Budowa Earthbaga

Budowa Earthbag to niedroga metoda budowania, wykorzystująca głównie lokalną glebę do tworzenia konstrukcji, które są zarówno mocne, jak i można je szybko zbudować.


Rozwój Earthbaga

Cechy

Jest to również naturalna technika budowlana, wywodząca się z historycznych technik budowy bunkrów wojskowych i tymczasowych metod budowy wałów przeciwpowodziowych . Technika ta wymaga bardzo podstawowych materiałów konstrukcyjnych: wytrzymałych worków wypełnionych materiałem organicznym, zwykle dostępnych na miejscu.

Standardowy materiał wypełniający worek z ziemią ma stabilność wewnętrzną. Stosuje się albo wilgotne podłoże, które zawiera wystarczającą ilość gliny , aby stać się spoistym po ubiciu, albo stosuje się wodoodporny kanciasty żwir lub pokruszoną skałę wulkaniczną . Ściany są stopniowo budowane poprzez układanie worków w warstwach – tworząc schodkowy wzór podobny do murowania .

Ściany mogą być zakrzywione lub proste, zwieńczone ziemią lub zwieńczone konwencjonalnymi dachami . Zakrzywione ściany zapewniają dobrą stabilność boczną, tworząc okrągłe pomieszczenia i/lub kopułowe sufity jak igloo .

Budynki o prostych ścianach dłuższych niż 5 m (16,4 stopy) wymagają przecinających się ścian lub przypór usztywniających. Istnieją międzynarodowe normy dotyczące rozmiaru i rozstawu ścian stężeń w konstrukcjach ziemnych w różnych typach obszarów zagrożonych sejsmicznie, w szczególności oparte na wydajności normy Nowej Zelandii zalecane przez normy budowlane ASTM International . Statyczne testy na ścinanie pokazują, że worek z ziemią może osiągnąć podobną wytrzymałość do wzmocnionych standardów adobe w Nowej Zelandii przy określonej wytrzymałości gleby i wzmocnieniu, chociaż niewzmocniony worek z ziemią o słabej glebie może mieć niższą wytrzymałość na ścinanie niż niezbrojony adobe.

Aby poprawić tarcie między workami a wytrzymałością ściany na rozciąganie, między warstwami zwykle umieszcza się drut kolczasty . Sznurek jest również czasami owijany wokół worków, aby związać jeden kurs z drugim, aby utrzymać razem konstrukcje w toku i dobrze osadzić tory na zębach z drutu kolczastego. Pręty zbrojeniowe można wbijać w ściany, aby wzmocnić narożniki i krawędzie otworów oraz zapewnić odporność na przewrócenie.

Struktura jest zwykle wykończona tynkiem , albo stiukiem cementowym na mocnej warstwie siatki, albo tynkiem adobe lub wapiennym, aby zrzucić wodę i zapobiec uszkodzeniu tkaniny przez promieniowanie UV. Wykończenia mogą się różnić od chronionych zastosowań wewnętrznych do odsłoniętych zastosowań zewnętrznych.

Ta technika budowlana jest jedną z najbardziej wszechstronnych naturalnych metod budowania i może być stosowana do ławek, wolnostojących ścian, schronów awaryjnych , tymczasowych lub stałych mieszkań , stodół i budynków komercyjnych. Earthbag jest często wybierany dla wielu małych i średnich struktur instytucjonalnych w krajach rozwijających się. Konstrukcje podziemne, w tym domy podziemne i nasypowe (takie jak Earthships ), cysterny , skrzynki wiosenne , piwnice korzeniowe i ściany oporowe można budować ze stabilizowanym wypełnieniem gruntowym lub z dodatkowym wzmocnieniem i wodoodpornym wypełnieniem żwirowym lub piaskowym.

Pisarze

Chociaż Joseph Kennedy prawdopodobnie wymyślił termin worek z ziemią (a także zawierającą ziemię), Paulina Wojciechowska napisała pierwszą książkę na temat budowania worków z ziemią w 2001 roku, Building with Earth: A Guide to Flexible-Form Earthbag Construction . Kelly Hart stworzyła ogromną internetową bazę danych zawierającą informacje o workach ziemi, które zachęcały do ​​dzielenia się pomysłami. Kaki Hunter i Doni Kiffmeyer pracowali nad różnymi projektami po studiach z Khalili, nazywając earthbag „elastyczną formą ubitej ziemi”. Ich książka z 2004 roku, Earthbag Building: the Tools, Tricks and Techniques , jest dostępna jako e-book.

