Design Build Bluff Organizasyonu tarafından inşa edilen sıkıştırılmış toprak trombe duvarıTaipa [1] (Portekizce), tapial (İspanyolca), pisé de terre veya basitçe pisé (Fransızca) olarak da bilinen sıkıştırılmış toprak, toprak, tebeşir , kireç ve çakıl hammaddelerini kullanarak duvarların yapımında kullanılan bir tekniktir. . İnsanların daha sürdürülebilir yapı malzemeleri ve doğal inşaat yöntemleri arayışında olduğu son yıllarda yeniden canlanan eski bir inşaat yöntemidir . Sıkıştırılmış toprak duvarların yapımı kolaydır, yanmaz, termal olarak masiftir , çok güçlü ve dayanıklıdır. Tersine, bunların makine olmadan (motorlu tokmaklar) inşa edilmesi emek yoğun olabilir ve uygun şekilde korunmaz veya bakımı yapılmaz ise su hasarına karşı hassastırlar. Geleneksel olarak, Antarktika hariç her kıtada sıkıştırılmış toprak binalar bulunur. Kuzey Avrupa'nın ılıman ve nemli bölgelerinden [2] yarı kuru çöllere, dağlık bölgelere ve tropik bölgelere kadar. Yararlı toprağın mevcudiyeti ve yerel iklim koşullarına uygun bina tasarımı, kullanımını destekleyen faktörlerdir.
İçindekiler
Kullanıma genel bakış
Sıkıştırılmış bir toprak duvar inşa etmek, uygun oranlarda kum , çakıl ve kil (bazen ilave bir stabilizatör ile) içeren nemli bir toprak karışımının , dışarıdan desteklenen bir çerçeveye sıkıştırılarak sağlam bir toprak duvarı oluşturulması sürecini içerir . Tarihsel olarak, malzemeyi stabilize etmek için kireç veya hayvan kanı gibi stabilizatörler kullanılırken, modern sıkıştırılmış toprak inşaatında kireç, çimento veya asfalt emülsiyonları kullanılır. Bazı modern inşaatçılar yapıya çeşitlilik katmak için renkli oksitler veya şişeler veya kereste parçaları gibi başka öğeler de eklerler.
Her duvar bölümünün istenen şekli ve boyutları için kalıp görevi görecek şekilde, genellikle ahşap veya kontrplaktan ilk önce geçici bir çerçeve ( kalıp ) inşa edilir. İlgili yüksek sıkıştırma kuvvetlerinden kaynaklanan şişkinliği veya deformasyonu önlemek için çerçeveler sağlam ve iyi desteklenmiş olmalı ve karşılıklı iki duvar yüzü birbirine kenetlenmelidir. Nemli malzeme 100 ila 250 mm derinliğe kadar dökülür ve orijinal yüksekliğinin yaklaşık %50'sine kadar sıkıştırılır. Malzemenin sıkıştırılması, duvarın kademeli olarak çerçevenin üst kısmı tarafından belirlenen gerekli yüksekliğe kadar inşa edilmesi için gruplar halinde yinelemeli olarak yapılır. Sıkıştırma, tarihsel olarak uzun bir tokmaklama direğiyle elle yapılıyordu ve çok yoğun emek gerektiriyordu. Modern inşaat, pnömatik olarak çalıştırılan tokmaklarınkullanılmasıyla daha verimli olabilir .
Duvar tamamlandığında çerçeveler hemen çıkarılabilecek kadar sağlamdır. Bir yüzey dokusu (örn. tel fırçalama) isteniyorsa bu gereklidir, çünkü duvarlar yaklaşık bir saat sonra işlenemeyecek kadar sert hale gelir. Duvarlar en iyi şekilde sıcak havalarda inşa edilir, böylece kuruyup sertleşebilirler. Duvarların tamamen kuruması biraz zaman alır ve tamamen kuruması iki yılı bulabilir. Kürleşme süresi arttıkça basınç dayanımı da artar ve suyun zarar görmesini önlemek için açıkta kalan duvarlar yalıtılmalıdır.
Yöntemin modern varyasyonlarında, geleneksel temellerin veya betonarme döşeme tabanının üzerine sıkıştırılmış toprak duvarlar inşa edilir.
