[中配]15種奇特建築材料大揭秘

縱觀歷史 工程師們曾嘗試使用 完全不適合其建設項目的建築材料 但實際上卻得到了意想不到的效果 所以在這個視頻中 我將到處介紹 15種最奇特的建築材料 從第15種開始 真菌基建築塊 菌絲體 它是真菌的根系網絡 它在最近幾十年中成爲了一種 被廣泛使用的 最非傳統的建築材料之一 與傳統的開採 融化或化學合成的材料不同 基於真菌的材料是生長出來的 爲了製作這些真菌建築塊 聽起來像是在玩Minecraft 農業廢料如玉米結杆 麻結或木屑 會被消毒並接種真菌包子 隨着真菌的生長 其菌絲將有機顆粒 結合成一個密集的矩陣 一旦形狀和密度達到 材料就會進行熱處理 以停止任何活動 最終得到的是一個在正常條件下 不再生長或分解的堅固坐形塊 實驗測試顯示 這些基於真菌的材料 具有一些非常酷的特性 它們重量輕 防火 還具有良好的熱絕緣 和聲學隔音性能 然而它們在抗壓強度 甚至抗拉強度上 無法與混凝土或鋼材相匹敵 因此真菌材料 不被用作主要的承重材料 相反 它被用於絕熱版 非承重牆 內部隔斷和臨時結構 但真菌的一個酷炫用途 是2014年在紐約MOMAPSE 建造的高保真塔 該結構使用成千上萬磚 爲這個項目 培育的真菌磚建造而成 它屹立了幾個月 它後來被拆除 但材料之後被堆肥化了 結構性能數據顯示 菌絲體磚在其極限範圍內 表現穩定且安全 這種材料作爲建築材料的 主要優勢之一 是其環境特性 它的生產所需的能量 遠低於水泥 鋼材 甚至燒製磚 原材料是農業副產品 生長過程在常溫下進行 不過這裏必須要準確 菌絲體並不是傳統材料的 普遍替代品 在長期接觸溼氣的情況下 它會有所降解 因此仍然是一個積極研究的領域 但通常需要對其進行保護塗層 有時會不準確地將菌絲體 描述爲一種活的建築 實際上一旦材料固化 它就不再具有生物活性 它在安裝後 不會自我修復成長或適應 任何提出相反觀點的說法 都沒有證據支持 作爲一種建築材料 真菌菌絲體代表了 建築材料生產方式的轉變 儘管它在結構方面的應用 仍然有限 但如今它已經在實際建築中發揮作用 它之所以不奇怪 不是因爲沒有證據 而是因爲它挑戰了建築材料 必須被開採或合成的假設 相反它表明在受控條件下 材料可以被培養 並且仍然以可預測 和可工程化的方式表現 十四 夯土 這是仍在使用的 最古老的建築材料之一 按照現代標準來看 它仍然顯得不尋常 因爲它幾乎完全依賴於壓實土壤 而不是燒製或化學改型材料 現在這個技術真的很簡單 它涉及將潮溼土壤的層壓縮在臨時模板內 通常是沙子碎石黏土的混合物 有時還會添加少量石灰 每一層在添加下一層之前 都要經過機械壓實 一旦框架被移除 牆體便會硬化成緻密的質量 一些最著名的夯土建築歷史實例 出現在長城的某些段落 尤其是在石材稀缺的地區 這些部分經歷了數百年的風吹雨打 和極端溫度的考驗 依然保存完好 而且這並不限於古老的建築 它在歐洲 澳大利亞 中國和美國的 現代建築中被廣泛使用 現代的夯土建築 包括住宅 博物館 學校和政府設施 這些結構符合現代建築規範 夯土最重要的特性之一是熱質量 厚厚的土牆在白天吸收熱量 晚上緩慢釋放 它在沒有任何集穴系統的情況下 穩定室內溫度 牆壁通常非常厚 往往在30到60釐米之間 這種厚度能彌補較低的抗拉強度 門窗的開口需要加固 通常使用鋼材或木材 這些集成是標準做法 並不代表任何實驗性建築 不過這種材料確實有些限制 它們在乾燥或半乾燥氣候中表現最佳 