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防蛀性、结构抗剪性较差等。这需要我们在具体的设计和施工过程中，利用现代的建筑技术和施工方法将其加以改进和发展。
3.2 传统生土建造方式与现代生态设计的结合
根据黄土高原的现状特点，生态建筑设计所关注的主要焦点是，如何减小建筑自身的蕴涵能耗（Embodied Energy）和建筑在运行过程中的矿物能源消耗。前者可以通过尽可能多地使用当地以生土为主的自然材料和传统建造技术来实现。鉴于该地区冬季寒冷、夏季温和且日气温温差较大的气候特点和学校建筑的功能特点，使教室冬季采暖的能耗最小化是减少建筑运行耗能的主要途径。其基本策略可以被概括为：减小建筑围护结构在冬季的热损失和最大限度地利用如太阳能、风能等自然能源。
根据选择性建筑设计的指导思想，场地规划和建筑形体设计便成为具体实施的第一步。经过实地勘测，基地选址最终确定在毛寺村中心的一片面南台地之上，三面黄土丘陵环抱，南面向蒲河敞开，具有良好的微气候和景观条件。可以说是传统风水学中的理想营造之地。在总体规划中，由于学校功能构成较简单，所需的10间教室两间一组被划分成5个单元，沿着东西方向面南布置在两个不同的台地之上。这不仅有助于每间教室可以最大限度地引入自然采光和用于冬季采暖的太阳能，而且利用地形可以加大夏季南风对于教室自然通风的积极作用，并减小冬季北风所造成的冲击。室外场地被教室自然围合成两个不同标高的开放空间。其中，被教室环绕的场地作为内向休憩花园，配以大量的树木和花草，以及有组织的花架和石凳椅，可供孩子们课间休息和玩耍。下一标高的场地北靠教室组群，面南开放，作为孩子们室外活动和锻炼的操场。整个学校的主要通路和休憩空间，由毛石网状铺地与花坛贯穿于绿树阵列之中，使得即便在夏季整个校园都能拥有一个凉爽的室外微气候。
在每个单元中，两个教室并肩而置。每间教室的面积为54 m2（6 m x 9 m），可向50名学生提供宽敞的使用空间。为顺应地形，教室单元嵌入所在台地中，北侧为半地下墙体，前墙面南开敞，这不仅可以减小对原有地形的破坏，而且能极大的提升总体结构的保温绝热性能。为减小教室冬季的热损失和充分利用自然能源，具体的措施应包括：增强建筑如墙体、屋面、门窗等外围护结构的绝热性能；引入蓄热材料以减小室外温差对室内热环境的影响；增强门窗等结合部的气密性；根据条件引入适宜的被动式太阳能系统；为室内自然通风创造条件 [7]。如何根据材料的特性，最大限度地选取当地的自然材料和建造技术来实现这些措施成为设计的关键。为此我们利用热学模拟软件TAS，针对教室单体进行了较为深入的计算机热学模拟研究[8]。该模拟研究，以提高生态可持续性和可行性为目标，筛选和优化了一系列当地现有的自然材料和传统技术。通过对建筑形式与建筑个部分的构造做法的多项对比研
究，归纳出一系列基于当地自然材料，可以有效提升教室热特性、行之有效的生态建筑技术。通过多方案对比模拟发现，引入基于生土和其他自然材料的绝热和蓄热体（如土坯墙、屋顶保温层、木框双层玻璃等），是在该地区改善建筑热性能的最为有效和经济的途径，可以在保证热舒适度的同时极大的减少建筑能耗和对环境的破坏。而由于被动式太阳能系统的太阳能转化率与其造价的性价比相对较小，在有限的预算条件下，并不推荐使用。这一模拟结果将直接用于指导随后的教室细部设计。
