传统夯土技术利用弹性形式夯土方法盖土

最近几年,中国传统的实体经济,受到互联网和高科技的冲击,举步维艰。很多行业都充满了各种泡沫,只是还未捅破。大环境并不景气,然而房地产业却依旧莫名的火爆。一个虚假繁荣的商业经济,一个异常畸形的社会现象,已经深深地影响了每个人的正常生活。

房子对于中国人,总有一种执着与情节,甚至成为一种安全感的依托。有的人因为房子而结婚,也有人为了房子而离婚,还有的人为了买房子而假离婚……一些固有的观念决定了人的思想。

大多数人的梦想,也变成了追求有房有车,固有实用主义。为什么中国人的创造力总是比别国弱很多。除了文化教育的体制,也有很多人被既有的观念束缚,因而,慢慢放弃一些特立独行。

本期特别为大家推荐,一种利用「弹性形式夯土」方法自己盖房子的入门教程,它提供了基本的知识,足以利用这些知识来实做、试验以及发展这项缘自于传统夯土的技术。

它凝聚了全球各地许多人的想法和行动,同时也是一个自由分享知识计划第一部分,这个计划能够藉由每一次的传播、分享而增长。这份教程并非为了提供一个能够解决住屋问题的「奇迹方法」,而是真诚地提出另一个思考方向,一个还需要更多研究和实验的方法,来替代现今昂贵而耗费资源的建筑方式和敢于突破、拒绝平庸的一些生活新思路。

利用泥土和袋子来盖房子听起来像是科幻小说里的想法,然而这个概念已经存在好一段时间了。土袋(earthbag)经常被用来建造水堤以及其他类似的贮水构造。自从第一次世界大战以来,这个方法也被用来建造军事掩体、临时根据地甚至检查哨。

到底这些元素:泥土、袋子和铁刺网是怎么样从战争用途转变成提供人们庇护之所这么平和而纯净的事情呢?这本身就是一个有趣的故事。

把装满土的袋子堆叠起来建造永久性居所的想法,是由建筑师NaderKhalili在80年代首次提出来的。(顺带一提,原本土袋建筑并非作为一个廉价而永续的建筑方式,而是为了在月球上居住而设计的!在一场NASA举办的探讨移民月球方法的研讨会中,Khalili提出了可以将月球表面的尘土装进袋子里来建筑各种结构。)

他创立了CalEarth学院并且在那里训练人们建立了一套方法,利用长管状的聚丙烯(PP,Polypropylene)袋子填土形成一圈并层层相叠,再利用铁刺网线(barbedwire)置于层与层之间来稳定结构。含有水分的泥砖土(adobesoil)被装填在长管状的袋子里并且夯实,干燥之后就会变成很大且长的泥砖,称之为超级泥砖(SuperAdobe)。

土袋一直被用来建造各种建筑结构,有一些人进一步改良了这个方法。KellyHart以及OwenGeiger博士多年来研究、试验这个方法,并且制作了大量的文件纪录,对于所有有志于永续建筑的人们而言是无价的资产。其他研究土袋建筑的人包括AkioInoue,KakiHunter,DoniKiffmeyer,JoeKennedy以及PaulinaWojziekowska。

KellyHart和OwenGeiger

什么是土袋建筑方法?

土袋建筑是一种「弹性形式夯土」(flexible-form-rammedearth)的方法,将适当比例混合的泥土装进麻布或是聚丙烯袋子中,封口并且像砌砖那样层层交错堆叠起来,再利用铁刺网线放置在层与层之间作为黏合的「沙浆」,然后加以夯实使之互相结合。

自力造屋、永续性以及土袋建筑

一个永续性的方法应该具有高度的可调适性以便能顺应环境。土袋建筑有非常高的多样性,你可以修改这个建筑方法的毎个层面,包括「土」和「袋」。

土袋建筑结合了废弃再利用的资材(袋子)以及就地取得的资材(土),因此能将碳足迹大幅降低,资源的运送也变得很少。

将高耗能资材(如水泥、钢铁等)使用量大幅降低。因此适度的使用这类资材是可以的。

土袋建筑使用日常生活中的材料和工具(土、袋子、针、线绳、铁刺网等等),毎个人都可取得,也容易购买。

在社会意义上也是永续性的,因为土袋建筑只需要半专业以及非专业的劳力,不要求特殊的建筑知识。只要有ㄧ般的常识即敷所需。

土袋房子可以由一小群人来兴建,即使只有两个人也可以建立他们自己的家!

