Rammed earth/ko

다짐흙(rammed earth )은 포르투갈어 로 타이파( taipa ) ^{[ 1 ]} , 스페인어로 타피알 (tapial), 프랑스어로 피세 드 테르( pisé de terre ) 또는 간단히 피세 (pisé) 라고도 하며 , 흙, 백악, 석회, 자갈 등의 원료를 사용하여 벽을 쌓는 기술입니다. 이는 고대 건축 방식이지만, 최근 지속 가능한 건축 자재와 자연 친화적인 건축 방식을 추구하는 사람들이 늘면서 다시 주목받고 있습니다. 다짐흙 벽은 시공이 간편하고, 불연성이며, 열용량이 크고 , 매우 견고하며 내구성이 뛰어납니다. 하지만 기계(동력 다짐기) 없이 시공하려면 노동 집약적일 수 있으며, 부적절하게 보호하거나 유지 관리할 경우 물에 의한 손상에 취약합니다. 전통적으로 다짐흙 건물은 남극 대륙을 제외한 모든 대륙에서 찾아볼 수 있습니다. 북유럽의 온대 및 습윤 지역 ^{[ 2 ]} 부터 반건조 사막, 산악 지역, 열대 지역에 이르기까지 다양한 지역에서 사용됩니다. 적합한 토양의 가용성과 지역 기후 조건에 맞는 건축 설계가 다짐흙 건물의 사용을 촉진하는 요인입니다.

사용 개요

다짐흙벽을 쌓는 과정은 모래, 자갈, 점토를 적절한 비율로 섞은 습한 흙 혼합물 (때로는 안정제를 첨가)을 외부 지지 틀에 다져 넣어 단단한 흙벽을 만드는 것입니다. 과거에는 석회나 동물의 피와 같은 안정제를 사용하여 재료를 안정시켰지만, 현대의 다짐흙 건축에서는 석회, 시멘트 또는 아스팔트 유화액을 사용합니다. 일부 현대 건축가들은 구조물에 다양성을 더하기 위해 색깔 있는 산화물이나 병, 나무 조각과 같은 재료를 첨가하기도 합니다.

먼저, 원하는 모양과 치수를 가진 각 벽체 단면을 만들기 위해 목재나 합판으로 임시 틀(거푸집)을 제작합니다. 틀은 견고하고 잘 보강되어야 하며, 높은 압축력으로 인한 팽창이나 변형을 방지하기 위해 마주 보는 두 벽면을 단단히 고정해야 합니다. 습기가 있는 재료를 100~250mm 깊이로 부어 넣고 원래 높이의 약 50%까지 압축합니다. 재료 압축은 틀 상단에 맞춰 벽체를 필요한 높이까지 점진적으로 쌓아 올리기 위해 여러 차례에 걸쳐 반복적으로 수행됩니다. 과거에는 긴 장대를 이용해 손으로 압축 작업을 했기 때문에 노동 집약적이었습니다. 현대 건설에서는 공압식 다짐기를 사용하여 더욱 효율적으로 작업할 수 있습니다.

벽이 완성되면 프레임을 즉시 제거할 수 있을 만큼 충분히 견고해집니다. 표면에 질감을 표현하고 싶을 경우(예: 와이어 브러싱) 프레임을 제거하는 것이 필요한데, 벽이 약 한 시간 정도 지나면 너무 단단해져서 작업이 불가능해지기 때문입니다. 벽은 건조 및 경화가 잘 되도록 따뜻한 날씨에 시공하는 것이 가장 좋습니다. 벽이 완전히 건조되는 데는 시간이 걸리며, 완전히 경화되는 데 최대 2년이 소요될 수 있습니다. 압축 강도는 경화 시간이 길어질수록 증가하며, 노출된 벽은 물 손상을 방지하기 위해 방수 처리해야 합니다.

이 공법의 현대적인 변형에서는, 다짐흙벽은 기존의 기초나 철근 콘크리트 슬래브 기초 위에 세워집니다.

최적의 시공 방법

중국 만리장성에 사용된 "항투(hang tu)" 공법에 주목하십시오. 이 공법은 거푸집 사이에 10~15cm 두께의 흙을 층층이 쌓고, 그 위에 장대를 박아 다지는 방식입니다. 두께는 최대 10.6m에 달하는데, 이는 최적의 두께보다 훨씬 두껍습니다.

