地球船是一种埋在地下的被动式太阳能房屋，设计为自主工作。地球船由填满泥土的轮胎或沙袋制成。
轮胎（如果使用）是通过用泥土夯实制成的，从而将它们转化为可用的“砖块”。这是一种简单且经济实惠的建筑方法，可以建造出具有强大承重能力的墙壁。地球船中的轮胎通常是现场制作的，因为如果制作得当，它们的重量可达 300 磅，很难移动。
内容
历史
地球船由迈克·雷诺兹于 20 世纪 70 年代设计。地球船的设计初衷是让任何普通人（无需任何建筑技能）都能建造出建筑物。其次，它主要采用天然/可回收和廉价的建筑材料建造。最后，它采用天然能源，不依赖主电网、供水网络和污水处理系统。
雷诺兹在 20 世纪 70 年代的设想最终采用了 U 形土制轮胎房的形式。作为一个概念，地球船最初并不局限于轮胎——任何具有热质量潜力的致密材料，如混凝土、土坯或石头，理论上都可以用来建造地球船。然而，雷诺兹更喜欢土制轮胎版的地球船，主要是因为它们广泛可用且成本非常低。
在设计出这个概念之后，雷诺兹出发去创立太阳能生存建筑公司（现为地球飞船生物建筑公司），出售他的地球飞船建造服务。
类型
Earthship Biotecture 自成立以来，一直在建造和发明新型地球飞船，因此目前可以区分出 3 种类型（所有这些类型现在仍然可以买到）。
包装好的地球飞船
就建造和建造而言，功能最丰富、最经济的地球船是套装地球船。这种地球船采用（部分）预制建造包和预先设计的图纸。这种“现成”的特点使得建造建筑物变得相当容易。尺寸从 607 平方英尺（“巢穴”工作室）开始，一直到 3 床 2 浴室的地球船或更大。
模块化地球船
顾名思义，模块化地球船让买家能够完全按照自己的喜好组装地球船。因此，与封装式地球船相比，模块化地球船拥有更多种类的空间，并且有更多雕塑感十足的房间。由于所有房间都配备了隔热材料，因此地球船仍将保持其著名的热稳定性。
混合/鹦鹉螺地球飞船
鹦鹉螺号地球飞船是一艘独特的螺旋形地球飞船，以贝壳为原型设计而成。其理念是地球飞船需要与这颗星球的自然现象互动，因此需要与太阳、风、地球的热质量、雨水，甚至所有生命中的螺旋图案互动。[1]
轮胎挡土墙
整条轮胎用于建造墙壁，以加固不稳定的地面。每个轮胎都填满压实的泥土，如图 1 所示。轮胎垂直钉住，相邻轮胎紧固在一起，金属柱穿过轮胎中心并锚固在地面上。
好处
- 冻结和解冻不会导致墙壁破裂。
- 湿气穿过墙壁而不会影响结构，无需使用昂贵的排水管。
- 植物可以在墙内生长，掩盖墙体，且不影响稳定性。
- 废旧轮胎得到有效利用。
系统
供水和粪便处理
如前所述，地球船不连接供水网络。相反，地球船的设计目的是收集和使用当地环境中的水。这通常是通过使用雨水收集系统收集水（如雨水或雪水）来实现的。当水收集在屋顶上时，它会通过淤泥收集装置流入蓄水池。蓄水池的位置使其重力供给 WOM（水组织模块），该模块会过滤掉细菌并使其适合饮用。然后将水推入传统的压力罐中以产生普通家庭水压。然后水用于浴缸/淋浴、水槽/洗碗机，最后用于冲马桶（如果有）。
需要注意的是，理论上，可以将干净的水引入浴缸或淋浴间，然后（此时水已经是灰水）引入水槽或洗碗机。但是，水槽或洗碗机最好连接到 3 条水管（热灰水管、冷干净水管和冷灰水管）。这种干净的冷水可以在洗手或洗碗后使用，使工作更卫生。[2]
然而，在大多数早期的地球飞船中，并没有逐渐污染水（如上所述）。相反，早期的地球飞船选择使用放置在固定装置出口处的植物（称为“花盆”）来恢复流失的营养物质（来自肥皂等）和灰水中的水。这是可能的，因为任何灰水都只被肥皂“污染”，这通常不会对环境造成损害）。通常，一株植物直接放在管道前面，但有时也会使用小型排水场。管道足够大（5,08 厘米），以避免地下气体（来自灰水）的形成。厨房、浴室水槽，甚至淋浴、洗衣机和洗碗机都是这样做的。植物通常放在室内水槽旁，室外洗衣机/洗碗机和淋浴间旁（以避免室内“洪水”）。此外，对于后者，使用更大的排水场，而不是仅仅放在出口前。[3] [4]