不需要建筑师或是土木技师!节省人工成本※

在过程中能让个人的创意尽情发挥,毎一部分都能依照需要修改!

与其他使用土的建筑方法例如泥砖、竹编泥灰墙,将灰泥涂在竹或藤编墙体上相比,建造的速度较快。

土袋建筑基础知识

即使在土袋建筑中,也有两种不同的形式。它们取决于填充于袋中的材料,以及从长远来看,袋子所扮演的角色。

1/结构性的

结构性的袋子:袋子的填充材料可以是干燥的或是松散的,例如砂或是碎石子,然后加以夯实。这些材料完全依赖袋子将它们维持在一起。袋子可以让填充材料维持一定的形状,除非被刺破或是裂开,若是如此,则填充材料会洒出,袋子也会变形。

在这种情况下,袋子的填充材料变得非常关键,因此建议用聚丙烯的袋子,因为它具有良好的强韧度和耐久性。

2/非结构性的/作为板模的袋子

袋子填充了含水的泥砖土并且加以夯实。一旦泥土干燥并且硬化,袋子就变得多余了,袋子里的土块可以维持一定的形状,即使袋子裂开也不会变形。在这种情况下,袋子就像是在填充材料干燥并硬化之前暂时的板模。

如果一个土袋建筑使用的是「结构性」的袋子,那么只要是在夯实干燥之后能够维持形状不变的材料即可使用,像是砂或是碎石子便是这样的材料。

但是如果使用的是「非结构性」或是作为「板模」的袋子,那么填充的材料就要很小心地加以选择。组成填充材料的各个成分的比例是极为重要的。在决定最终的组成成分之前进行测试并且尝试几种不同的比例和组合是很必要的。

表土或是富含有机质的壤土绝对不可以用来建造房子,适合用来耕种植物的土壤也不可以拿来建造房子。ㄧ般来说,在土袋建筑中混合了水分的填充材料是由30%的黏土和70%的砂组合而成。如果黏土的比例增加,那么超级泥砖在干燥地过程中会产生裂缝,反过来说,如果砂的比例增加,那么超级泥会无法保持形状而变形。

因此,有必要对建筑基地的土壤作测试,并依据结果调整成分来得到想要的比例。不需要将土壤送到实验室作测试(如果刚好有机构可以提供这些测试或者是要进行较大规模的建筑计划,那么很值得一试。)在现场进行简易的测试即可了解当地土壤的性质。

固定剂(stabilizer),例如水泥或是石灰可以加入混合材料中来帮助各个成分更稳固的黏结在一起。ㄧ般而言,可以加入5%的水泥作为混合材料的固定剂。

在混合材料中所加入水的份量,对于土袋能否被夯实有很关键的影响,加入的水要足够以便能使混合材料适度的潮湿。抓起一把潮湿的混合材料并用手挤压,它应该能保持一定的形状不散开,并且不会沾湿你的手掌。

在整个建筑的过程中,要持续检视土的混合比例,以及所加入水的份量。

用来建造房子的袋子应该要依据填充的材料、建筑物的特性和袋子本身是否容易取得来考量。可以使用麻布/黄麻袋子,但是聚丙烯(PP)袋子会更加强韧和耐久。不过要注意的是如果将聚丙烯袋子曝露在日晒下,会因为紫外线的照射而造成损坏,袋子会变得易碎而很容易被撕裂。因此在施工的过程中,必须要让这些聚丙烯袋子一直有遮荫,避免阳光照射。一旦完工,就要把墙面抹上灰泥加以保护。

袋子的大小要能够让人容易使用。装水泥的袋子容量是50公斤,当建筑超过一定高度之后会因为太笨重而增加施工的困难。所以当墙愈筑愈高,就要使用容量较小的袋子。水泥袋子通常在混凝土建筑物施工完成后就被丢弃或是烧掉,应该可以用低廉的价格在一般的建筑工地中买到很多空的水泥袋子,甚至是免费的。

大部分的水泥袋可能有破洞,如果破洞很小是没有关系的。破洞大一点的袋子则可以用来当作「半个土袋」,若不行的话就要丢弃。另外也可以用装肥料或是谷物的袋子,它们大多为25公斤的容量。袋子的尺寸不宜太小,否则可能会使得筑起来的墙不稳定。

