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摘要：本报告分析多个世界各地的乡土建筑在原始的生态环境下是如何使用不同的材料的，它们如何表现并适应当地环境和气候，以及建筑用材如何体现可持续发展性；本研究意图对现代绿色可持续发展建筑的发展方向提供新的思路。
关键词：乡土建筑；可持续发展；材料应用；绿色建筑
乡土建筑与环境背景和当地可用资源有着密不可分的关系，它的出现是基于当地原始的生态环境，它是为了满足使用者特定的需求、价值观和文化而形成的。乡土建筑，是指民间自发的传统风貌建筑，其中“乡土”一词被用来赋予并突出其自身的文化精神。伯纳德·鲁多夫斯基将乡土建筑称为“没有建筑师的建筑”。国际古迹遗址理事会曾提到，已建成的乡土建筑的重要性在于它对一个社区的文化及其领土的关系的表达，同时对世界文化多样性的诠释。乡土建筑另一个重要性是它的“永恒性”，它几乎不受流行周期变化而变化。另外，乡土建筑还具有智慧性，对当地特定气候和当地可用建筑材料具有突出适应性和灵活运用能力。
我们目前对现代可持续建筑的理解主要焦点是用更少的能源和材料来达到足够的室内环境舒适度，避免使用对环境不友好的方法和材料。乡土建筑是否仍然能与今天的环境适应？从乡土建筑的材料使用中我们可以学到什么？为了回答这些问题，本文提供了来自世界不同地区的几座乡土建筑的案例研究，它们融入了各自不同的气候、地理、文化、社会背景，以及不同的材料使用，对这些案例进行比较，并得出结论，以验证在乡土建筑中使用材料是否可以被视为具有可持续性特征。
1 案例研究
1.1 福建土楼，亚洲
福建土楼是中国客家民居建筑中最具代表性的建筑之一。联合国教科文组织指出，土楼的起源应该追溯到17世纪和18世纪。它是为防御目的建造的，容纳了一个完整的氏族。它们建在圆形或方形对称的楼层平面上，有祠堂的中央庭院有足够的空间供家庭聚会和会见客人，每个楼层最多可容纳达800人（图1）。土楼是一种夯土建筑，内部结构为杉木和冷杉。夯土建筑的优点是经济性、坚固性和物理稳定性均好。
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图1 圆形土楼和方形土楼平面示意图（图片来源：作者自绘）
第一，土楼材料应用实现了经济效益的最大化。土楼主要建筑材料是黄土，这是福建地区一种当地充足的材料。当地居民用沙子、石灰、糯米、红糖、竹夹板和木条等混合材料对黄土进行揉捏和压实，最后应用到土楼外墙上。黄土是从当地山坡或场地土方中挖出来的，因此土楼的建设并没有破坏耕地。此外，在土楼重建修葺期间，土壤可重复利用，也可以处理成作农作物的肥料。因此，土楼的拆除或重建不会像现代建筑中的砖石和混凝土那样产生大量建筑垃圾。施工工艺也便于人工操作，不需特殊设备，降低了成本。因此，夯土建筑可以最大限度地降低建设成本。
第二，夯土结构的另一个特点是坚固性好，尤其是圆形土楼。圆柱形结构能均匀地传递不同的载荷。外壁底部最厚，上壁厚度变薄并向内倾斜。因此，整体结构产生向心预应力，保护土楼免受一般地震和不均匀地质沉降的影响。建造外墙加厚和窗户数量少也旨在增加防御外敌的能力。村民们常说“雪松能忍受一万年的风，因此雪松被用作框架承重材料。由此可见，具有良好坚固性的夯土建筑有利于建筑与当地自然环境的融合，达到其防御目的。
第三，土楼的建筑选材能够改善室内环境质量。土楼外墙最厚处可达1.5米，以防夏季热风和冬季寒风侵袭。虽然采光和通风受到厚墙和窗户的影响，但由于中庭巨大，烟囱的作用有助于热空气的上升和冷空气的下降。（图2）另外，夯土建筑能够保持室内湿度的稳定，在干燥的天气里建筑可以自然释放水分，如果天气太潮湿，建筑可以自然吸收水分（图3），这些天然和本地材料有助于良好的室内环境质量。
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图2 土楼中庭的自然通风系统（图片来源：作者自绘）
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图3 土楼墙体对热能储存和水分的吸收（图片来源：作者自绘）
1.2 冰屋，北极
北极是地球上最冷的地区，但爱斯基摩人运用聪明的智慧建造了一座冰屋，帮助自己度过寒冬。可以说，冰屋是最完美的工程和物理产品之一。必须指出的是，冰屋的优点是耐寒、坚固耐用、施工省时。