En iyi inşaat yöntemleri
(A) Metalik panjurlara elle toprak çakılmasını gösteren resim. Bu teknik oldukça yoğun emek gerektirir (fotoğraf Sina, Mısır'da çekilmiştir). (B) Pnömatik kurcalama.Çin Seddi'nde kullanılan "hang tu" yöntemine dikkat edin: 10-15 cm'lik gevşek toprak katmanları kullanıldı (kalıp arasında), daha sonra direklerle sıkıştırıldı. Kalınlık: 10,6 m'ye kadar (bu, ideal olandan çok daha kalındır).
Özellikler ve faydalar
Sıkıştırılmış toprağın sıkıştırma mukavemeti 4,3 MPa'ya kadar çıkabilir. Bu, benzer kalınlıktaki betonun değerinden daha azdır, ancak ev binalarında kullanım için yeterince güçlüdür. [3] Aslında, dünya çapında hala ayakta duran birçok antik sıkıştırmalı toprak yapısının da kanıtladığı gibi, düzgün bir şekilde inşa edilmiş sıkıştırılmış toprak, binlerce yıl boyunca yüklere dayanabilir. [4] İnşaat demiri, ahşap veya bambu takviyesi kullanılarak sıkıştırılmış toprak, deprem veya şiddetli fırtınaların neden olduğu hasarları önleyebilir. Çimentonun toprak karışımıyla karıştırılması da yapının yük taşıma kapasitesini artırabilir ancak yalnızca kil oranı düşük karışımlarda kullanılabilir. USDA, sıkıştırılmış toprak yapıların süresiz olarak dayandığını ve standart çerçeve evlerin maliyetinin üçte ikisinden daha fazlasına inşa edilemeyeceğini gözlemledi. [5]
Rammed toprak, dünya çapında ıslak kuzey Avrupa'dan Afrika'nın kuru bölgelerine kadar çok çeşitli iklim koşullarında kullanılmaktadır.
Toprak yaygın olarak bulunabilen, düşük maliyetli ve sürdürülebilir bir kaynaktır ve inşaatta kullanılmak üzere toplanmasının çevresel etkisi minimum düzeydedir. [6] Bu, sıkıştırılmış toprak inşaatını düşük gelirli inşaatçılar için oldukça uygun fiyatlı ve uygulanabilir hale getiriyor. Vasıfsız işgücü (çoğunlukla arkadaşlar ve aile) gerekli emeğin çoğunu sağlayabilmektedir ve bugün dünya nüfusunun yüzde 30'undan fazlası inşaat malzemesi olarak toprağı kullanmaktadır. [3]
Malzeme maliyeti düşük olsa da, mekanik aletler olmadan sıkıştırılmış toprak inşa etmek çok zaman alıcı bir proje olabilir; ancak mekanik bir kurcalama ve prefabrik kalıp ile 2000 ila 2200 ft2'lik bir evin duvarlarını inşa etmek iki ila üç gün kadar kısa bir zaman alabilir . [3] Sıkıştırılmış toprağın önemli faydalarından biri mükemmel termal kütlesidir ; Tuğla veya beton yapı gibi gündüzleri ısıyı emebilir ve geceleri ısıyı serbest bırakabilir. Bu, günlük sıcaklık değişimlerini dengeleyebilir ve klima ve ısıtma ihtiyacını azaltabilir . Ancak tuğla ve beton gibi sıkıştırılmış toprak da soğuk iklimlerde genellikle yalıtım gerektirir. Ayrıca şiddetli yağmurdan korunmalı ve buhar bariyerleriyle yalıtılmalıdır. [4] Tamamlandığında ve boya veya başka bir kaplama yapılmadığında duvarlar doğal toprağın rengine ve dokusuna sahip olur. Lekeler ayrıca toprak karışımını sıva olarak kullanarak ve zımparalayarak düzeltilebilir. Çimento sıvası gibi nem geçirmeyen kaplamalardan kaçınmak için dikkatli olunmalıdır; çünkü bunlar duvarın nemi emme (kendinden kurtulma) yeteneğini bozar ve basınç dayanımı kaybına yol açar.
Sıkıştırılmış toprak duvarların kalınlığı ve yoğunluğu , tipik olarak 300 ila 350 mm kalınlıkta olup, doğal olarak ses yalıtımına uygundur . Sıkıştırılmış toprak duvarlar aynı zamanda termitlere karşı dirençlidir, toksik değildir, doğası gereği yanmaz ve sonuçta biyolojik olarak parçalanabilir .
