Earthship là một loại ngôi nhà năng lượng mặt trời thụ động , được che chắn bằng trái đất , được thiết kế để hoạt động tự chủ . Tàu địa cầu được chế tạo bằng cách sử dụng lốp xe chứa đầy đất hoặc túi cát .
Lốp xe (nếu được sử dụng) được tạo ra bằng cách dùng đất đâm vào chúng, từ đó biến chúng thành những "viên gạch" có thể sử dụng được. Đây là phương pháp xây dựng đơn giản, giá cả phải chăng và mang lại những bức tường có khả năng chịu tải lớn. Lốp trong Earthship thường được chế tạo tại chỗ vì khi được chế tạo đúng cách, chúng nặng tới 300 pound và có thể rất khó di dời.
Nội dung
Lịch sử
Earthship được thiết kế vào những năm 1970 bởi Mike Reynolds . Earthship được thiết kế chủ yếu để trở thành những tòa nhà có thể được tạo ra bởi bất kỳ người bình thường nào (không cần bất kỳ kỹ năng xây dựng nào). Thứ hai, nó sẽ được làm chủ yếu từ vật liệu xây dựng tự nhiên/tái chế và rẻ tiền. Cuối cùng, nó sẽ được vận hành bằng các nguồn năng lượng tự nhiên và độc lập với lưới điện chính, mạng lưới cấp nước và hệ thống xử lý nước thải.
Tầm nhìn của Reynolds vào những năm 1970 cuối cùng đã mang hình dáng ngôi nhà lốp xe hình chữ U. Theo ý tưởng, Earthship ban đầu không chỉ giới hạn ở lốp xe - bất kỳ vật liệu dày đặc nào có khả năng sinh khối nhiệt, chẳng hạn như bê tông, gạch nung hoặc đá về mặt lý thuyết đều có thể được sử dụng để tạo ra Earthship. Tuy nhiên, phiên bản lốp đất của Earthship được Reynolds ưa thích hơn, chủ yếu là do tính sẵn có rộng rãi và chi phí rất thấp.
Sau khi thiết kế ý tưởng, Reynolds bắt đầu thành lập Solar Survival Architecture (nay là Earthship Biotecture) để bán dịch vụ đóng tàu trên trái đất của mình.
Các loại
Kể từ khi thành lập, Earthship Biotecture đã và đang chế tạo và phát minh ra các loại tàu trái đất mới, do đó hiện tại có thể phân biệt được 3 loại (tất cả đều có thể mua được cho đến ngày nay).
Tàu địa cầu đóng gói
Earthship linh hoạt và tiết kiệm nhất về mặt xây dựng và xây dựng là Earthship đóng gói. Earthship này có các gói xây dựng đúc sẵn (một phần) và có bản vẽ được thiết kế sẵn. Khía cạnh "có sẵn" này làm cho việc xây dựng tòa nhà trở nên khá dễ dàng. Kích thước bắt đầu từ studio rộng 607 foot vuông ("Nest") và lên đến Earthship 3 giường, 2 phòng tắm và lớn hơn.
Tàu địa cầu mô-đun
Earthship mô-đun cung cấp như tên gọi của nó, khả năng cho người mua chế tạo toàn bộ Earthship của mình theo ý thích của mình. Do đó, ở đây có nhiều không gian đa dạng hơn so với Earthship đóng gói và nhiều phòng điêu khắc hơn. Bởi vì tất cả các phòng đều được trang bị vật liệu cách nhiệt khối, Earthship vẫn sẽ cung cấp khả năng ổn định nhiệt mà nó nổi tiếng.