第一，建造冰屋不需要花费大量的时间和成本，因为建造过程简单且材料都来自现场。建筑主要材料只有冰块和雪，北极有足够的冰雪，因此原材料充足且不会产生任何建筑垃圾，所以冰屋是环保的。爱斯基摩人把冰块加工成规则的长方体，雪粉被用来粘合两个冰块。如果把冰块看作砖，水就可以看作粘土。由于施工工艺简单，就地取材，建造临时冰屋只需两人两把刀，耗时1至2小时。因此，建造冰屋既省时又省钱（图4）。
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图4 爱斯基摩人搭建冰屋
（图片来源：维基百科，拍摄者Kleinschmidt，Frank E）
第二，御寒是爱斯基摩人建造冰屋的初衷。由于北极地区气温很低，且持续刮风，普通帐篷很难御寒挡风，而冰屋几乎是封闭的，只有一个小入口和一个小通风口。（图5）冰屋几乎可以阻止热量向室外传递，能够保存人体产生的热量，并减少风对流造成的热量损失。冰屋是爱斯基摩人为了适应极端气候条件而创造的一种杰出建筑。
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图5 冰屋剖面示意图（图片来源：作者自绘）
第三，冰屋有足够的坚固性。答案来自于特殊的结构，冰屋可以看作是拱门和球体的结合体。拱形结构能够提高其强度和稳定性，而球体是受力最稳定的结构。因此，在经历了暴风雪之后，它仍然是稳定的。此外，冰屋的稳定性也归因于每个块体的精确贴合。因此，特殊的结构和严谨的施工，都有助于保证这种建筑在极端天气条件下的稳定性。
1.3 马里杰内清真寺，非洲
杰内清真寺位于马里南部边境和撒哈拉沙漠之间（图6）是世界上最大的黏土建筑。这座清真寺已成为西非清真寺建筑的标志，其特点是只用了一种特殊的粘土和树枝修建而成。
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图6 马里杰内清真寺（图片来源：维基百科，拍摄者Ruud Zwart）
当地人在非洲恶劣的气候条件下只用当地最常见的材料土和水建造而成。然而，它之所以保持持久，是因为它与人民的密切接触。若泥面干了，表面开始形成裂缝网。它开始剥落，然后在节日活动中被杰内的市民重新涂抹。但与此同时，也改变了形状，使其变得更加圆润、柔和。不断的涂抹使建筑不断有微妙的变化，泥浆是脆弱易变形的的材料，因此需要与使用者建立密切的关系来应用泥浆在建筑上。这正是在杰内清真寺每年都发生的事情。这是一种经久不衰的当地文化，正因为有社区人们的积极参与，因此遗产得到保护。
这座清真寺显然具有很高的美学价值，它很好地体现了泥土的特质，强调阴影、纹理、轮廓。欣赏这座清真寺的另一个独特视角是它作为精神中心的功能，给予参观者一种静谧而超然的场所感。
由于应用独特的材料，且根据其高度，这座清真寺的壁厚在16到24英寸之间变化，因此建筑内有着舒适的热环境，清真寺巨大厚度的墙壁有助于减慢热量传递，在白天保持室内凉爽。在夜间，热量缓慢释放。
2 案例研究和可持续性逻辑的比较
为了探讨前面描述的案例的可持续发展性，本研究以盖伊和法默提出的可持续建筑逻辑来评估案例研究的可持续性表现，包括生态技术、生态中心、生态美学、生态文化、生态医疗和生态社会。从生态技术的角度看，当地取材和建筑低能耗归因于居住者的生活方式，这无疑与生态技术可持续性的观点有关。以生态为中心的价值观体现在其与所建自然环境和谐发展的表现上。虽然这些资源是从自然界中获取的，但它们是高度可再生的资源，可大量利用。乡土建筑具有非常低的环境足迹。从生态医学的角度看，乡土建筑是用土、木、叶、冰等自然材料建造而成的。这些材料中根本没有危险化学品。几百年甚至几千年来，乡土建筑一直被证明能为居民提供健康舒适的生活环境。建筑需要社区群体来共同参与，在杰内清真寺上可以非常清楚地表现到这一点。它受到整个社区的支持，这清楚地表明了它在社会的凝聚力。
3 结论
乡土建筑表现出对当地气候和环境的全适应和对当地材料特性的高度理解。当地“建设者”在处理气候问题方面表现出的非凡技巧，他们利用最少资源最少的能耗获得最大使用舒适度，这是乡土建筑可持续发展的重要特征。当地社会的建设方式在很大程度上取决于他们在资源和技术方面的选择。与现代世界相比，他们的选择是有限的。这种简单的选择有助于他们在当地建筑中保持可持续发展的质量。在许多方面上，乡土建筑与现代建筑相比，乡土建筑使用当地可用建筑材料的方式和技巧上具有显著的可持续性优势。
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