Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Руины китайской сторожевой башни династии Хань (202 г. до н.э. - 220 г. н.э.) из утрамбованной земли в Дуньхуане , провинция Ганьсу , Китай , на восточном конце Шелкового пути .

Утрамбованная земля , также известная как тайпа [1] по-португальски, тапиал или тапия по-испански, tàpia по-каталонски, pisé (de terre) по-французски, bijenica по-сербски и hāngtǔ (夯土) по-мандарински, - это техника построения фундаменты, полы и стены из натурального сырья, такого как земля , мел , известь или гравий . [2] Это древний метод, который недавно был возрожден [ когда? ] как устойчивый строительный метод .

Здания, образованные из утрамбованной земли, есть на всех континентах, кроме Антарктиды , в различных средах, включая умеренные , влажные, [3] полузасушливые пустыни , горы и тропики . Наличие подходящего грунта и конструкция здания, соответствующая местным климатическим условиям, являются факторами, благоприятствующими его использованию.

Процесс [ править ]

Традиционная модель строительства стены из утрамбованной земли на фундаменте

Создание утрамбованной земли включает в себя уплотнение влажной смеси грунта , имеющей подходящие пропорции песка , гравия , глины и стабилизатора, если таковой имеется, в опалубку (внешнюю опорную раму или форму).

Исторически для его стабилизации использовались такие добавки, как известь или кровь животных.

Грунт засыпается в опалубку на глубину от 10 до 25 см (от 4 до 10 дюймов), а затем уплотняется примерно до 50% от первоначального объема. Грунт уплотняется итеративно , партиями или рядами, чтобы постепенно возвести стену до вершины опалубки . Традиционно трамбование выполнялось вручную с помощью длинного трамбующего столба и было очень трудоемким, но современное строительство может быть менее трудоемким, если использовать трамбовку с пневматическим приводом .

Типичная техника жилищного строительства хмонгов в субтропическом климате Вьетнама .
Старая стена из утрамбованной земли с ухудшением состояния во Франции

После того, как стена будет завершена, она станет достаточно прочной, чтобы сразу снять опалубку. Это необходимо, если необходимо нанести текстуру поверхности, например, с помощью металлической щетки, резьбы или слепка, потому что примерно через час стены становятся слишком твердыми для обработки. Прочность на сжатие утрамбованной земли увеличивается по мере его излечивает. Трамбованная земля, стабилизированная цементом, выдерживается минимум 28 дней.

В современных зданиях из утрамбованного грунта стены возводятся на обычных опорах или на основании из железобетонных плит.

Используется современная опалубка

Строительство всей стены начинается с временного каркаса, называемого « опалубкой », который обычно изготавливается из дерева или фанеры, в качестве формы для желаемой формы и размеров каждой секции стены. Форма должна быть прочной и хорошо закрепленной, а две противоположные поверхности должны быть зажаты вместе, чтобы предотвратить выпуклость или деформацию, вызванную большими усилиями сжатия. Опалубка играет важную роль в строительстве стен из грунта с утрамбовкой. Исторически для строительства стен использовались деревянные доски, связанные веревкой. Современные строители используют фанеру и / или сталь для изготовления опалубки.

Характеристики [ править ]

Деталь поверхности стены из эродированного утрамбованного грунта: помимо пятен повреждений, на поверхности видны регулярные горизонтальные линии, образованные деревянной опалубкой, и более тонкие горизонтальные слои последовательных рядов.
Поверхность недавно построенной утрамбованной земляной стены сразу после снятия опалубки

Прочность на сжатие из спрессованной земли диктуется такими факторами, как тип почвы, распределение частиц по размерам, объем уплотнения, содержание влаги в смеси и типа / количества стабилизатора , используемого. Хорошо изготовленные укрепленные цементом утрамбованные земляные стены могут иметь давление от 5 до 20 МПа. Для повышения прочности на сжатие может потребоваться больше цемента. Но добавление большего количества цемента может повлиять на проницаемость стен. Действительно, правильно построенная утрамбованная земля прослужит тысячи лет, что демонстрируют многие древние сооружения, которые до сих пор стоят по всему миру. Утрамбованные земляные стены армируют арматурой в зонах повышенной сейсмической активности.

