Строительство убежищ: глобальное руководство по возведению безопасных и экологически устойчивых сооружений

Убежище — это фундаментальная потребность человека. Будь то постоянный дом, временное жилье после катастрофы или сооружение, построенное для защиты от экстремальных погодных условий, принципы надежного строительства убежищ универсальны. В этом руководстве рассматриваются ключевые аспекты строительства убежищ с глобальной точки зрения, с акцентом на безопасность, экологическую устойчивость и прочность.

Понимание основ строительства убежищ

Прежде чем углубляться в конкретные строительные техники, крайне важно понять фундаментальные принципы, лежащие в основе безопасного и эффективного строительства убежищ. Эти принципы применимы независимо от местоположения или типа возводимого убежища.

1. Выбор и оценка участка

Выбор правильного места имеет первостепенное значение. Тщательная оценка участка должна учитывать следующие факторы:

• Геологическая стабильность: оцените риск оползней, землетрясений и эрозии почвы. Например, в районах, подверженных сейсмической активности, таких как Япония или Чили, необходимы сейсмостойкие методы строительства.
• Гидрологические факторы: оцените вероятность наводнений, заболачивания и загрязнения грунтовых вод. В прибрежных регионах, таких как Нидерланды или Бангладеш, критически важно строить убежища выше уровня наводнений и использовать водостойкие материалы.
• Климатические условия: учитывайте экстремальные температуры, направление ветров, количество осадков и солнечное излучение. В пустынных климатических условиях, как в Сахаре, убежища должны обеспечивать тень и изоляцию для минимизации притока тепла. В регионах с обильными снегопадами, таких как Скандинавия или Канада, крыши должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать значительные снеговые нагрузки.
• Близость к ресурсам: оцените доступность воды, топлива и строительных материалов. В отдаленных районах использование местных материалов часто является наиболее устойчивым и экономически выгодным подходом.
• Доступность: убедитесь, что участок доступен для строительства и транспортировки, особенно в чрезвычайных ситуациях.

2. Выбор материалов

Выбор строительных материалов значительно влияет на долговечность, стоимость и экологический след убежища. При выборе материалов учитывайте следующие факторы:

• Доступность: отдавайте предпочтение местным материалам, чтобы сократить транспортные расходы и поддержать местную экономику. Примерами могут служить бамбук в Юго-Восточной Азии, саманные кирпичи в засушливых регионах Южной Америки и Африки, а также древесина в лесистых районах Северной Америки и Европы.
• Долговечность: выбирайте материалы, которые могут выдерживать местный климат и условия окружающей среды. Учитывайте такие факторы, как устойчивость к влаге, вредителям, огню и ультрафиолетовому излучению.
• Экономическая эффективность: сбалансируйте стоимость материалов с их производительностью и сроком службы. Иногда инвестиции в более прочные материалы на начальном этапе могут сэкономить деньги в долгосрочной перспективе за счет снижения затрат на техническое обслуживание и замену.
• Воздействие на окружающую среду: выбирайте экологически чистые материалы с низкой энергоемкостью и минимальным воздействием на окружающую среду. Примерами являются переработанные материалы, древесина из устойчивых лесных хозяйств и природные материалы, такие как бамбук и земля.
• Обрабатываемость: выбирайте материалы, с которыми легко работать при помощи имеющихся инструментов и навыков.

3. Проектирование конструкций

Хорошо спроектированная конструкция необходима для обеспечения стабильности и безопасности убежища. При проектировании убежища учитывайте следующие факторы:

• Несущая способность: проектируйте конструкцию так, чтобы она выдерживала ожидаемые нагрузки, включая вес крыши, стен и жильцов, а также ветровые и снеговые нагрузки.
• Сейсмостойкость: в сейсмоопасных районах включайте сейсмостойкие конструктивные элементы, такие как усиленные фундаменты, гибкие соединения и легкие кровельные материалы.
• Ветроустойчивость: в районах с сильными ветрами проектируйте конструкцию так, чтобы минимизировать ветровые нагрузки и предотвратить подъем. Это может включать использование аэродинамических форм, надежное крепление конструкции к земле и усиление крыши.
• Водонепроницаемость: проектируйте конструкцию так, чтобы предотвратить проникновение воды и повреждения. Это может включать использование водонепроницаемых материалов, обеспечение адекватного дренажа и подъем конструкции над уровнем земли.
• Тепловые характеристики: проектируйте конструкцию так, чтобы минимизировать приток тепла в жарком климате и теплопотери в холодном. Это может включать использование изоляции, обеспечение затенения и ориентацию здания для использования преобладающих ветров.

