Подземные убежища в пустыне: Полное руководство

В эпоху, отмеченную растущей изменчивостью климата и всё большим вниманием к устойчивому образу жизни, концепция подземных убежищ в пустыне приобрела значительную популярность. Эти сооружения, часто органично вписывающиеся в окружающий ландшафт, предлагают уникальное сочетание устойчивости, энергоэффективности и гармонии с природой. В этом руководстве представлен всесторонний обзор подземных убежищ в пустыне, охватывающий всё: от проектирования и строительства до преимуществ, которые они предлагают, и мировых примеров их успешной реализации.

Почему под землей в пустыне? Основные преимущества

Пустынная среда представляет собой уникальный набор вызовов и возможностей. Жаркие дневные температуры, резкие колебания температуры и ограниченный доступ к ресурсам являются распространенными проблемами. Подземные убежища решают эти проблемы несколькими ключевыми способами:

• Тепловая масса и регулирование температуры: Земля действует как естественный изолятор, поддерживая относительно постоянную температуру круглый год. Это явление, известное как тепловая масса, значительно снижает потребность в искусственном отоплении и охлаждении, что приводит к существенной экономии энергии. Пустынный климат с его экстремальными суточными колебаниями температуры особенно выигрывает от этого. Представьте летний день, когда температура на улице достигает 45°C (113°F). Подземное убежище может поддерживать комфортную температуру 25°C (77°F) без кондиционера.
• Защита от экстремальных погодных условий: Подземные сооружения обеспечивают превосходную защиту от песчаных бурь, внезапных наводнений (распространенная опасность в пустыне) и других экстремальных погодных явлений. Земля служит буфером от сильного ветра и летящих обломков, что делает эти убежища идеальными для подготовки к стихийным бедствиям.
• Экономия воды: Стабильная температура и пониженная скорость испарения в подземных убежищах могут способствовать усилиям по сохранению воды. Растения, выращиваемые в подземных теплицах или внутренних двориках, требуют меньше полива, а системы хранения воды могут обслуживаться более эффективно. Сбор конденсата также может быть более эффективным под землей.
• Маскировка и безопасность: Подземные убежища по своей природе незаметны и органично вписываются в природный ландшафт. Это может быть выгодно с точки зрения безопасности, обеспечивая конфиденциальность и защиту от нежелательного внимания. В регионах, подверженных конфликтам или нестабильности, это может быть значительным преимуществом.
• Снижение воздействия на окружающую среду: Минимизируя потребность в искусственном отоплении и охлаждении, подземные убежища способствуют уменьшению углеродного следа. Использование местных материалов и устойчивых технологий строительства может еще больше снизить их воздействие на окружающую среду.

Аспекты проектирования подземных убежищ в пустыне

Проектирование эффективного подземного убежища в пустыне требует тщательного учета нескольких факторов:

Выбор места

Выбор правильного места имеет решающее значение. Ключевые соображения включают:

• Тип почвы: Песчаные почвы обычно хорошо дренируются, но могут требовать стабилизации. Глинистые почвы могут удерживать влагу, но могут быть склонны к расширению и сжатию. Скалистые грунты могут быть сложными для выемки, но обеспечивают отличную структурную поддержку. Геотехническое исследование необходимо для определения состава почвы и ее пригодности для подземного строительства.
• Уровень грунтовых вод: Глубина залегания грунтовых вод является критическим фактором. В идеале убежище должно располагаться выше уровня грунтовых вод, чтобы предотвратить проникновение воды и повреждение конструкций. При относительно высоком уровне грунтовых вод необходимы надлежащие дренажные системы.
• Топография: Уклон земли может влиять на проектирование и строительство убежища. Обычно предпочтителен пологий рельеф, так как он облегчает дренаж и земляные работы.
• Доступность: Учитывайте доступность участка для строительной техники и будущего обслуживания. Удаленные места могут представлять логистические трудности.
• Солнечный свет и ориентация: Несмотря на подземное расположение, доступ к естественному свету важен. Учитывайте ориентацию входов и внутренних двориков, чтобы максимизировать попадание солнечного света в дневное время.

