Утрамбованная земля

Утрамбованная земля , также известная как taipa ^[1] (португальский), tapial (испанский), pisé de terre или просто pisé (французский), — это метод, используемый при возведении стен с использованием сырья земли, мела, извести и гравия. Это древний метод строительства , который в последние годы возрождается, поскольку люди ищут более устойчивые строительные материалы и естественные методы строительства. Стены из утрамбованной земли просты в возведении, негорючи, термически массивны , очень прочны и износостойки. С другой стороны, их возведение без применения техники (электрических трамбовок) может быть трудоемким, а при неправильной защите или обслуживании они подвержены повреждению водой. Традиционно здания из утрамбованной земли встречаются на всех континентах, кроме Антарктиды. От умеренных и влажных регионов Северной Европы ^[2] до полусухих пустынь, горных районов и тропиков. Наличие пригодной почвы и проектирование зданий для местных климатических условий являются факторами, которые благоприятствуют его использованию.

Обзор использования

Строительство стены из утрамбованной земли включает в себя процесс сжатия влажной смеси земли , которая имеет подходящие пропорции песка, гравия и глины (иногда с добавлением стабилизатора) в каркас с внешней опорой, создавая прочную стену из земли. Исторически для стабилизации материала использовались стабилизаторы, такие как известь или кровь животных, в то время как современное строительство из утрамбованной земли использует известь, цемент или асфальтовые эмульсии. Некоторые современные строители также добавляют цветные оксиды или другие предметы, такие как бутылки или куски древесины, чтобы добавить разнообразия в конструкцию.

Сначала строится временная рама (опалубка), обычно из дерева или фанеры, которая будет служить формой для желаемой формы и размеров каждой секции стены. Рамы должны быть прочными и хорошо закрепленными, а две противоположные поверхности стены должны быть скреплены вместе, чтобы предотвратить выпячивание или деформацию от высоких сил сжатия. Влажный материал заливается на глубину от 100 до 250 мм и сжимается примерно до 50% от его первоначальной высоты. Сжатие материала выполняется итеративно партиями, чтобы постепенно наращивать стену до требуемой высоты, определяемой верхней частью рамы. Сжатие исторически производилось вручную с помощью длинного трамбовочного шеста и было очень трудоемким. Современное строительство может быть более эффективным, если использовать пневматические трамбовки.

После завершения стены она достаточно прочна, чтобы можно было немедленно снять рамы. Это необходимо, если требуется текстура поверхности (например, с помощью металлической щетки), так как стены становятся слишком твердыми для обработки примерно через час. Стены лучше всего возводить в теплую погоду, чтобы они могли высохнуть и затвердеть. Стенам требуется некоторое время, чтобы полностью высохнуть, и может потребоваться до двух лет, чтобы полностью затвердеть. Прочность на сжатие увеличивается с увеличением времени затвердевания, и открытые стены следует герметизировать, чтобы предотвратить повреждение водой.

В современных вариантах метода стены из утрамбованной земли возводятся поверх обычных фундаментов или железобетонных плит.

Лучшие методы строительства

Обратите внимание на метод «хан ту», который использовался на Великой Китайской стене: использовались слои 10-15 см рыхлой земли (между опалубкой), которые затем утрамбовывались столбами. Толщина: до 10,6 м (что намного толще оптимальной).

Особенности и преимущества

Прочность на сжатие утрамбованной земли может достигать 4,3 МПа. Это меньше, чем значение аналогичной толщины бетона, но более чем достаточно прочно для использования в жилых зданиях. ^[3] Действительно, правильно построенная утрамбованная земля может выдерживать нагрузки в течение тысяч лет, о чем свидетельствуют многие все еще стоящие древние сооружения из утрамбованной земли по всему миру. ^[4] Утрамбованная земля с использованием арматуры, дерева или бамбукового армирования может предотвратить разрушение, вызванное землетрясениями или сильными штормами. Смешивание цемента с почвенной смесью также может увеличить несущую способность конструкции, но может использоваться только в смесях с низким содержанием глины. Министерство сельского хозяйства США отметило, что сооружения из утрамбованной земли служат неограниченно долго и могут быть построены не более чем за две трети стоимости стандартных каркасных домов. ^[5]

Утрамбованная земля используется по всему миру в самых разных климатических условиях: от влажной Северной Европы до засушливых регионов Африки.

