石灰如何为当代建筑增光添彩

Great Wall of China. Image © Airbnb

到了 18 世纪，Smeaton的作品让人们了解了水硬石灰的特性，这也是后来波特兰水泥技术和专利的由来。从 19 世纪到现在，波特兰水泥（OPC）的出现使石灰在建筑中的使用大幅减少，因为它在初始阶段可以快速硬化，使其早期强度快速增加。然而，在建筑中适当使用石灰，除其他因素外，可以在比 OPC 更低的温度下生产，还可以使其在煅烧过程中使用更少的能源，从而减少温室气体排放，减少收缩，防止开裂。

Great Wall of China. Image © Airbnb

石灰是一种无机白色粉末材料，由石灰石煅烧而成，石灰石是一种由碳酸钙组成的矿物。石灰石从采石场开采出来后，要经过粉碎，将其大小减小到 80 到 200 毫米，然后根据它们的粒度进行分类，再进行高温煅烧（900 至 1200°C），煅烧过程中会释放出二氧化碳，残留的氧化钙被称为生石灰。最后，生石灰被转移到储存筒仓中，以袋装或散装的方式进行分装。加入水后，生石灰通过释放蒸汽的放热反应转化为熟石灰或消石灰。在分离和研磨的过程中，可以得到普通熟石灰，如果将白云质生石灰通过水合器和研磨则可以得到压力熟石灰。为了适应不同的环境，还有其他类型的石灰，例如由 95% 氧化钙组成的脂肪石灰或空气石灰，或由粘土和氧化亚铁组成的水力石灰。

Mud House / Sketch Design Studio. Image © Jeevan Jyot

石灰的特性有防水性，可以防止水渗入，同时允许水蒸气通过，这样消除湿气，而且还能防止霉菌或细菌的繁殖；有高孔隙率，可提高空间的透气性，并有助于蒸发其中的水分；以及它在砂浆中的可塑性，有利于各种材料的放置和粘合；可以通过使用废料和手工制造方法降低生产成本；还有杀菌作用，防止微生物附着泛滥。

Can Bau / Paloma Bau Studio   Viraje arquitectura. Image © David Zarzoso

那么，石灰在当代建筑场景中的运用是怎样的呢?在石膏、砂浆和其他材料中使用时，要考虑哪些因素?一直到20世纪，石灰都是房屋建筑中使用的主要粘合剂，用于混凝土、砂浆和石膏。作为粘合剂并与其他材料如沙子和水混合，它通常用于砂浆和混凝土中连接砖、块和石头。例如，hilip Lütken在丹麦设计的祖母之家有着不规则的砖砌，厚石灰砂浆接缝填充空间。而且砖砌体中的石灰砂浆可以保护砖被再次利用。

House for a Grandmother / Philip Lütken. Image © Kim Høltermand

石灰砂浆是一种动态材料，在碳化过程中硬化后能够与环境相互作用，并适应结构的变化。它们具有很高的可加工性（即流动性、保水性和凝聚性的适当组合）。虽然在非常恶劣的气候条件下，石灰砂浆和灰泥可能不是很耐用，但可以通过使用水力石灰或加入波特兰水泥来抵消这种情况。Cotton Estes建筑师事务所设计的巴雷拉住宅位于美国圣安东尼奥的一个历史街区内，旨在采用有利于资源保护和低维护的建筑系统和材料，在墙壁涂上了一层水力石灰抹灰。

Barrera House / Cotton Estes Architect. Image © Dror Baldinger, FAIA

考虑到石灰是一种生态建筑材料，而且具有显著的环保优势，秘鲁的 Calx 可持续房屋应运而生。这些房屋的结构构件采用了强化石灰块，隔墙构件采用了简单的系统，可以优化和简化施工。Pezestudio 着重强调了石灰调节湿度的能力，以及它的隔热和隔音性能，从而降低了能源需求，为居民节约了经济成本，还减少了有毒气体的排放。