你也可以用聚丙烯长管(即尚未裁切成袋子,呈长管状的聚丙烯编织布)来形成圈状,一层一层堆叠起来即可建成墙。这种方式消除了以砌砖方式叠墙时袋与袋之间的垂直接合面,从而增强了稳定性。

袋子常用规格:37CM、41CM、46CM

建造土袋屋的步骤简述

将建筑基地清理干净并且整平:屋子最好是建在排水良好并且通风的地方,不要有废弃物或是其他可能对施工造成阻碍的东西,并且必须依照需求整平。

画出屋子的界线:屋子的形状和范围需要在基地上标记出来,可以建立一些参考点(利用竹子或是树枝来标记)和利用简单的三角测量法来帮忙。可以拉绳子或是用石灰粉来画线。所有的尺寸都要彻底地交互比对无误。一旦完成建筑设计,便可利用卷尺、绳子和石灰粉在整理好的基地上标记出它的轮廓。

基础沟渠的宽度要比土袋的宽度大一点。沟渠深度则由墙壁所承受的重量以及下方地层地情况来决定。

沟渠的底部可以使用碎石子以及岩石粉来铺平。如果挖出来的土适合用来作为填充材料,可以就近堆放在旁边。

挖掘基础沟渠:沟渠的宽度要比所使用的土袋多几英寸,深度则取决于下方地层的情况以及墙壁所承受的重量。一般来说,mm到mm深的沟渠应该就已足够(非常寒冷或地质结构不完美的地方,咨询当地建筑师)。挖出来的土若要用来作为填充材料,可以就近堆放在旁边。表土则要另外小心地存放起来。潮湿地区参考:台湾何俊贤土袋房度咕屋设计。延伸阅读:我的房子会呼吸——台湾土袋房设计师现身说法!

从后台的留言得知,大家对土袋还蛮有兴趣的。但是对于部分留言关于潮湿气候地区来说的朴友,却没有一个完整指南。近日和台湾朴友交流,她分享了一本《盖绿色的房子》的书。

其作者村上,房子基地由于位于山坡、又靠近海岸,他比较希望自己的室内是偏干爽的,经过他书中的详细解说,台湾朴友用手绘简单说明一下,村上在盖土袋屋的时候,已经考虑到如何去做断水与排水的设计。为了减少水气进到室内,他利用碎石及塑胶垫断了水及水气的路。

而更下方的几层小、中、大石则有助于排水。盖屋的基地要比周边高,然后屋子的周围有排水草沟,以便山坡上流下的水、或者下雨时基地本身的水,能够透过这道排水沟排掉。透过以下这段网路上好心人提供的动画短片,可以发现它们对墙体下方的排水也十分注重。感谢台湾这位朴友的分享。

02:06

准备基底:开始放置堆叠土袋之前需要一个水平的基底,如果基础沟渠的表面没有阻碍物的话,可以直接将沟渠底部夯实整平。碎石子和岩石粉(更细的碎石子)也可以用来来铺平基底,可以在基底的表面洒一些水让岩石粉稳固下来。如果土袋墙需要承受较大的重量,那么使用水泥做一个混凝土基底应该就足够了。

你可以直接在碎石子加上岩石粉所铺成的基底上开始堆叠土袋。最初的几层土袋(所有在地表之下的那几层)要填充砂或是碎石子以防止水分经由毛细现象渗入土袋墙体中。

最底下的一层可以用「双重袋」来提供更多的保护,如此一来袋中的碎石子或是沟渠的表面就不会把袋子刺破,可以避免填充材料泄漏出来。房子的基础必须要能阻绝水分以免水分进入墙体或是造成下陷,因此排水的设施是必须预作考量的。

开始构筑土袋:第一层如果土袋墙需要承受较大的重量,那么第一层可以用双重袋(袋子外面再套一个袋子)。在地面以下的袋子所填充的材料必须用碎石子或是砂,以便能排水或是阻绝毛细作用(水分渗入墙体中)。将袋子装填,封口,然后沿着沟渠置放,并加以夯实使其变得紧实。接下来将两条铁刺网线以彼此相距大约6英寸(约15公分)的方式沿着整层土袋连续的摆放。毎隔一包土袋放置铁丝/打包带使其能用来捆绑后续叠放上来的土袋。

Ⅰ:将水泥(作为固定剂)与砂土混合,并加入水。

Ⅱ:把混合材料装入袋子中,装到八分满。

Ⅲ:将土袋夯实,使其变得紧实而且平整。

Ⅳ:把两条铁刺网线放置在一整层土袋上。

Ⅴ:把土袋的上缘缝合起来。

Ⅵ:将准备好的土袋放置到定位。

Ⅶ:毎隔一个土袋放置一条铁丝/打包带。

Ⅷ:重复同样的程序把土袋墙建立起来!