Bezpłatne broszury online zostały opracowane przez różnych autorów, w tym Owena Geigera i Patti Stouter. Obejmują one badania strukturalne i techniki testowania w terenie opracowane dla obszarów wiejskich.

E-book Geigera z 2011 r., Earthbag Building Guide: Vertical Walls Step-by-Step , zawiera ilustracje fotograficzne procesu i dyskusje na temat nowych technik dla obszarów niskiego ryzyka.

Zwolennicy

Wielu, takich jak Akio Inoue z Uniwersytetu Tenri w Japonii i Scott Howard z Earthen Hand, testowało i budowało budynki. Hart wraz z Geigerem zachęcali do rozwoju worków ziemi w różne kształty odpowiednie kulturowo i klimatycznie. Robert Shear zbudował ziemi inspirowany statkiem ziemnym, a Morgan Caraway ze Sustainable Life School buduje dom, który uwzględnia również zasady projektowania statków ziemnych.

Podczas gdy Gernot Minke, niemiecki profesor architektury ziemnej, jako pierwszy opracował technikę używania worków wypełnionych pumeksem do budowy ścian, architekt i budowniczy Nader Khalili pomógł ponownie wprowadzić konstrukcję z worków ziemnych jako nowoczesną technikę zwaną superadobe do działań humanitarnych (szczególnie w budynkach mieszkalnych) jako jak również naturalna ochrona przeciwpowodziowa.

Dr John Anderton z Republiki Południowej Afryki przetestował trójkanałową wersję worka, która zmniejsza problemy związane z osiadaniem niespoistych materiałów wypełniających, takich jak piasek, i był pionierem w pracy nad wąskim systemem piasku, który nazwał E-khaya.

Fernando Pacheco z Brazylii był pionierem w stosowaniu lżejszych rur z siatki HDPE do prostszych ścian z hiperadobe.

Odbudowa po klęskach żywiołowych iw regionach o niskich dochodach na całym świecie obejmowała również earthbag. Chociaż ciężkie gliniane ściany są zwykle niebezpieczne podczas trzęsień ziemi, trzęsienia ziemi w Nepalu wiosną 2015 r. pozostawiły budynki z workami ziemi w dobrym stanie w pobliżu zniszczonych budynków.

Inżynier Nabil Taha opracował pierwszą ogólną specyfikację jednego rodzaju zewnętrznego zbrojenia kołkowego, odpowiedniego dla stref o najwyższym ryzyku sejsmicznym. Kilku studentów inżynierii przetestowało nieutwardzony worek z ziemią lub o niskiej wytrzymałości, a firma Build Simple przetestowała utwardzone spoiste ściany. Organizacje budujące w Nepalu współpracują obecnie z inżynierami nad ulepszeniem i udoskonaleniem opcji zbrojenia odpornych na wstrząsy sejsmiczne worków z ziemią.

Metoda budowy

Film poklatkowy przedstawiający budowę worka z ziemią

Budowę zwykle rozpoczyna się od wykopania rowu do nienaruszonego podłoża mineralnego , które jest częściowo wypełnione kamieniami i/lub żwirem w celu utworzenia fundamentu wykopu gruzowego . W regionach o wysokim ryzyku sejsmicznym może być zalecany żelbetowy fundament lub belka niwelacyjna. Budynki typu Earthbag mogą być również budowane na konwencjonalnych płytach betonowych (chociaż jest to droższe i zużywa więcej energii niż fundament wykopu gruzowego) i mogą mieć również „pływający” fundament z nasypem lub podziemny, jak statek ziemny.

Kilka warstw żwiru w podwójnych plecionych workach tworzy wodoodporny fundament . Każda warstwa ma zwykle dwa pasma drutu kolczastego na górze, który mocuje się do torby, aby zapobiec poślizgowi i jest odporny na wszelkie tendencje do rozszerzania się kopuły lub prostokątnych ścian na zewnątrz.

Worki na powyższym kursie są przesunięte o 200 mm (8 cali) - połowę z 450 mm (18 cali) szerokości ściany - podobnie jak w przypadku wiązań biegnących w murze. Worki mogą być albo wstępnie napełnione materiałem i podniesione, albo worki lub tuby są napełniane na miejscu. Ciężar glinianego wypełnienia blokuje worek na miejscu na drucie kolczastym poniżej. Lekkie ubijanie worków lub rurek konsoliduje wilgotne wypełnienie zawierające glinę i tworzy zazębiające się torby lub rurki zakotwiczone na drucie kolczastym.