教室单体的设计最终选用当地传统的单坡屋顶民居形式，以便取得较好的空间和建造灵活性。针对生土墙体抗剪力较差的缺点，整体结构采用传统的梁柱木框架结构体系。墙体由厚达1m的土坯砖砌体构成，具有良好的蓄热作用和自身结构稳定性。墙体内外表面由常用的麦草泥粉饰，为弥补生土材料防水性和防蛀性较差的缺点，自然的毛石材料被用来砌筑墙体基础，可有效的除湿阻潮。并且墙面的麦草泥中加入了少量的生石灰，可以极大地减小雨水的侵蚀。而墙面局部嵌入的小青瓦也可起到保护草泥墙面免受雨水侵蚀的作用。作为对当地传统单坡屋顶的改进，屋面在原有芦苇、麦草泥和小青瓦的基础上加入了聚苯乙烯保温层，使其更为有效的阻隔夏季的太阳辐射热和减小冬季的屋面热损失。对于在常规建筑中最大的热损失构件——门窗，采用木制骨架、双层玻璃，使得在保证自然采光的前提下使门窗的热损失减到最小。同时，为进一步提升教室的总体环境效果和顺应孩子们的活动特点，设计中还加入了许多细部处理。例如，根据位置的不同，部分窗洞采用切角处理，可以使自然光的入射量最大化，保证室内具有充足的自然采光，以减少电力照明的使用时间。在厚达1m的土坯墙体上加入了局部凹陷处理，被附以书架、座椅等功能，不仅满足了功能需要，而且为室内空间添加了许多趣味性。另外，南侧柱廊预留出未来加设太阳间的充足进深，使得在夏季发挥遮阳作用同时，在冬季可以充分地引入太阳能，减少取暖燃料的消耗。 3.3 传统建造技术的生态诠释
毛寺生态实验小学的建设施工引用当地传统的建造组织模式，施工人员全部是本村和周边地区的能工巧匠。在施工的整个过程中，我们专门驻守在村里。对于每一个建造细节的推敲都来自于我们和这些匠人的共同探讨和反复实验，同时根据实际条件对原有设计进行不断改进。这不仅可以最大限度的发掘值得继承的传统建造技术，而且有助于利用现代的生态理念和技术将其加以改进和发扬。
由于该方案所使用的建筑技术本身的简单易行性，施工过程中无需引入常规建造必须的大型机械。除平整土方所必须的挖掘机以外，所有工具均为农村常用的手工工具，如铁铲、泥摸、手锯、木椽支架等。因此，整个施工所产生的能耗和污染远远低于常规的建造模式。与此同
时，除少量的钢构架、玻璃、聚苯乙烯保温板和来自于附近的可持续林场用于门窗屋架的松木以外，所有生土制品和自然材料均为就地取材。比如，麦草、芦苇等均产自周边农田和土丘。并且，由于这些材料所具有的“可再生性”，所有的边角废料均可通过简易处理，立即投入再利用。例如，墙体所需的土坯砖是由挖掘基础所产生的黄土手工压制而成，而在砌筑过程中所产生的边角料块，可被碾碎掺拌在麦草泥中，再用于粘结剂和墙体粉饰。屋面所需的小青瓦虽属烧铸材料，但是从周边被废弃和拆除的传统建筑中回收而得。由于其本身的耐用性（寿命可超过200年），这些再利用的小青瓦，仍能发挥长期的作用。
除去雨天无法施工以外，整个第一、二期工程（8间教室）的施工持续了两个多月。在此过程中，可以见得，在保证施工质量的前提下，这种源于当地的传统建造形式和适应性技术，使施工过程所产生的能耗和对周边环境的污染得以最小化，充分地贯彻了生态建筑的基本原则和策略。根据对使用过程中的观测结果发现，与当地常规的砖瓦房相比新建教室室内气温始终保持着相对稳定的状态。由于日间进入教室的太阳辐射热和学生散发出的生物热被大量生土蓄热体和绝热体储存在室内，在整个冬季无需任何燃料采暖，教室仍可达到较为舒适的室内环境，极大地节省了建筑运行能耗。 4 无止桥