Добавление цемента к почвенным смесям с низким содержанием глины также может увеличить несущую способность построек из утрамбованной земли. [ Править ] США Министерство сельского хозяйства наблюдалось в 1925 году , что протаранил-земля структуры претерпеть на неопределенный срок и может быть построена в течение менее двух третей от стоимости стандартных каркасных домов. [4]

Для проведения земляных работ с утрамбовкой требуется как минимум один квалифицированный специалист для контроля качества. Все остальные рабочие могут быть неквалифицированными или полуквалифицированными.

Одним из значительных преимуществ утрамбованной земли является ее высокая тепловая масса : подобно кирпичу или бетону , она может поглощать тепло в дневное время и выделять его в ночное время. [ необходима цитата ] Это действие смягчает суточные колебания температуры и снижает потребность в кондиционировании воздуха и отоплении . В более холодном климате стены из утрамбованной земли можно изолировать, вставив изоляцию, такую ​​как пенополистирол или жесткие панели из стекловолокна, во внутренние и внешние слои утрамбованной земли. В зависимости от типа и содержания связующего, его также необходимо защитить от сильного дождя и изолировать пароизоляцией. [5]

Утрамбованная земля может эффективно регулировать влажность, если необлицованные стены, содержащие глину, находятся во внутреннем пространстве. Влажность регулируется от 40% до 60%, что является идеальным диапазоном для людей, страдающих астмой ( https://www.nationalasthma.org.au/news/2016/indoor-humidity ), а также для хранения чувствительных предметов, таких как книги. [ необходима цитата ] Материальная масса и содержание глины в утрамбованной земле позволяет зданию дышать больше, чем бетонным постройкам, что позволяет избежать проблем конденсации, но предотвращает значительную потерю тепла. [6]

Стены из утрамбованной земли имеют цвет и текстуру натуральной земли. Влагонепроницаемые покрытия, такие как цементная штукатурка, не используются, потому что они ухудшают способность стены десорбировать влагу [7], качество которой необходимо для сохранения ее прочности. [ необходима цитата ]

Поверхность стены окрашена в цвет оксида для визуальной привлекательности

Пятна можно отремонтировать, используя почвенную смесь в качестве штукатурки и отшлифовать.

Толщина широко варьируется в зависимости от региона и кода. Он может составлять всего 6 дюймов для ненесущих стен и до 24 дюймов для несущих стен. Толщина и плотность стен из утрамбованного грунта делают их пригодными для звукоизоляции . Они также по своей природе огнестойки , устойчивы к повреждениям термитами и нетоксичны.

Воздействие на окружающую среду и устойчивость [ править ]

Протаранил-земля Тромб стена построена Design Построить Bluff

Здания из утрамбованной земли более устойчивы и экологически безопасны, чем другие строительные методы, в которых используется больше цемента и других химикатов. Поскольку в постройках из утрамбованной земли используются материалы, доступные на местном уровне, они обычно имеют низкую физическую энергию и производят очень мало отходов. [ Требуется цитата ] Обычно используемые почвы являются недрами, которые сохраняют верхний слой почвы для сельского хозяйства. Когда можно использовать грунт, выкопанный для подготовки фундамента, затраты и энергозатраты на транспортировку минимальны. [8]Утрамбованная земля, вероятно, является наименее вредным для окружающей среды строительным материалом и техникой, которые сегодня легко и коммерчески доступны для возведения массивных каменных зданий. Утрамбованная земля имеет потенциально низкое воздействие на производство, в зависимости от количества цемента и количества местного сырья; это чаще всего добытые в карьерах агрегаты, а не «земля».

