Rammed earth/zh

夯土，又称taipa ^{[ 1 ]}（葡萄牙语）、tapial（西班牙语）、pisé de terre或pisé（法语），是一种利用泥土、白垩、石灰和砾石等原材料建造墙体的技术。这是一种古老的建筑方法，近年来随着人们对更可持续的建筑材料和自然建筑方法的追求而复兴。夯土墙建造简便，不可燃，热容量大，非常坚固耐用。然而，如果没有机械设备（例如动力夯），建造夯土墙可能非常耗费人力，而且如果保护或维护不当，它们容易受到水的侵蚀。传统上，除了南极洲以外，每个大陆都能找到夯土建筑的踪迹。从北欧的温带和湿润地区^{[ 2 ]}到半干旱的沙漠、山区和热带地区，夯土建筑随处可见。适宜的土壤资源和适合当地气候条件的建筑设计是其得以应用的关键因素。

夯土墙的建造过程是将适量的沙子、砾石和黏土（有时会添加稳定剂）混合而成的潮湿泥土夯实到外部支撑的框架内，从而形成坚固的土墙。历史上，人们使用石灰或动物血等稳定剂来稳定材料，而现代夯土建筑则使用石灰、水泥或沥青乳液。一些现代建筑商还会添加彩色氧化物或其他物品，例如瓶子或木块，以增加建筑的多样性。

首先搭建一个临时框架（模板），通常用木材或胶合板制成，作为每个墙体部分所需形状和尺寸的模具。框架必须坚固且支撑良好，并且两个相对的墙面必须用夹具固定在一起，以防止因承受高压缩力而发生凸起或变形。将潮湿的材料倒入框架内，深度为100至250毫米，并压缩至其原始高度的约50%。材料的压缩分批进行，逐步将墙体堆砌至框架顶部所确定的所需高度。历史上，压缩工作是用长捣棒手工完成的，非常耗费人力。现代建筑可以通过使用气动夯实机来提高效率。

墙体完成后，其强度足以立即拆除框架。如果需要表面纹理（例如用钢丝刷打磨），则必须拆除框架，因为墙体在大约一小时后就会变得非常坚硬，难以继续施工。墙体最好在温暖的天气建造，以便干燥硬化。墙体需要一段时间才能完全干燥，完全固化可能需要长达两年的时间。抗压强度会随着固化时间的延长而增加，裸露的墙体应进行密封处理，以防止水损害。

在现代改良的夯土墙施工方法中，夯土墙是建在传统的地基或钢筋混凝土板基座上的。

注意长城使用的“悬土”法：在模板之间铺设10-15厘米厚的松散泥土层，然后用木桩夯实。厚度可达10.6米（远超最佳厚度）。

夯土的抗压强度可达 4.3 兆帕。虽然低于同等厚度混凝土的抗压强度，但足以满足民用建筑的需求。^{[ 3 ]}事实上，建造得当的夯土结构可以承受数千年的荷载，世界各地许多至今仍然屹立的古代夯土建筑便是最好的证明。^{[ 4 ]}使用钢筋、木材或竹子加固的夯土结构可以防止地震或暴风雨造成的破坏。在夯土混合物中加入水泥也可以提高结构的承载能力，但这种方法仅适用于粘土含量较低的混合物。美国农业部指出，夯土结构的使用寿命几乎无限长，而且建造费用不超过标准框架房屋的三分之二。^{[ 5 ]}

夯土技术已在世界各地广泛应用，适应各种气候条件，从潮湿的北欧到干燥的非洲地区。

土壤是一种分布广泛、成本低廉且可持续的资源，将其用于建筑对环境的影响极小。^{[ 6 ]}这使得夯土建筑对低收入建筑者来说非常经济实惠且切实可行。非熟练劳动力（通常是朋友和家人）能够提供大部分必要的劳动力，如今，世界上超过30%的人口使用泥土作为建筑材料。^{[ 3 ]}

虽然夯土材料成本低廉，但不用机械工具建造夯土墙可能非常耗时；然而，使用机械夯实机和预制模板，建造一栋2000至2200平方英尺房屋的墙体只需两到三天^。 [ ^{3 ]夯土}的一大优点是其优异的热容量；与砖或混凝土建筑一样，它能在白天吸收热量，并在夜间释放热量。这可以平衡每日温度变化，减少对空调和暖气的需求。然而，夯土也像砖和混凝土一样，在寒冷气候下通常需要隔热。它还必须防雨，并铺设防潮层。^{[ 4 ]}完工后，未经油漆或其他装饰处理的墙体，呈现出天然泥土的颜色和纹理。瑕疵也可以用泥土混合物作为灰泥进行修补，并打磨光滑。需要注意避免使用不透水的饰面材料，例如水泥抹灰，因为这些材料会削弱墙体吸收（去除）水分的能力，从而导致抗压强度下降。

