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穆钧至今还清晰地记得，15年前他在接受香港中文大学博士申请面试时，老师提给他的问题：“你读博士，想研究什么？”
“在西北的黄土高原，有很多传统生土建筑，人们都说它们冬暖夏凉、经济节能，可是愿意住在里面的人越来越少，所以我想好好研究这个问题。”穆钧脱口而出。
15年来，穆钧和团队针对在我国应用分布最为广泛的传统夯土建造技术，首次将现代生土材料优化理论引入我国乡村建设，通过大量的田野考察和本土化的系统研究试验，有效克服了传统夯土在抗震和耐久性方面的固有缺陷，并研发出一系列适合我国农村地区的现代生土房屋建造技术、设计方法及其相应的施工机具系统。
近日，世界人居基金与联合国人居署联合发布2019年度世界人居奖获奖名单。北京建筑大学建筑与城市规划学院穆钧教授团队完成的“现代生土营建研究与推广”系列成果，荣获本年度世界人居奖铜奖。
中国的土房子是如何走向世界的？
小编带你一同揭秘——
正在“消失”的土房子
生土，就是从自然界中取出的原状土，不需要焙烧仅需简单机械加工，便可用于房屋建造的建筑材料。其传统形式包括夯土、土坯、泥砖、草泥、屋面覆土等。以生土作为主体结构材料的房屋通常被称为生土建筑。
以生土为主要材料的建造传统，在我国拥有数千年的历史，分布也十分广泛。保守估计，目前全国范围内仍至少有6000万人口居住在各种形式的生土建筑当中。
尽管传统夯土材料的房子冬暖夏凉，生态环保，但是其在力学和耐久性能方面存在的缺陷，使得传统夯土民居普遍存在结构安全性相对较差的问题。在村民、地方政府，乃至社会大众的心目中，传统夯土民居即意味着“农村危房”，甚至是贫困落后的象征。
更为严重的是，受收入、技术和知识水平所限，在贫困农村地区，大量村民以常规建材自建的房屋，难以满足相应的设计规范和施工质量标准，使得房屋在热舒适度、结构安全性能等方面的表现，甚至不及从前。
探索适合中国的生土技术
相对于国内传统生土建筑面临的窘境，过去40多年来，以法国国际生土建筑中心（CRATerre－ENSAG）为代表的欧美发达国家在生土建筑研究领域，已取得了长足的发展。尤其在夯土材料优化机理方面所取得的突破，为传统夯土建造技术的革新以及全球范围内的现代化应用奠定了坚实的科学基础。
但是，在长期的研究和实践中，穆钧团队发现，欧美的夯土技术在进入中国后面临“水土不服”。因为这些技术多依托于当地发达的混凝土施工体系，而我国的广大地区，尤其是农村，不具备这样的条件。另外一点，法国、奥地利等夯土实践活跃的地区，地震设防烈度通常并不高，相关的夯土建筑抗震经验较为有限。
因此，如何基于我国贫困农村发展的现状和基本条件，探索具有较高性价比和良好地域适应性的成套夯土建造体系，成为团队面临的核心挑战。
土房子会“呼吸”
甘肃庆阳位于甘肃省最东部，属于严寒地区。2004年，穆钧和团队带着“如何让西北山区的孩子在温暖的房子里读书”这个愿望，来到当地进行“毛寺生态实验小学”项目。
建成后的毛寺生态实验小学全貌。
在研究中穆钧发现，当地传统的土坯、秸秆等自然材料作为建筑主材，具有很好的呼吸作用，保暖性能好，造价低，而且就地取材，生态环保。
他们进而将常规的240mm厚烧结砖墙，替换为同等造价的600mm厚土坯墙，冬季教室内气温可平均提升1.5℃；将常规屋面保温挤塑板，替换为同等绝热效能的草泥垫层，造价可降低至少80％。
“一般的建筑材料的保温层都是靠细微孔洞留住空气来实现室内外温度的隔绝。当室外热时室内就相对凉，当室外冷时室内的温度也不会散失出去。”团队成员蒋蔚向记者描述着生土的保温原理，“而夯土就有所不同了，它是一种难得的多孔重型材料，不仅具有大量可起绝热作用的细微空腔孔洞，而且又具有十分突出的蓄热性能。只要墙的厚度、密实度、空间大小合适，它的保温性能就会很好。”
同时，正因其多孔性特点，夯土的吸湿性能是混凝土和烧结砖的30倍，可以十分有效地调节室内湿度。尤其在南方潮湿闷热的天气里，墙体可以吸收大量的空气中的水分，使室内的湿度降低；而当空气干燥时，它又可以释放出水分，来增加空气中的湿度。
“这是一款会‘呼吸’的材料，通过调节室内的湿度和空气质量，提升用户的居住体验，甚至可以起到美容养颜的效果。”蒋蔚笑着说道。
根据对建成校舍的跟踪监测发现，即使在气温平均低达－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（相当于3200W的电暖气），就可使室内便可以达到适宜的舒适度。更为重要的是，其造价与当地具有同等抗震和保温性能的常规砖混房屋相比，仅为后者的2／3，且全部施工仅由村民利用简单的机具实施完成。
就地取材、反复利用
“通常接到相关的项目，我们会从项目附近取土样，拿到实验室测试，选出性能最好的土，根据生土材料优化原理，配上一定比例的砂子和石子，使土料混合物形成与混凝土相类似的骨料构成。”团队成员顾倩倩告诉记者。
生土材料也就是以原土中的黏粒取代水泥成分，形成黏粒、细砂、石子的骨料配比构成，通过含水率的控制和基于机械的强力夯击所带来的物理作用，使得干燥后形成的夯筑体的力学性能，以及耐水、防蛀、防潮等耐久性能够得到极大的提升。
我国西部具有夯土建造传统的农村，多位于地震多发地带，加之人们对传统夯土民居抗震性能的普遍担忧，使得基于现代夯土技术的建筑结构体系研究至关重要。
试验结果显示，穆钧团队设计出的新型夯土房屋，完全可以满足我国8度地震设防烈度的要求，实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设防目标。
在采访中，记者还了解到，土房子的另一个好处在于它具有可再生性，房屋拆除后生土材料可反复利用，甚至可作为肥料回归农田；同时，加工过程低能耗、无污染，据测算其加工能耗和碳排放量分别为粘土砖和混凝土的3％和9％。
就地取材、原料价格低廉、节能环保、保温保湿、可反复利用……在发掘、改良和革新传承我国生土建筑传统的过程中，穆钧教授和他的团队遇到了太多的惊喜，也体会了很多思想的碰撞。“唯有回归本源初心，把老祖宗留给我们的建筑宝藏传承下去，留住我们的根才能走出自己的路。”穆钧说。
四川会理马鞍桥村震后重建综合示范项目。图为示范房建设与村民技术培训现场。
多年来，团队先后在甘肃、湖北、河北、新疆、江西、广东、福建等具有生土建造传统的17个省或地区，完成近200栋示范推广农房和乡村公建的设计与建设，显现出突出的生态性价比和良好地域适应性。先后培训村民工匠400余名，为来自全国的5000余名基层技术和管理人员提供了宣讲培训。
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