İyi kürlenmiş duvarlara çiviler veya vidalar kolayca çakılabilir ve bunları inşa etmek için kullanılan malzemeyle etkili bir şekilde yama yapılabilir.
Çevresel boyutlar ve sürdürülebilirlik
Sıkıştırılmış toprak yapılar yerel olarak mevcut malzemeleri kullandığından, genellikle düşük enerjiye sahiptirler ve çok az atık üretirler. Kullanılan topraklar tipik olarak %5 ila %15 arasında kil oranı düşük , üst toprak tarımsal kullanım için tutulan alt topraklardır . İdeal olarak, binanın temelini hazırlamak için çıkarılan toprak kullanılabilir, böylece nakliye için kullanılan maliyet ve enerji daha da azaltılır. [6] Sıkıştırılmış toprak binalar kereste ihtiyacını azaltır çünkü kullanılan kalıp çıkarılabilir ve sürekli olarak yeniden kullanılabilir. [7]
Sıkıştırılmış toprak, kil içeren kaplanmamış duvarların bir iç alana maruz kaldığı durumlarda nemi etkili bir şekilde kontrol edebilir. Nem, astım hastaları ve kitap gibi hassas eşyaların saklanması için ideal nem aralığı olan %40 ila %60 arasında tutulur.
Çimento toprak karışımında kullanıldığında düşük gömülü enerji ve nem kontrolü gibi sürdürülebilir faydalar sağlanamayacaktır. Çimento üretimi, üretilen çimento tonu başına 1,25 ton oranında küresel karbondioksit yüküne katkıda bulunmaktadır. [8] Çimentonun kısmen öğütülmüş granül yüksek fırın cürufu gibi alternatiflerle değiştirilmesinin etkili olduğu gösterilmemiştir ve başka sürdürülebilirlik sorunlarını da beraberinde getirmektedir. [9]
Sıkıştırılmış toprak, binaların genel enerji verimliliğine katkıda bulunabilir. Sıkıştırılmış toprağın yoğunluğu, kalınlığı ve termal iletkenliği, onu pasif güneş enerjisiyle ısıtma için özellikle uygun bir malzeme haline getirir. Sıcaklığın 350 mm kalınlığındaki bir duvardan geçmesi neredeyse 12 saat sürüyor. [3] Sıkıştırılmış toprağın malzeme kütlesi ve kil içeriği, binanın beton yapılardan daha fazla "nefes almasına" olanak tanır ve önemli bir ısı kaybı olmadan yoğuşma sorunlarından kaçınır. [3] Sıkıştırılmış toprak konutların, normalde yüksek bina maliyetlerinden kaynaklanan evsizlik sorunlarını çözdüğü ve aynı zamanda geleneksel inşaat yöntemleriyle ilişkili ormansızlaşma ve toksik inşaat malzemeleri gibi ekolojik ikilemin çözümüne yardımcı olduğu gösterilmiştir . [10]
Tarih
Sıkıştırılmış toprağın erken kullanımına ilişkin kanıtlar, Çin'deki Yangshao kültürünün Neolitik arkeolojik alanlarında ve Sarı Nehir boyunca uzanan M.Ö. 5000'e kadar uzanan Longshan kültüründe görülmüştür . MÖ 2000 yılına gelindiğinde, Çin'de duvarlar ve temeller için sıkıştırılmış toprak mimari tekniklerinin kullanımı yaygın olarak kullanılıyordu. [11]
1800'lü yıllarda Amerika Birleşik Devletleri'nde sıkıştırılmış toprak, SW Johnson'ın Kırsal Ekonomi kitabıyla popüler hale getirildi. Amerika Birleşik Devletleri'nin iki Ulusal Tarihi Simgesel Yapısı olan Borough House Plantation ve Kutsal Haç Kilisesi (Stateburg, Güney Carolina)|Güney Carolina'daki Kutsal Haç Kilisesi'ni inşa etmek için kullanıldı: [ 12]
"1821'de inşa edilen Borough House Plantation kompleksi, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki en eski ve en büyük 'yüksek stil' pise de terre (sıkıştırılmış toprak) bina koleksiyonunu içerir. 27 bağımlı yerden altısı ve ana evin bazı kısımları bu antik kullanılarak inşa edildi. Bu ülkeye 1806'da SW Johnson'ın Kırsal Ekonomi kitabı aracılığıyla tanıtılan teknik ." Kanada'daki sıkıştırılmış toprak inşaatın göze çarpan bir örneği, 1838 ile 1841 yılları arasında inşa edilen St. Thomas Anglikan Kilisesi'dir (Shanty Bay, Ontario).
