

据估计现在世界上有1／3的人口居住在各类生土建筑之中，我国黄土高原地区总面积63～64万平方千米，主要集中分布在黄河中上游的豫、陕、晋、甘、宁、青、新七个省和自治区，居住人口约为6000万，其中居住窑洞的人口约占4　000万，图5．2为山西的窑洞，图5．3为陕西的下沉式窑洞。各类生土民居遍布全国。

生土建筑在世界上分布的范围也相当广泛，不仅亚、非、拉等地区的发展中国家有，在工业发达的欧、美等国也有；从寒冷的地区到炎热地区、从多雨地区到干旱地区，几乎遍布全球。由于各地区的民族传统、宗教信仰、生活习惯和地理气候环境的差异，在建筑艺术风格和技术措施上各有不同的特点，已成为各自文化传统的一个组成部分。

自20世纪70年代第一次全球能源危机起，以夯土建筑为代表的传统生土建筑受到国际相关研究领域的普遍关注。过去40多年来，欧美发达国家针对传统夯土建筑技术的改良和现代化进行了大量的基础研究

图5．1　生土结构建筑物示意

（a）生土纵墙承重、木屋架房屋；（b）生土横墙承重、硬山搁檩房屋

图5．2　山西窑洞

图5．3　陕西下沉式窑洞

和实践，尤其对生土建筑材料及结构的科学机理、建造工具和方法进行了大量的基础研究和实践，取得了大量研究成果，形成了一系列具有广泛应用价值的现代夯土建造技术体系。至今，现代夯土建筑已成为实现绿色建筑、可持续建筑最为有效的途径之一，该领域的研究也越来越受到重视。2000年，联合国教科文组织专门成立了生土建筑分部，以支持全球相关领域的研究和推广。图5．4～5．6为国外现代生土建筑。

(www.daowen.com)

图5．4　欧洲现代多层夯土住宅^[2]

图5．5　现代夯土建筑施工①

图5．6　欧洲现代夯土住宅区①

目前国内外对传统夯土建筑结构的技术改造主要集中在以下几个方面：

（1）夯土材料的改良及其优化，即通过土质分析，在原土中添加一定比例的细砂、砾石和改性材料，以提高夯土墙体的强度指标和耐久性能；

（2）采用现代气动、电动夯筑工具替代传统手工夯具，以提高夯制工具的夯击力；

（3）采用现代夯筑模板体系替代粗糙的传统模板体系，模板安装、拆卸更加灵活，显著提高夯筑效率；

（4）通过在夯土墙体中加入竖向与水平约束构件（如纤维材料、木材、混凝土构件或轻钢构件），或加强夯土墙体与房屋楼（屋）盖的构造连接，以提高夯土建筑结构的防灾安全性能。

图5．7、图5．8为2008年攀枝花地震后在四川凉山州夯土建筑示范工程。

图5．7　四川凉山州夯土建筑村民活动中心①

图5．8　四川凉山州夯土建筑民居^[3]