生土材料在建筑運用中的探討

鄭博

摘要：隨著中國科學(xué)技術(shù)的不斷加強(qiáng)和社會生產(chǎn)力的迅速提高，人們的物質(zhì)生活水平也不斷提高。然而，雖然人類正在高速發(fā)展，但他們必須面對隨之帶來的一系列問題。例如人口急劇增加，環(huán)境惡化，能源枯竭，資源浪費以及許多其他問題，包括過度建筑能源的消耗，已成為人類必須解決的主要問題。建筑物最大的能耗點是建筑材料的使用和廢棄建筑材料的再利用。中國目前的城鄉(xiāng)現(xiàn)有的建筑面積總和超過430億平方米。能量消耗可想而知，節(jié)約能源勢在必行。今天，在能源危機(jī)中，我們再次強(qiáng)調(diào)生土墻材料，這使得低能量生態(tài)建筑材料得以繼承和發(fā)揚(yáng)光大。

關(guān)鍵詞：材料;建筑;節(jié)約能耗

一、生土材料的特點

生土建筑是指使用未煅燒的土壤（如粘土，沙子等）或簡單加工的未受干擾的土壤作為主要材料。它輔以天然材料，如木材和石頭，以建造建筑的主要結(jié)構(gòu)。原土建筑材料由原材料制成，采用不同方法加工，然后制成建筑工程所用的材料。它是人類保持生態(tài)平衡的最早和理想的建筑材料。生土材料有以下優(yōu)點（1）取材方便：大多數(shù)用于建造的原材料都是在當(dāng)?shù)夭扇〉模虼怂梢赃m應(yīng)不同的地形條件，在平坦的地形上建造地上和地下建筑物，并在斜坡上挖掘洞穴或建造其他樣式的建筑物。（2）節(jié)省能源：拆除后的建筑物產(chǎn)生的建筑垃圾，也可以用作大自然的原材料返回土地。節(jié)約了能源消耗，也保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。（3）造價低廉：大多數(shù)土房建筑都使用原始土壤資源，這降低了建筑成本。（4）健康舒適：土建筑的物理特性是它具有良好的隔熱效果。它具有冬暖夏涼的特點，生土的隔音效果也很好，其耐火性也強(qiáng)于磚木建筑的防火性能，生土為建筑營造出一個安靜，舒適，健康和安全的生活環(huán)境。

二、現(xiàn)代土建造在建筑設(shè)計中的應(yīng)用

在墻的設(shè)計中，墻是建筑物的主要組成部分。夯土建材料是一種古老建筑的材料，緊湊，密集和小的壓力混合泥漿的間隙，用作建筑物。中國長期以來一直在使用這項技術(shù)。夯土形成的一般方法是使用高強(qiáng)度的手工勞動，需要大量的勞動力才能用干燥的屏障對土壤層進(jìn)行分層。夯土礦技術(shù)在墻體設(shè)計中的應(yīng)用可以從兩個方面入手：橫向連接和垂直軸承。在橫向連接中，主要是墻壁與墻壁之間的連接，墻壁與立柱之間的連接，墻壁與門窗之間的連接。墻壁之間的連接可以通過橫向技術(shù)或垂直技術(shù)進(jìn)行，兩種技術(shù)在其展示和應(yīng)用范圍內(nèi)特別獨特。水平適用于墻壁有許多轉(zhuǎn)折點的情況，并且當(dāng)建造墻壁時，該層建在地板上。垂直技術(shù)適用于上壁和下壁具有環(huán)形梁的情況。首先完成奇數(shù)端的構(gòu)造，并根據(jù)柱的類型和與墻的關(guān)系進(jìn)行壁到柱構(gòu)造技術(shù)。例如，建筑柱設(shè)置為增強(qiáng)墻的延展性，并應(yīng)與環(huán)梁組合設(shè)置，以提高墻的穩(wěn)定性。墻壁與門窗之間的連接需要設(shè)有嵌入式部件，以便于后續(xù)施工。

開口設(shè)計的設(shè)計主要是設(shè)計門窗的位置，確定開口的位置和開孔的方式。比如進(jìn)行采光和通風(fēng)等作用。開口設(shè)計是土建筑設(shè)計的一個難點。預(yù)留的開口設(shè)計需要與建筑物的結(jié)構(gòu)框架結(jié)合打開孔，風(fēng)險因素低，操作方便。開洞形式較為豐富自由。鑲嵌開口設(shè)計通常使用堅固的材料，例如木框架和鋼管，以幫助打開孔。但其危險系數(shù)較高，在操作過程中容易影響建筑稱重墻的結(jié)構(gòu)。

板坯設(shè)計，板坯是建筑物的水平承重結(jié)構(gòu)，負(fù)荷可以通過該結(jié)構(gòu)傳遞到墻壁或柱子。板坯還具有約束墻壁和柱子的作用，也是墻壁和柱子力傳遞的一種方式。在夯土建筑中的板坯設(shè)計中也應(yīng)充分考慮這一點。根據(jù)板與墻之間的連接方式，可以分為搭接關(guān)系和非搭建關(guān)系。沒有搭接接頭的墻壁不受此力的影響。通常，框架結(jié)構(gòu)不是搭接關(guān)系，并且搭接關(guān)系是夯實壁的自支撐結(jié)構(gòu)的形式。

