夯土建筑的景观特征研究
2019-09-24王映泉
王映泉
摘要:文章从景观的视角切入,先分析了以北京市延庆区为代表的古代夯土城墙和传统夯土民居的景观特征,然后从专业设计、新旧结合、改良配方、改良工具与工艺、合理规划等方面,梳理出现代夯土建筑呈现出的各种景观特征。
关键词:夯土建筑 传统 现代 景观特征
中图分类号:TU986.2文献标识码:A
文章编号:1003-0069(2019)08-0129-03
引言
夯土建筑,也称生土建筑。其主要承重结构为夯土墙,即用模板将土夯实而成的墙体。作为一种传统的建造技术,夯土建筑在中国有着悠久的历史,在新石器时代晚期便已出现。随后,被广泛应用于城墙、宫殿、民居、墓葬、坑道、军事堡垒等方面,留下了许多灿烂的夯土文明,形成了富有特色的景观。除了广为人知的敦煌古城、唐长安城、福建客家土楼外,北京市延庆区双营古城也是一个典型的夯土城墙,距今已有500余年历史。
自1970年全球第—次能源危机爆发以来,绿色建筑引起了国际上的高度重视。夯土建筑作为—种节能环保的绿色建筑,其与当地环境融为一体的自生长式原生态景观特色,重新引起了人们的关注。近半个世纪以来,欧美等发达国家针对传统夯土建筑技术进行了大量研究,在继承传统的基础上形成了较为成熟的现代新型夯土建造技术。中国也成立了专门的课题组,做了大量研究,但多侧重于技术层面。本文主要研究夯土建筑的景观特征。
一、传统夯土建筑概况
(一)传统夯土建筑的优点
传统夯土建筑历史悠久,延续千年传承至今。因其独有的优点,目前在乡建领域备受关注。
1.节能环保、防火安全
传统夯土建筑施工时,直接在当地取土即可夯筑,相对于砖混、框架等结构形式,节约了大量能源,也避免了烧制过程中消耗能源、污染环境。夯土建筑在完成历史使命拆除以后,墙体重新捣碎又可以回归农田或再作为夯土原料,循环利用,实现可持续发展。夯土建筑的墙体厚度通常都在400mmm以上,热工性能好,可以很好地减少室内外的热交换,不需要再增设保温材料,冬暖夏凉,非常适合中国北方地区的气候。
此外,夯土墙属于不燃性墙体,具有很好的防火效果,有效保障了夯土建筑的防火安全。
2.就地取材、施工简单
传统夯土建筑主要是土木结构,除了必要的木材、瓦及石块以外,主要建筑材料就是夯筑墙体的生土。中国夯土建筑盛行的地区,生土资源一般都比较丰富,便于就地取材。
传统的夯土工具也较为简单,主要由模板(木墙板)、挡板、箍头、夹签、夯捶、大小修墙板等组成,如图1。夯筑工艺主要通过匠人(掌握夯捶的掌板匠)的口口相传,简单易学,几个人便可以组成一个施工队。由于就地取土节省了材料费,施工也比较简单,不需要专业施工队,只需支付少量的人工费,整体造价十分便宜,便于在广大农村地区推广和传承。
3.自然和谐、朴素之美
由于夯土建筑通常都是在建筑基地周围就地取土,夯筑后的墙体在材质和色彩上跟周围环境一致,就像从地里生长出来的一般,自然和谐。在当下千城一面、千村一面的大背景下,农村地区如能结合自身地域特点合理利用夯土建筑,其温润、朴素的美学特征,自然会为当地增添一种特有的景观气质,形成浓郁的乡土特色,如图2。
(二)传统夯土建筑的缺点
夯土建筑虽然在中国农村地区历史悠久,但农户新建住宅时普遍不再选用这种建筑形式。究其原因,主要是传统夯土建筑有以下几个缺点。
1.强度不高、容易开裂
传统夯土建筑采取分段夯筑的方式,墙体的整体性不好,各段墙体之间的连接处是抗震的薄弱环节。尽管夯土墙内要添加竹筋,但仍不足以抵抗地震带来的巨大破坏。由于夯土墙强度不高,通常只适合于建造低层建筑。中国中西部地区多为1-3层的夯土民居,也有极少数高度超过10米的土碉楼。而以延庆区为代表的中国北方地区,则多为1层的夯土民居。
此外,夯土墻夯筑时需要土壤含有一定的湿度以方便施工,墙体干燥后,容易开裂产生许多裂缝,影响美观。裂缝较大时,还存在安全隐患。
2.防水较差、寿命缩短
夯土建筑的墙体是由生土夯实而成,由于人工夯筑很难达到很好的密实度,墙体内部存在很大的孔隙率,防水性能较差。—旦遇到暴雨天气,雨水浸泡墙体,土壤颗粒之间产生分离,从而导致墙体迅速松软失去其抵抗能力,缩短夯土建筑的使用寿命。
