1.2　材料和建筑帮助人类走向世界

材料和建筑是人类的第二套衣服，也许是更重要的衣服，

人类在向地球各地的迁移过程中，火、石器、房屋都是有力武器，人们因地制宜，针对多变气候和复杂地形，利用一切可以利用的材料营造出各具特色的房屋。人类对能源（尤其是热能）的利用，是人类走向世界的武器。

1.2.1　人类以“穴居”与“火塘”征服寒带

源于富庶热带的“裸猿”，为了拓展生活圈，向着不适于裸体生活的寒带、雨林、沙漠迈进。除了穿起了避寒的衣物之外，首先人类以“穴居”与“火塘”在寒冷气候中杀开了生路，开拓了生存范围。所谓“穴居”就是将居住面下挖，借以防风避寒的居住形态，而“火塘”则是取暖用的设备。这两种避寒工具通常同时存在，成为人类拓展寒冷气候生活圈无往不利的武器。下挖式“穴居”乃是依靠巨大土壤的“低热传导”与“高蓄热”之功能来保温的智慧，尤其能将室内火塘所散发的辐射热蓄积于土壤内，是一种辐射采暖科学的大智慧。

只要不是终年炎热的热带，“穴居”与“火塘”在亚热带稍微干燥之地均可适用，自古以来全球北纬20°以北地区，由亚热带到寒带，均发现了无数的“穴居”与“火塘”并存的住家遗迹。远至40000年前在西伯利亚冻原地带，就有Dyuktai人以驯鹿与长毛象骨头堆砌成“穴居”，度过冰天雪地的长冬，甚至因纽特人的冰屋Igloo也是一种“穴居”与“火塘”的组合。在北美洲西北高原的汤普逊印第安人则建造着完全由泥土覆盖，只用一座木梯由顶部通风口进出的“穴居”。在多雨、温暖气候的日本，古代住家遗迹千篇一律均是浅穴型的“穴居”，甚至直到70年前在亚热带岛屿的我国台湾泰雅族，也建造着深2m的“穴居”，以避中央山脉海拔1500m的寒风。

1.2.2　人类以“干栏”与“吊床”征服雨林

发源于富庶热带的“裸猿”，进一步以“干栏”与“吊床”进入了蛊毒瘴疠的热带雨林区。所谓“干栏”就是以高脚住家形式将生活层架高起来，以发挥通风防潮的功能。自古以来，“干栏”主要分布于热带热湿地区，较小部分分布于亚热带的低洼湿地与丘陵山地区。“干栏”良好的通风性能，可促进蒸发冷却，达到除湿的功能，是热湿气候保持干爽卫生的良策。

亚马逊印第安人采用“吊床”来对付热湿气候。当地印第安人不采用干栏式住家，而采用一种像蒸笼似的椭圆形茅草屋，其室内又闷又湿，看似不适合于热湿气候风土，但他们白天都在户外生活，很少留在室内，只在晚上或雨天移至室内，他们同时采用透气的“吊床”作为睡觉之用，或作为日常聊天的座椅，利用“吊床”的透气性使人得到通风冷却的效果。有时一座大椭圆型茅草屋，可容纳20～30人用的“吊床”，每家族的“吊床”系于室内一角，可说是另一种达到通风除湿的绿色建筑技术。

事实上，采用这种不开窗的封闭茅草屋另有苦衷，即当地充满攻击人畜而使人致病的蝇虫，人们必须随时在室内生火熏烟，才能免除干扰。此草屋内除了顶上的排烟小口外全无开窗，厚葺草外壳的遮阳保温性，能使室内甚有凉意，室内还随时生火，以把室内熏得黑黑的，使蚊虫不易侵入。这和南美印第安人的“吊床”与上述“干栏”一样，都是在古代热湿雨林区，人类对付热湿气候的智慧。

1.2.3　人类以“帐篷”与“泥土”移居沙漠

发源于富庶热带的“裸猿”，进一步以“帐篷”与“泥土”移居干燥的沙漠气候区。由于干燥气候的荒漠会大量夺去人体的水分，人类必须同时对抗烈日与干旱，才能存活。游牧民族以“帐篷”为机动式临时住家，在寒冷气候沙漠中采用完全封闭形式的帐篷，如北亚冻原气候的蒙古包；在酷热沙漠中则采用紧贴地面的低矮型帐篷，如中亚与北非沙漠的黑色帐篷。帐篷以绳索拉张编织布编织而成，具有阻挡风沙的功能，一方面在良好天气时还可将帐帘掀起，变成开放型帐篷；另一方面也可随着暴风沙之方向，匍匐固定于沙丘之后，变成防风型的低矮帐篷。这些帐篷可以在十几分钟之内完成收拾、装运、移动，是迅速变化的有机建筑，也是十分完美的沙漠型绿色建筑。