Технологии строительства убежищ по всему миру

В разных регионах мира разработаны уникальные методы строительства убежищ, адаптированные к местному климату, ресурсам и культурным традициям. Вот несколько примеров:

1. Строительство из земли

Строительство из земли, также известное как земляное строительство, использует местную почву в качестве основного строительного материала. Эта техника широко используется в засушливых и полузасушливых регионах по всему миру из-за ее низкой стоимости, тепловой инерции и экологической устойчивости. Распространенные методы строительства из земли включают:

• Саман: саманные кирпичи изготавливаются из смеси глины, песка и соломы, которые формуются и высушиваются на солнце. Саманные здания распространены на юго-западе США, в Мексике и некоторых частях Южной Америки. Они обеспечивают отличную теплоизоляцию, сохраняя прохладу внутри летом и тепло зимой.
• Трамбованная земля: строительство из трамбованной земли включает уплотнение слоев влажной почвы внутри опалубки. Полученные стены прочны, долговечны и обладают отличной тепловой инерцией. Здания из трамбованной земли встречаются в различных регионах, включая Африку, Европу и Северную Америку.
• Коб: коб — это смесь глины, песка, соломы и воды, которая лепится вручную для создания стен. Здания из коба известны своими органическими формами и долговечностью. Эта техника широко используется в Европе и Северной Америке.
• Плетень и обмазка: строительство по технологии «плетень и обмазка» включает в себя плетение решетки из прутьев (плетень) и последующее оштукатуривание ее смесью глины, песка и соломы (обмазка). Эта техника широко используется в развивающихся странах для строительства простых и доступных убежищ.

Пример: В Йемене традиционная архитектура из глиняного кирпича не только обеспечивает убежище, но и составляет важную часть культурного ландшафта. Высотные здания из глиняного кирпича в Шибаме являются объектом Всемирного наследия ЮНЕСКО, демонстрируя долговечность и красоту земляного строительства.

2. Деревянное строительство

Древесина — универсальный и возобновляемый строительный материал, который используется на протяжении веков по всему миру. Технологии деревянного строительства включают:

• Бревенчатое строительство: бревенчатое строительство включает горизонтальную укладку бревен для формирования стен. Бревенчатые хижины являются распространенным примером этой техники, широко используемой в Северной Америке, Скандинавии и России.
• Каркасное строительство из бруса: каркасное строительство из бруса включает в себя возведение несущего каркаса из тяжелых брусьев, который затем заполняется другими материалами, такими как деревянные панели, кирпич или соломенные блоки. Каркасные здания из бруса известны своей прочностью и долговечностью. Они часто встречаются в Европе, Северной Америке и Японии.
• Легкокаркасное строительство: легкокаркасное строительство, также известное как стоечно-балочное, использует легкие пиломатериалы для создания несущего каркаса. Эта техника широко используется в Северной Америке и Австралии для строительства жилых домов.

Пример: Традиционная японская деревянная архитектура, примером которой являются храмы и святилища, демонстрирует изысканное мастерство и конструктивную целостность деревянного строительства. Эти здания, которым часто сотни лет, доказывают долговечность и прочность древесины как строительного материала.

3. Строительство из бамбука

Бамбук — быстрорастущий, возобновляемый ресурс, который широко используется в строительстве в Азии, Южной Америке и Африке. Бамбук прочен, легок и гибок, что делает его идеальным материалом для строительства сейсмостойких конструкций. Технологии строительства из бамбука включают:

• Каркас из бамбука: бамбуковые стволы используются для создания несущего каркаса, который затем заполняется другими материалами, такими как бамбуковые маты, плетеные панели или глиняная штукатурка.
• Плетение из бамбука: бамбуковые полосы сплетаются вместе для создания стен, крыш и полов.
• Бамбукобетон: бамбук используется в качестве арматуры в бетонных конструкциях, являясь устойчивой альтернативой стальной арматуре.