Calx Sustainable Houses / Pezestudio. Image © Gonzalo Cáceres Dancuart

此外，在石膏中混合石灰还能减缓凝结的时间，保障饰面的光洁度，使表面看起来很光滑，降低开裂的概率。除其他用途外，石灰还可用于墙壁和天花板的抹灰、涂料和饰面的制备、稳定土壤、改善道路和地基建设中的机械性能。在西班牙马略卡岛，石灰建筑是一种古老的技术，直到现在，这种技术只用于外墙和垂直表面。在 自然之家 项目中，Ideo arquitectura 还在地板和天花板上使用了石灰，为整个室内空间提供了美感和无缝的连续性。与此同时，在意大利， Andrew Trotter工作室在制作石灰抹灰和涂料的工匠的帮助下，将全石灰石膏应用于Casolare Scarani住宅的内部。

Casolare Scarani House / Studio Andrew Trotter. Image © Salva López

石灰的生产不需要大量资金，也不需要进口技术或设备。它可以在当地市场进行少量生产，降低运输成本，为当地工业提供发展机会。位于印度Alwar的Sketch设计工作室专注于使用当地材料和工艺技术，他们设计的泥屋 注重使用当地材料和工艺技术，其墙壁是用当地泥土混合石灰和葫芦巴种子等天然粘合剂夯实而成的。此外，墙壁和地基使用了回收的石材，石灰窑中石灰石加工后的残渣 Bagra 被用作石头砌筑的砂浆。实际上，使用石灰残渣的可持续建筑技术已在附近社区使用了几个世纪，其中一个用夯土建造的房间还使用了石灰抹灰，这种抹灰技术也得以保留。

Mud House / Sketch Design Studio. Image © Jeevan Jyot

从拉丁美洲的 Tatakua 住宅到欧洲的 Can Bau住宅，许多住宅都使用石灰作为饰面。在全球范围内，石灰在保护教堂、城堡等古建筑和古迹方面也发挥了重要作用。目前，石灰被用于玻璃生产、造纸、农业实践、化学工艺、石膏、砂浆和其他建筑材料。那么这种材料的未来会怎样？建筑专业的设计师们将如何重塑自己，可以充分利用石灰的特性？

Mas Auleda House / Contorns, arquitectura e interiorismo. Image © El Ramo Volador

Mas Auleda House / Contorns, arquitectura e interiorismo. Image © El Ramo Volador

TD House / Skye Maunsell Studio   Jordi Veciana   Juan Gurrea Rumeu. Image © Salva López

TD House / Skye Maunsell Studio   Jordi Veciana   Juan Gurrea Rumeu. Image © Salva López

TD House / Skye Maunsell Studio   Jordi Veciana   Juan Gurrea Rumeu. Image © Salva López

Casolare Scarani House / Studio Andrew Trotter. Image © Salva López

Casolare Scarani House / Studio Andrew Trotter. Image © Salva López

Calx Sustainable Houses / Pezestudio. Image © Gonzalo Cáceres Dancuart

Casa para una abuela / Philip Lütken. Image Cortesía de Philip Lütken

Stone House / Sketch Design Studio. Image © Purnesh Dev

Stone House / Sketch Design Studio. Image © Purnesh Dev

Mud House / Sketch Design Studio. Image © Jeevan Jyot

Natural House / Ideo arquitectura. Image © Salva López

Natural House / Ideo arquitectura. Image © Salva López

Tatakua House / Rcubo. Image © Leonardo Mendez

Tatakua House / Rcubo. Image © Leonardo Mendez

Brick Manor / Bhutha Earthen Architecture Studio. Image © f/8

Brick Manor / Bhutha Earthen Architecture Studio. Image © f/8

Barrera House / Cotton Estes Architect. Image © Dror Baldinger, FAIA

Can Bau / Paloma Bau Studio   Viraje arquitectura. Image © David Zarzoso