在早期的地球飞船中，由于不鼓励使用传统的抽水马桶，所以不会产生黑水（即上完厕所后用过的水） 。 [5]相反，人们提倡使用完全不使用水的堆肥厕所。
然而，随着迈克尔·雷诺兹的新设计，抽水马桶现在在地球飞船上找到了一席之地，而一般的供水系统也根据新的“六步流程”进行了重新设计。[6] [7]现在，产生的黑水被送往太阳能增强型化粪池，通常被称为“孵化器”。太阳能增强型化粪池将太阳的热量储存在其绝缘的混凝土块中，以帮助厌氧过程。孵化器中的水被引导到外部植物细胞。
在新设计中，除了包含抽水马桶和外部植物池外，现在还使用了内部植物池。内部植物池用于清洁灰水（即在浴缸、淋浴、水槽或洗碗机使用后），然后再将其用于马桶。
灰水处理过程如下：首先，灰水通过油脂和颗粒过滤器/消化器，进入地球飞船内一个 30 英寸至 60 英寸深的橡胶衬里植物细胞，这是一个微型活体机器。细胞内发生氧化、过滤、蒸腾和细菌接触，有助于净化水质（Reynolds 2000）。在植物细胞内，过滤是通过将水通过砾石和植物根系的混合物来实现的。植物根系在过滤过程中为水添加氧气并去除氮。植物还通过根系吸收水分，并通过叶子蒸腾，这有助于加湿空气。在细胞内，细菌会自然生长并有助于净化水质。
然后，植物细胞低端的水被引导通过泥炭藓过滤器并收集到水库或井中。然后，这些回收的水再次通过灰水板（参见earthship.net）并用于冲洗传统厕所。
电
地球飞船不连接主电网。相反，它们被设计成从各种来源收集自己的能量。实际上，所需的大部分电能都来自太阳和风。光伏板和风力涡轮机被放置在地球飞船上或附近，并产生直流电，然后储存在深循环电池中。如果需要，可以从燃料发电机或与城市电网整合来获取额外的能量。然而，地球飞船的用户被要求在一天中分散他们的能源使用（这被称为能量堆叠）。这可以尽可能高效地使用电池。
在地球飞船中，电源组织模块 (POM) 用于从电池中获取存储的能量并将其转换为交流电使用。电源组织模块是 Earthship Biotecture 提供的预制系统，只需连接到地球飞船内部的墙壁上并以常规方式接线即可。通过电源组织模块运行的能量可用于运行任何家用电器，包括：洗衣机、电脑、厨房用具、打印机、吸尘器等。地球飞船中的任何电能都不会用于加热或冷却。[8]
加热和冷却
通过利用多种现象，地球飞船的内部气候得以稳定和舒适。地球飞船主要试图利用热质量和被动式太阳能加热和冷却的特性。例如特朗布墙和天窗等技术。
地球船的承重墙由钢带轮胎和泥土夯筑而成，有两个用途。首先，它们支撑屋顶；其次，它们提供致密的热质量，白天吸收热量，晚上散发热量，使室内气候全天保持相对舒适。内部的非承重墙通常由回收罐头组成的“蜂窝状”混凝土连接而成，被称为锡罐墙。这些墙通常用土坯或灰泥厚厚地抹上。
地球船的屋顶隔热性能极佳 - 通常用泥土或土坯制成 - 以提高能源效率。
除了高热质量外，一些地球飞船可能采用地球掩蔽。地球掩蔽的好处是双重的，因为它增加了热质量，如果地球飞船埋得足够深，则允许结构利用地球的稳定温度。
地球船的设计方式是利用太阳提供暖气、通风和照明。为了充分利用太阳，地球船（位于北半球）的南墙（非结构性且主要由玻璃板制成）朝向正南。这种定位可实现最佳的太阳照射。建筑物也呈马蹄形，以便在寒冷的月份最大限度地利用阳光和温暖。同样，厚实致密的外墙可有效隔绝夏季的炎热。
为了让太阳加热地球飞船的质量，南墙的角度是垂直于冬季太阳的光线。这样可以在冬季需要热量时获得最大程度的光照，而在夏季需要避免热量时减少光照。一些地球飞船，尤其是那些建在寒冷气候中的地球飞船，在南墙上使用隔热遮阳来减少夜间的热量损失（Reynolds 2000）。
轮胎壁外部使用绝缘材料（在早期设计中并不常见），提高了地球飞船在各种气候条件下的生存能力，同时又不损害其耐用性。
地球飞船通常使用自己的自然通风系统。它由从专门为此目的而制造的前窗进入的冷空气组成，并通过放置在地球飞船上的天窗（之一）流出。随着热空气上升，系统保持自身状态并不断吸入（和排出）空气。
优点和缺点
优点