Rodzaje kontenerów

polipropylen o jednolitym splocie , dostępny na całym świecie do transportu ryżu lub innych zbóż. Polipropylen jest tani i odporny na uszkodzenia spowodowane przez wodę, gnicie i owady . Rury są często dostępne u producentów, którzy wszywają je w torby. Stosowane są również rurki siatkowe z miękkich szydełkowanych włókien polietylenowych, chociaż można również stosować sztywne wytłaczane siatki lub tkane torby siatkowe.

Można stosować materiały organiczne/naturalne, takie jak konopie , konopie (takie jak „ worki gunny ”). Ponieważ mogą one gnić, powinny być stosowane tylko z wypełnieniami spoistymi (zawierającymi znaczną ilość gliny), które po ubiciu tworzą stałą masę.

Terminologia

Rodzaje zawartej ziemi

Earthbag to obecnie zróżnicowana rodzina technik. Każdy rodzaj wypełnienia i pojemnika ma inne wymagania dotyczące wytrzymałości i wzmocnienia.

W przypadku lokalizacji niebezpiecznych wymagana jest dokładna terminologia. Zawarta ziemia (CE) opiera się na oryginalnej technice, ale z określoną wytrzymałością gleby i zbrojeniem dobranym do poziomów zagrożenia. CE wykorzystuje wilgotne, spoiste, ubite wypełnienie worka, które mocno wiąże się z drutem kolczastym i innymi wzmocnieniami podczas utwardzania ściany.

CE to nie „worki z piaskiem”. Zawarty piasek (CS) wykorzystuje wypełnienie piaskiem lub jakiekolwiek wypełnienie zbyt suche lub o słabej spójności, które zachowuje się strukturalnie jak worki z piaskiem. CS musi być zbudowany z toreb z tkaniny o jednolitym splocie i mieć dobrą ochronę przed uszkodzeniem tkaniny, opierając się na wytrzymałości tkaniny torby na wytrzymałość ścian. CS wymaga więcej zbrojenia pionowego zarówno pod względem wytrzymałości na ścinanie, jak i siły poza płaszczyzną niż CE lub może wymagać poszycia strukturalnego. Niektórzy budowniczowie używają wąskich worków z zawartym piaskiem jako wypełnienia ścian.

Zawarty żwir (CG) wykorzystuje wypełnienie dowolnym kruszywem większym niż gruboziarnisty piasek, zwykle w podwójnych workach ryżowych, chociaż można zastosować mocną siatkę. CG ogranicza przenoszenie wilgoci z fundamentów.

Modułowe CE są wbudowane w worki na ziarno lub podobne tuby. Ściany polegają na mocowaniu między kolcami z drutu kolczastego i / lub dodanymi kołkami między warstwami. Solid CE to hyperadobe zbudowany z pewnego rodzaju dzianej siatki raszlowej, dzięki czemu wilgotne gliniane wypełnienie krzepnie między warstwami.

Materiały do ​​napełniania worków

Zasadniczo jako wypełniacz stosuje się materiał nieorganiczny, ale można użyć niektórych materiałów organicznych (takich jak łuski ryżowe), jeśli mocna matryca, taka jak siatka druciana, wzmacnia tynk.

Wysypka ziemna może zawierać 5–50% gliny i może być „drobnym odrzutem”, „podbudową drogową”, „wysypką inżynieryjną” lub lokalnym podglebiem. „Surowe” lub niestabilizowane gleby utwardzają się jako jednostki stałe, ale nie wytrzymują długotrwałego moczenia. Podłoże z gliną szczelnie formuje i dobrze przyczepia się do drutów kolczastych i prętów zbrojeniowych.

Wysypka gruntowa może zawierać dużą ilość kruszywa, o ile mocno ubija i twardnieje. Można użyć pokruszonych butelek, mocnego gruzu lub plastikowych śmieci, ale mieszanki o wysokiej zawartości kruszywa mogą przeszkadzać we wkładaniu prętów zbrojeniowych.

Piaski, pył kamienny i żwir mogą przetrwać długotrwałe warunki powodziowe, ale większość z nich wymaga specjalnego usztywnienia podczas budowy, a także pewnej formy powłoki konstrukcyjnej. Wypełnienie piaskiem może być odpowiednie dla kilku warstw, aby zapewnić podstawę budynku tłumiącą drgania, ale staje się niestabilne w zwykłych workach o wysokości powyżej 60–100 cm (24–39 cali).

Stabilizacja cementem, wapnem lub bitumem może sprawić, że gleba gliniasta wytrzyma zalanie lub pozwoli na użycie piasku w tradycyjnych workach z niestrukturalną powłoką gipsową. Ponieważ ściany worka z ziemią mają zwykle grubość 38 cm (15 cali), potrzebna jest duża ilość stabilizatora.