Проектирование конструкций

Конструкция должна обеспечивать стабильность убежища и его устойчивость к давлению грунта и потенциальной сейсмической активности. Распространенные строительные материалы включают:

• Железобетон: Прочный и долговечный материал, способный выдерживать значительные нагрузки. Он широко используется в подземном строительстве.
• Сталь: Обеспечивает превосходную прочность на растяжение и может использоваться в сочетании с бетоном для усиления конструкции.
• Камень: Местный камень можно использовать для создания эстетически привлекательных и конструктивно прочных убежищ.
• Мешки с землей (Earthbags): Экологичный и экономичный вариант, особенно подходящий для куполообразных конструкций. Наполненные уплотненной землей, эти мешки создают прочную и стабильную структуру.

Вентиляция и качество воздуха

Надлежащая вентиляция необходима для поддержания качества воздуха и предотвращения накопления влаги и газов. Аспекты проектирования включают:

• Естественная вентиляция: Использование конвекционных потоков и ветровых схем для циркуляции воздуха. Этого можно достичь с помощью стратегически расположенных вентиляционных отверстий и дымоходов.
• Механическая вентиляция: Применение вентиляторов и воздушных фильтров для обеспечения адекватной циркуляции воздуха и удаления загрязнителей.
• Снижение уровня радона: Радон — это природный радиоактивный газ, который может накапливаться в подземных сооружениях. Системы снижения уровня радона, такие как депрессуризация под плитой, необходимы в районах с высоким уровнем радона.
• Контроль влажности: Поддержание оптимального уровня влажности для предотвращения роста плесени и обеспечения комфорта. Могут потребоваться осушители или вентиляционные системы.

Освещение и интеграция естественного света

Интеграция естественного света в подземные пространства имеет решающее значение для психологического благополучия и энергосбережения. Стратегии включают:

• Мансардные окна (световые фонари): Пропускают естественный свет сверху. Правильно спроектированные световые фонари также могут обеспечивать пассивное солнечное отопление в зимние месяцы.
• Световые колодцы: Создание вертикальных шахт, которые проводят свет вниз в убежище.
• Внутренние дворики: Выкапывание открытых двориков, которые позволяют естественному свету и вентиляции проникать в подземные помещения.
• Волоконно-оптическое освещение: Передача солнечного света с поверхности в подземные помещения с помощью волоконно-оптических кабелей.

Управление водными ресурсами

Эффективное управление водными ресурсами имеет решающее значение для предотвращения инфильтрации воды и повреждения конструкций. Ключевые соображения включают:

• Дренажные системы: Установка периметральных дренажей и водоотливных насосов для удаления воды из-под убежища.
• Гидроизоляция: Нанесение водонепроницаемых мембран на наружные стены и крышу убежища.
• Сбор дождевой воды: Сбор дождевой воды с поверхности и ее хранение для последующего использования. Это может обеспечить устойчивый источник воды для орошения и других целей.

Технологии строительства подземных убежищ в пустыне

При строительстве подземных убежищ в пустыне обычно используются несколько технологий:

• Открытый способ (Cut and Cover): Выкапывание траншеи, строительство убежища внутри траншеи, а затем засыпка траншеи землей. Это относительно простой и экономичный метод, но он требует стабильного профиля грунта.
• Обвалование (Earth Berming): Строительство убежища над землей, а затем покрытие его землей. Этот метод обеспечивает хорошую изоляцию и защиту от непогоды.
• Проходка тоннелей: Проходка тоннелей и камер для создания убежища. Этот метод более сложен и дорог, чем открытый способ, но он обеспечивает большую гибкость в проектировании и строительстве.
• Сборный железобетон: Использование сборных железобетонных элементов для строительства убежища. Этот метод быстр и эффективен, но требует специализированного оборудования и опыта.
• Утрамбованная земля (Rammed Earth): Уплотнение слоев земли для создания прочных и долговечных стен. Это экологически чистая и устойчивая строительная технология, хорошо подходящая для пустынных условий.

Мировые примеры подземных убежищ в пустыне

Подземные убежища в пустыне — явление не новое. На протяжении всей истории люди искали спасения от сурового пустынного климата, строя подземные сооружения. Вот несколько примечательных примеров со всего мира:

