Архитектура пустынь: адаптация к засушливым условиям

Архитектура пустынь — это больше, чем просто здания в засушливом ландшафте; это свидетельство человеческой изобретательности и стойкости. По всему миру культуры разработали сложные строительные техники и проекты, которые позволяют процветать в суровых, засушливых климатических условиях. В этой статье мы углубимся в принципы архитектуры пустынь, исследуя проблемы и решения, которые формируют эти замечательные сооружения.

Проблемы пустынных сред

Пустыни ставят перед архитектурой уникальный набор задач:

• Экстремальные температуры: Колебания от палящей дневной жары до леденящих ночных температур.
• Дефицит воды: Ограниченный доступ к водным ресурсам.
• Интенсивное солнечное излучение: Высокий уровень ультрафиолетового излучения.
• Сильные ветры и пыльные бури: Воздействие абразивных ветров и взвешенных в воздухе частиц.
• Ограниченная растительность: Скудная растительность для затенения и естественного охлаждения.

Успешное решение этих проблем требует глубокого понимания местных климатических условий, доступных материалов и традиционных строительных практик.

Принципы архитектуры пустынь

Архитектура пустынь опирается на несколько ключевых принципов для создания комфортных и устойчивых жилых пространств:

1. Техники пассивного охлаждения

Методы пассивного охлаждения минимизируют потребность в энергоемком кондиционировании воздуха за счет использования естественных процессов:

• Тепловая масса: Использование таких материалов, как саман, утрамбованная земля или камень, для поглощения тепла днем и его медленного высвобождения ночью, что позволяет регулировать температуру внутри помещений.
• Ориентация: Расположение зданий таким образом, чтобы минимизировать прямое воздействие солнечных лучей на стены и крыши. Ориентация самых длинных фасадов на восток и запад для минимизации полуденного солнца, с меньшими фасадами, выходящими на север и юг.
• Затенение: Использование выступов, навесов, пергол и растительности для блокирования прямых солнечных лучей. Внутренние дворы обеспечивают тень и создают микроклимат.
• Естественная вентиляция: Проектирование зданий для обеспечения потока воздуха и сквозной вентиляции, часто с использованием стратегически расположенных окон и вентиляционных отверстий. Ветровые башни или бадгиры, как в традиционной иранской архитектуре, эффективны для улавливания бризов и направления их внутрь.
• Испарительное охлаждение: Использование испарения воды для охлаждения воздуха. Эффективными примерами являются внутренние дворы с фонтанами или бассейнами, а также испарительные охладители (пустынные охладители).

Пример: Традиционный дом с внутренним двором, встречающийся во многих пустынях Ближнего Востока и Северной Африки, является ярким примером пассивного охлаждения. Внутренний двор обеспечивает тень, а центральный фонтан помогает охлаждать воздух за счет испарения. Высокие стены вокруг двора минимизируют воздействие прямых солнечных лучей и ветра.

2. Выбор материалов

Выбор строительных материалов имеет решающее значение в архитектуре пустынь. Местные материалы часто предпочтительнее из-за их доступности, affordability и соответствия климату:

• Саман (адоб): Высушенные на солнце кирпичи из глины, песка и органических материалов. Саман обладает отличными свойствами тепловой массы и широко используется в пустынных регионах Америки, Африки и Ближнего Востока.
• Утрамбованная земля: Уплотненные слои земли, гравия и глины. Утрамбованная земля — это прочный и устойчивый строительный материал с хорошей тепловой массой.
• Камень: Природный камень, обеспечивающий превосходную тепловую массу и долговечность.
• Дерево: Используется экономно, часто для конструктивных элементов и затеняющих устройств.
• Солома/камыш: Высушенная растительность, используемая для кровли и затенения.

Пример: Великая мечеть Дженне в Мали полностью построена из самана, что демонстрирует универсальность и долговечность этого материала в суровом климате Сахеля.

3. Сохранение воды

В условиях дефицита воды ее сохранение имеет первостепенное значение:

• Сбор дождевой воды: Сбор дождевой воды с крыш и поверхностей для хранения и повторного использования.
• Переработка серой воды: Очистка и повторное использование сточных вод из душей, раковин и прачечных для орошения и непитьевых нужд.
• Ксерискейпинг: Озеленение с использованием засухоустойчивых растений, требующих минимального полива.
• Водоэффективная сантехника: Установка унитазов, душевых леек и кранов с низким расходом воды.

Пример: Традиционные пустынные общины в Йемене разработали сложные системы сбора дождевой воды для сбора и хранения воды для сельскохозяйственного и бытового использования.

4. Форма и планировка зданий

Форма и планировка зданий могут значительно влиять на их эксплуатационные характеристики в пустынном климате:

• Компактные формы: Минимизация площади поверхности, подверженной воздействию солнечного света и тепла.
• Толстые стены: Обеспечение тепловой массы и изоляции.
• Маленькие окна: Уменьшение притока тепла и бликов. Окна должны быть стратегически расположены для максимального использования естественного света при минимальном притоке солнечного тепла.
• Внутренние дворы: Создание затененных открытых пространств и содействие естественной вентиляции.
• Подземное или полуподземное строительство: Использование естественной изоляции земли для поддержания стабильных температур.