특징 및 장점

다진 흙의 압축 강도는 최대 4.3 MPa에 달할 수 있습니다. 이는 비슷한 두께의 콘크리트보다 낮지만, 가정용 건물에 사용하기에는 충분히 강합니다. ^{[ 3 ]} 실제로, 제대로 시공된 다진 흙은 수천 년 동안 하중을 견딜 수 있으며, 전 세계에 여전히 남아 있는 많은 고대 다진 흙 구조물이 이를 증명합니다. ^{[ 4 ]} 철근, 목재 또는 대나무 보강재를 사용한 다진 흙은 지진이나 폭풍으로 인한 파손을 방지할 수 있습니다. 흙 혼합물에 시멘트를 섞으면 구조물의 하중 지지력을 높일 수 있지만, 점토 함량이 낮은 혼합물에만 사용할 수 있습니다. 미국 농무부(USDA)는 다진 흙 구조물이 영구적으로 지속되며 표준 목조 주택 비용의 3분의 2 이하로 건설할 수 있다고 밝혔습니다. ^{[ 5 ]}

다짐흙 공법은 습윤한 북유럽부터 건조한 아프리카 지역에 이르기까지 전 세계적으로 다양한 기후 조건에서 사용되어 왔습니다.

흙은 널리 구할 수 있고 저렴하며 지속 가능한 자원이며 건설에 사용하기 위해 수확하는 것은 환경에 미치는 영향이 최소화됩니다. ^{[ 6 ]} 이로 인해 다짐흙 건축은 저소득 건축업자에게 매우 저렴하고 실행 가능합니다. 미숙련 노동력(종종 친구와 가족)이 필요한 노동력의 대부분을 제공할 수 있으며 오늘날 세계 인구의 30% 이상이 흙을 건축 자재로 사용합니다. ^{[ 3 ]}

재료비는 저렴하지만, 기계 도구 없이 다짐흙을 시공하는 것은 매우 시간이 많이 걸리는 작업입니다. 그러나 기계식 다짐기와 조립식 거푸집을 사용하면 2000~2200ft² 규모의 주택 벽체를 2~3일 만에 시공할 수 있습니다 ^. [ ^{3 ] 다짐} 흙의 중요한 장점 중 하나는 뛰어난 열용량 입니다 . 벽돌이나 콘크리트처럼 낮에는 열을 흡수하고 밤에는 방출하여 일일 온도 변화를 완화하고 냉난방 사용량을 줄일 수 있습니다 . 하지만 다짐흙은 벽돌이나 콘크리트처럼 추운 기후에서는 단열이 필요한 경우가 많습니다. 또한 폭우로부터 보호하고 방습막으로 단열해야 합니다. ^{[ 4 ]} 페인트나 다른 마감재를 칠하지 않고 완성된 벽체는 자연 흙의 색상 과 질감 을 그대로 유지합니다. 또한 흙 혼합물을 석고처럼 사용하여 흠집을 메우고 사포질하여 매끄럽게 만들 수 있습니다. 시멘트 미장과 같이 습기를 차단하는 마감재는 벽의 습기 배출 능력을 저해하여 압축 강도를 떨어뜨리므로 사용을 피해야 합니다.

다져 만든 흙벽은 두께가 보통 300~350mm로 밀도가 높아 방음 효과가 뛰어납니다. 또한 흰개미에 강하고, 독성이 없으며, 본질적으로 내화성이 있고, 궁극적으로 생분해됩니다.

잘 건조된 벽에는 못이나 나사를 쉽게 박을 수 있으며, 벽을 짓는 데 사용한 동일한 재료로 효과적으로 보수할 수 있습니다.

환경적 측면 및 지속가능성

다짐흙 구조물은 현지에서 구할 수 있는 재료를 사용하기 때문에 일반적으로 내재 에너지가 낮고 폐기물이 거의 발생하지 않습니다. 사용되는 토양은 일반적으로 점토 함량이 낮은 하층토 ( 일반적으로 5%~15%)이며 표토는 농업용으로 남겨둡니다. 이상적으로는 건물 기초를 준비하기 위해 제거된 토양을 사용할 수 있으므로 운송에 드는 비용과 에너지를 더욱 줄일 수 있습니다. ^{[ 6 ]} 다짐흙 건물은 사용되는 거푸집이 제거 가능하고 계속 재사용할 수 있기 때문에 목재의 필요성을 줄입니다. ^{[ 7 ]}

흙다짐 공법은 점토가 포함된 마감재가 없는 벽체가 실내 공간에 노출될 경우 습도 조절에 효과적입니다. 습도를 40%에서 60% 사이로 유지할 수 있는데, 이는 천식 환자에게 이상적이며 책과 같이 습기에 민감한 물품을 보관하기에도 적합한 환경입니다.

시멘트를 흙 혼합물에 사용하면 낮은 내재 에너지 및 습도 조절과 같은 지속 가능한 이점을 실현할 수 없습니다. 시멘트 자체의 제조는 생산된 시멘트 톤당 1.25톤의 비율로 전 세계 이산화탄소 부담을 증가시킵니다. ^{[ 8 ]} 분쇄된 고로 슬래그와 같은 대체재로 시멘트를 부분적으로 대체하는 것은 효과적이지 않은 것으로 나타났으며 다른 지속 가능성 문제를 야기합니다. ^{[ 9 ]}