Опалубка съемная и ее можно использовать повторно, что снижает потребность в пиломатериалах. [9] Смешивание цемента с почвой может противодействовать устойчивым преимуществам, таким как низкое потребление энергии и регулирование влажности, поскольку производство цемента увеличивает глобальную нагрузку на углекислый газ в размере 1,25 тонны на тонну произведенного цемента. [10]

Утрамбованная земля может способствовать общей энергоэффективности зданий: плотность, толщина и теплопроводность утрамбованной земли делают ее особенно подходящим материалом для пассивного солнечного отопления. Тепло требуется почти 12 часов, чтобы провести через стену толщиной 35 см (14 дюймов). [6]

Строительство с утрамбованной землей может также снизить экологические последствия вырубки лесов и токсичность искусственных материалов, связанных с традиционными методами строительства.

Хотя теоретически он имеет низкие выбросы парниковых газов, транспортировка и производство цемента могут значительно увеличить общие выбросы от современного строительства с утрамбованным грунтом. Самый простой вид традиционной утрамбованной земли имеет очень низкие выбросы парниковых газов, но более спроектированный и переработанный вариант утрамбованной земли имеет потенциал для значительных выбросов.

Недостатки [ править ]

  • Строительство прочной земляной стены с утрамбовкой требует хороших знаний и понимания типов почвы. Ряд факторов влияет на прочность и долговечность утрамбованных земляных конструкций, которые требуют тщательной проверки качества;
  • Утрамбованные земляные стены требуют дополнительных изоляторов в более холодном климате (при соблюдении современных строительных норм и правил).
  • Хотя дождь не смоет утрамбованную земляную стену, им нужна защита свеса крыши, чтобы стены были защищены от эрозии. Это важно в районах с большим количеством осадков;
  • Строительство утрамбованной земли - трудоемкий процесс. В определенных ситуациях это может быть дорого;
  • Утрамбованные земляные здания могут занять больше времени, чтобы получить одобрение строительных властей, банкиров и страховщиков;
  • После того, как стена построена, ее нелегко исправить, как кирпичную кладку;

История [ править ]

Hangtu часть Великой Китайской стены
Строение из утрамбованной земли на ферме во Франции

Доказательства древнего использования утрамбованной земли были обнаружены в археологических памятниках эпохи неолита, таких как Плодородный полумесяц , датируемый 9-7 тысячелетием до нашей эры [11], а также культуры Яншао и Луншань в Китае , датируемые 5000 годом до нашей эры. К 2000 году до нашей эры архитектурные приемы утрамбованной земли (夯土Hāng tǔ ) широко использовались для строительства стен и фундаментов в Китае . [12]

В 1800-х годах утрамбованная земля была популяризирована в Соединенных Штатах в книге « Сельская экономика » С.В. Джонсона. Этот метод был использован для строительства Плантации Городских Домов [13] и Церкви Святого Креста [14] в Стейтбурге, Южная Каролина , которые являются национальными историческими достопримечательностями .

Построенный в 1821 году комплекс Borough House Plantation содержит самую старую и самую большую коллекцию построек из глинобитной глины (утрамбованной земли) в «высоком стиле» в Соединенных Штатах . Шесть из 27 пристроек и частей главного дома были построены с использованием этой древней техники, которая была представлена ​​этой стране в 1806 году в книге « Сельская экономика » С.В. Джонсона.

Выдающимся примером сооружения из утрамбованной земли в Канаде является англиканская церковь Св. Томаса в Шэнти-Бэй , Онтарио , возведенная между 1838 и 1841 годами.

Сооружения по Боро Дом Плантации , Stateburg, Южная Каролина , возведенной в 1820 - х годах.
Епископальная церковь Святого Креста в Стейтберге, Южная Каролина , построенная между 1850 и 1852 годами.