Пример: Подземные дома Матматы в Тунисе предлагают комфортную и энергоэффективную среду для жизни благодаря использованию естественной изоляции земли.

5. Климатически-адаптивный дизайн

Успешная архитектура пустынь реагирует на конкретный микроклимат своего местоположения. Это включает в себя учет:

• Преобладающие ветры: Проектирование зданий для улавливания бризов для естественной вентиляции.
• Углы падения солнечных лучей: Ориентация зданий для минимизации притока солнечного тепла.
• Характер осадков: Внедрение систем сбора дождевой воды.
• Местные материалы: Использование материалов из местных источников, которые хорошо подходят для данного климата.

Пример: Оазис Сива в Египте отличается зданиями из сырцового кирпича, спроектированными так, чтобы органично вписываться в окружающий ландшафт и обеспечивать защиту от суровой пустынной среды. Планировка города также способствует потоку воздуха для его охлаждения.

Примеры архитектуры пустынь по всему миру

Архитектура пустынь значительно различается в разных регионах и культурах, отражая разнообразие климатических условий и доступных ресурсов:

• Ближний Восток и Северная Африка: Распространены дома с внутренними дворами, ветровые башни и саманные строения. Примеры включают традиционные дома Саны в Йемене и касбы Марокко.
• Юго-запад США: Преобладают здания из самана и утрамбованной земли с толстыми стенами и маленькими окнами. Примеры включают Таос-Пуэбло в Нью-Мексико и работы архитектора Фрэнка Ллойда Райта, который проектировал здания специально для пустыни Аризоны.
• Австралия: "Земные корабли" и подземные дома набирают популярность в австралийской глубинке.
• Китай: Традиционные пещерные жилища (яодун) на Лёссовом плато обеспечивают естественную изоляцию и защиту от сурового климата.
• Индия: Здания с использованием известкового раствора и местного камня, часто с замысловатыми решетками для вентиляции и затенения. Примеры включают традиционные дома в Раджастане.

Современная архитектура пустынь: сочетание традиций и инноваций

Современная архитектура пустынь основывается на традиционных принципах, но при этом включает новые технологии и материалы:

• Устойчивые материалы: Использование переработанных и возобновляемых материалов.
• Солнечная энергия: Интеграция фотоэлектрических панелей для выработки электроэнергии и солнечных водонагревателей.
• Энергоэффективные окна и изоляция: Уменьшение притока и потерь тепла.
• Технологии "умного дома": Оптимизация потребления энергии и воды.
• 3D-печать: Использование технологии 3D-печати для создания доступных и устойчивых жилищ в пустыне с использованием местных материалов, таких как песок и глина.

Пример: Проект Масдар-Сити в Абу-Даби — это спланированный устойчивый город, который включает в себя многие принципы архитектуры пустынь, включая пассивное охлаждение, возобновляемые источники энергии и сохранение воды.

Будущее архитектуры пустынь

По мере усиления изменения климата принципы архитектуры пустынь становятся все более актуальными. Применяя практики устойчивого проектирования и адаптируясь к местным условиям, мы можем создавать прочные и комфортные жилые пространства даже в самых сложных условиях. Будущее архитектуры пустынь заключается в сочетании традиционных знаний с инновационными технологиями для создания более устойчивого и справедливого мира.

Практические советы для жизни в пустыне

Независимо от того, проектируете ли вы новый дом или просто хотите повысить энергоэффективность своего существующего жилища в пустыне, вот несколько практических советов:

• Оцените свой климат: Изучите конкретный микроклимат вашего местоположения, включая колебания температуры, направление ветров и углы падения солнечных лучей.
• Отдавайте приоритет пассивному охлаждению: Внедряйте техники пассивного охлаждения, такие как тепловая масса, затенение и естественная вентиляция.
• Экономьте воду: Устанавливайте водоэффективную сантехнику, собирайте дождевую воду и рассмотрите возможность переработки серой воды.
• Выбирайте устойчивые материалы: Отдавайте предпочтение местным и устойчивым строительным материалам, таким как саман, утрамбованная земля и переработанные компоненты.
• Сажайте местную растительность: Используйте засухоустойчивые растения для озеленения и затенения.
• Рассмотрите солнечную энергию: Изучите возможность выработки электроэнергии и нагрева воды с помощью солнца.
• Правильно изолируйте: Даже в жарком климате изоляция может помочь уменьшить приток тепла и повысить энергоэффективность.
• Используйте технологии: Применяйте технологии "умного дома" для оптимизации потребления энергии и воды.

Заключение

Архитектура пустынь — это богатая и разнообразная область, которая предлагает ценные уроки устойчивого проектирования для любого климата. Понимая принципы и практики архитектуры пустынь, мы можем создавать более прочные, энергоэффективные и комфортные жилые пространства для будущих поколений. От древних саманных деревень до современных эко-городов, изобретательность архитектуры пустынь продолжает вдохновлять и формировать то, как мы строим и живем в меняющемся мире.