Архитектура с земляным покрытием: устойчивая жизнь под землей

Архитектура с земляным покрытием, также известная как подземная архитектура или земляные дома, представляет собой уникальный подход к устойчивому строительству. Используя землю в качестве естественного изолятора и тепловой массы, эти сооружения предлагают убедительную альтернативу обычному жилью, обеспечивая энергоэффективность, климатическую устойчивость и минимальное воздействие на окружающую среду. Это всеобъемлющее руководство исследует принципы, преимущества, проблемы и вдохновляющие примеры архитектуры с земляным покрытием по всему миру.

Что такое архитектура с земляным покрытием?

Архитектура с земляным покрытием предполагает строительство сооружений частично или полностью под землей, используя окружающую землю в качестве защитного слоя. Этот дизайн использует естественные свойства земли для регулирования температуры, снижения потребления энергии и обеспечения стабильной и комфортной среды обитания.

Существует три основных типа домов с земляным покрытием:

Дома с земляным покрытием: Эти сооружения встроены в склон холма или имеют землю, насыпанную к одной или нескольким стенам. Крыша обычно открыта.
Встроенные в холм или интегрированные в землю дома: Эти дома встроены в склон холма или уклон, при этом земля покрывает крышу и стены как минимум с одной стороны.
Подземные или камерные дома: Они полностью подземные, земля покрывает все стороны и крышу. Доступ обычно осуществляется через лестничную клетку или вход.

Принципы проектирования с земляным покрытием

Эффективное проектирование с земляным покрытием опирается на несколько ключевых принципов:

Тепловая масса и изоляция

Земля действует как тепловая масса, поглощая и сохраняя тепло. Это помогает поддерживать стабильную температуру в помещении, снижая потребность в отоплении и охлаждении. Земля также обеспечивает изоляцию, дополнительно минимизируя потери тепла зимой и поступление тепла летом.

Например, в регионах со значительными перепадами температур дом с земляным покрытием может поддерживать относительно постоянную внутреннюю температуру около 15-20°C (60-68°F) круглый год, что значительно снижает затраты на электроэнергию.

Пассивный солнечный дизайн

Пассивный солнечный дизайн максимизирует использование солнечного света для отопления и освещения. Южные окна часто используются для захвата солнечной энергии в зимние месяцы. Свесы и солнцезащитные устройства могут предотвратить перегрев летом.

Рассмотрим дом в Северном полушарии. Южные окна позволяют солнечному свету проникать внутрь зимой, согревая внутренние помещения. Летом правильно спроектированный свес будет затенять окна, предотвращая чрезмерное поступление тепла.

Управление водными ресурсами

Правильный дренаж имеет решающее значение для предотвращения проблем с влажностью в домах с земляным покрытием. Это включает в себя использование гидроизоляционных мембран, дренажных систем и правильную планировку для отвода воды от конструкции.

Хорошо спроектированная дренажная система может включать в себя слой гравия вокруг фундамента, водонепроницаемую мембрану на наружных стенах и дренажный насос для удаления любой скопившейся воды.

Вентиляция и качество воздуха

Адекватная вентиляция необходима для поддержания хорошего качества воздуха в помещении. Этого можно достичь с помощью естественной вентиляции, механических вентиляционных систем или сочетания того и другого.

Механические вентиляционные системы, такие как рекуператоры тепла (HRV) или рекуператоры энергии (ERV), могут обеспечивать непрерывную подачу свежего воздуха, сводя к минимуму потери энергии.

Целостность конструкции

Сооружения с земляным покрытием должны быть спроектированы таким образом, чтобы выдерживать вес и давление окружающей земли. Для строительства часто используются железобетон, сталь и другие прочные материалы.

Конструкция должна учитывать тип почвы, влажность и возможную сейсмическую активность в районе.

Преимущества архитектуры с земляным покрытием

Архитектура с земляным покрытием предлагает многочисленные преимущества по сравнению с традиционными методами строительства:

Энергоэффективность

Дома с земляным покрытием требуют значительно меньше энергии для отопления и охлаждения благодаря естественной изоляции, обеспечиваемой землей. Это может привести к существенной экономии средств в течение срока службы здания.

