Утрамбованная земля

Утрамбованная земля , также известная как тайпа ^[1] (португальский), тапиал (испанский), pisé de terre или просто pisé (французский), представляет собой технику, используемую при строительстве стен с использованием сырья из земли, мела, извести и гравия. . Это древний метод строительства , который в последние годы возрождается, поскольку люди ищут более экологичные строительные материалы и натуральные методы строительства. Земляные валы просты в возведении, негорючи, термически массивны , очень прочны и износостойки. И наоборот, их строительство без техники (механизированных трамбовок) может оказаться трудоемким, а при неправильной защите или обслуживании они могут быть повреждены водой. Традиционно постройки из утрамбованной земли встречаются на всех континентах, кроме Антарктиды. От умеренных и влажных регионов Северной Европы ^[2] до полузасушливых пустынь, горных районов и тропиков. Факторами, благоприятствующими его использованию, являются наличие подходящего грунта и конструкция здания, адаптированная к местным климатическим условиям.

Обзор использования

Строительство утрамбованной земляной стены включает в себя процесс сжатия влажной земляной смеси с подходящими пропорциями песка, гравия и глины (иногда с добавлением стабилизатора) в каркас с внешней опорой, создавая прочную земляную стену. Исторически для стабилизации материала использовались стабилизаторы, такие как известь или кровь животных, тогда как в современном строительстве из утрамбованной земли используются известь, цемент или асфальтовые эмульсии. Некоторые современные строители также добавляют цветные оксиды или другие предметы, такие как бутылки или куски дерева, чтобы придать конструкции разнообразие.

Сначала строится временный каркас (опалубка), обычно из дерева или фанеры, который служит формой для желаемой формы и размеров каждой секции стены. Рамы должны быть прочными и хорошо закрепленными, а две противоположные поверхности стен должны быть скреплены вместе, чтобы предотвратить вздутие или деформацию из-за высоких сил сжатия. Влажный материал заливается на глубину от 100 до 250 мм и сжимается примерно до 50% от первоначальной высоты. Сжатие материала выполняется итеративно, партиями, чтобы постепенно довести стену до необходимой высоты, определяемой верхней частью рамы. Исторически сжатие производилось вручную с помощью длинной трамбовочной шеста и было очень трудоемким. Современное строительство может быть более эффективным, если использовать тамперы с пневматическим приводом.

Когда стена готова, она достаточно прочная, чтобы рамы можно было сразу снять. Это необходимо, если требуется текстура поверхности (например, с помощью проволочной щетки), поскольку примерно через час стены становятся слишком твердыми для обработки. Стены лучше всего возводить в теплую погоду, чтобы они успели высохнуть и затвердеть. Стенам требуется некоторое время, чтобы полностью высохнуть, а для полного затвердевания может потребоваться до двух лет. Прочность на сжатие увеличивается с увеличением времени отверждения, поэтому открытые стены следует герметизировать, чтобы предотвратить повреждение водой.

В современных вариантах метода утрамбованные земляные стены возводятся на обычных фундаментах или основании из железобетонных плит.

Лучшие методы строительства

Обратите внимание на метод «ханг ту», использованный на Великой Китайской стене: использовались слои рыхлой земли толщиной 10–15 см (между опалубкой), которую затем утрамбовывали столбами. Толщина: до 10,6м (что намного толще оптимальной).

Особенности и преимущества

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

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

Почва является широко доступным, дешевым и устойчивым ресурсом, и ее сбор для использования в строительстве оказывает минимальное воздействие на окружающую среду. ^[6] Это делает строительство из утрамбованной земли очень доступным и жизнеспособным для строителей с низкими доходами. 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 невелика, строительство утрамбованной земли без механических инструментов может оказаться очень трудоемким проектом; однако с помощью механической трамбовки и сборной опалубки возведение стен дома площадью от 2000 до 2200 футов ² может занять всего два-три дня . ^[3] Одним из существенных преимуществ утрамбованной земли является ее отличная тепловая масса ; как кирпичная или бетонная конструкция, он может поглощать тепло днем ​​и отдавать его ночью. Это может выровнять ежедневные 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. Его также необходимо защитить от сильного дождя и изолировать пароизоляцией. ^[4] После отделки, без краски или другой отделки, стены имеют цвет и текстуру натуральной земли. Пятна также можно заделать, используя почвенную смесь в качестве штукатурки и отшлифовать до гладкости. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать использования влагонепроницаемых покрытий, таких как цементная штукатурка, поскольку они ухудшают способность стены десорбировать (очищать) влагу, что приводит к потере прочности на сжатие.

Толщина и плотность утрамбованных земляных стен, обычно от 300 до 350 мм, естественным образом обеспечивают звукоизоляцию. Утрамбованные земляные стены также устойчивы к термитам, нетоксичны, пожаробезопасны и в конечном итоге биоразлагаемы.

Гвозди или шурупы можно легко вбить в хорошо обработанные стены, и их можно эффективно залатать тем же материалом, который использовался для их изготовления.

Экологические аспекты и устойчивость

Поскольку в конструкциях из утрамбованной земли используются местные материалы, они, как правило, обладают низким энергопотреблением и производят очень мало отходов. Используемые почвы обычно представляют собой грунты с низким содержанием глины , от 5% до 15%, обычно с сохранением верхнего слоя почвы для сельскохозяйственного использования. В идеале можно использовать почву, удаленную для подготовки фундамента здания, что еще больше снижает затраты и энергию, затрачиваемую на транспортировку. ^[6] Здания из утрамбованного грунта уменьшают потребность в пиломатериалах, поскольку используемая опалубка является съемной и может постоянно использоваться повторно. ^[7]

Утрамбованная земля может эффективно контролировать влажность там, где необлицованные стены, содержащие глину, подвергаются воздействию внутреннего пространства. Влажность поддерживается на уровне от 40% до 60%, что является идеальным диапазоном влажности для страдающих астмой и хранения чувствительных предметов, таких как книги.