過量的降雨會侵蝕未經處理的牆壁 因此合適的基礎屋檐和表面處理 是必不可少的 通常當忽視保護措施時 失敗就會發生 而不是因爲材料本身不可靠 夯土看起來雖然原始 但它的性能在現代分析下卻非常穩定 因此顯得奇特 它處於一個不尋常的類別 外觀上是古老的低技術 但卻與當代結構設計兼容 夯土之所以得以延續 並不是被現代材料所取代 而是因爲它的確有效 它是土壤 轉變爲建築最明顯粒子之一 第十三種是巖礦 巖並不是大多數人所關聯的建築材料 但它在一些實際建築中被使用 尤其是在沒有傳統替代方案時 最具文獻記錄的現代粒子 是位於世界上最大的巖爪 烏優尼巖爪附近的大規模巖磚建築 在這個地區 巖不是裝飾性的 而是結構性材料 使用這些巖塊建造的 最著名建築是薩爾宮 最初建於1990年代初 並在之後按照現代規範進行重建 這些磚塊通過一種 由巖水製成的漿料堆疊 並粘合在一起 漿料在乾燥時會重新結晶 從而將磚塊鎖緊 該地區的巖因礦物質豐富的水 經過長期蒸發和壓縮而變得緻密 這種緻密性使其能夠切割成 具有可預測抗壓強度的均勻磚塊 巖建築的牆壁通常厚達一米 這並不是爲了美觀而增加的厚度 而是用來補償巖的脆弱和易侵蝕性 厚度也提供了一定的熱穩定性 而巖具有高熱容量 有助於調節室內溫度 巖建築還需要嚴格的溼度管理 該地區降雨量很少 這也是巖建築在那裏可行的原因 屋頂通常由傳統材料 如木材 金屬或茅草製成 以防止直接暴露 地板可以是巖或密封混凝土 這取決於用途 但如果沒有保護 巖會溶解 這使得氣候成爲該材料的決定性限制 維護當然是一個持續的過程 在巖酒店中 牆壁會定期通過在侵蝕區域 添加新鮮的岩漿來修補 這使得建築更接近基於土壤的結構 而且重要的是 它們並不是實驗性的 這些是被佔用 受監管和投保的 摩利維亞當局 要求在某些沉重區域 使用增強基礎和非巖結構元素 巖是一種建築材料 這很奇怪 因爲它既是固體又是可溶的 這有點挑戰了我們 對建築材料必須是化學惰性的假設 相反 它表明在適當的條件下 即使是可溶的礦物 也能發揮結構作用 氣凝膠 仍然是最奇特的建築材料之一 它是一種超過90%是空氣的固體 儘管外觀和極低的密度 但它具有可測量的強度和可預測的行爲 並已被納入建築基礎設施和系統中 氣凝膠最初於1930年來開發 但實際上用於建築的可行性 直到幾十年後纔出現 它是通過去除凝膠中的液體成分 並用氣體替代 而不破壞內部結構來製成的 其結果是一個鋼性多孔的固體 內部結構由納米級顆粒 通過錫栓子連接而成 這個結構極其有效地鎖住了空氣 現在這是氣凝膠的一個決定性特性 熱絕緣性 氣凝膠是有史以來最好的絕緣材料之一 它的導熱性能遠低於玻璃纖維 礦物棉 羊毛或者甚至泡沫保溫材料 薄薄的氣凝膠層 可以提供與更厚的傳統材料相同的保溫效果 它主要以毯子或面板的形式應用於建築中 而不是作爲一個整體塊體 這些毯子將由嵌入纖維中的硅基氣凝膠組成 使其靈活耐用並且更容易安裝 它們被用於屋頂 牆壁 窗戶和熱斷橋等空間有限 但保溫要求較高的地方 氣凝膠廣泛應用於工業和基礎設施項目 管道 罐體和冷藏設施使用它來減少熱量損失 同時在最小化厚度和重量的情況下 在某些情況下 氣凝膠的絕緣替代了任何笨重的多層系統 這樣騰出了空間並減輕了結構負荷 在無法增加牆體厚度而不改變外觀的老建築中 基於氣凝膠的內裝絕熱系統 可以在不發生顯著視覺變化的情況下進行熱性能升級 儘管它的特性很不尋常 但在商業形態下並不脆弱 早期的氣凝膠脆弱且多塵 