继续构筑土袋:后续的土袋则需要装入适当的填充材料,装到袋子容量的80%。然后利用针和线绳把袋口逢起来,另一种方法是将袋子的开口端往下折起,并且使开口端紧紧靠着前一个土袋,使得袋子在夯实的时后不会发生泄露。毎个土袋都要放置在适当的位置然后夯实,直到袋中的材料完全固化。在夯实一个仍旧松散的土袋和一个已经固化的土袋时,会听得出声音的差异。相邻的土袋应该要一起夯实以便能达到平整,而且必须像传统砌砖方法那样让不同层的土袋互相交错。毎筑完一层土袋都要沿着整层放置铁刺网线,此外每隔一个土袋也要放置一条铁丝/打包带,毎筑完两到三层便将这些铁丝/带子绑紧以便能把不同层的土袋固定在一起,而使得整座墙成为一体。

门窗开口:门和窗的开口可以用传统门楣的方式展开,或是用土袋做成拱门。土袋拱门需要板模来支撑,等到拱门两侧的墙都完成之后就可以移除板模。门框和窗框要以预先安装的「固定器」来固定在墙面上,此固定器是用一根螺纹铁杆和一块安置在土袋层里的木板所组成。使用螺帽和垫圈锁进螺纹铁杆即可将门框或窗框固定住。各种尺寸的水管也可以嵌进墙壁中当作窗户,或是作为预埋的套管(供其他管线进出之用)。

门和窗的开口可以用暂时性的拱形板模和支架来开展。在门或窗两侧的墙壁完成之后即可将它们移除。

利用与木板结合在一起的螺纹铁杆可以将门框和窗框固定住。

把不要的水管嵌在墙壁中可以制造各种尺寸的开口。

屋顶:土袋可以用来建造可自行支撑的圆形穹顶建筑,新叠加的一层土袋半径会缩小一点,并由下层土袋支撑,利用这样的方式逐渐建构起圆锥形的屋顶。建筑过程中可在屋子的中心竖立竿子作为圆心,再用绳子或是另一根竿子绕着圆心旋转即可作为内径的指标(像圆规那样)。

以土袋建成的穹顶屋可以免除传统屋顶所使用的木材,与现代的屋顶建筑方法相比,也可以大量减少钢铁的使用量,不过在毎一层土袋之间还是需要使用铁刺网线。土袋也可以用来建筑跨距较小(约2公尺)的圆拱屋子,不过更大的屋子就必须采用本质上更为稳固的穹顶形式了。传统的木构、铁皮甚至是瓦片屋顶都可以和土袋筑成的墙结合在一起。

所有使用传统材质的传统形式的屋顶都可以和土袋墙结合在一起。

可以将一层层的土袋渐渐内缩使其可以自行支撑来建造穹顶屋,使用可旋转的内径指标即可做到。

替墙壁表面抹上灰泥:将铁丝网(用来搭建鸡舍的铁丝网)铺在土袋墙面上,再将铁丝折成U形用手压入或是用榔头敲入土袋中来固定铁丝网。铁丝网提供了一个粗糙的表面使得灰泥可以附着,如此一来,ㄧ般常见的水泥砂浆或是其他的墙面材料(例如石灰、砂、黏土加上稻杆、植物纤维…等等)便可以很容易地涂抹在土袋墙面上,之后可以再为墙面上漆。替土袋墙(特别是使用聚丙烯袋子时)涂上灰泥是延长其使用寿命的最重要步骤。

将铁丝网铺在土袋墙的表面,作为一个粗糙面让灰泥可以附着。

弯成U形的铁丝

如此一来各种材质的灰泥都可以被涂抹在墙面上!

-额外福利-

自然建筑:家庭地下室完整建筑纪录片

土袋房建筑指南电子书下载

这个建筑指南提供了土袋房建筑的每一个步骤,简单清晰的解释,从不需要混凝土的基础,到完整的工具和用品信息,技巧以及先进的土袋技术。

网页截图为机器自动翻译

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信仰制造

愿世界上所有相同磁场的人都可在这里相逢。我是Jane,谢谢你的阅读!



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