Пример: В Колумбии бамбук широко используется для строительства прочного и доступного жилья в сейсмоопасных районах. Архитектор Симон Велес стал пионером в использовании бамбука в инновационных и устойчивых строительных проектах по всему миру.

4. Бетонное строительство

Бетон — широко используемый строительный материал, который является прочным, долговечным и универсальным. Технологии бетонного строительства включают:

• Железобетон: железобетон предполагает встраивание стальной арматуры в бетон для увеличения его прочности на растяжение. Эта технология широко используется для строительства мостов, зданий и другой инфраструктуры.
• Сборный железобетон: элементы из сборного железобетона изготавливаются на заводе, а затем транспортируются на строительную площадку для сборки. Эта технология может ускорить строительство и улучшить контроль качества.
• Строительство из бетонных блоков: бетонные блоки используются для возведения стен и фундаментов. Эта техника относительно проста и экономична, что делает ее популярным выбором для жилищного строительства.

Пример: Бурдж-Халифа в Дубае, одно из самых высоких сооружений в мире, является свидетельством прочности и универсальности железобетонного строительства.

Решение специфических потребностей в убежищах

Строительство убежищ должно быть адаптировано для удовлетворения специфических потребностей различных групп населения и контекстов. Вот несколько примеров:

1. Временное убежище в чрезвычайных ситуациях

Временное убежище необходимо сразу после катастрофы для предоставления временного жилья перемещенным лицам. Временные убежища должны быть:

• Быстровозводимыми: временные убежища должны быть легкими в транспортировке и быстрой сборке.
• Легкими и прочными: временные убежища должны быть легкими для транспортировки, но достаточно прочными, чтобы выдерживать суровые погодные условия.
• Доступными по цене: временные убежища должны быть доступными, чтобы их можно было предоставить большому количеству людей.
• Культурно приемлемыми: временные убежища должны быть культурно приемлемыми и обеспечивать конфиденциальность и безопасность для жильцов.

Пример: УВКБ ООН, Агентство ООН по делам беженцев, предоставляет комплекты для временных убежищ беженцам и перемещенным лицам по всему миру. Эти комплекты обычно включают брезент, веревки, инструменты и другие необходимые предметы для строительства временных укрытий.

2. Доступное жилье

Доступное жилье необходимо для обеспечения того, чтобы каждый имел доступ к безопасному и достойному жилью. Доступное жилье должно быть:

• Экономически эффективным: доступное жилье должно строиться с использованием экономичных материалов и строительных технологий.
• Прочным и устойчивым: доступное жилье должно быть прочным и устойчивым, минимизируя долгосрочные затраты на обслуживание и эксплуатацию.
• Доступным: доступное жилье должно быть доступно для людей с ограниченными возможностями и располагаться рядом с рабочими местами, школами и другими важными службами.
• Культурно приемлемым: доступное жилье должно быть культурно приемлемым и отвечать потребностям местного сообщества.

Пример: «Босоногие архитекторы» в Индии работают над предоставлением доступного и устойчивого жилья для малообеспеченных общин, используя местные материалы и традиционные строительные техники.

3. Жилье, устойчивое к стихийным бедствиям

Жилье, устойчивое к стихийным бедствиям, спроектировано так, чтобы выдерживать природные катаклизмы, такие как землетрясения, наводнения и ураганы. Такое жилье должно быть:

• Прочным и стабильным: жилье, устойчивое к стихийным бедствиям, должно строиться с использованием прочных и стабильных материалов и технологий.
• Поднятым над уровнем наводнений: в районах, подверженных наводнениям, такое жилье должно быть поднято над уровнем затопления.
• Надежно закрепленным на земле: в районах с сильными ветрами такое жилье должно быть надежно закреплено на земле.
• Сейсмостойким: в сейсмоопасных районах жилье, устойчивое к стихийным бедствиям, должно включать сейсмостойкие конструктивные элементы.