但現代建築級氣凝膠經過強化和封裝 它們可以用標準工具進行切割處理和安裝 安裝時需要控制灰塵 但一旦密封和組裝後 氣凝膠是穩定的 它的防火性能是其優勢之一 基於硅石的氣凝膠不易燃燒 能夠承受極高的溫度 這使得它們在防火建築和工業防火中頗具吸引力 在正常火災條件下 它不會融化或釋放任何有毒煙霧 然而它有明顯的侷限性 成本是最主要的 氣凝膠保溫材料的成本遠高於傳統材料 這確實限制了它在高性能應用中的使用 氣凝膠同樣缺乏任何結構強度 它從未被用作承重材料 其作用純粹是功能性的 包括隔熱光線透過和溫度控制 結構系統必須始終由傳統材料提供 但讓它奇特的是一種建築材料 它的外觀與性能之間存在脫節 它看起來幾乎無形 幾乎不真實 但在隔熱方面卻遠遠超過了更重的材料 很少有材料在物理上如此不直觀 卻在分析中表現得如此可預測 這是一種高度專業化的材料 在傳統解決方案失效的地方表現出色 竹子常常被誤認爲是裝飾性或臨時材料 但實際上它在建築和基礎設施中的重要結構部件中使用 已有幾個世紀 竹子不同尋常之處不在於它弱或看起來像是臨時的 而在於它的表現更像是一種複合材料而非傳統木材 同時它的生長速度是其他任何結構植物所無法比擬的 從技術上講竹子是一種草不是樹 與木材不同 木材隨着年輪向外生長而緩慢增強強度 而竹子在一個生長季節內就能達到全高 且其強度大部分來源於纖維的硬化 某些品種在建築中被使用 其重量相比青鋼具有更高的抗拉強度 竹子在香港的一個最顯著的實際應用 就是用作腳手架 多層建築包括超過200米高的摩天大樓 都是使用竹子腳手架而不是鋼材建造的 不過這種做法是受監管和許可的 並且仍然在積極使用中 竹杆用尼龍帶綁了一起 形成這些在大風負載下表現良好的靈活而穩定的框架 它在永久建築中也被用作結構材料 東南亞 中國和印度的傳統房屋 依靠這些竹框架作爲承重牆 地板和屋頂 這些建築位於非正式的避難所中 許多已經處理了數十年 因此它們的耐久性依賴於適當的處理 包括對竹子進行固化 乾燥 以及防止昆蟲和溼氣的保護 在現代建築中竹子通常被加工成工程產品 如層壓竹木和竹複合材料 它們是通過將竹子分割成條進行處理 然後在壓力下粘合製造而成的 其結果是一個標準化的單元 具備可預測的強度 類似於層壓木材的特性 如今竹子被廣泛用於樑柱 地板和牆板 應用於商業和住宅建築中 竹子當然也有侷限性 未經處理的竹子容易受到 昆蟲 真菌和潮溼的侵害 現代竹子通常都經過化學處理或熱處理 以增強其性能 它也對紫外線暴露敏感 如果不加以保護 表面纖維會隨着時間的推移而裂化 讓它成爲奇特建築材料的原因 不僅僅在於它是非常規的 更在於它作爲生物材料的同時 性能卻像工程複合材料一樣出色 竹子建築不是一種趨勢或環保噱頭 它深深紮根於建築系統中 默默地支持着數百萬人 在一些城市甚至塑造了整個天際線 兵 好吧 在建築規模上 使用過的最不尋常的建築材料之一 就是兵 而最明顯的現實例子 就是瑞典的兵酒店 這個建築是一個功能性建築 每年使用直接從託恩河採集的兵進行重建 該項目始於1989年 每年都在繼續成爲兵器建築中 進行時間最長的實驗之一 這家酒店完全由冰凍水和雪建成 每個冬天當北瑞典的溫度降到零下時 工人們會用工業鋸從河裏切割出大塊冰塊 這些建築塊每個通常重約兩公噸 而附近採集的雪與水混合後 形成一種稱爲Seneis的密集混凝土狀材料 這種材料被噴塗在金屬模具上 以形成牆壁 拱頂和拱門 一旦冷凍完成 模具就會被移除 