- 在任何需要供暖的气候条件下，拥有一栋土堤房屋并且窗户朝向太阳都是一个好主意。
- 使用弯曲模块作为水平拱来抵抗土方载荷是一种合理的结构设计。
- 利用植物床现场处理径流水、灰水和黑水，减少了建筑对环境的影响。
缺点
- 倾斜的玻璃窗可能难以保持防水，在温暖的气候下，夏季会导致过多的太阳辐射。在寒冷的气候下，玻璃窗本身的隔热性能远低于任何其他组件，显然会成为冬季热量损失的主要渠道。新设计要求使用带有悬垂部分的垂直窗户。
- 未隔热的地面耦合热质量存在很大的热量损失潜力，尤其是在有供暖季节的气候条件下。这种情况在一定程度上会因土壤类型和水分含量而异。
- 橡胶轮胎壁往往缺乏结构刚度，可能需要垂直加强筋。
- 在一个可持续管理资源的社会中，不会有免费或廉价的轮胎（它们具有经济价值）。最具可持续性的材料大概是石头。
- 用混凝土、沙袋或土坯建造的地球船具有更好的太阳能和热量控制性能，性能更好，对环境的破坏性也更小。由于轮胎对环境不友好，在某些国家（例如比利时），使用轮胎甚至是非法的。[9]因此，比利时地球船改用沙袋来建造地球船。
故障排除
地球飞船依靠太阳热量增益与轮胎壁和底土传输和储存热量的能力之间的平衡。该设计旨在几乎不需要任何辅助热量。由于未能根据当地情况进行调整，一些地球飞船出现过热问题，一些出现过冷问题。
有些地球飞船似乎存在严重的热量损失问题。在这些情况下，热量似乎在供暖季节不断泄漏到地下并流失。这种情况可能是由于错误地认为地面耦合结构（与地面热接触的建筑物）不需要隔热而引起的。这种情况也可能是由于地球飞船最初建造的阳光充足、干旱和温暖的美国西南部与现在正在建造的一些多云、凉爽和潮湿的气候之间的巨大气候差异造成的。建筑师和地球庇护设计权威马尔科姆威尔斯建议在深层土壤和加热空间之间使用 R 值 10 的隔热材料。威尔斯的隔热建议随着土壤深度的减少而增加。
全球实施
目前，迈克尔·雷诺兹正在建立一个全球社区网络，专注于传播建造地球船的技术，并兼作展示。这些社区由新墨西哥州陶斯的住宅开发项目组成，这些住宅开发项目以独特的地球船形式建造而成。社区包括 REACH 和 STAR。[10]
世界各地都在建造地球船，请参见此处
相关项目
参考
- ↑ 地球飞船类型
- ↑ KVDP 设计，与普通地球飞船并不常见
- ↑ [固定装置上放置的植物]
- ↑ 放置在地球飞船固定装置上的植物
- ↑ Earthship 第 2 卷：系统和组件
- ↑ [水净化新六步流程]
- ↑ 新型净水系统流程概览（附图片）
- ↑ 地球飞船的能源使用
- ↑ EOS 杂志，2012 年 3 月
- ↑ Earthships 社区
Reynolds, Mike. (2000).在任何气候下都能舒适，Taos: Solar Survival P. ISBN 0962676748
参见
- 海地建造抗震地球船
- 马尔科姆·威尔斯，地下建筑的倡导者
- 国内能源消费
- 地球庇护
- 自主建筑
- 史蒂夫·贝尔
- 安东尼·高迪——据说其建筑风格与迈克·雷诺兹相似[1]
- 弗里登斯列·汉德瓦瑟——据称其建筑风格与迈克·雷诺兹相似[2]
外部链接
- 维基百科：地球飞船
- 维基百科：迈克·雷诺兹
- CNN 上的《地球飞船》纪录片
- Permies.com上的Earthship 论坛
- 土袋地球船
- 从开始到结束的建设过程
- Earthships 在美国东部工作
- 地球飞船生物建筑
- 可持续社区倡议 - 英国地球之船游客中心
- 有关布莱顿地球船和英国地球船的信息
- 触摸地球地球船
- 非常详细的施工信息/照片和很好的链接
- 被动式太阳能、高热质量建筑
- Earthship Austria 德语主页
- 地球船：为家庭打造零碳未来
- 弗吉尼亚州第一艘获得全面许可的带有附属温室的地球飞船
- 科罗拉多地球船从建造到完工的照片
- 橡胶技术国际网页www.RubberTechnology.com
- 特纳-费尔班克公路研究中心网页www.tfhrc.gov
