부딪힌 땅

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Design Build Bluff 조직이 건설 한 흙 받이 트롬베 벽

taipa ^[1] (포르투갈어), tapial (스페인어), pisé de terre 또는 간단히 pisé (프랑스어) 로도 알려진 다진 흙은 흙, 분필 , 석회 및 자갈 의 원료를 사용하여 벽을 만드는 데 사용되는 기술입니다. . 사람들이 보다 지속 가능한 건축 자재 와 자연적인 건축 방법을 추구함에 따라 최근 몇 년 동안 부활한 고대 건축 방법입니다 . 다진 흙벽은 건설이 간단하고 불연성이며 열적으로 거대합니다. , 매우 강하고 내구성이 뛰어납니다. 반대로 기계(동력 장전기) 없이 건설하려면 노동 집약적일 수 있으며, 부적절하게 보호하거나 유지 관리할 경우 물 손상을 받기 쉽습니다. 전통적으로 다진 흙 건물은 남극 대륙을 제외한 모든 대륙에서 발견됩니다. 북유럽의 온화하고 습한 지역 ^[2] 부터 반건조 사막, 산악 지역 및 열대 지역까지. 유용한 토양의 가용성과 지역 기후 조건에 대한 건물 설계가 그 사용을 선호하는 요소입니다.

사용개요

다진 흙벽을 쌓는 것은 모래 , 자갈, 점토 ( 때때로 안정제가 첨가된 경우도 있음) 의 적절한 비율을 가진 흙 의 습한 혼합물 을 외부 지지 프레임에 압축하여 단단한 흙 벽을 만드는 과정을 포함합니다. 역사적으로 석회 나 동물의 혈액 과 같은 안정제는 재료를 안정화하는 데 사용되었지만 현대의 다진 흙 건설에서는 석회, 시멘트 또는 아스팔트 유제를 사용합니다. 일부 현대 건축업자는 구조에 다양성을 추가하기 위해 유색 산화물이나 병이나 목재 조각과 같은 기타 품목을 추가하기도 합니다.

임시 프레임( 거푸집 )은 일반적으로 목재나 합판으로 만들어져 각 벽 섹션의 원하는 모양과 치수에 대한 주형 역할을 합니다. 프레임은 튼튼하고 잘 버팀되어야 하며, 관련된 높은 압축력으로 인해 부풀어 오르거나 변형되는 것을 방지하기 위해 두 개의 반대 벽면이 함께 고정되어야 합니다. 축축한 재료를 100~250mm 깊이로 붓고 원래 높이의 약 50%로 압축합니다. 재료 압축은 일괄적으로 반복적으로 수행되어 프레임 상단에 지정된 필수 높이까지 벽을 점차적으로 쌓습니다. 압축은 역사적으로 긴 래밍 폴을 사용하여 손으로 수행되었으며 매우 노동 집약적이었습니다. 현대 건축에서는 공압식 탬퍼를 사용하면 더욱 효율적일 수 있습니다 .

벽이 완성되면 프레임을 즉시 제거할 수 있을 만큼 튼튼합니다. 이는 표면 질감(예: 와이어 브러싱)을 원하는 경우에 필요합니다. 약 한 시간 후에는 벽이 너무 단단해져서 작업할 수 없기 때문입니다. 벽은 건조하고 굳을 수 있도록 따뜻한 날씨에 건설하는 것이 가장 좋습니다. 벽이 완전히 마르는 데는 어느 정도 시간이 걸리고, 완전히 굳는 데는 최대 2년이 걸릴 수 있습니다. 경화 시간이 길어질수록 압축 강도도 증가하며 노출된 벽은 물에 의한 손상을 방지하기 위해 밀봉되어야 합니다.

이 방법의 현대적인 변형에서는 다진 흙벽이 기존 기초 또는 철근 콘크리트 슬래브 기초 위에 건설됩니다 .

최고의 건설 방법

(A) 금속 셔터에 흙을 수동으로 부딪히는 모습을 보여주는 사진. 이 기술은 상당히 노동 집약적입니다(이집트 시나이에서 촬영한 사진). (B) 공압식 탬퍼.

중국의 만리장성에서 사용된 "항투(hang tu)" 방법에 주목하십시오. 10-15cm의 느슨한 흙층(거푸집 사이)을 사용한 다음 기둥으로 받쳤습니다. 두께: 최대 10,6m(최적의 두께보다 훨씬 두껍습니다).