至于在有水源的沙漠边缘区，“泥土”则是提供一切定居的素材，不管是由夯土做成的清真寺，还是由泥晒砖叠砌而成的住家，甚至在黄土高原挖砌出来的窑洞，都是取之于泥土、形之于泥土、归之于泥土的生态循环建筑。由于泥土建筑必须为厚重的承重墙，因此有很好的储热功能，是一种冬暖夏凉的构造，也是一种节约能源的构造。在干热沙漠地区，常常出现“帐篷”与“泥土建筑”并存的居住形态，人们在酷热的白天居于“泥土建筑”内以避暑，在晚上为了避免储热于泥土墙内的太阳辐射再放热，则搬至建筑户外，住于通风良好的“帐篷”内以乘凉。总之，“帐篷”与“泥土”是沙漠地区人类对付激烈干燥气候变化的绿色建筑技术。

1.2.4　最难控制的热湿气候

人类虽然起源于热湿气候区，但是为了扩大生活圈，自古即以种种建筑方法来应对不同气候环境，使得人类的足迹得以遍及全球。然而，富庶的热湿气候区虽是人类的起源地，但在环境控制上却是最难以应付的气候；反之，乍看之下甚为严峻的寒冷、干燥气候区，反而是较容易驾驭的风土。

就对付寒冷气候而言，人类除了可用建筑物来御寒之外，也可采用最简单的生火、穿衣、盖被的方法来保暖。他们对付干燥的方法，常在屋内火炉上放置一盆不停烹煮的水壶或烹锅，来散发水蒸气以润湿室内空气，或将油质涂抹于皮肤上，以防止干裂、蒸发、脱水。另一方面，人类对付干热气候也并不困难。例如在中亚、北非的干热沙漠区，人类采用厚重的泥晒砖来盖房子，并在中庭建造水池以应付干燥高温的压力，甚至将素烧之陶制水壶置放于通风口，利用多孔质陶面蒸发水汽的方法，来达到自然加湿冷却的效果。有名的沙漠民居建筑师Hassan Fathy甚至设计了多种素烧水壶与喷水式加湿冷却通风塔，利用多层多孔性木炭作为加潮的媒介。

总之，对付寒冷、干热气候的对策属于简单而自然的小技术，自古人类已能应付自如。然而，解决热湿气候高热高湿的方法，却是一种高难度的技术，自古以来人类就对之束手无策。直到空调去湿技术及太阳能建筑的出现，人们对此才有突破性进展。

1.2.5　几种就地取材的建筑材料

对于生活在冰雪世界中的因纽特人（爱斯基摩人），积雪是他们唯一可用的建筑材料。被风吹的雪能够紧密堆积，通过冰晶互相粘接。雪又是极好的绝缘和绝热材料。因纽特人用利刀将雪制成规格不同的雪块垒砌成为冰屋，漂亮实用。在室外寒风凛冽、气温为-40℃时，可保持室温在冰雪不融的0℃左右。冰屋最大特点是雪块按规律砌成的圆顶，上无任何支撑，却坚固可靠，再在圆顶上覆盖兽皮海草，用透光而不透气的海兽肠衣作为窗户，出口经过地道以避免热量损失并抵御狂风。因纽特人就是凭借冰屋才能生活在极地严寒之中。

在荒脊、缺乏树木的亚洲北部冻土地带，建筑材料稀缺，当地居民无奈挖地掘室，春秋季节搭建一些临时帐篷，帐篷由驯鹿或海豹的皮毛制成；而在西伯利亚针叶树林地带居民一般建造埋入地下的房屋。出于保暖考虑，通往居住区域的入口内凹，草皮覆盖的房屋由木头构筑。通过类似鲸脊椎骨之间的空隙实现通风，聚集场所通常由劈开的树干和圆木构成的柱、橡框架、草皮覆盖的屋顶构成。

发现于乌克兰麦芝里奇附近的一个遗址，距今15000年以前，这块地区是一片冰缘草原，有成群的猛犸象和披毛犀等大型食草动物漫游其上。居住在猛犸象骨住房里的居民是猎取巨型食草动物的猎人，这批人参与组成的交易网可能向南远伸至黑海。人们用猛犸象骨建造住房（图1-3），图1-3（a）为住房的入口面，图1-3（b）为其背面。这座建筑物的底部横宽约5m。旧石器时代从事狩猎与采集活动的一伙人群建造了这间住房。史前人类就是凭借冰块、兽骨进军雪地和荒原的。