Tàu địa cầu lai/Nautilus
Nautilus Earthship là một tàu trái đất có thiết kế xoắn ốc độc đáo dựa trên vỏ sò biển. Ý tưởng xung quanh vấn đề này là Earthship cần tương tác với các hiện tượng tự nhiên của hành tinh này; do đó có mặt trời, gió, khối nhiệt của trái đất, mưa và thậm chí cả mô hình xoắn ốc trong mọi sự sống. [1]
Tường chắn lốp
Toàn bộ lốp xe được sử dụng để xây dựng các bức tường nhằm gia cố nền đất không ổn định. Mỗi lốp chứa đầy đất đã được nén chặt, như trong Hình 1. Lốp được gắn theo chiều dọc, các lốp liền kề được gắn chặt với nhau và các trụ kim loại được dẫn qua tâm lốp và neo vào mặt đất.
Những lợi ích
- Việc đóng băng và tan băng sẽ KHÔNG làm cho tường bị nứt.
- Độ ẩm xuyên qua tường mà không ảnh hưởng đến cấu trúc, loại bỏ hệ thống thoát nước đắt tiền.
- Cây có thể mọc trong tường, ngụy trang và không ảnh hưởng đến sự ổn định.
- Lốp phế liệu được sử dụng hiệu quả.
Ảnh từ www.earthship.org
Hệ thống
Cung cấp nước và xử lý chất thải
Như đã đề cập trước đó, tàu địa cầu không kết nối với mạng lưới cấp nước. Thay vào đó, tàu đất được thiết kế để đánh bắt và sử dụng nước từ môi trường địa phương. Điều này thường được thực hiện bằng cách thu thập nước (dưới dạng mưa hoặc tuyết) bằng hệ thống thu gom nước mưa . Khi nước tích tụ trên mái nhà, nó được dẫn qua thiết bị thu bùn và vào bể chứa nước. Các bể chứa được định vị sao cho trọng lực cung cấp cho WOM (mô-đun tổ chức nước), lọc vi khuẩn và làm cho nó thích hợp để uống. Sau đó nước được đẩy vào bình tích áp thông thường để tạo ra áp lực nước thông dụng cho các hộ gia đình. Sau đó, nước được sử dụng cho bồn tắm/vòi sen, bồn rửa/máy rửa bát và cuối cùng là xả bồn cầu (nếu có).
Cần lưu ý rằng, về mặt lý thuyết, có thể cho nước sạch chảy vào bồn tắm hoặc vòi hoa sen, sau đó ( lúc này nước đã là nước xám ) vào bồn rửa hoặc máy rửa bát. Tuy nhiên, bồn rửa hoặc máy rửa chén khi đó tốt nhất nên kết nối với 3 đường nước (đường nước xám nóng, đường nước sạch lạnh và đường nước xám lạnh). Nước sạch, lạnh này có thể được sử dụng sau khi rửa tay hoặc rửa chén, giúp làm việc vệ sinh hơn. [2]
Tuy nhiên, trong hầu hết các tàu địa cầu thời kỳ đầu, việc làm ô nhiễm nước dần dần (như đã đề cập ở trên) đã không được thực hiện. Thay vào đó, các tàu trái đất ban đầu đã chọn sử dụng cây trồng ở các cửa ra của thiết bị cố định (được gọi là " chậu trồng cây ") để lấy lại các chất dinh dưỡng bị mất (từ xà phòng,...) và nước từ nước xám. Điều này có thể thực hiện được vì bất kỳ loại nước xám nào được tạo ra đều chỉ bị "ô nhiễm" chỉ bằng xà phòng, thường không gây hại cho môi trường). Thông thường, một cây duy nhất được đặt ngay trước đường ống, nhưng đôi khi cũng sử dụng các ruộng thoát nước nhỏ. Đường ống được làm đủ lớn (5,08cm) để tránh hình thành khí ngầm (từ nước xám). Điều này được thực hiện với nhà bếp, bồn rửa trong phòng tắm và thậm chí cả vòi sen, máy giặt và máy rửa chén. Cây thường được đặt trong nhà có bồn rửa và ngoài trời với máy giặt/rửa chén và vòi sen (để tránh "lũ lụt" trong nhà). Ngoài ra, với loại thứ hai, các trường thoát nước lớn hơn được sử dụng thay vì chỉ đặt trước ổ cắm. [3] [4]
Trong những con tàu đầu tiên trên trái đất, nước đen (nước được sử dụng trong nhà vệ sinh) không được tạo ra do việc sử dụng nhà vệ sinh xả nước thông thường không được khuyến khích. [5] Thay vào đó, người ta ủng hộ việc sử dụng nhà vệ sinh bằng phân trộn , hoàn toàn không sử dụng nước.