3.工艺简陋、表观粗糙
传统的夯土建筑多为版筑墙,将拌和好的生土直接放在木夹板之间,用人工方式逐层分段夯实而成,工艺简陋。工匠的技术以及体力等都会影响夯土墙的密实度,夹板提升的过程中,很难控制墙体垂直度。完工后的墙体往往存在倾斜、表面粗糙等问题,外观效果不理想。
夯土建筑作为—种传统的建筑形式,日渐凋零。急需研究、挖掘其价值,以便传承和发展。本文着重从景观的角度,探讨传统夯土建筑与现代新型夯土建筑的景观特征。
二、传统穷土建筑的景观特征
人类在早期尽管还没有形成系统的美学理论,但生活中并不缺乏审美需求,美学实践伴随着人类的整个发展过程。实际上,美学理论是在不断的实践中总结出来的,然后再反过来指导实践创作。
传统的夯土建筑是否只解决功能问题?在景观层面有何美学特征?本文以古代城墙和传统夯土民居为例,加以分析。
(一)古代夯土城墙的景观特征
1.内土外砖的表皮语言
在冷兵器时代,城墙是一种重要的军事防御措施。按材料来分,主要有夯土城墙、砖砌城墙、石砌城墙三种类型。夯土城墙使用较为普遍,其厚度动辄几米甚至十米以上,十分坚固,能经得起抛石机、炮弹等重武器的攻击。多数夯土城墙采用内土外砖的结构,内部是层层版筑夯实的土墙,外侧砌筑一层或几层砖,作为建筑表皮。这不仅可以增加城墙的强度提高防御能力,而且外观十分整齐美观。
延庆双营古城是一个村级单位的军事堡垒,最早建于明朝嘉靖年间,目前是整个华北地区保存最为完好的生土城墙。从残存的城墙及城门来分析,应当属于内土外砖的构造,如图3。
2.上窄下宽的造型手法
古代夯土城墙高度基本都在5米以上。北京市延庆区双营古城高达“二丈四尺”,合7.68米。夯筑土城时,墙体自下而上向内略为收分,形成上窄下宽的造型,城墙更加稳固。但倾斜的角度不可太大,否则敌人攻到城墙下面后易于攀爬上去。虽然是从军事防御的角度考虑城墙的建造,但其造型、尺度恰到好处,具有很高的审美价值,如图4。
城墙在夯筑到顶部的时候,往往会在生土里面加上石灰、黄土等材料,分层夯实,然后再铺上石板作为面层,便于防守官兵往来巡逻、战斗。同时,在两侧女儿墙下面用石块砌筑排水沟,排除雨水。这些构造,都以上窄下宽的造型手法完美地统一在一起。
3.城池结合的平面布局
中国有句谚语“城门失火殃及池鱼”。城池是中国古代的一种重要军事设施,“城”专指城市或城墙,“池”则是指护城河。为有效抵御敌人的进攻,古代城市的城墙由里向外通常分为内城、外城、瓮城,在瓮城之外还有护城河。北京紫禁城完整保留着这一格局。
护城河的宽度因各地方的水资源而异,通常南方较宽,北方略窄。无论宽窄,护城河除了军事防御功能外,还有饮水、航运、消防等功能。在和平年代,护城河则成了十分独特的景观。各种水乌、植物、倒影……成为了城市或乡村一道靓丽的风景。
(二)传统夯土民居的景观特征
1.契合地形,自然生长
中国汉族民居多以院落为一个基本单元,常见的有一字型、L形、三合院、四合院等。通常,位于平原的民居多采用排布整齐的行列式布局。位于山区的民居,则因山就势,或单家独院,或几户集中(血缘关系为纽带),或几十户集中(地缘关系为纽带)。北京市延庆区兼顾了平原和山地两种地形,也就有了两种不同的布局方式,呈现出不同的景观形态特征,如图5。
2.乡土材料,乡村肌理
夯土建筑的墙体本身自重比较大,需要由基础传递荷载到地基。出于防水的考虑,传统的夯土民居多砌筑O.5米以上的石砌基础,然后在其上夯筑土墙。在竖向上,自下而上形成由石砌基础、夯土墙、瓦屋面等不同乡土材料组成的材质。墙体外表面或不加任何装饰,体现夯土本身的肌理。或以草泥灰抹面,具有浓郁的乡村肌理效果,如图6。
3.硬山坡顶,青瓦土墙
除了雨水直接冲刷墙体表面引起渗透外,屋顶直接渗水、漏水,对夯土建筑的危害也极大。南方建筑多采用悬山坡屋顶,在四个方向都出挑50厘米以上的屋檐。尽管北方地区的民居以平屋顶居多,但夯土民居出于防水的需要,一般采用坡屋顶。仅在前后坡向两侧出挑30~40厘米,左右两侧山墙与屋面相交或出挑屋面。这种典型的北方硬山坡屋顶样式,体现了质朴、刚硬的性格。
三、现代新型穷土建筑的景观特征