С 1920-х по 1940-е годы в США изучалась конструкция из утрамбованной земли. Государственный колледж Южной Дакоты тщательно исследовал и построил почти сто стен из утрамбованной земли. [ необходима цитата ] Более 30 лет колледж исследовал использование красок и штукатурок в отношении коллоидов в почве. В 1945 году Сельскохозяйственный колледж Клемсона в Южной Каролине опубликовал результаты своего исследования утрамбованной земли в брошюре под названием «Конструкция утрамбованного грунта». [ необходима цитата ] В 1936 году на усадьбе недалеко от Гардендейла, штат Алабама , Министерство сельского хозяйства СШАпостроил экспериментальное сообщество построек из утрамбованной земли с архитектором Томасом Хиббеном. [ необходима цитата ] Дома были построены недорого и продавались населению вместе с достаточным количеством земли для садов и небольших участков для домашнего скота. Проект успешно предоставил ценные дома малообеспеченным семьям. [6]

Агентство США по международному развитию работает с неразвитыми странами , чтобы улучшить инженерию протаранила-земные дома. [ Править ] Он также финансировал авторство Справочника утрамбованной земли [15] по Texas A & M University и Texas Transportation института . Справочник был недоступен для покупки общественности до протаранили Земли Международного института не получил разрешения на перепечатку его. [6]

Интерес к утрамбованной земле снизился после Второй мировой войны, когда снизилась стоимость современных строительных материалов. [ необходима цитата ] Утрамбованная земля считалась нестандартной, и до сих пор против нее выступают многие подрядчики, инженеры и ремесленники, незнакомые с методами строительства из земли. [6] Распространенное мнение о том, что такие материалы и методы плохо работают в регионах, подверженных землетрясениям, препятствует их использованию в большей части мира. [ необходима цитата ] В Чили , например, сооружения из утрамбованной земли обычно не могут быть застрахованы от повреждений или даже утверждены правительством. [ необходима цитата ]

Ярким примером использования утрамбованной земли в 21 веке является фасад Культурного центра пустыни Нк'Мип на юге Британской Колумбии , Канада. По состоянию на 2014 год это самая длинная земляная стена в Северной Америке . [16]

Культурный центр пустыни Nk'Mip в Осойосе , Британская Колумбия , Канада, завершен в 2006 году.

См. Также [ править ]