屋頂設(shè)計，建筑物的屋頂主要是分開自然租賃，阻擋雪，陽光，保護(hù)建筑物和居住人口。夯土建筑的屋頂設(shè)計相當(dāng)于為建筑物戴上帽子，其設(shè)計效果對建筑性能有重要影響。其設(shè)計形式主要分為覆蓋式和未覆蓋型。覆蓋的屋頂通風(fēng)以保護(hù)屋頂下的墻壁，而未覆蓋的屋頂沒有被縫隙覆蓋。

三、生土材料研究的目的和意義

習(xí)近平同志在十九大報告中明確指出，人與人之間應(yīng)保持和諧共生。要建立和實踐綠水青山為金山銀山的理念，堅持節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境的基本國策。中國幅員遼闊，自然資源豐富。作為一個倡導(dǎo)環(huán)境保護(hù)，改善生活條件，建立和諧，和諧的人與自然關(guān)系的國家，中國已成為生態(tài)環(huán)境建設(shè)的中堅力量。生土墻體材料的建筑做到了節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的基本國策，其原材料的利用和廢材料的再利用都充分的復(fù)合當(dāng)下的環(huán)保形式。然而，在傳統(tǒng)的土墻材料建筑中，人們往往依靠經(jīng)驗，缺乏科學(xué)系統(tǒng)的指導(dǎo)，缺乏科學(xué)的系統(tǒng)建設(shè)。因此，在研究和開發(fā)傳統(tǒng)的土墻材料時，改變土壤的韌度是非常實用的，系統(tǒng)地研究和分析提高耐久性的技術(shù)方法。土墻材料的力學(xué)性能和物理性質(zhì)是確保土方建筑物長期穩(wěn)定使用而不受損壞的基本原則。對于不同的土壤，必須對不同的土壤和改性土墻材料進(jìn)行不同的抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度。彎曲強(qiáng)度，收縮，變形，耐水性，抗凍性的實驗研究和分析。通過有效地研究不同土壤的材料，提高上升土墻材料的力學(xué)性能和耐久性。通過對不同土壤中土壤壁材料和改性土墻材料力學(xué)性能和耐久性的研究，對土壤材料性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)研究。尋求混合物的多樣性，合理的配比和混合比，以及最佳性能，使改性土墻材料的耐久性達(dá)到建筑稱重的標(biāo)準(zhǔn)。它不僅改善了我們的室內(nèi)環(huán)境，節(jié)約能源，也降低了建筑材料的成本，而且使農(nóng)村的墻體生土材料為農(nóng)村新型的建筑材料的使用提供了理論基礎(chǔ)和實踐依據(jù)。對維護(hù)我國的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

四.傳統(tǒng)生土材料的改性探討

由于耐水性，低強(qiáng)度和低體積穩(wěn)定性等缺點，傳統(tǒng)的生土材料嚴(yán)重限制了生土的應(yīng)用。因此，利用國內(nèi)外傳統(tǒng)的膠凝材料，工業(yè)廢料和天然材料對原土改性的研究越來越多。中國對石灰和水泥改良土進(jìn)行了一系列實驗研究，改良土的土力學(xué)，抗風(fēng)化和抗震性能得到了較好的提高;使用廢磷石膏和天然石膏來改造綠磚。科學(xué)家們使用狗尾草作為增強(qiáng)材料，大大提高了土坯的剪切和彎曲強(qiáng)度，改善了土坯的力學(xué)性能;開展了原土農(nóng)家墻體材料改性研究，增加了石灰，秸稈等改性材料。雖然對原料土壤改性的研究越來越多，但不同地區(qū)的原始土壤中沒有單一的改性材料，這取決于不同土壤材料的不同性質(zhì)。許多改性材料不適用于每種土壤，并且不可能或不必逐個進(jìn)行測試。充分利用當(dāng)?shù)氐耐敛牧希Y(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c，尋求最佳的材料配合的比例，此外，生土的生態(tài)改性提高了改性土墻材料的力學(xué)性能和耐久性，不僅有利于改善室內(nèi)生活環(huán)境，此外，它節(jié)省了能源并降低了使用建筑物的成本。

五.總結(jié)

總而言之，現(xiàn)代生土建筑技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用，可以極大地提高建筑的生態(tài)性能，符合當(dāng)前生態(tài)建筑設(shè)計的發(fā)展方向。應(yīng)不斷改進(jìn)生土材料的優(yōu)化技術(shù)，是滿足施工質(zhì)量要求的土建筑，促進(jìn)生土建筑材料的推廣。中國的能源問題日益嚴(yán)峻，節(jié)約能源勢在必行，建筑能源消耗是人們經(jīng)常忽視的一個主要問題。原料土是一種理想的綠色墻體材料，可以保持生態(tài)系統(tǒng)的平衡，因此土建筑的發(fā)展具有廣闊的空間。本文簡要總結(jié)了土質(zhì)墻體材料的特點，提出了土壤改良后土壤材料的改性和土壤力學(xué)性質(zhì)要解決的問題。為土墻材料的研究提供一些參考。

（作者單位：云南藝術(shù)學(xué)院）