특징 및 이점

다진 흙의 압축 강도 는 최대 4.3 MPa입니다. 이는 비슷한 두께의 콘크리트보다 낮지만 가정용 건물에 사용할 수 있을 만큼 강도가 높습니다. ^[3] 실제로, 적절하게 건설된 받힌 흙은 수천 년 동안 하중을 견딜 수 있으며, 이는 전 세계에 아직도 남아 있는 고대의 많은 흙 받이 구조물이 증명하고 있습니다. ^[4] 철근, 목재 또는 대나무 보강재를 사용하여 흙을 다져 지진이나 폭풍우로 인한 파손을 예방할 수 있습니다. 시멘트를 토양 혼합물과 혼합하면 구조물의 하중 지지력이 증가할 수 있지만 점토가 부족한 혼합물에만 사용할 수 있습니다. USDA는 다진 흙 구조물이 무기한 지속되며 표준 프레임 하우스 비용의 2/3 이하로 건설할 수 있다는 점을 관찰했습니다. ^[5]

다진 흙은 습한 북유럽부터 아프리카의 건조한 지역에 이르기까지 광범위한 기후 조건에서 전 세계적으로 사용되었습니다.

토양은 널리 이용 가능하고 비용이 저렴하며 지속 가능한 자원이며 건설에 사용하기 위해 토양을 수확하는 것은 환경에 최소한의 영향을 미칩니다. ^[6] 이는 다진 흙 건설을 저소득 건축업자에게 매우 저렴하고 실행 가능하게 만듭니다. 비숙련 노동(주로 친구나 가족)은 필요한 노동의 대부분을 제공할 수 있으며, 오늘날 세계 인구의 30% 이상이 흙을 건축 자재로 사용합니다. ^[삼]

재료 비용은 낮지만 기계적 도구 없이 흙을 쌓는 것은 시간이 많이 걸리는 프로젝트일 수 있습니다. ^{그러나 기계식 탬퍼와 조립식 거푸집을 사용하면 2000~2200피트 규모} 주택의 벽을 건설하는 데 2~3일이 소요될 수 있습니다 . ^[3] 다진 흙의 중요한 이점 중 하나는 우수한 열 질량 입니다 . 벽돌 이나 콘크리트 건축물 처럼 낮에는 열을 흡수하고 밤에는 방출할 수 있습니다. 이를 통해 일일 온도 변화를 균등화하고 에어컨 및 난방 의 필요성을 줄일 수 있습니다.. 그러나 벽돌이나 콘크리트와 마찬가지로 다진 흙은 추운 기후에서 단열이 필요한 경우가 많습니다. 또한 폭우로부터 보호하고 수증기 장벽으로 단열해야 합니다. ^[4] 페인트나 다른 마감재 없이 마감된 경우 벽은 천연 흙의 색상과 질감을 갖습니다. 흠집은 흙 혼합물을 석고로 사용하고 매끄럽게 샌딩하여 패치할 수도 있습니다. 시멘트 렌더와 같은 수분 불투과성 마감재를 피하려면 주의가 필요합니다. 이러한 마감재는 벽의 수분 탈착(자체 제거) 능력을 손상시켜 압축 강도를 저하시키기 때문입니다.

일반적으로 300~350mm 두께의 다진 흙벽의 두께와 밀도는 자연스럽게 방음 에 적합합니다 . 다진 흙벽은 또한 흰개미 에 강하고 무독성이며 본질적으로 내화성이 있으며 궁극적으로 생분해됩니다 .

못이나 나사는 잘 경화된 벽에 쉽게 박을 수 있으며 벽을 만드는 데 사용된 것과 동일한 재료로 효과적으로 패치할 수 있습니다.

환경적 측면과 지속가능성

다진 흙 구조물은 지역적으로 이용 가능한 재료를 사용하기 때문에 일반적으로 내재 에너지가 낮고 폐기물이 거의 발생하지 않습니다. 사용되는 토양은 일반적으로 점토 함량 이 낮은 하층토 (5%~15%)이며 일반적으로 표토는 농업용으로 유지됩니다. 이상적으로는 건물 기초를 준비하기 위해 제거된 흙을 사용할 수 있어 운송에 사용되는 비용과 에너지를 더욱 줄일 수 있습니다. ^[6] 다진 흙 건물은 사용된 거푸집이 제거 가능하고 지속적으로 재사용될 수 있기 때문에 목재의 필요성을 줄입니다. ^[7]

다진 흙은 점토를 포함하는 피복되지 않은 벽이 내부 공간에 노출되는 경우 습도를 효과적으로 제어할 수 있습니다. 습도는 40%에서 60% 사이로 유지되는데, 이는 천식 환자와 책과 같이 민감한 품목을 보관하는 데 이상적인 습도 범위입니다.