传统夯土建筑的景观价值没有得到很好的认知,正逐渐被农村建筑市场抛弃。农民外出打工挣到钱后,或在城镇购买商品房,或回村里自建框架或砖混结构的房屋,很少再用夯土建筑。
近些年有不少建筑师开始关注乡土建筑,研究现代新型夯土建筑,探索其新的景观特征。
(一)专业设计,为夯土建筑带来新乡土风格
从前面的分析可知,夯土民居多是农村匠人按照口口相传的传统技艺建造,没有专业设计,以解决功能问题为主。现在参与乡土建筑的建筑师越来越多,建筑师不仅关注功能,也注重造型、立面、色彩等景观特征。有了建筑师的专业设计,夯土建筑自然和谐的乡土景观特征,得到了很好的诠释。
王澍设计的富阳洞桥镇文村改造,让一个原本破败的村庄,焕发新生。图7中的民居,材料依然是我们熟悉的夯土、木材、砖石、小青瓦。传统的工艺与现代设计的手法相结合,土黄、黑色、白色的搭配,形成—种熟悉而又陌生的美感。
(二)新旧结合,为夯土建筑带来新的审美意境
现代夯土建筑,已不再拘泥于夯土与砖瓦石的“标准”搭配,更多的现代建筑材料被建筑师应用在夯土建筑中。夯土与现代建筑材料相结合,会产生意想不到的景观效果。
图8中的建筑是澳大利亚Luigi Rosselli Architects公司设计一组夯土住宅,230米的夯土墙蜿蜒在山丘边缘,沙丘下内含12户住宅单元。该项目荣获了2015年“澳洲建筑奖住宅分类大奖”及2016年“TERRA夯土建筑集合住宅大奖”。图右的多功能中心,兼具会议室和教堂的功能。其下部主要圍护结构是厚度达到450毫米的现代夯土墙,土壤采自当地,并加入附近河流中的卵石和砾石,色彩与周围环境浑然一体,融于自然,乡土风味十足。覆盖其上的古铜色钢结构屋顶与红土呼应,辅之以通透的弧形玻璃窗,又给整个建筑增加了现代气息。
(三)改良配方,为夯土建筑带来新的色彩体系
传统的夯土建筑就地取土,土料中往往只加少量砂石拌和,因而夯筑后的墙体材质和颜色跟周围环境浑然一体,乡土风味浓厚,如图9。
现代夯土建筑则会选择各种不同色彩的土壤(以当地为主但不限于当地),外加一些必要的添加剂(固化剂、防水剂等)。分层夯筑时,自由添加各色土壤,每层土壤的高度会随机变化。夯完后的墙体会呈现出丰富的色彩,在水平方向形成自由的波浪形线条,犹如一幅漂亮的色彩画或水墨画,具有很高的观赏价值,如图10。
(四)改良工具与工艺,为夯土建筑带来新的肌理效果
传统的夯土模板较短,每次只能夯筑一版土墙,效率低,易形成通缝,转角处刚度不够。由于夯筑不密实,表面坑坑洼洼,影响美观。改良后的模板,借鉴钢筋混凝土框架结构的施工方法,整层绑扎模板。施工效率得到大大提高,墙体密实,即使表面被雨水淋湿,短时间内也很难渗透到墙心,墙体的整体防水性能得到提高,表面观感更为光滑。
此外,传统的夯土建筑由工匠用夯捶手工夯筑,耗费体力,又达不到密实度要求。新型夯土建筑采用电动夯捶或启动夯捶,工人上手容易,施工效率高,墙体结实。
夯筑工艺对夯土建筑的质量也很关键。夯筑时,将土壤、固化剂、水充分搅拌,控制好含水率,随拌随夯。夯点尽量均匀,不漏夯。分层交错夯筑,避免出现竖向裂缝,加强转角处的整体性。两层之间连接时,通过切面、掏槽等办法,加强两层之间的黏接。
(五)合理规划,为夯土建筑带来新的整体景观
夯土建筑建造前,一定要踏勘现场,认真观察地形地貌,结合当地气象水文等资料,科学选址。要选在地势较为平坦有排水条件的地方,避开低洼地带,避开泥石流、洪水等地质灾害点,最大限度地避免水灾对夯土建筑造成的破坏。同时,对于村落及其以上的聚落,要合理规划,结合地域特点、民族习惯、文化特色等,营造出独特的民居整体风貌,为夯土建筑带来新的整体景观。
结语
夯土建筑在中国有着悠久的历史,与城市里的“钢筋混凝土森林”质感不同,夯土建筑有着温润的、与环境和谐共生的质感。
近些年乡土建筑得到广泛重视,现代夯土建筑得到一定程度的推广。更多的建筑师是从技术的角度进行研究,以期提高效率、节省造价。本文以景观的角度,从研究古代城墙和传统民居入手,从专业设计、新旧结合、改良配方、改良工具与工艺、合理规划等方面,梳理出现代新型夯土建筑的各种景观特征,旨在提高夯土建筑的景观效果,为延庆区及其他相似地区提供一种选择。