"Пизе" дома из утрамбованной земли в Табанте , Марокко ; техника там называется « табут ».
Утрамбованные земляные стены являются частью входного здания проекта « Эдем» в Корнуолле , Англия , Великобритания.
  • Adobe
  • Алкер
  • Коб , очень похожий материал, который добавляет органическое волокно для увеличения прочности.
  • Земляной блок
  • Земляное укрытие , архитектурная практика использования земли против стен зданий
  • Зеленое здание
  • Грязный кирпич
  • Полимерная стабилизация грунта
  • Устойчивая архитектура
  • Народная архитектура
  • Кратер Этот французский институт проводит обучение методам строительства из земли и вместе с ЮНЕСКО стремится распространять научные и технические ноу-хау в области земляной архитектуры.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Флеминг, Джон ; Честь, Хью ; Певснер, Николаус (1966). Архитектурный словарь Penguin . рисунки Дэвида Этертона (1-е изд.). Лондон, Англия, Великобритания и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: Penguin Books . ISBN 978-0-14-051241-0. OCLC  638962596 .
  2. ^ "Терминология Пизе" . Merriam-webster.com . Проверено 3 октября 2018 .
  3. ^ Keable, Роуленд. «Театр лекций« Таранная Земля », CAT» . Rammed Earth Consulting . Лондон, Англия, Великобритания . Проверено 4 февраля 2012 года .
  4. ^ Беттс, Моррис Котгрейв; Миллер, Томас Аррингтон Хантингтон (май 1937 г.) [1925 г.]. "Фермерский бюллетень № 1500: Утрамбованные земляные стены для зданий - Книги о утрамбованной земле - Боден Хаузер" . Боден Хаузер . п. 20. OCLC 600507592 . Архивировано из оригинального 25 февраля 2012 года . Проверено 4 февраля 2012 года . Первоначально опубликовано Министерством сельского хозяйства США , Вашингтон, округ Колумбия, США. Альтернативная версия находится по адресу: Betts, Morris Cotgrave; Миллер, Томас Аррингтон Хантингтон (май 1937 г.) [1925 г.]. Утрамбованные земляные стены для зданий . Дентон, Техас, США: Цифровая библиотека UNT, Университет Северного Техаса . OCLC 600507592 . Проверено 4 февраля 2012 года . 
  5. ^ «Утрамбованная земляная конструкция» . Земляные сооружения . Виктория, Австралия . Проверено 4 февраля 2012 года .
  6. ^ a b c d e Касселл, Роберт О. (17 декабря 2001 г.). «Традиционный исследовательский документ: строительство грунта с утрамбовкой» . Общественный и технический колледж Эшленда . Проверено 4 февраля 2012 года .
  7. ^ Аллинсон, Дэвид; Холл, Мэтью (10 января 2013 г.). «Буферизация влажности с использованием стабилизированного утрамбованного грунта» . Cite journal requires |journal= (help)
  8. ^ «Грунты для утрамбованной земли, блока Каличе и конструкции грунтовых материалов» . Остин, Техас, США: устойчивые источники . Проверено 4 февраля 2012 года .
  9. ↑ Нельсон, Уэйн (21 мая 2003 г.). «Коллоквиум по естественному строительству: блоки из сжатого грунта» . NetWorks Productions . Проверено 4 февраля 2012 года .
  10. ^ Keable, Роуленд. «Утрамбованная земля - ​​загрязнение и цемент» . Rammed Earth Consulting . Лондон, Англия, Великобритания . Проверено 4 февраля 2012 года .
  11. ^ Гвендолин Лейк: Словарь древней ближневосточной архитектуры , Routledge, Лондон 1988, стр. 165
  12. ^ Сюйцзе, Лю; и другие. (2002). Стейнхардт, Нэнси Шацман (ред.). Китайская архитектура . Нью-Хейвен, Коннектикут, США: Yale University Press и Пекин, Китай: New World Press. С.  12–14, 21–2 . ISBN 978-0-300-09559-3. OCLC  186413872 .
  13. ^ «Национальный регистр собственности в Южной Каролине: плантация городского дома, округ Самтер (SC Hwy 261, окрестности Стейтберга)» . Сайты Национального реестра в Южной Каролине . Колумбия, Южная Каролина, США: Департамент архивов и истории Южной Каролины. 20 апреля 2009 . Проверено 4 февраля 2012 года .
  14. ^ "Национальный регистр собственности в Южной Каролине: Церковь Святого Креста, округ Самтер (SC Hwy 261, окрестности Стейтберга)" . Сайты Национального реестра в Южной Каролине . Колумбия, Южная Каролина, США: Департамент архивов и истории Южной Каролины. 20 апреля 2009 . Проверено 4 февраля 2012 года .
  15. ^ Wolfskill, Lyle A .; Данлэп, Уэйн А .; Галлавей, Боб М. «Справочник по строительству домов на Земле» (PDF) . Бюллетень Техасского транспортного института (21) (изд. 1453 г.). Колледж-Стейшн, Техас, США: Техасский транспортный институт . Проверено 6 октября 2017 года .
  16. ^ "Стена из утрамбованной земли на протяжении веков в Культурном центре пустыни Нк'Мип" . www.architecturalrecord.com . Проверено 12 марта 2021 .

Внешние источники [ править ]

  • «Земля к Соленым источникам». Западная жизнь . Ванкувер, Британская Колумбия, Канада. 23 (10). Октябрь 2003 г. ISSN  0824-0604 . OCLC  20108901 .

Строительство утрамбованной земляной стены в колледже Центральной Аризоны