Когда в земляной смеси используется цемент, такие устойчивые преимущества, как низкое энергопотребление и контроль влажности, не будут реализованы. Производство самого цемента увеличивает глобальную нагрузку на углекислый газ в размере 1,25 тонны на тонну произведенного цемента. ^[8] Частичная замена цемента альтернативами, такими как измельченный гранулированный доменный шлак, не доказала свою эффективность и порождает другие вопросы устойчивости. ^[9]

Утрамбованная земля может способствовать повышению общей энергоэффективности зданий. Плотность, толщина и теплопроводность утрамбованной земли делают ее особенно подходящим материалом для пассивного солнечного отопления. Теплу требуется почти 12 часов, чтобы пройти через стену толщиной 350 мм. ^[3] Масса материала и содержание глины в утрамбованной земле позволяют зданию «дышать» больше, чем бетонные конструкции, избегая проблем с конденсацией без значительных потерь тепла. ^[3] Было показано, что жилье из утрамбованной земли решает проблемы бездомности, вызванные высокой стоимостью строительства, а также помогает решить экологическую дилемму, связанную с вырубкой лесов и токсичными строительными материалами, связанными с традиционными методами строительства. ^[10]

История

Свидетельства раннего использования утрамбованной земли были замечены в неолитических археологических памятниках культуры Яншао и культуры Луншань в Китае вдоль Желтой реки, датируемых 5000 годом до нашей эры. К 2000 году до нашей эры в Китае для возведения стен и фундамента широко применялись архитектурные приемы утрамбованной земли. ^[11]

В 1800-х годах в Соединенных Штатах утрамбованная земля была популяризирована книгой С.В. Джонсона « Сельская экономика» . Он использовался для строительства плантации городского дома и церкви Святого Креста (Стейтберг, Южная Каролина) | Церкви Святого Креста в Южной Каролине, которые являются двумя национальными историческими достопримечательностями Соединенных Штатов: ^[12]

«Комплекс Borough House Plantation, построенный в 1821 году, содержит самую старую и крупнейшую коллекцию зданий из глины (утрамбованной земли) в «высоком стиле» в Соединенных Штатах. Шесть из 27 пристроек и частей главного дома были построены с использованием этого древнего дома. метод, который был представлен этой стране в 1806 году через книгу С.В. Джонсона « Сельская экономика ». Выдающимся примером строительства из утрамбованной земли в Канаде является англиканская церковь Св. Фомы (Шанти-Бей, Онтарио), построенная между 1838 и 1841 годами.

1920–1940-е годы были периодом активных исследований строительства утрамбованного грунта в США. Государственный колледж Южной Дакоты провел обширные исследования и построил почти 100 стен выветривания из утрамбованной земли. В течение тридцати лет колледж исследовал использование красок и штукатурок в отношении коллоидов в почве. В 1945 году Клемсонский сельскохозяйственный колледж Южной Каролины опубликовал свои результаты исследований утрамбованной земли в брошюре под названием «Строительство зданий из утрамбованной земли». В 1936 году на усадьбе недалеко от Гардендейла, штат Алабама, Министерство сельского хозяйства США построило экспериментальный поселок из утрамбованных земляных зданий под руководством архитектора Томаса Хиббена. Дома строились недорого и продавались населению вместе с землей, достаточной для сада и небольших участков для скота. Проект имел успех и предоставил ценные дома малообеспеченным семьям. ^[3] USAID работает с неразвитыми странами над улучшением строительства домов из утрамбованной земли. Они также профинансировали написание «Справочника по утрамбованной земле» Техасским университетом A&M и Техасским транспортным институтом. Справочник никогда не был доступен для широкой публики до тех пор, пока Международный институт утрамбованной земли не получил разрешение на его переиздание. ^[3] Интерес к утрамбованной земле упал после Второй мировой войны, когда цены на современные строительные материалы упали. Утрамбованная земля стала рассматриваться как некачественная, и сегодня она часто встречает противодействие со стороны подрядчиков, инженеров и мастеров, незнакомых с методами земляного строительства.

Земные корабли

С земных кораблей

Земные корабли — это тип защищенного от земли пассивного солнечного дома , предназначенного для автономной работы . Земные корабли изготавливаются с использованием шин, наполненных землей, или мешков с песком.

Шины (если они используются) изготавливаются путем утрамбовки их землей, превращая их в пригодные для использования «кирпичи». Это простой и доступный метод строительства, позволяющий получить стены с большой несущей способностью. Шины на земном корабле обычно изготавливаются на месте, потому что при правильном изготовлении они весят до 300 фунтов, и их может быть очень трудно переместить.

Смотрите также

• Adobe

Рекомендации

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
Портировано из	https://en.wikipedia.org/wiki/Rammed_earth ( оригинал )
Язык	английский (англ.)
Переводы	турецкий , испанский , корейский
Связанный	3 подстраницы , 14 страниц, ссылка здесь
Влияние	3482 просмотра страниц
Созданный	21 ноября 2010 г. , автор: КВДП
Модифицированный	12 марта 2024 г. , Кэти Нативи
Цитировать как	КВДП (2010–2024). «Утрамбованная земля» . Аппропедия . Проверено 1 июня 2024 г.
API-запросы	базовый , семантический , HTML , файлы и многое другое