4.1 定位：手工修建步行桥
无止桥项目的实施理念和定位在运作初期便已确定。与毛寺生态实验小学有所不同，作为一个扶贫慈善项目，其被赋予了更加丰富的内涵。
毛寺村自发组织修建独木桥的传统已持续百年，因资金和技术水平的限制，每年都要重新维修一次。受当地这一人力修桥传统的启发，新桥被定位为手工修建的步行桥，主要满足村民、学生以及摩托车日常通过的需要。并发动和组织香港及内地的志愿者亲自动手架设。这使得
一方面，在生态可持续理念的指导下，通过利用人力所及的适应性技术和当地的材料，可对当地村民的桥梁建设起到一个有益的示范作用。另一方面，志愿者的亲自参与，可以使香港及内地的社会各界，尤其是青年一代能够有机会利用自己的双手亲自扶助贫困，更多地了解内地贫困农村地区的现状，进而关注与帮助农村地区的发展。
另外，从专业技术层面而言，贯穿毛寺村全境的蒲河，河床平均宽度为70 m，一年中大部分时间水位高度维持在30 m左右，仅在夏季上游大雨过后会有几天的洪水期，最高可达3 m。但50年一遇的洪水最大流速可达5 m/s，其冲击力是相当惊人的。如果要考虑一年只有几天的3 m以上洪水，以及极少量的机动车辆的穿行，常规而言只有至少6 m以上的钢筋混凝土桥梁才能满足要求。这一高投入和高能耗的建造方式，无疑会导致成本的浪费，对于当地贫困村民的自建桥活动，不具有任何借鉴意义。 4.2 设计：人力所及、修建简便
基于以上定位，无止桥的设计主要针对人力架设所及的步行桥展开。设计组成员全部为志愿者，在吴教授的率领下，由来自香港建筑界的建筑师、结构工程师和香港中文大学的学生组成。同时，英国著名的结构大师托尼·赫德（Tony Hunt）也直接参与了结构设计论证。 设计过程中所面临的最大挑战是桥体如何抵御最高达5 m/s的河水冲力，这主要取决于桥墩与桥梁的材料、形式和连接方式。为确保桥墩抵御河水冲力的能力，常规的做法是通过桩基础将墩体固定在河床之中。但如此一来，势必会导致对河床的大量开挖。为解决这一难题并尽量减少水泥的使用，当地村民所建的独木桥桥墩给设计者提供的有益的启示：村民先用玉米秆编成框放在河床上，然后将石头装入其中，依赖自重抵御河水冲力。但玉米秆的耐久性毕竟有限。为改进这一“容器”，常用于堤岸加固的镀锌网箱成为装载毛石（开采于附近山丘）的理想选择，这也是已知网箱第一次用于桥梁建造。为保证足够的桥墩重力并减小迎水面所受的冲力，桥墩采用船体形式，面宽1m，顺水纵深5m。为加大桥墩对河床的“抓”力，在放置网箱时，用小型电钻在河床钻孔，插入钢筋挂住毛石砌体。为便于手工作业，桥梁板采用重量相对较轻，但强度较大的工字钢框架，单跨6m。但根据专家计算，如果是用固接的方式，面对5m/s的泥沙洪水，桥梁板也会被掀翻损毁。因此，再次借鉴当地独木桥在汛期收起原木的做法，采用类似于“溃散”的原理，将钢框架放在桥墩之上，仅通过桥墩上的固定构建加以水平限定，防止侧滑。因桥墩面宽较窄，为增大承载面积，各桥梁板之间采用“Z”字形的交错布局。如此非固接的方式，使得即便洪水将桥梁板掀翻而沉于附近河床，大水过后，仅6个村民便可以完好地将其放回原位，而不至于造成难以修复的破坏。鉴于竹子良好的耐水性和抗剪强度，桥面板采用当地施工中常用的竹夹板形式，经过改造铺设在钢框架之