夯土墙的厚度和密度（通常为300至350毫米）使其天然具有隔音效果。此外，夯土墙还具有防白蚁、无毒、防火且最终可生物降解的优点。

钉子或螺丝很容易钉入固化良好的墙壁，而且可以用建造墙壁时使用的相同材料进行有效修补。

由于夯土建筑使用当地易得的材料，因此通常具有较低的隐含能源，且产生的废料极少。所用土壤通常为粘土含量较低的底土，粘土含量一般在5%至15%之间，表土则保留用于农业用途。理想情况下，为准备建筑地基而移除的土壤也可以利用，从而进一步降低成本和运输能耗。^{[ 6 ]}夯土建筑减少了对木材的需求，因为所使用的模板是可拆卸的，可以反复使用。^{[ 7 ]}

夯土墙能有效控制室内湿度，尤其适用于裸露的含粘土墙体。湿度可保持在40%至60%之间，这对于哮喘患者以及存放书籍等易受潮物品而言都是理想的湿度范围。

当水泥被用于土工混合物中时，低隐含能源和湿度控制等可持续性优势将无法实现。水泥生产本身也会增加全球二氧化碳排放，每生产一吨水泥就会排放1.25吨二氧化碳。^{[ 8 ]}用磨细粒化高炉矿渣等替代品部分替代水泥已被证明无效，并且还会引发其他可持续性问题。^{[ 9 ]}

夯土有助于提高建筑物的整体能源效率。夯土的密度、厚度和导热性使其成为被动式太阳能采暖的理想材料。热量需要近12个小时才能穿透350毫米厚的墙体。^{[ 3 ]}夯土的材料质量和粘土含量使其比混凝土结构更“透气”，从而避免了冷凝问题，且不会造成显著的热量损失。^{[ 3 ]}研究表明，夯土房屋可以解决因高昂的建筑成本而导致的无家可归问题，同时也有助于解决传统建筑方法带来的森林砍伐和有毒建筑材料等生态难题。^{[ 10 ]}

在中国黄河流域仰韶文化和龙山文化的新石器时代考古遗址中，发现了夯土早期使用的证据，其历史可追溯至公元前5000年。到公元前2000年，夯土建筑技术在中国已普遍用于建造墙壁和地基。 ^{[ 11 ]}

19 世纪，美国因 S.W. Johnson 的著作《乡村经济》而推广夯土技术。夯土被用于建造博罗庄园和圣十字教堂（南卡罗来纳州斯泰茨堡），这两处建筑均为美国国家历史地标：^{[ 12 ]}

建于1821年的博罗庄园建筑群拥有美国最古老、规模最大的“高风格”夯土建筑群。27座附属建筑中有6座以及主屋的部分建筑均采用这种古老的技术建造，该技术于1806年由S.W.约翰逊在其著作《乡村经济》中引入美国。加拿大夯土建筑的杰出范例是位于安大略省尚蒂湾的圣托马斯圣公会教堂，该教堂建于1838年至1841年间。

20世纪20年代至40年代是美国夯土建筑研究的活跃时期。南达科他州立学院开展了广泛的研究，并建造了近百面夯土防风墙。在长达三十年的时间里，该学院研究了涂料和灰泥与土壤胶体之间的关系。1945年，南卡罗来纳州克莱姆森农业学院出版了一本名为《夯土建筑施工》的小册子，发表了其夯土研究成果。1936年，美国农业部在阿拉巴马州加登代尔附近的一处农舍，与建筑师托马斯·希本合作，建造了一个夯土建筑实验社区。这些房屋建造成本低廉，连同足够建造花园和小块牲畜饲养场的土地一起出售给公众。该项目取得了成功，为低收入家庭提供了宝贵的住房。^{[ 3 ]}美国国际开发署（USAID）正与发展中国家合作，以改进夯土房屋的建筑科学。他们还资助了德克萨斯农工大学和德克萨斯交通研究所编写的《夯土手册》。这本手册直到国际夯土协会获得再版许可后才向公众发售。^{[ 3 ]}二战后，随着现代建筑材料价格的下降，人们对夯土的兴趣也随之减弱。夯土开始被视为低劣材料，如今，它常常遭到不熟悉夯土建筑技术的承包商、工程师和工匠的反对。

来自地球之舟

地球屋是一种地埋式被动太阳能房屋，设计为可自主运行。地球屋的建造材料可以是装满泥土的轮胎，也可以是沙袋。

如果使用轮胎，则需将其夯实，使其变成可用的“砖块”。这是一种简单且经济的建筑方法，能够建造出承重能力极强的墙体。地球屋中的轮胎通常是就地制作的，因为制作精良的轮胎重量可达300磅，搬运起来非常困难。

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