Właściwości termoizolacyjne są ważne w klimatach, w których występują ekstremalne temperatury. Wartość izolacji termicznej materiału jest bezpośrednio związana zarówno z porowatością materiału, jak i grubością ściany. Rozdrobnione skały wulkaniczne , pumeks czy łuski ryżu dają wyższą wartość izolacyjną niż glina czy piasek. Nieprzetworzonych materiałów organicznych, które mogą ulec rozkładowi, nie należy stosować jako części ściany konstrukcyjnej, chociaż można je wykorzystać jako wypełnienie.

Firma United Earth Builders wypróbowała lekką słomianą glinę w rurze z siatki hyperadobe, aby utworzyć warstwę o grubości 200 mm (8 cali) na zewnątrz kopuły.

Właściwości masy termicznej ziemi wypełniają umiarkowane wahania temperatury w klimatach, w których występują duże wahania temperatury z nocy na dzień. Ten termiczny efekt koła zamachowego sprawia, że ​​masywne ściany ziemi idealnie nadają się do klimatu łagodnego lub gorącego i suchego. Glina lub piasek mają również doskonałe właściwości zatrzymywania ciepła, a jeśli są odpowiednio izolowane od zewnętrznej części domu, mogą służyć jako masa termiczna w projekcie pasywnego budynku słonecznego w chłodnym klimacie, utrzymując stałą temperaturę wewnątrz przez cały rok.

Zbrojenie i wydajność konstrukcyjna

Solid CE można zbudować z mniejszą ilością drutu kolczastego na obszarach niskiego ryzyka, ponieważ ściany twardnieją między warstwami. Earthbag wykorzystujący plecione worki lub tuby wymaga drutu kolczastego dla każdego poziomu zagrożenia naturalnego, ponieważ powierzchnie między workami są śliskie. Sworznie między warstwami nie przyczyniają się do istotnej liniowej wytrzymałości poza płaszczyzną. Ściany worka z ziemią z drutem kolczastym są bardziej elastyczne niż adobe i mogą wytrzymać zawalenie się, jeśli zostaną starannie dopracowane.

Worek ziemi ze słabej gleby bez stali może mieć połowę wytrzymałości na ścinanie niezbrojonej cegły, która łatwo ulega uszkodzeniu podczas trzęsień ziemi. Szczegółowy kod i plany Nowej Zelandii pozwalają niezbrojonym ścianom z cegły ceramicznej przetrwać siły prawie 0,6 g (porównywalne z wartościami Ss dla 2% prawdopodobieństwa przekroczenia w ciągu 50 lat), ale Earthbag potrzebuje silniejszej gleby, aby dorównać tej wytrzymałości. Earthbag w Nepalu nieznacznie przekroczył tę wytrzymałość, opierając się siłom powyżej 0,7 g na początku 2015 r. Kopuły testowane w Kalifornii wytrzymywały siły około 1 g, ze względu na stabilny kształt tych budynków o średnicy mniejszej niż 7 m (23 stopy).

Obecne techniki worków z ziemią polegające na wkładaniu prętów zbrojeniowych bez mocowania do podstawy i nakładaniu na siebie bez połączenia mogą wytrzymać tylko 1,2 g lub mniej, nawet przy użyciu bardzo mocnej gleby. Potrzebne jest specjalne wzmocnienie

Stały CE z mocnej gleby ma wyższą wytrzymałość na ścinanie i wyrywanie z płaszczyzny niż modułowy CE. Może również pozwolić na użycie siatki do wzmocnienia poziomego oprócz lub zamiast drutu kolczastego.

Zawarty żwir lub zawarty piasek mogą najlepiej działać z drutem owiniętym wokół boków prostych odcinków ścian, naprzemiennie z następnym pasem z drutem kolczastym owiniętym na prezent pod i nad tymi samymi prostymi odcinkami. Ściany podstawy CG w regionach wysokiego ryzyka mogą wymagać dodatkowych przypór na poziomie fundamentu, gdzie budowniczych nie stać na belkę lub stopę żelbetową (RC). Węższa rura z siatki z tworzywa sztucznego, często używana do ochrony przed erozją, może być wypełniona żwirem, aby umożliwić połówkową belkę żelbetową pod szerokimi ścianami.

Formowanie domu

Dach można utworzyć, stopniowo pochylając ściany do wewnątrz, aby zbudować kopułę. Sklepione dachy można budować na formach. Lub belka wiązana jest używana pod tradycyjnym typem dachu. Dachy czterospadowe, kratownice dwuspadowe lub vigas mogą być potrzebne w celu zmniejszenia naprężeń zewnętrznych na ścianach ziemnych.