Исследования показали, что дома с земляным покрытием могут снизить потребление энергии на 50-80% по сравнению с обычными домами.

Климатическая устойчивость

Сооружения с земляным покрытием более устойчивы к экстремальным погодным явлениям, таким как ураганы, торнадо и лесные пожары. Земля обеспечивает защиту от ветра, града и огня.

В районах, подверженных ураганам, подземный дом предлагает более безопасное и надежное убежище, чем традиционное надземное сооружение.

Звукоизоляция

Земля действует как естественный звуковой барьер, снижая шумовое загрязнение от внешних источников, таких как транспорт, самолеты и соседи.

Дома с земляным покрытием часто тише и спокойнее, чем обычные дома, обеспечивая более расслабляющую среду обитания.

Экологические преимущества

Архитектура с земляным покрытием сводит к минимуму воздействие на окружающую среду за счет снижения потребления энергии, сохранения открытого пространства и создания среды обитания для диких животных. Процесс строительства также может быть менее разрушительным для окружающей среды.

При строительстве под землей нарушается меньше земель и сохраняется больше естественной среды обитания.

Долговечность и долговечность

Сооружения с земляным покрытием, как правило, более долговечны и долговечны, чем обычные здания. Земля защищает конструкцию от воздействия стихий, уменьшая износ. Хорошо построенные земляные дома могут прослужить столетия.

Конфиденциальность

Дома с земляным покрытием предлагают высокую степень конфиденциальности, поскольку они часто скрыты от глаз. Это может быть особенно привлекательно в густонаселенных районах.

Проблемы архитектуры с земляным покрытием

Хотя архитектура с земляным покрытием предлагает многочисленные преимущества, она также представляет несколько проблем:

Первоначальная стоимость

Первоначальная стоимость строительства дома с земляным покрытием может быть выше, чем у обычного дома, из-за специализированного дизайна и требуемых методов строительства. Однако долгосрочная экономия энергии может компенсировать эти первоначальные инвестиции.

Дополнительные затраты часто связаны с усиленной конструкцией, необходимой для выдерживания давления земли, и стоимостью гидроизоляционных материалов.

Сложность строительства

Строительство с земляным покрытием сложнее обычного строительства, требуя специализированных знаний и навыков. Важно работать с опытными архитекторами, инженерами и подрядчиками.

Поиск подрядчиков с опытом строительства с земляным покрытием может быть проблемой в некоторых районах.

Гидроизоляция

Эффективная гидроизоляция необходима для предотвращения проблем с влажностью в домах с земляным покрытием. Утечки могут быть трудно обнаружить и исправить, поэтому важно использовать высококачественные гидроизоляционные материалы и методы.

Регулярные осмотры и техническое обслуживание имеют решающее значение для выявления и устранения любых потенциальных проблем с гидроизоляцией.

Вентиляция и качество воздуха

Поддержание хорошей вентиляции и качества воздуха может быть сложной задачей в домах с земляным покрытием. Необходимы надлежащие вентиляционные системы для предотвращения накопления влаги, плесени и радонового газа.

Тестирование на радон особенно важно в районах с высоким уровнем радона.

Психологические соображения

Некоторые люди могут посчитать жизнь под землей клаустрофобной или депрессивной. Важно учитывать психологическое воздействие жизни с земляным покрытием, прежде чем принимать решение.

Тщательный дизайн, включающий достаточное количество естественного света и виды, может помочь смягчить эти проблемы.

Строительные нормы и правила

Строительные нормы и правила могут неадекватно учитывать строительство с земляным покрытием в некоторых районах. Важно изучить местные правила и получить необходимые разрешения перед началом строительства.

Работа с осведомленным архитектором и подрядчиком может помочь сориентироваться в процессе получения разрешений.

Вдохновляющие примеры архитектуры с земляным покрытием по всему миру

Дома с земляным покрытием можно найти в различных климатических условиях и регионах мира, демонстрируя универсальность и адаптируемость этого подхода к строительству.