Tuy nhiên, với những thiết kế mới do Michael Reynolds sáng tạo, bồn cầu xả hiện đã tìm được chỗ đứng trong lòng đất và hệ thống nước nói chung đã được thiết kế lại theo “quy trình 6 bước” mới. [6] [7] Giờ đây, nước đen được tạo ra sẽ được đưa đến bể tự hoại tăng cường năng lượng mặt trời thường được gọi là "lò ấp". Bể tự hoại tăng cường năng lượng mặt trời lưu trữ nhiệt của mặt trời trong khối bê tông được cách nhiệt để hỗ trợ quá trình kỵ khí. Nước từ lồng ấp được dẫn ra tế bào thực vật bên ngoài.
Với các thiết kế mới, bên cạnh việc bao gồm bồn cầu xả nước và ngăn thực vật bên ngoài, tế bào thực vật bên trong giờ đây cũng được sử dụng. Tế bào thực vật bên trong được sử dụng để làm sạch nước xám (vì vậy ngay sau khi nó được sử dụng trong bồn tắm, vòi hoa sen, bồn rửa hoặc máy rửa chén) trước khi sử dụng vào nhà vệ sinh.
Quá trình xử lý nước xám hoạt động như sau: đầu tiên nó được dẫn qua bộ lọc/phân hủy dầu mỡ và các phần tử rồi đi vào một tế bào thực vật lót cao su sâu 30"-60", một cỗ máy sống thu nhỏ, bên trong Earthship. Quá trình oxy hóa, lọc, thoát hơi nước và vi khuẩn đều diễn ra bên trong tế bào và giúp làm sạch nước (Reynolds 2000). Trong quá trình lọc tế bào thực vật đạt được bằng cách cho nước đi qua hỗn hợp sỏi và rễ cây. Rễ cây bổ sung oxy vào nước và loại bỏ nitơ khi được lọc. Cây cũng hấp thụ nước qua rễ và thoát nước qua lá, sau đó giúp làm ẩm không khí. Trong tế bào, vi khuẩn sẽ phát triển một cách tự nhiên và giúp làm sạch nước.
Nước từ đầu dưới của tế bào thực vật sau đó được dẫn qua bộ lọc rêu than bùn và được thu vào bể chứa hoặc giếng. Nước tái chế này sau đó được đưa một lần nữa qua bảng chứa nước màu xám (xem Earthship.net) và được sử dụng để xả nhà vệ sinh thông thường.
Điện
Earthships không kết nối với lưới điện chính. Thay vào đó, chúng được thiết kế để thu thập năng lượng của chính mình từ nhiều nguồn khác nhau. Trong thực tế, phần lớn năng lượng điện cần thiết được lấy từ mặt trời và gió. Các tấm quang điện và tua-bin gió được đặt trên hoặc gần Earthship và tạo ra năng lượng DC, sau đó được lưu trữ trong pin chu trình sâu . Năng lượng bổ sung, nếu cần, có thể được lấy từ máy phát điện chạy bằng nhiên liệu hoặc bằng cách tích hợp với lưới điện thành phố. Tuy nhiên, những người sử dụng tàu trái đất được yêu cầu phân bổ mức sử dụng năng lượng của họ trong ngày (điều này được gọi là tích lũy năng lượng ). Điều này cho phép pin được sử dụng hiệu quả nhất có thể.