留下完全由冰和壓實的雪構成的自支撐結構 承重拱河彎曲的穹頂被有意使用 以均勻分配重量 這一點至關重要 因爲冰在壓縮下更強 但在拉伸下則較弱 當然屏幕頂是被避免的 牆體厚度也被嚴格控制 室內溫度保持在零下五攝氏度 即使外部溫度波動 它也會保持這樣的狀態 而這種穩定性 對結構的完整性和客人的安全至關重要 酒店本身包括客房 走廊 冰吧和公共區域 牀 桌子和座椅等傢俱 是用冰塊雕刻而成 然後用馴鹿皮等隔熱材料覆蓋 照明系統採用低熱LED燈 以防止局部融化 當然水管也不會穿過冰結構本身 衛生間和服務區域 位於相鄰的永久型建築內 近年來推出了一種 名爲冰酒店365的獨立建築 這個版本全年使用冰 但它依靠太陽能製冷 來保持夏季的冰凍狀態 雖然仍然是用冰建造的 但它確實融入了現代機械系統 原則上與最初的季節性冰酒店 有很大區別 作爲建築材料 冰對我們其他人來說確實不太實用 但在它被使用的北極環境中 冰的表現正好符合預期 冰酒店證明了 即使是最脆弱的材料之一 只要在尊重物理限制的前提下應用 也能變得結構可靠 玻璃磚 亦稱爲玻璃塊 是一種奇特的材料 它們結合了通常相互衝突的兩種特性 透明性和承重能力 儘管大多數人將玻璃與脆弱聯繫在一起 但玻璃磚在工廠 學校 樓梯間 甚至地板中作爲結構材料 已經使用了超過一個世紀 這些玻璃磚最早是在19世紀末 開始大規模生產的 但在20世紀初 它們的使用迅速增加 它們最早的大規模應用之一 是在工業建築中 在那裏需要自然光 但大面積的開放窗戶 卻削弱了結構牆體 玻璃磚通過允許光線 透過同時保持牆體完整性 來解決了這個問題 與窗玻璃不同 玻璃磚要厚得多 內部是空心的 並且經過密封 它們通常是通過將兩半模製的玻璃 融合在一起形成內部氣腔 它們的建造 在裝飾藝術風格時期尤爲突出 1920年代和30年代的建築 經常使用玻璃磚外立面 樓梯和內牆 這些裝置至今仍然存在 結構穩固 一個值得注意的現代例子是 1932年完工的Maison des Verts 建築的外立面 幾乎完全由玻璃磚構成 形成了一種半透明的外觀 既能散發光線 又能保護隱私 這個結構已經連續使用了幾十年 體現了這種材料在實際中的可行性 玻璃磚也可以在地板 甚至人行道中 作爲結構性材料使用 拱頂燈是一種相關的玻璃塊系統 曾在紐約和芝加哥等城市的人行道上安裝 用於將陽光傳輸到街道以下的地下室 而許多這樣的裝置 在一個多世紀後仍然存在 儘管它們在壓縮下具有很強的能力 但仍有明顯的侷限性 它們在拉力和集中負載下 表現不佳 這就是爲什麼它們通常用鋼筋加固 然後嵌入沙漿中 它們不適合用於大跨度結構 和高樓的喝載路徑 在熱性能方面 玻璃磚比單層玻璃表現更好 但不及保溫牆 現代版本通常包括塗層 或充有劑氣的空腔以提高其性能 但與傳統強體系統相比 它們仍然屬於小衆 由於審美的變化和更嚴格的能源法規 玻璃磚的使用在二十世紀末 確實有所下降 但它從未真正消失過 當代建築師繼續在學校醫院 和工業建築中使用它們 因爲這些地方對慢射光和耐用性 有着較高的要求 玻璃本應破碎 但在這裏卻成了牆 重新思考透明度 隱私和結構的材料力量 可以在不依賴傳統系統的情況下共存 再生塑料是一種 非常規的現代建築材料 因爲它將消費後廢物 轉化爲結構組件 與裝飾性 在利用項目不同 回收塑料涉及具有明確特性 和實際數據的工程產品 塑料木材 是最常見的形式 它是通過熔融和擠壓回收塑料 如瓶子 袋子和包裝材料製成的 結果是一種緻密堅固的材料 