Пример: После землетрясения 2010 года на Гаити различные организации работали над строительством сейсмостойкого жилья с использованием железобетона и других инновационных строительных технологий.

Экологическая устойчивость в строительстве убежищ

Экологическая устойчивость является критически важным фактором в современном строительстве убежищ. Устойчивое строительство убежищ направлено на минимизацию воздействия зданий на окружающую среду, обеспечивая при этом безопасные, здоровые и комфортные условия для жизни. Ключевые аспекты устойчивого строительства убежищ включают:

1. Энергоэффективность

Энергоэффективные здания сокращают потребление энергии на отопление, охлаждение и освещение. Стратегии повышения энергоэффективности включают:

• Изоляция: использование изоляции для снижения теплопередачи через стены, крыши и полы.
• Пассивный солнечный дизайн: ориентация здания для использования солнечного тепла зимой и минимизации его притока летом.
• Естественная вентиляция: проектирование здания для содействия естественной вентиляции, что снижает потребность в кондиционировании воздуха.
• Энергоэффективные окна и двери: использование окон и дверей с низкими коэффициентами теплопередачи и высокими коэффициентами пропускания солнечного тепла.
• Возобновляемая энергия: интеграция систем возобновляемой энергии, таких как солнечные панели и ветряные турбины.

2. Экономия воды

Экономия воды необходима в районах с ограниченными водными ресурсами. Стратегии экономии воды включают:

• Сбор дождевой воды: сбор дождевой воды для непитьевых нужд, таких как полив и смыв в туалетах.
• Переработка серой воды: переработка серой воды из душей и раковин для полива и смыва в туалетах.
• Водосберегающая сантехника: использование туалетов, душевых насадок и кранов с низким расходом воды.
• Засухоустойчивое озеленение: использование местных растений, которые требуют минимального полива или не требуют его вовсе.

3. Сокращение отходов

Сокращение отходов включает минимизацию образования отходов во время строительства и сноса. Стратегии сокращения отходов включают:

• Использование переработанных материалов: использование переработанных материалов, таких как переработанный бетон, переработанная сталь и переработанный пластик.
• Повторное использование материалов: повторное использование материалов из проектов по сносу.
• Сокращение отходов упаковки: работа с поставщиками для сокращения отходов упаковки.
• Переработка строительных отходов: переработка строительных отходов, таких как древесина, металл и бетон.

4. Здоровая внутренняя среда

Здоровая внутренняя среда необходима для благополучия жильцов. Стратегии создания здоровой внутренней среды включают:

• Использование материалов с низким содержанием ЛОС: использование материалов с низким содержанием летучих органических соединений (ЛОС), таких как краски, клеи и герметики с низким содержанием ЛОС.
• Обеспечение адекватной вентиляции: обеспечение адекватной вентиляции для удаления загрязнителей воздуха в помещении.
• Контроль влажности: контроль влажности для предотвращения роста плесени.
• Использование естественного света: максимальное использование естественного света для снижения потребности в искусственном освещении.

Будущее строительства убежищ

Будущее строительства убежищ будет определяться несколькими ключевыми тенденциями, в том числе:

• Технологические инновации: новые технологии, такие как 3D-печать, модульное строительство и передовые материалы, трансформируют способы строительства убежищ.
• Адаптация к изменению климата: по мере усиления изменения климата строительство убежищ должно будет адаптироваться к более экстремальным погодным явлениям и меняющимся условиям окружающей среды.
• Урбанизация: по мере того как все больше людей переезжает в города, строительство убежищ должно будет решать проблемы предоставления доступного и устойчивого жилья в городских условиях.
• Гуманитарные кризисы: возрастающая частота и серьезность гуманитарных кризисов потребуют инновационных и эффективных решений в области убежищ для перемещенных лиц.

Заключение: Строительство убежищ — это сложная и многогранная область, требующая целостного подхода. Понимая основные принципы строительства убежищ, адаптируя методы к местным условиям и отдавая приоритет устойчивости, мы можем строить убежища, которые будут безопасными, долговечными и экологически ответственными, предоставляя дома и надежные укрытия для людей по всему миру.