Trong Earthship, Mô-đun tổ chức năng lượng (POM) được sử dụng để lấy năng lượng lưu trữ từ pin và đảo ngược nó để sử dụng AC. Mô-đun tổ chức năng lượng là một hệ thống đúc sẵn do Earthship Biotecture cung cấp, được gắn đơn giản vào bức tường bên trong Earthship và đi dây theo cách thông thường. Năng lượng chạy qua Mô-đun tổ chức năng lượng có thể được sử dụng để chạy bất kỳ thiết bị gia dụng nào bao gồm: Máy giặt, máy tính, thiết bị nhà bếp, máy in, máy hút bụi, v.v. Không có năng lượng điện nào trong Earthship được sử dụng để sưởi ấm hoặc làm mát. [số 8]
Làm ấm và làm mát
Khí hậu bên trong Earthship được ổn định và tạo cảm giác thoải mái nhờ tận dụng nhiều hiện tượng. Về cơ bản, Earthship cố gắng tận dụng các đặc tính của khối nhiệt và hệ thống sưởi và làm mát thụ động bằng năng lượng mặt trời. Ví dụ như các bức tường trombe và các công nghệ khác như giếng trời .
Các bức tường chịu lực của Earthship, được làm từ lốp đai thép được đâm bằng đất, phục vụ hai mục đích. Đầu tiên, chúng giữ mái nhà, và thứ hai, chúng cung cấp một khối nhiệt dày đặc sẽ hấp thụ nhiệt vào ban ngày và tỏa nhiệt vào ban đêm, giữ cho khí hậu bên trong tương đối thoải mái cả ngày. Các bức tường bên trong, không chịu lực thường được làm bằng "lược mật ong" gồm các lon tái chế được nối với nhau bằng bê tông và được gọi là tường lon thiếc . Những bức tường này thường được trát dày bằng gạch nung hoặc vữa .
Mái của Earthship được cách nhiệt rất tốt - thường bằng đất hoặc gạch nung - để tăng thêm hiệu quả sử dụng năng lượng.
Ngoài khối lượng nhiệt cao, một số Earthship có thể được che chở bằng trái đất. Lợi ích của việc che chắn trái đất là gấp đôi vì nó làm tăng thêm khối lượng nhiệt và nếu Earthship được chôn đủ sâu, cho phép cấu trúc tận dụng nhiệt độ ổn định của trái đất.
Earthship được thiết kế sao cho mặt trời có thể sưởi ấm, thông gió và chiếu sáng. Để tận dụng lợi thế của mặt trời, một Earthship (ở bán cầu bắc) được đặt sao cho bức tường phía nam của nó, không có cấu trúc và được làm chủ yếu bằng các tấm kính, hướng thẳng về phía nam. Vị trí này cho phép tiếp xúc với năng lượng mặt trời tối ưu. Các tòa nhà cũng có hình móng ngựa để tối đa hóa ánh sáng mặt trời và sự ấm áp trong những tháng lạnh hơn. Tương tự như vậy, các bức tường dày đặc bên ngoài giúp cách nhiệt hiệu quả chống lại cái nóng mùa hè.
Để cho phép mặt trời sưởi ấm khối lượng của Earthship, bức tường phía nam được tạo góc sao cho vuông góc với ánh sáng từ mặt trời mùa đông. Điều này cho phép tiếp xúc tối đa vào mùa đông, khi cần nhiệt và ít tiếp xúc hơn vào mùa hè, khi cần tránh nhiệt. Một số Earthship, đặc biệt là những tàu được xây dựng ở vùng có khí hậu lạnh hơn, sử dụng bóng cách nhiệt trên bức tường phía nam để giảm thất thoát nhiệt vào ban đêm (Reynolds 2000).
Việc sử dụng lớp cách nhiệt ở bên ngoài thành lốp, vốn không phổ biến trong các thiết kế ban đầu, đang cải thiện khả năng tồn tại của Earthship trong mọi khí hậu mà không ảnh hưởng đến độ bền của chúng.