可以像木材一樣 被切割鑽孔和固定 塑料木材不會腐爛 吸水或吸引昆蟲 這使得它被廣泛用於甲板 步道和海洋基礎設施 整個行人橋和碼頭 都是使用回收塑料木材建造的 在荷蘭和美國 塑料結構元素被用於 易受洪水影響的地區 那裏的木材會deteriorate 相關的結構經過監管承載測試 並獲得公共使用許可 其中一個被記錄得最詳細的系統 是由融化廢料製成的 互鎖塑料磚 這些建築塊的設計是爲了 能夠填充混凝土或內部加強 從而滿足結構要求 使用這些系統建造的建築 遍佈拉丁美洲、非洲和歐洲 部分地區 塑料道路是另一種應用 回收塑料 以與瀝青混合 以提高它們的柔韌性 在印度、英國和澳大利亞等國 已有試點項目和永久性設施 這些道路會監測磨損 微塑料釋放和長期性能 結果雖有差異 但日益向好 然而 回收塑料也有侷限性 它在熱量下變軟 膨脹程度超過傳統材料 並且在長期負載下會發生乳變 因此在沒有加固的情況下 它很少被用作 任何建築物的主要承重元素 消防性能 是另一個限制 大多數回收塑料 需要添加寄貨防護外罩 才能符合防火規範 這並不意味着它們不安全 但限制了它們的使用場所和方式 使回收塑料 成爲奇特建築材料的 並不是它的外觀 而是它的來源 用購物袋、包裝和瓶子建造的建築 迫使工程師面對權衡 而不是理想化的說法 再生塑料建築 並不是一種通用的解決方案 這是一種日益增長的工程材料類別 具有特定用途 最奇怪的是 旨在被丟棄的東西 卻可以被重新利用 變成一個註定要持續數十年的結構 透明混凝土 是的 這是一種違反直覺的建築材料 它的性能類似於混凝土 同時允許光線透過 乍一看這聽起來像是矛盾 但這種材料的紋線相當充分 並且已被商業化生產 它是通過將數千根光線 或導光元件 嵌入細沙混凝土中製成的 這些纖維 從材料的一面穿過另一面 當光線照射到一側時 它會通過纖維傳遞 並在另一側表面出現 混凝土本身保持不透明 只有光線能夠導光 這個區別很重要 因爲結構行爲 源於混凝土的配方 而不是水泥的透明度 最廣爲人知的商業版本 是在2000年代初開發的 名爲Lytrakon 從那時起 許多人以不同的商標名 製作了類似材料 但他們都遵循相同的基本原理 即高強度混凝土 與精確排列的纖維素相結合 它們通常佔總容量的不到5% 實際應用存在於 歐洲 亞洲和北美 這些透明混凝土面板 也安裝在博物館 辦公大樓和地鐵站 一個有據可查的例子是 這些面板在德國公共建築中的應用 在不犧牲隱私或牆體厚度的情況下 將日光引入室內走廊 現在通過它傳輸的光線 是相當慢射的 而非定向的 無法像玻璃那樣提供清晰的可視性 形狀和影子可能可見 但細節卻不可知 這使得該材料在需要自然光 但視覺透明度不適合的地方 變得有用 比如安全設施 樓梯間 或注重隱私的室內 它的熱性 能與混凝土非常相似 這些纖維並不會顯著降低絕緣性能 不過這種半透明混凝土 很少用作外牆 而不加額外的絕緣層 成本是主要的限制因素之一 由於製造對齊 這種混凝土的成本 顯著高於傳統混凝土 這使其侷限於 高價值的建築 而非任何大規模基礎設施 耐久性數據顯示 這種混凝土在正常條件下表現良好 這些纖維被保護在 混凝土機體內部 使它們能夠抵禦紫外線照射和物理損傷 長期的風化研究表明 這些面板在適當密封時 會隨着時間保持其透光能力 但讓這個材料奇特的 不是它違反了物理規律 而是它顛覆了我們的視覺期待 混凝土給人以厚重 和不透明的感覺 透明混凝土在保持這種特性的同時 靜靜地讓光線 