다짐흙은 건물의 전반적인 에너지 효율에 기여할 수 있습니다. 다짐흙의 밀도, 두께 및 열전도율은 수동 태양열 난방에 특히 적합한 재료입니다. 열이 350mm 두께의 벽을 통과하는 데 거의 12시간이 걸립니다. ^{[ 3 ]} 다짐흙의 재료 질량과 점토 함량은 건물이 콘크리트 구조물보다 더 "숨을 쉴" 수 있도록 하여 상당한 열 손실 없이 결로 문제를 방지합니다. ^{[ 3 ]} 다짐흙 주택은 높은 건축 비용으로 인한 노숙자 문제를 해결할 뿐만 아니라 기존 건축 방식과 관련된 삼림 벌채 및 유독성 건축 자재와 같은 생태학적 딜레마를 해결하는 데 도움이 되는 것으로 나타났습니다. ^{[ 10 ]}

기록

기원전 5000년경으로 거슬러 올라가는 황하 유역의 중국 양사오 문화와 룽산 문화의 신석기 시대 유적지에서 다진 흙의 초기 사용 증거가 발견되었습니다 . 기원전 2000년경에는 중국에서 벽과 기초에 다진 흙 건축 기술이 일반적으로 사용되었습니다. ^{[ 11 ]}

1800년대 미국에서는 SW Johnson의 책 『농촌 경제』 를 통해 흙다짐 공법이 대중화되었습니다 . 이 공법은 미국 국립 사적지인 사우스캐롤라이나주 스테이트버그의 버로우 하우스 플랜테이션과 홀리 크로스 교회를 건설하는 데 사용되었습니다. ^{[ 12 ]}

1821년에 건설된 버로우 하우스 플랜테이션 단지는 미국에서 가장 오래되고 규모가 큰 '고급 스타일'의 흙다짐 건축물(pise de terre)들을 소장하고 있습니다. 27개의 부속 건물 중 6개와 본채의 일부는 이 고대 건축 기법을 사용하여 지어졌는데, 이 기법은 1806년 SW 존슨의 저서 『농촌 경제학 (Rural Economy)』을 통해 미국에 소개되었습니다. 캐나다 에서 흙다짐 건축의 뛰어난 예로는 1838년에서 1841년 사이에 건설된 세인트 토마스 성공회 교회(온타리오주 샨티 베이)가 있습니다.

1920년대부터 1940년대까지 미국에서는 다짐흙 건축에 대한 연구가 활발히 진행되었습니다. 사우스다코타 주립대학은 광범위한 연구를 수행하여 거의 100채에 달하는 다짐흙 내후성 벽을 건설했습니다. 이 대학은 30년 동안 토양 내 콜로이드와 관련된 페인트 및 석고 사용에 대한 연구를 진행했습니다. 1945년 사우스캐롤라이나주 클렘슨 농과대학은 "다짐흙 건축(Rammed Earth Building Construction)"이라는 소책자를 통해 다짐흙 연구 결과를 발표했습니다. 1936년 미국 농무부는 앨라배마주 가든데일 인근의 한 농장에서 건축가 토머스 히벤과 함께 다짐흙 주택으로 이루어진 실험 공동체를 건설했습니다. 이 주택들은 저렴하게 지어져 일반 대중에게 판매되었으며, 정원과 소규모 가축 사육을 위한 토지도 함께 제공되었습니다. 이 프로젝트는 성공적이었으며 저소득 가정에 귀중한 주택을 제공했습니다. ^{[ 3 ]} USAID는 개발도상국과 협력하여 다짐흙 주택 관련 건축 과학을 개선하고 있습니다. 그들은 또한 텍사스 A&M 대학교와 텍사스 교통 연구소에서 "다짐흙 건축 핸드북"을 집필하는 데 자금을 지원했습니다. 이 핸드북은 국제 다짐흙 연구소(Rammed Earth Institute International)가 재인쇄 허가를 받을 때까지 일반 대중이 구입할 수 없었습니다. ^{[ 3 ]} 제2차 세계 대전 이후 현대 건축 자재 가격이 하락하면서 다짐흙 건축에 대한 관심이 줄어들었습니다. 다짐흙은 기준 미달로 여겨지기 시작했고, 오늘날에는 흙 건축 기술에 익숙하지 않은 계약자, 엔지니어 및 기술자로부터 종종 반대에 부딪힙니다.

어스십

어스십 에서

어스십은 땅속에 묻힌 형태의 패시브 태양열 주택 으로, 자율적으로 작동하도록 설계 되었습니다 . 어스십은 흙으로 채운 타이어나 모래주머니를 사용하여 만들어집니다.

(사용하는 경우) 타이어는 흙으로 다져서 사용할 수 있는 "벽돌"로 변환됩니다. 이는 간단하고 저렴한 건축 방식이며, 뛰어난 하중 지지력을 가진 벽을 만들 수 있습니다. 어스십에 사용되는 타이어는 제대로 제작할 경우 무게가 최대 136kg(300파운드)에 달하기 때문에 옮기기가 매우 어려워 일반적으로 현장에서 제작됩니다.

도 참조하세요

• 어도비 벽돌

참고 자료