시멘트가 흙 혼합물에 사용되면 낮은 내재 에너지 및 습도 제어와 같은 지속 가능한 이점이 실현되지 않습니다. 시멘트 제조 자체는 생산된 시멘트 1톤당 1.25톤의 비율로 전 세계 이산화탄소 부담을 가중시킵니다. ^[8] 시멘트를 고로 슬래그 와 같은 대체재로 부분적으로 대체하는 것은 효과적인 것으로 나타나지 않았으며 다른 지속 가능성 문제도 제기됩니다. ^[9]

다진 흙은 건물의 전반적인 에너지 효율성에 기여할 수 있습니다. 다진 흙의 밀도, 두께 및 열전도율은 수동 태양열 난방 에 특히 적합한 재료입니다 . 따뜻함이 350mm 두께의 벽을 통과하는 데 거의 12시간이 걸립니다. ^[3] 다진 흙의 재료 질량과 점토 함량은 건물이 콘크리트 구조물보다 더 많이 "호흡"할 수 있게 하여 상당한 열 손실 없이 응결 문제를 방지합니다. ^[3] 다진 흙 주택은 높은 건축 비용으로 인해 발생하는 노숙자 문제를 해결할 뿐만 아니라 기존 건축 방법과 관련된 삼림 벌채 및 독성 건축 자재의 생태적 딜레마를 해결하는 데 도움이 되는 것으로 나타났습니다. ^[10]

역사

다진 흙을 초기에 사용했다는 증거는 기원전 5000년으로 거슬러 올라가 황하 유역 의 중국 양샤오 문화와 용산 문화의 신석기 시대 고고학 유적지에서 볼 수 있습니다 . 기원전 2000년까지, 다진 흙 건축 기술의 사용은 중국의 벽과 기초에 일반적으로 사용되었습니다. ^[11]

1800년대 미국에서는 다진 흙이 SW Johnson의 농촌 경제라는 책을 통해 대중화되었습니다 . 이 건물은 미국의 국립 역사 랜드마크인 보로 하우스 농장과 성 십자가 교회(사우스 캐롤라이나주 스테이트버그)|사우스 캐롤라이나의 성 십자가 교회를 건설하는 데 사용되었습니다. [12 ^]

"1821년에 건설된 Borough House Plantation 단지에는 미국에서 가장 오래되고 최대 규모의 '고급 스타일' pise de terre(다중 흙) 건물이 포함되어 있습니다. 27개 종속 건물 중 6개와 본관의 일부는 이 고대 건물을 사용하여 건설되었습니다. 이 기술은 1806년 SW Johnson이 저술한 농촌 경제(Rural Economy)라는 책을 통해 이 나라에 소개되었습니다 ." 캐나다 의 다짐 흙 건축의 뛰어난 예는 1838년에서 1841년 사이에 건축된 세인트 토마스 성공회 교회(온타리오 주 샨티 베이)입니다.

1920년대부터 1940년대는 미국에서 다진토 건설에 대한 연구가 활발했던 시기였다. 사우스 다코타 주립 대학은 광범위한 연구를 수행하여 다진 흙으로 거의 100개의 풍화벽을 건설했습니다. 30년에 걸쳐 대학에서는 토양의 콜로이드와 관련하여 페인트와 석고의 사용을 연구했습니다. 1945년 사우스 캐롤라이나의 클렘슨 농업대학(Clemson Agricultural College of South Carolina)은 다진 흙 건물 건설(Rammed Earth Building Construction)이라는 팜플렛을 통해 다진 흙 연구 결과를 발표했습니다. 1936년 미국 앨라배마 주 가든데일 근처 농가에서 미국 농무부는 건축가 Thomas Hibben과 함께 흙으로 만든 실험적인 건물 공동체를 건설했습니다. 집은 저렴하게 지어졌고 정원과 작은 가축을 키우기에 충분한 토지와 함께 대중에게 판매되었습니다.^[3] USAID는 다진 흙집 주변의 건축 과학을 개선하기 위해 미개발 국가와 협력하고 있습니다. 그들은 또한 텍사스 A&M 대학교와 텍사스 교통 연구소가 "충진 지구 핸드북"을 작성하는 데 자금을 지원했습니다. 이 핸드북은 Rammed Earth Institute International이 재인쇄 허가를 받기전까지 대중이 구매할 수 없었습니다^[3] 제2차 세계대전 이후 현대 건축 자재 가격이 하락하면서 다진 흙에 대한 관심이 줄어들었습니다. 다진 흙은 표준 이하로 간주되기 시작했으며 오늘날 흙 건설 기술에 익숙하지 않은 계약자, 엔지니어 및 상인의 반대에 부딪히는 경우가 많습니다.

지구선

지구선( Earthship)은 자율적으로 작동하도록 설계된 일종의 지구 보호 수동형 태양열 주택 입니다 . 지구선은 흙을 채운 타이어 나 모래주머니를 사용하여 만들어집니다 .

타이어(사용된 경우)는 흙과 부딪혀서 사용 가능한 "벽돌"로 변환되어 만들어집니다. 이는 간단하고 저렴한 건축 방법이며 내하력이 뛰어난 벽을 생산합니다. Earthship의 타이어는 일반적으로 제자리에 제작됩니다. 제대로 제작되면 무게가 300파운드에 달하고 재배치가 매우 어려울 수 있기 때문입니다.

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참고자료