透過看似堅固的材料 這是一個獨特但合法的 材料類別結構與照明交匯 軟木建築 軟木是一種非常奇特的建築材料 仍然在建築中廣泛使用 因爲它是從樹皮中提取 而非木材 但在絕緣方面的表現 非常可靠 與大多數用於建築的有機材料不同 軟木並不是直接從樹上 砍下來的 它是從橡果樹的樹皮上剝離下來的 這種樹會隨着時間的推移 重新生長出這種材料 軟木已在建築中使用了數百年 尤其是在南歐和北非地區 傳統上 它因其絕緣和耐潮溼的特性 而受到重視 而在現代建築中 它的應用已超越了地板和絕緣材料 擴展到牆體系統 外牆和甚至承重結構 現在軟木的所有性能的關鍵 在於它的細胞結構 它由數百萬個充滿氣體的 微觀封閉細胞組成 這種結構賦予了它彈性 隔熱和聲學阻尼效果 這也使得軟木具有可壓縮性 而不會產生永久性變形 從而能夠吸收衝擊和震動 現代軟木建築 依賴於擴展軟木塊 這些塊是通過加熱軟木顆粒 直到自然樹脂將它們 粘合在一起而製成的 其結果是一個緻密的堅固的材料 可以塗附於塊柴或面板上 一個很酷的現實例子是 2019年竣工的軟木屋 它幾乎完全由膨脹軟木塊構成 包括牆壁 絕緣層和室內裝飾 結構本身具有承重能力 能夠拆卸 主要通過壓縮和機械連接件固定 而不是用水泥 由於軟木的靈活性 它在地震條件下 表現非常出色 這使其在地震頻發地區 頗具吸引力 儘管採用率仍然有限 它在聲學性能方面也表現出色 使得軟木建築異常安靜 人們常常誤解它的防火性能 軟木確實會燃燒 但它燃燒得很慢 並且不會釋放與許多合成材料 火災測試顯示 膨脹軟木在厚潔面 或保護性結構中使用時 符合某些地區的建築規範要求 軟木因其化學成分 而具有抵抗腐爛 昆蟲和黴菌的能力 歷史上在歐洲的軟木安裝 已經保持功能數十年 幾乎沒有降解 但軟木之所以是一種奇特的材料 是因爲它將生物來源 與工程可靠性結合在一起 儘管是從活樹上收穫 而不致使它們死亡 但它的表現更像複合材料 而非木材 它經過設計、規範和驗證 奇妙之處在於它的有效性是如此安靜 一種看起來柔軟的材料 卻能完成更硬物的工作 鋁泡沫 沒錯 就是鋁泡沫 這是一種在今天實際使用中 非常不尋常的建築材料 因爲它看起來堅固 雖是金屬製成 但比傳統結構元素 更像是輕質的蜂窩海綿 與裝飾性金屬面板 或薄外牆材料不同 鋁泡沫被設計爲一種 具有可測量機械屬性的塊狀材料 並已被納入實際建築 和防護建築系統中 它通過將氣泡 引入熔融鋁中 或將鋁粉與發泡劑壓實 並加熱至其膨脹來生產 最終結果是一個 充滿數百萬個密封 或部分打開孔的堅硬材料 根據製造方法 孔徑和密度受到嚴格控制 這使得工程師能夠設計出 具有可預測強度 剛度和能量吸收特性的 鋁泡沫板 它最不尋常的特點 是其強度與重量的比率 它比實心鋁輕得多 同時保留了足夠的抗壓強度 可用於某些應用 這使它在需要減輕重量的地方 變得非常有價值 比如大型外立面板 屋頂結構甚至懸掛元素 它的聲學性能是 另一個很酷的應用 開孔鋁泡沫有效吸音 尤其在工業和交通環境中 表現突出 面板已在鐵路車站 隧道以及需要耐用性 和噪音控制的 大型公共空間中安裝 與織物或礦物機身學材料不同 鋁泡沫是非纖維狀的 並且在潮溼或骯髒的環境中 不會降解 不過從熱學角度來看 它的表現取決於細胞結構 閉孔泡沫提供了一定的隔熱性能 但它們主要因強度和剛度 而受到重視 開孔泡沫導熱更快 通常不用於隔熱 因此鋁泡沫幾乎總是 與另一種材料搭配使用 而不是單獨用於外牆 不過成本是一個很大的限制因素 