Почва является широкодоступным, недорогим и устойчивым ресурсом, и ее сбор для использования в строительстве оказывает минимальное воздействие на окружающую среду. ^[6] Это делает строительство из утрамбованной земли весьма доступным и жизнеспособным для строителей с низким доходом. Неквалифицированная рабочая сила (часто друзья и семья) способна обеспечить большую часть необходимой рабочей силы, и сегодня более 30 процентов населения мира использует землю в качестве строительного материала. ^[3]

Хотя стоимость материала низкая, строительство из утрамбованной земли без механических инструментов может быть очень трудоемким проектом; однако с механической трамбовкой и сборной опалубкой может потребоваться всего два-три дня, чтобы построить стены для дома площадью 2000–2200 футов ² . ^[3] Одним из существенных преимуществ утрамбованной земли является ее отличная тепловая масса ; как и кирпичная или бетонная конструкция, она может поглощать тепло в течение дня и отдавать его ночью. Это может выровнять суточные колебания температуры и снизить потребность в кондиционировании воздуха и отоплении . Однако утрамбованная земля, также как кирпич и бетон, часто требует изоляции в более холодном климате. Ее также необходимо защищать от сильного дождя и изолировать пароизоляцией. ^[4] После завершения и без краски или другой отделки стены имеют цвет и текстуру натуральной земли. Пятна также можно заделать, используя почвенную смесь в качестве штукатурки и отшлифовав до гладкости. Необходимо проявлять осторожность и избегать использования влагонепроницаемых покрытий, таких как цементная штукатурка, поскольку они ухудшат способность стены десорбировать (освобождаться) от влаги, что приведет к потере прочности на сжатие.

Толщина и плотность стен из утрамбованной земли, обычно от 300 до 350 мм, естественным образом способствует звукоизоляции. Стены из утрамбованной земли также устойчивы к термитам, нетоксичны, изначально огнестойки и в конечном итоге биоразлагаемы.

В хорошо выдержанные стены можно легко вбить гвозди или шурупы, а затем их можно эффективно заделать тем же материалом, который использовался при их строительстве.

Экологические аспекты и устойчивость

Поскольку в конструкциях из утрамбованной земли используются местные материалы, они обычно имеют низкую внутреннюю энергию и производят очень мало отходов. Используемые почвы обычно представляют собой подпочвы с низким содержанием глины , от 5% до 15%, как правило, с верхним слоем почвы, оставленным для сельскохозяйственного использования. В идеале почву, удаленную для подготовки фундамента здания, можно использовать, что еще больше снижает стоимость и энергию, используемую для транспортировки. ^[6] Здания из утрамбованной земли сокращают потребность в пиломатериалах, поскольку используемая опалубка является съемной и может постоянно использоваться повторно. ^[7]

Утрамбованная земля может эффективно контролировать влажность, когда необлицованные стены, содержащие глину, подвергаются воздействию внутреннего пространства. Влажность поддерживается в диапазоне от 40% до 60%, что является идеальным диапазоном влажности для больных астмой и хранения восприимчивых предметов, таких как книги.

При использовании цемента в смеси земли устойчивые преимущества, такие как низкое потребление энергии и контроль влажности, не будут реализованы. Производство самого цемента увеличивает глобальную нагрузку на углекислый газ в размере 1,25 тонн на тонну произведенного цемента. ^[8] Частичная замена цемента альтернативами, такими как измельченный гранулированный доменный шлак, не показала эффективности и влечет за собой другие вопросы устойчивости. ^[9]

Утрамбованная земля может способствовать общей энергоэффективности зданий. Плотность, толщина и теплопроводность утрамбованной земли делают ее особенно подходящим материалом для пассивного солнечного отопления. Тепло проходит через стену толщиной 350 мм почти за 12 часов. ^[3] Масса материала и содержание глины в утрамбованной земле позволяют зданию «дышать» лучше, чем бетонные конструкции, избегая проблем с конденсацией без значительных потерь тепла. ^[3] Было показано, что жилье из утрамбованной земли решает проблемы с бездомностью, вызванные в противном случае высокими затратами на строительство, а также помогает решить экологическую дилемму вырубки лесов и токсичных строительных материалов, связанных с традиционными методами строительства. ^[10]

История

Доказательства раннего использования утрамбованной земли были обнаружены в неолитических археологических памятниках культуры Яншао и культуры Луншань в Китае вдоль реки Хуанхэ, датируемых 5000 г. до н. э. К 2000 г. до н. э. использование архитектурных приемов утрамбованной земли стало обычным для стен и фундаментов в Китае. ^[11]