Các tàu trái đất thường sử dụng hệ thống thông gió tự nhiên của riêng mình . Nó bao gồm không khí lạnh (er) đi vào từ cửa sổ phía trước, đặc biệt được tạo ra cho mục đích này và chảy ra ngoài qua (một trong) các cửa sổ mái được đặt trên tàu thủy. Khi không khí nóng bốc lên, hệ thống tự duy trì và tiếp tục hút không khí vào (và ra).
Ưu điểm và nhược điểm
Thuận lợi
- Sở hữu một ngôi nhà bằng đất với cửa sổ hướng ra ánh nắng mặt trời là một ý tưởng hay ở bất kỳ vùng khí hậu nào cần sưởi ấm.
- Sử dụng các mô-đun cong làm vòm ngang để chịu tải trọng của đất là một thiết kế kết cấu hợp lý.
- Xử lý tại chỗ nước chảy tràn, nước xám và nước đen bằng cách sử dụng thảm thực vật giúp giảm tác động môi trường của tòa nhà.
Nhược điểm
- Kính dốc có thể khó giữ kín nước và ở vùng khí hậu ấm áp khiến năng lượng mặt trời tăng quá mức vào mùa hè. Ở những vùng có khí hậu lạnh hơn, bản thân kính, vốn có đặc tính cách nhiệt kém hơn nhiều so với bất kỳ thành phần nào khác, rõ ràng sẽ là nguyên nhân chính gây mất nhiệt vào mùa đông. Các thiết kế mới yêu cầu cửa sổ thẳng đứng có phần nhô ra.
- Khối nhiệt kết hợp với mặt đất không được cách nhiệt có khả năng mất nhiệt lớn, đặc biệt là ở những vùng khí hậu có mùa nóng. Điều này thay đổi ở mức độ tùy theo loại đất và độ ẩm.
- Thành lốp cao su có xu hướng thiếu độ cứng kết cấu và có thể yêu cầu các gân tăng cứng vuông góc.
- Lốp xe miễn phí hoặc giá rẻ sẽ không có sẵn trong một xã hội quản lý tài nguyên bền vững (chúng sẽ có giá trị kinh tế). Vật liệu bền vững nhất có lẽ là đá.
- Tàu địa cầu được xây dựng bằng bê tông, bao cát hoặc đất nung và có khả năng kiểm soát nhiệt và năng lượng mặt trời tốt hơn sẽ hoạt động tốt hơn và ít gây hại cho môi trường hơn. Do tính chất không thân thiện với môi trường của lốp xe, việc sử dụng lốp xe thậm chí còn bị coi là bất hợp pháp ở một số quốc gia (ví dụ như Bỉ). [9] Earthship Bỉ do đó sử dụng bao cát để đóng tàu trái đất của họ.
Xử lý sự cố
Các tàu địa cầu dựa vào sự cân bằng giữa lượng nhiệt hấp thụ từ mặt trời và khả năng vận chuyển và lưu trữ nhiệt của thành lốp và lòng đất dưới lòng đất. Thiết kế dự định yêu cầu rất ít nếu có nhiệt phụ trợ. Một số tàu trên trái đất đã bị quá nóng và một số bị làm mát quá mức do không thể điều chỉnh cho phù hợp với điều kiện địa phương.