由於其特殊的製造工藝 這種材料的成本遠高於傳統的 保板金屬或混凝土面板 因此其使用將限制在那些 獨特特性能夠證明其費用的項目中 但真正讓它成爲 一種奇特材料的是 它與我們認爲金屬應該表現的方式 有些相悖 它是金屬的 堅硬且耐用 但又極其輕便且易於破碎 它並不是直接抵抗力量 而是吸收它 這種優先事項的逆轉 正是使其在建築中顯得真正獨特的原因 稻草捆 沒錯 它們是現代建築中 最被誤解的材料之一 它們常常被視爲實驗性或臨時性的 但稻草背後建築 實際上是一種規範化的 歷久彌新的建築方法 稻草是 古物收割後剩下的幹荊 這不是乾草 它的營養價值很低 這使得在適當密封時 對害蟲沒有吸引力 在稻草包建築中 緊密壓縮的稻草包 像超大磚塊一樣堆疊 形成厚厚的牆壁 這些牆壁接着用石灰 黏土 或水泥機的溼面進行墨灰 以保護稻草免受溼氣 火焰和害蟲的侵害 稻草牆建築 自19世紀末以來就開始建造 尤其是在木材稀缺的地區 一些早期的例子 位於內布拉斯加州 至今仍在使用 現代稻草本要建築 在這一歷史基礎上 採用標準化的工程設計和適度控制 主要有兩種方法 在承重的稻草包建築中 屋頂的載荷 直接由稻草包牆承載 不過由於抗壓強度的限制 這種方法通常僅適用於低層建築 通常爲一層或兩層 在填充系統中 稻草磚被用作木材 鋼材或混凝土結構框架內的絕緣材料 這兩種系統 在現代建築規範中 被廣泛使用並被允許 但它最奇特的特性之一 是防火性能 當稻草背後牆體緊密壓實 並抹上灰泥時 在防火測試中表現非常出色 包內缺乏氧氣 防止持續燃燒 經過標準測試記錄的耐火等級 超過兩小時 稻草包牆的厚度 約爲45到60釐米 這也帶來了很高的絕緣值 使得建築能夠在很少的機械加熱 或製冷情況下 保持穩定的室內溫度 這種建築方式 在北美 歐洲 澳大利亞 乃至亞洲的部分地區無處不在 適用於住宅 學校 辦公室和社區建築 這些建築的使用 投保和維護 與其他建築一樣 在一些地區 稻草捆建築方法 直接納入了住宅建築規範 但這其中奇怪的地方 不在於它脆弱 而在於它看起來脆弱 卻表現得很好 用壓縮稻草製成的牆壁 儘管與農場和廢料相關 卻最終在性能上 超過了許多現代建築系統 他們表明 在正確的條件下 農業廢料可以成爲一種永久性建築 不僅僅是實驗 而是可重複的規範化建築方法 三 硫基混凝土 是一種不尋常的建築材料 它不含水泥和水 相反 熔融硫作爲粘合劑 完全取代了波特蘭水泥 雖然這聽起來像是 實驗性材料 但硫磺混凝土在現實建築中已經生產 測試並使用了幾十年 現在硫磺混凝土是通過 加熱元素流質到其融化 然後將其與沙子和礫石等 古料混合而成的 一旦倒入模具 混合物迅速冷卻並固化 硫磺也隨之凝固 這一過程實際上在幾個小時內完成 而不是幾天或幾周 這使得結構能夠迅速達到其最大強度 因爲沒有水荷反應發生 水在固化過程中 沒有作用 與水泥基混凝土不同 硫磺混凝土在接觸 酸鹽或硫酸鹽時不會降解 這使它在化工廠 污水處理設施和危險材料 儲存區等工業環境中 具有極高的價值 實際應用包括 地板封閉結構甚至工業基礎 由於不含水分 它不會因冰凍而產生內部膨脹 這使得它被用於 寒冷氣候中 而傳統混凝土則會發生裂化 然而硫磺混凝土 有明顯且有距可差的侷限性 它在相對較低的溫度下軟化 通常在115攝氏度以上 這使其不適合用於 暴露在火中的結構元素 因此硫磺混凝土 通常僅限於 非承重或受保護的應用 或者在火災 風險可控的環境中使用 也存在一些環境問題 