Kopuły ziemne są niedrogie w budowie, ale ich hydroizolacja jest skomplikowana lub kosztowna w wilgotnych regionach.

Okna i drzwi mogą być formowane z tradycyjnym nadprożem murowanym lub techniką wsporników lub łuków ceglanych , na formach tymczasowych. Światło może być również wprowadzane przez świetliki, szklane rury lub butelki umieszczone między torami worków podczas budowy.

Wykończeniowy

Pokryj ścianę, aby zapobiec uszkodzeniu worków przez promienie UV lub wilgoć za pomocą stiuku na bazie cementu , tynku wapiennego lub glinianego . Jeśli ściany są z „surowej” ziemi, do wypełnienia wnęk między workami lub rzędami stosuje się tynk wypełniający z ziemi ze słomą. Na wierzch nakładany jest tynk wykończeniowy.

dotyczących wodoodporności tynku , chociaż tynk na dolnych ścianach może być mocniejszy i bardziej odporny na wodę niż tynk na ścianach górnych.

Niektóre budynki wykorzystują „żywy dach” („dach zielony”) z obsadzonej ziemi, podczas gdy inne używają bardziej konwencjonalnej ramy i dachu umieszczonego na ścianach worków z ziemią.

Przyjazność dla środowiska

Konstrukcja Earthbag zużywa bardzo mało energii w porównaniu z innymi trwałymi metodami konstrukcyjnymi. W przeciwieństwie do betonu, cegły lub drewna, do wytworzenia glinianego wypełnienia nie jest potrzebna żadna energia poza zbieraniem ziemi. Jeśli używana jest gleba na miejscu, transport wymaga niewielkiej ilości energii. W przeciwieństwie do z ubitej ziemi , do lekkiego ubicia gleby potrzebna jest tylko ludzka praca. Wykorzystywane materiały energochłonne – tworzywa sztuczne (na worki i sznurki), drut stalowy i być może zewnętrzna powłoka z gipsu lub sztukaterii – są wykorzystywane w stosunkowo niewielkich ilościach w porównaniu z innymi rodzajami konstrukcji, często stanowiąc mniej niż 5% materiały budowlane. Budynki trwają długo, jeśli są konserwowane. Jeśli jednak jako wypełnienie zostanie użyta „surowa” lub niestabilna gleba, gdy budynek nie jest już użyteczny, gliniane wypełnienie można poddać recyklingowi w ogrodach, zasypce lub nowych budynkach ziemnych. [ potrzebne źródło ]

Używaj w obszarach dotkniętych klęską żywiołową

Techniki budowania worków z ziemią były również badane na Sri Lance po tsunami w 2004 roku . Na Haiti ukończono wiele projektów budowy worków z ziemią, większość z nich po trzęsieniu ziemi. First Steps Himalaya i inne organizacje charytatywne zbudowały w Nepalu ponad 50 budynków z workami ziemi przed trzęsieniem ziemi w kwietniu 2015 roku. Od tego czasu lokalni budowniczowie gromadzili się, by uczestniczyć w trwających szkoleniach dotyczących worków z ziemią, w tym organizowanych przez Good Earth Global, co doprowadziło do oficjalnego przyjęcia tej techniki w rezydencjach przez nepalski kodeks budowlany . Międzynarodowe organizacje non-profit zbudowały również setki budynków z ziemią lub workami z ziemią w Nepalu, więcej rezydencji niż większe kliniki lub szkoły. Organizacje non-profit proszą o więcej informacji strukturalnych, aby móc lepiej wybrać rodzaje i intensywność zbrojenia odpowiednie do lokalnej wytrzymałości gleby i ryzyka sejsmicznego. Rozpoczęły się testy uniwersyteckie, ale potrzeba więcej. [ potrzebne źródło ]

Kolonizacja Księżyca

Khalili zaproponował wykorzystanie technik budowy worków z ziemią do budowy konstrukcji na Księżycu lub innych planetach. Obecnie podniesienie ładunku o masie dodatniej z Ziemi jest dość drogie. Zatem techniki Khalili wydają się być idealnym rozwiązaniem, ponieważ wymagane zapasy składałyby się z lekkich toreb i kilku narzędzi do ich napełniania. Wyjaśnił, że takie torby prawdopodobnie miałyby wcześniej wszyte paski zapięcia na rzepy zamiast drutu kolczastego. [ potrzebne źródło ]

Zobacz też

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Earthbag_construction&oldid=1051368522 ”