1920'lerden 1940'lara kadar ABD'de sıkıştırılmış toprak inşaatı için aktif bir araştırma dönemiydi. South Dakota State College kapsamlı bir araştırma yürüttü ve sıkıştırılmış topraktan neredeyse 100 hava koşullarına dayanıklı duvar inşa etti. Otuz yılı aşkın bir süre boyunca kolej, topraktaki kolloidlerle ilgili olarak boya ve sıvaların kullanımını araştırdı. 1945 yılında Güney Carolina'daki Clemson Ziraat Koleji, sıkıştırılmış toprak araştırmalarına ilişkin sonuçlarını "Sıkıştırılmış Toprak Bina İnşaatı" adlı bir broşürde yayınladı. 1936'da Alabama, Gardendale yakınlarındaki bir çiftlikte Amerika Birleşik Devletleri Tarım Bakanlığı, mimar Thomas Hibben ile birlikte sıkıştırılmış toprak binalardan oluşan deneysel bir topluluk inşa etti. Evler ucuza inşa edildi ve bahçeye yetecek kadar arazi ve küçük hayvancılık arazileriyle birlikte halka satıldı. Proje başarılı oldu ve düşük gelirli ailelere değerli evler sağladı. [3] USAID, sıkıştırılmış toprak evlerin etrafındaki inşaat bilimini geliştirmek için gelişmemiş ülkelerle birlikte çalışıyor. Ayrıca Texas A&M Üniversitesi ve Texas Ulaştırma Enstitüsü tarafından hazırlanan "Rammed Earth El Kitabı"nın yazımını da finanse ettiler. El kitabı , Rammed Earth Institute International onu yeniden basmak için izin alana kadar hiçbir zaman halk tarafından satın alınamadı . [3] İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra modern inşaat malzemelerinin fiyatlarının düşmesiyle sıkıştırılmış toprağa ilgi azaldı. Sıkıştırılmış toprak standartların altında görülmeye başlandı ve bugün genellikle toprak inşaat tekniklerine aşina olmayan müteahhitler, mühendisler ve esnafın muhalefetiyle karşılaşıyor.
Yer gemileri
Yer gemileri, otonom olarak çalışmak üzere tasarlanmış , toprakla korunaklı , pasif güneş enerjisi evlerinin bir türüdür . Yer gemileri ya toprakla doldurulmuş lastikler ya da kum torbaları kullanılarak yapılır .
Lastikler (kullanılıyorsa) toprakla sıkıştırılarak yapılır ve böylece kullanılabilir "tuğlalara" dönüştürülür. Bu basit ve uygun maliyetli bir inşaat yöntemidir ve yüksek yük taşıma kapasitesine sahip duvarlar üretir. Bir Yergemisindeki lastikler genellikle yerinde yapılır çünkü uygun şekilde yapıldığında 300 pound ağırlığındadırlar ve yerlerini değiştirmeleri çok zor olabilir.
Ayrıca bakınız
Referanslar
- ↑ Pevsner - Mimarlıkta penguen sözlüğü
- ↑ http://web.archive.org/web/20131127172043/http://rammed-earth.info/project/41/
- ↑Şuraya atla:3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 webs.AshlandCTC.org
- ↑Şuraya atla:4.0 4.1 RammedEarthConstructions.com.au
- ↑ USDA Çiftçi Bülteni No. 1500: Binalar için Sıkıştırılmış Toprak Duvarlar, 1937, s20
- ↑Şuraya atla:6.0 6.1 GreenBuilding.com
- ↑ NetworkEarth.org
- ↑ http://web.archive.org/web/20131127172724/http://www.rammed-earth.info/project/45/
- ↑ [1]
- ↑ [2]
- ↑ Xujie, Liu; Nancy S. Steinhardt (ed.) (2002). Çin Mimarisi . New Haven: Yale Üniversitesi Yayınları. sayfa 12–14, 21–22. ISBN 0-300-09559-7 .
- ↑ "Ulusal Tarihi Simgesel Yapı Adaylığı: Borough House Plantasyonu" . Ulusal Tarihi Yerler .