• Кубер-Педи, Австралия: Известный как «Опаловая столица мира», Кубер-Педи — это город, где многие жители живут в подземных домах, называемых «землянками» (dugouts). Эти землянки спасают от экстремальной жары австралийской глубинки.
• Матмата, Тунис: Эта берберская деревня известна своими традиционными домами троглодитов, которые строятся путем выкапывания больших ям в земле, а затем вырезания комнат в окружающих стенах.
• Кандован, Иран: Древняя деревня, где дома высечены в вулканических скальных образованиях. Эти конусообразные жилища обеспечивают естественную изоляцию и защиту от непогоды.
• Вальс, Швейцария: Термальный комплекс Therme Vals построен в склоне горы и включает в себя подземные бассейны и процедурные кабинеты. Натуральный камень и минималистичный дизайн создают безмятежную и расслабляющую атмосферу. Хотя это технически не пример из пустыни, он иллюстрирует потенциал подземной архитектуры в сложных условиях.
• Современные Земные корабли (Earthships): Хотя и не полностью подземные, «Земные корабли» часто включают обвалование и подземные элементы для достижения энергоэффективности и устойчивого проживания. Эти самодостаточные дома спроектированы для автономной и экологически чистой жизни и встречаются в различных пустынных районах по всему миру, включая юго-запад США.

Аспекты устойчивого развития для подземных убежищ в пустыне

Подземные убежища в пустыне могут быть по своей сути устойчивыми, но для максимизации их экологических преимуществ важно учитывать следующие факторы:

• Выбор материалов: Отдавайте предпочтение местным, устойчивым материалам, таким как утрамбованная земля, саман и переработанные материалы. Избегайте использования материалов, производство или транспортировка которых требует значительных энергозатрат.
• Энергоэффективность: Максимально используйте естественное освещение и вентиляцию, чтобы уменьшить потребность в искусственном освещении и кондиционировании воздуха. Используйте энергоэффективные приборы и осветительные приборы.
• Экономия воды: Внедряйте системы сбора дождевой воды, системы рециркуляции «серой» воды и засухоустойчивое озеленение для экономии воды.
• Управление отходами: Внедряйте системы компостирования и программы переработки для минимизации отходов.
• Возобновляемая энергия: Интегрируйте солнечные панели и ветряные турбины для выработки электроэнергии и снижения зависимости от ископаемого топлива.

Проблемы и соображения

Хотя подземные убежища в пустыне предлагают множество преимуществ, существуют также некоторые проблемы, которые следует учитывать:

• Стоимость: Начальная стоимость строительства может быть выше, чем у обычных надземных домов, в зависимости от используемых проектных решений и технологий строительства.
• Сложность: Подземное строительство требует специальных знаний и опыта. Важно нанимать опытных профессионалов для обеспечения структурной целостности и безопасности убежища.
• Получение разрешений: Получение разрешений на строительство подземных сооружений может быть затруднительным, поскольку нормативные акты могут быть нечетко определены.
• Доступность: Необходимо тщательно планировать аварийные выходы, а также учитывать доступность для людей с ограниченными возможностями.
• Психологические факторы: Некоторые люди могут испытывать клаустрофобию или дискомфорт в подземных пространствах. Тщательное проектирование и интеграция естественного света могут помочь смягчить эти опасения.

Будущее подземных убежищ в пустыне

По мере того как мир борется с изменением климата и нехваткой ресурсов, подземные убежища в пустыне, вероятно, станут все более популярными. Они предлагают устойчивую и прочную альтернативу традиционному жилью, обеспечивая защиту от экстремальных погодных условий, сохраняя ресурсы и минимизируя воздействие на окружающую среду. Достижения в строительных технологиях, такие как 3D-печать и модульное строительство, делают подземное строительство более эффективным и доступным. При тщательном планировании и инновационном дизайне подземные убежища в пустыне могут обеспечить комфортную и устойчивую среду обитания для будущих поколений.

Заключение

Подземные убежища в пустыне представляют собой убедительное решение для устойчивой жизни в засушливых условиях. Используя естественные изоляционные свойства земли, эти сооружения обеспечивают превосходную защиту от экстремальных температур и погодных условий, минимизируя при этом потребление энергии и воздействие на окружающую среду. От древних домов троглодитов в Матмате до современных «Земных кораблей» на юго-западе Америки — примеры со всего мира демонстрируют универсальность и устойчивость подземной архитектуры. По мере развития технологий и роста экологических проблем подземные убежища в пустыне готовы играть все более важную роль в формировании будущего устойчивого образа жизни.

Независимо от того, ищете ли вы экологичный дом, безопасное убежище или уникальное архитектурное решение, изучение возможностей подземных убежищ в пустыне может стать полезным занятием. Понимая принципы проектирования, строительства и устойчивости, вы можете создать жилое пространство, которое будет одновременно функциональным и гармоничным с окружающей средой.