硫本身通常是石油精鏈 和天然氣加工的副產品 這意味着硫混凝土 可以重複利用工業廢料 與此同時 硫不是可再生資源 其可得性取決於化石燃料的開採 關於硫磺混凝土 本質上是環保的說法 實際上取決於具體情況 不應被廣泛泛化 儘管有這些限制 但這並不是理論上的 它已經標準化並經過測試 工程師對其行爲有着準確的理解 這就是爲什麼它只在有限 而非廣泛的情況下使用 我想這表明混凝土類材料 可以超越傳統建築實踐的 假設而存在 羊毛是一種相當奇特的材料 實際建築中使用它 是因爲它是生物性的 表現得更像一種高性能的 工程產品 而不是單純的原纖維 雖然常常被視爲原始材料 但羊毛經過廣泛測試 至今仍被用作合法的建築材料 羊毛保溫材料 是通過清潔處理和壓縮 羊毛纖維製成的粘貨板 這些產品被用於 住宅和商業建築的牆壁 屋頂和地面 這些產品經過監管 並獲得現代建築規範的認證 現在羊毛最獨特的特性之一 是調節溼度的能力 羊毛纖維可以吸收 相當於自身重量30%的水蒸氣 而不感到潮溼 這使得羊毛隔熱的建築 能夠調節溼度 從而在適當的細節處理下 減少凝結和黴菌風險 羊毛也是天然防火的 它在比許多合成絕緣材料 更高的溫度下點燃 並且傾向於碳化 而不是融化或滴落 火災測試表明 羊毛絕緣材料 在不添加任何有顱阻燃劑的情況下 可以滿足消防安全標準 在熱性能方面 羊毛的表現與玻璃纖維和礦物棉相當 其絕緣性能隨時間保持穩定 並且在正確安裝時 不會明顯沉降 但它最不尋常的功能之一 是空氣淨化 羊毛可以通過 與纖維中的氨基酸反應 化學結合某些空氣中的污染物 如甲醛 實驗室和建築內部的研究 確實證實了這種效果 但它並不能替代任何機械通風 也不應被過分誇大 羊毛當然也有侷限性 它必須經過處理 以抵禦像鵝子這樣的昆蟲 通常使用基於硼的化合物 它的價格也比合成絕緣材料貴 而且供應不如合成材料廣泛 但它被應用於 真實的建築和公共設施中 這些建築像其他傳統建築一樣 被佔用 投保和維護 奇怪的是 它能表現得很智能 但並沒有經過工程設計 它調節溼度 它耐火 吸音 並具有隔熱效果 這些都是現代材料 通常需要多個層次才能實現的功能 所以 歷史上規模使用的最奇特建築材料 可能是羅馬火山灰混凝土 不是因爲它稀有 而是因爲它違背了 現代建築的一項核心假設 即材料在時間退移中 不可避免地會變弱 使用火山灰製成的 羅馬混凝土在合適的條件下 已被證明在數百年中 會變得更強 羅馬建築師將石灰 與主要來自納布勒斯灣地區的火山灰 混合在一起 這種火山灰 含有反應性的氯硅酸鹽礦物 當與海水或水分結合時 這些礦物形成穩定的晶體結構 增強了混凝土內部的強度 羅馬的港口 碼頭 防波堤 水渠 以及像萬神殿這樣的建築 在將近兩千年後 仍然結構完好 分析表明 暴露於海水中會觸發化學反應 而是增強材料的強度 而非降解 現代波特蘭水泥的表現截然不同 它依賴於鋼筋加固 易受開裂 氯離子滲透 甚至腐蝕的影響 羅馬混凝土不含鋼材 也不需要任何加固 而是依靠化學反應和質量 現代工程師現在在大壩 橋樑和海洋結構中 使用這些材料 包括火山灰和粉煤灰 這些是羅馬技術的直接後裔 例如呼佛大壩 使用這些添加劑來控制熱量 並提高耐久性 但是羅馬混凝土很奇怪 因爲它打破了線性進步的敘述 一種不依賴現代科學而創造的材料 其性能超越了許多現代同類產品 這並不神祕 也不是失落的技術 它只是告訴我們 材料的智慧可以來自觀察而非理論 有時耐久性是通過剋制 而非力量來實現的