Một số tàu trái đất dường như gặp vấn đề nghiêm trọng về mất nhiệt. Trong những trường hợp này, nhiệt dường như liên tục rò rỉ xuống đất trong mùa nóng và bị mất đi. Tình trạng này có thể xuất phát từ niềm tin sai lầm rằng các kết cấu nối đất (tòa nhà tiếp xúc nhiệt với mặt đất) không cần cách nhiệt. Tình trạng này cũng có thể là do sự khác biệt lớn về khí hậu giữa vùng Tây Nam đầy nắng, khô cằn và ấm áp (của Hoa Kỳ), nơi những con tàu đất được chế tạo lần đầu tiên và vùng khí hậu nhiều mây, mát hơn và ẩm ướt hơn nơi một số tàu hiện đang được xây dựng. Malcolm Wells , một kiến trúc sư và người có thẩm quyền về thiết kế mái che trên trái đất, khuyến nghị cách nhiệt giá trị R 10 giữa lớp đất sâu và không gian được sưởi ấm. Khuyến nghị cách nhiệt của giếng tăng khi độ sâu của đất giảm.
Triển khai toàn cầu
Hiện tại, Michael Reynolds đang xây dựng mạng lưới cộng đồng trên toàn thế giới, tập trung vào việc truyền bá kỹ thuật xây dựng tàu địa cầu và tăng gấp đôi vai trò thuyết trình. Các cộng đồng bao gồm các khu phát triển nhà ở ở Taos, New Mexico , được xây dựng độc đáo bằng tàu đất. Các cộng đồng bao gồm REACH và STAR . [10]
Tàu địa cầu đang được xây dựng trên khắp thế giới, xem tại đây
Các dự án liên quan
Người giới thiệu
- ↑ Các loại tàu địa cầu
- ↑ Thiết kế KVDP, không phổ biến với các tàu địa cầu thông thường
- ↑ [Cây được đặt ở đồ đạc]
- ↑ Cây được đặt ở các thiết bị cố định trong tàu đất
- ↑ Earthship Tập 2:Hệ thống và thành phần
- ↑ [Quy trình sáu bước mới để lọc nước]
- ↑ Tổng quan về quy trình hệ thống lọc nước mới bằng hình ảnh
- ↑ Sử dụng năng lượng trong tàu địa cầu
- ↑ Tạp chí EOS, tháng 3 năm 2012
- ↑ Cộng đồng Earthship
Reynold, Mike. (2000). Thoải mái trong mọi khí hậu , Taos: Sống sót bằng năng lượng mặt trời P. ISBN 0962676748
Xem thêm
- Tàu đất chống động đất được xây dựng ở Haiti
- Malcolm Wells , người đề xuất xây dựng mái che bằng đất
- Tiêu thụ năng lượng trong nước
- Che chở trái đất
- tòa nhà tự trị
- Steve Baer
- Antoni Gaudi - Được cho là có phong cách xây dựng tương tự Mike Reynolds [1]
- Friedensreich Hundertwasser --Được cho là có phong cách xây dựng tương tự như Mike Reynolds [2]
liện kết ngoại
- Wikipedia:Tàu địa cầu
- Wikipedia:Mike Reynolds
- Tài liệu Earthship trên CNN
- Diễn đàn Earthship tại Permies.com
- Earthbag Earthship
- Quá trình xây dựng, từ đầu đến cuối
- Earthships hoạt động ở miền Đông Hoa Kỳ
- Kiến trúc sinh học trái đất
- Sáng kiến Cộng đồng Bền vững - Trung tâm Du khách Earthship Vương quốc Anh
- Thông tin về Earthship Brighton & Earthship ở Vương quốc Anh
- Chạm vào Trái đất Earthship
- Thông tin/hình ảnh xây dựng rất chi tiết và liên kết tốt
- Xây dựng năng lượng mặt trời thụ động, khối lượng nhiệt cao
- Trang chủ của Earthship Austria ở Đức
- Earthships: xây dựng một tương lai không carbon cho các ngôi nhà
- Earthship đầu tiên được cấp phép hoàn toàn của Virginia có nhà kính kèm theo
- Hình ảnh chiếc Colorado Earthship từ khi xây dựng đến khi hoàn thiện
- Trang web Công nghệ Cao su Quốc tế www.RubberTechnology.com
- Trang web của Trung tâm Nghiên cứu Đường cao tốc Turner-Fairbank www.tfhrc.gov