В 1800-х годах в Соединенных Штатах утрамбованная земля была популяризирована книгой « Сельская экономика» С. В. Джонсона. Она использовалась для строительства плантации Borough House Plantation и церкви Святого Креста (Стейтбург, Южная Каролина)|Церковь Святого Креста в Южной Каролине, которые являются двумя национальными историческими достопримечательностями Соединенных Штатов: ^[12]

"Построенный в 1821 году, комплекс Borough House Plantation содержит старейшую и самую большую коллекцию зданий "высокого стиля" из pise de terre (трамбованной земли) в Соединенных Штатах. Шесть из 27 пристроек и части главного дома были построены с использованием этой древней техники, которая была введена в этой стране в 1806 году в книге " Сельская экономика " С. В. Джонсона". Выдающимся примером строительства из трамбованной земли в Канаде является англиканская церковь Св. Фомы (Шанти-Бэй, Онтарио), построенная между 1838 и 1841 годами.

1920-е и 1940-е годы были периодом активных исследований в области строительства из утрамбованной земли в США. Колледж штата Южная Дакота провел обширные исследования и построил почти 100 стен, устойчивых к выветриванию, из утрамбованной земли. В течение тридцати лет колледж исследовал использование красок и штукатурки в отношении коллоидов в почве. В 1945 году Сельскохозяйственный колледж Клемсона в Южной Каролине опубликовал свои результаты исследований по утрамбованной земле в брошюре под названием «Строительство зданий из утрамбованной земли». В 1936 году на ферме недалеко от Гардендейла, штат Алабама, Министерство сельского хозяйства США построило экспериментальное сообщество зданий из утрамбованной земли с архитектором Томасом Хиббеном. Дома были построены недорого и проданы населению вместе с землей, достаточной для сада и небольших участков для скота. Проект оказался успешным и предоставил ценное жилье семьям с низким доходом. ^[3] USAID работает с неразвитыми странами для улучшения строительной науки вокруг домов из утрамбованной земли. Они также финансировали написание «Справочника по утрамбованной земле» Техасским университетом A&M и Техасским институтом транспорта. Справочник никогда не был доступен для покупки широкой публикой, пока Международный институт утрамбованной земли не получил разрешения на его переиздание. ^[3] Интерес к утрамбованной земле упал после Второй мировой войны, когда цены на современные строительные материалы упали. Утрамбованная земля стала считаться некачественной, и сегодня она часто встречает противодействие со стороны подрядчиков, инженеров и торговцев, которые не знакомы с методами земляного строительства.

Земные корабли

Из Земных Кораблей

Earthships — это тип пассивного солнечного дома , защищенного землей , который предназначен для автономной работы . Earthships изготавливаются с использованием либо заполненных землей шин, либо мешков с песком.

Шины (если используются) изготавливаются путем утрамбовки их землей, тем самым превращая их в пригодные для использования «кирпичи». Это простой и доступный метод строительства, который позволяет создавать стены с большой несущей способностью. Шины в Earthship обычно изготавливаются на месте, поскольку при правильном изготовлении они весят до 300 фунтов и их очень трудно перемещать.

Смотрите также

• Adobe

Ссылки

Данные страницы

Ключевые слова	устойчивое строительство , натуральные материалы , каменная кладка , строительные материалы , соответствующая технология , устойчивые технологии , теплоизоляция , строительство , материалы , земляное строительство , альтернативное строительство , почва , энергоэффективность , стены
ЦУР	SDG07 Доступная и чистая энергия , SDG11 Устойчивые города и сообщества
Авторы	КВДП
Лицензия	CC-BY-SA-3.0
Перенесено из	https://en.wikipedia.org/wiki/Rammed_earth ( оригинал )
Язык	Английский (en)
Переводы	испанский , турецкий , корейский , русский
Связанный	4 подстраницы , 13 страниц ссылка здесь
Влияние	2918 просмотров страниц ( еще )
Созданный	21 ноября 2010 г. от KVDP
Последнее изменение	23 сентября 2024 г. Кэти Нативи
Цитировать как	КВДП (2010–2024). «Утрамбованная земля» . Appropedia . Получено 7 декабря 2024 г. .
API-запросы	базовый , семантический , html , файлы , больше