Earthships (Соединенные Штаты)

Earthships — это автономные, устойчивые дома, построенные с использованием переработанных материалов, таких как шины, бутылки и банки. Они спроектированы таким образом, чтобы быть самодостаточными, обеспечивая собственную воду, электричество и управление отходами.

Эти дома особенно популярны в засушливых и полузасушливых районах юго-запада Соединенных Штатов.

Термальные ванны Вальс (Швейцария)

Разработанные Петером Цумтором, термальные ванны Вальс являются потрясающим примером архитектуры, интегрированной в землю. Ванны встроены в склон холма, органично сочетаясь с природным ландшафтом.

Использование местного камня и естественного света создает спокойную и медитативную атмосферу.

Музей Великой Китайской стены (Китай)

Этот музей частично зарыт в ландшафт, чтобы свести к минимуму его визуальное воздействие на исторический объект. Дизайн включает в себя земляные насыпи и зеленые крыши, чтобы гармонировать с окружающей средой.

Подземный дом в Кубер-Педи (Австралия)

Кубер-Педи — город по добыче опалов в Южной Австралии, где многие жители живут в подземных домах (так называемых «дуглаутах»), чтобы избежать сильной жары. Эти дома обеспечивают комфортную и стабильную среду обитания, несмотря на суровый пустынный климат.

Киностудия Хоббитон (Новая Зеландия)

Изначально построенные как съемочная площадка, норы хоббитов Хоббитона теперь являются популярной туристической достопримечательностью и вдохновляющим примером дизайна с земляным покрытием. Эти сооружения частично зарыты в склон холма, создавая причудливую и очаровательную эстетику.

Разработка собственного дома с земляным покрытием: пошаговое руководство

Если вы планируете построить дом с земляным покрытием, вот пошаговое руководство, которое поможет вам начать:

Исследования и планирование: Узнайте об архитектуре с земляным покрытием, посетите существующие земляные дома и изучите местные строительные нормы и правила.
Выбор участка: Выберите участок с подходящими почвенными условиями, дренажем и доступом к солнечному свету. Учитывайте топографию и ориентацию земли.
Дизайн: Работайте с опытным архитектором и инженером, чтобы спроектировать дом, который соответствует вашим потребностям и бюджету. Рассмотрите пассивный солнечный дизайн, управление водными ресурсами и вентиляцию.
Получение разрешений: Получите необходимые разрешения в местном строительном отделе. Это может включать представление подробных планов и спецификаций.
Строительство: Наймите опытных подрядчиков для строительства вашего дома. Убедитесь, что они знакомы с методами и материалами строительства с земляным покрытием.
Гидроизоляция: Внедрите комплексную систему гидроизоляции для защиты вашего дома от влаги.
Вентиляция: Установите надлежащую систему вентиляции для поддержания хорошего качества воздуха в помещении.
Ландшафтный дизайн: Оформите окружающую территорию, чтобы объединить свой дом с окружающей природной средой.

Будущее архитектуры с земляным покрытием

Поскольку обеспокоенность по поводу изменения климата и устойчивого развития продолжает расти, архитектура с земляным покрытием, вероятно, станет все более популярной. Достижения в строительных технологиях и материалах делают строительство с земляным покрытием более доступным и доступным.

Потенциал экономии энергии, климатической устойчивости и экологических преимуществ делает архитектуру с земляным покрытием привлекательным вариантом для тех, кто ищет более устойчивый и ответственный образ жизни.

Более того, интеграция технологий умного дома и устойчивых энергетических систем может еще больше повысить эффективность и комфорт домов с земляным покрытием, делая их еще более привлекательными для экологически сознательных домовладельцев во всем мире.

Заключение

Архитектура с земляным покрытием предлагает устойчивую и устойчивую альтернативу традиционным методам строительства. Хотя она представляет определенные проблемы, преимущества энергоэффективности, климатической устойчивости и защиты окружающей среды делают ее достойной рассмотрения для тех, кто ищет более ответственный и гармоничный образ жизни с землей. От пустынных землянок Кубер-Педи до изысканных термальных ванн Вальса — мир полон вдохновляющих примеров, демонстрирующих потенциал этого инновационного подхода к строительству.