Проєктування для Землі: Глобальний путівник по будинках, захищених землею

Будинки, захищені землею, також відомі як підземні будинки або будинки з земляним бермом, являють собою унікальний і все більш актуальний підхід до стійкої архітектури. Ці споруди використовують землю як теплову масу, пропонуючи значну економію енергії, захист від екстремальних погодних умов і зменшення впливу на навколишнє середовище. Цей путівник досліджує принципи, переваги, міркування щодо проєктування та різноманітні архітектурні стилі будинків, захищених землею, по всьому світу.

Що таке архітектура, захищена землею?

Архітектура, захищена землею, - це практика проєктування та будівництва споруд, які частково або повністю закопані в землю. Цей підхід до проєктування використовує стабільну температуру землі та її ізоляційні властивості для створення комфортного та енергоефективного середовища проживання. Конкретні методи проєктування та будівництва різняться залежно від місцевого клімату, ґрунтових умов і доступних ресурсів, що призводить до різноманітного асортименту будинків, захищених землею, по всьому світу.

Переваги будинків, захищених землею

Будинки, захищені землею, пропонують безліч переваг порівняно зі звичайним надземним будівництвом:

Енергоефективність

Земля діє як природний ізолятор, підтримуючи відносно постійну температуру цілий рік. Це зменшує потребу в опаленні взимку та охолодженні влітку, що призводить до значної економії енергії. Дослідження показали, що будинки, захищені землею, можуть зменшити споживання енергії на 50-80% порівняно з традиційними будинками.

Приклад: У помірному кліматі, як-от у деяких частинах Північної Європи або на північному заході Тихоокеанського регіону Сполучених Штатів, будинок, захищений землею, потребує значно менше опалення в зимові місяці. Теплова маса землі буферизує внутрішню температуру, зменшуючи залежність від викопного палива або електроенергії для опалення.

Захист від екстремальних погодних умов

Будинки, захищені землею, дуже стійкі до екстремальних погодних явищ, таких як урагани, торнадо, землетруси та лісові пожежі. Земля забезпечує захисний бар'єр від сильних вітрів, летючих уламків і інтенсивного тепла, що робить ці будинки безпечною гаванню в районах, схильних до стихійних лих.

Приклад: У регіонах, схильних до ураганів, як-от Карибський басейн або південно-східна частина Сполучених Штатів, будинки, захищені землею, пропонують підвищену структурну стабільність і захист від пошкоджень вітром і повеней порівняно зі звичайним будівництвом.

Зменшення шуму

Земля діє як природний звуковий бар'єр, значно зменшуючи шумове забруднення від зовнішніх джерел. Це створює мирне та тихе середовище проживання, особливо корисне в міських районах або поблизу жвавих доріг.

Приклад: Поблизу аеропортів або промислових зон будинки, захищені землею, можуть суттєво мінімізувати проникнення шуму, створюючи більш спокійний житловий простір для мешканців.

Зменшення технічного обслуговування

Будинки, захищені землею, зазвичай потребують менше технічного обслуговування, ніж звичайні будинки. Земля захищає зовнішні стіни від вивітрювання та пошкоджень, зменшуючи потребу в фарбуванні, ремонті сайдингу та інших завданнях з обслуговування.

Приклад: У суворих кліматичних умовах зі значними коливаннями температури зменшення впливу елементів призводить до зниження витрат на технічне обслуговування та збільшення терміну служби будівельних матеріалів.

Екологічні переваги

Будинки, захищені землею, мають менший вплив на навколишнє середовище порівняно зі звичайними будинками. Вони потребують менше енергії для опалення та охолодження, зменшують залежність від невідновлюваних ресурсів і мінімізують руйнування навколишнього ландшафту. Використання екологічних будівельних матеріалів, таких як трамбована земля або перероблені матеріали, ще більше покращує їхні екологічні переваги.

Приклад: Будинок, захищений землею, побудований з місцевих матеріалів і з використанням принципів пасивного сонячного проєктування, демонструє прихильність до сталого життя та зменшує загальний вплив будівлі на навколишнє середовище.

Приватність

Будинки, захищені землею, пропонують підвищену приватність завдяки своїй частково або повністю закопаній структурі. Це може бути особливо привабливим у густонаселених районах або для осіб, які шукають усамітнене середовище проживання.

Естетична привабливість

Хоча будинки, захищені землею, часто асоціюються з певним архітектурним стилем, їх можна спроєктувати так, щоб вони були естетично приємними та гармонійно вписувалися в навколишній ландшафт. Багато будинків, захищених землею, мають зелені дахи, що ще більше покращує їхній зовнішній вигляд і забезпечує додаткову ізоляцію.

Типи конструкцій, захищених землею

Існує кілька різних типів конструкцій, захищених землею, кожен зі своїми перевагами та недоліками:

Будинки з бермами

Будинки з бермами є найпоширенішим типом конструкцій, захищених землею. Вони будуються на схилі пагорба, з землею, насипаною на одну або кілька зовнішніх стін. Дах зазвичай відкритий, але його також можна покрити землею для забезпечення додаткової ізоляції.

Переваги: Відносно прості в будівництві, гарне природне освітлення та вентиляція, можуть бути адаптовані до різних умов місцевості.

Недоліки: Потребує відповідного схилу пагорба, можливість виникнення проблем з вологою, якщо не забезпечено належну гідроізоляцію.

Приклад: Багато будинків із земляними бермами можна знайти в регіонах з горбистою місцевістю, таких як деякі частини Середнього Заходу Сполучених Штатів або Південна Англія.

Будинки в пагорбі

Будинки в пагорбі будуються безпосередньо в схилі пагорба, при цьому вся конструкція закопана, за винятком входу. Дах і стіни повністю покриті землею.

Переваги: Відмінна ізоляція, максимальний захист від стихії, хороша приватність.

Недоліки: Може бути важко та дорого побудувати, обмежене природне освітлення та вентиляція, вимагає ретельної гідроізоляції.

Приклад: Знімальний майданчик «Хоббітон» у Новій Зеландії, хоч і вигаданий, є візуально привабливим прикладом житла в пагорбі.

Підземні будинки

Підземні будинки повністю закопані під землею, дах і стіни покриті землею. До них зазвичай можна потрапити по сходах або пандусу.

Переваги: Максимальна ізоляція та захист, відмінна приватність, мінімальний візуальний вплив на ландшафт.

Недоліки: Важко та дорого побудувати, вимагає великих розкопок, обмежене природне освітлення та вентиляція, вимагає ретельної гідроізоляції та дренажу.

Приклад: Деякі підземні будинки будуються в посушливому кліматі, щоб скористатися охолоджувальними властивостями землі, наприклад, у деяких частинах південно-західної частини Сполучених Штатів або на Близькому Сході.

Камерні будинки

Камерні будинки будуються над землею, а потім покриваються землею. Їх можна будувати з різних матеріалів, таких як бетон, сталь або дерево.

Переваги: Легше будувати, ніж будинки в пагорбі або підземні будинки, хороша гнучкість у проєктуванні, можуть бути адаптовані до різних умов місцевості.

Недоліки: Може бути дорожчим, ніж будинки з бермами, вимагає ретельної гідроізоляції та дренажу.

Приклад: Камерні будинки можуть бути хорошим варіантом для рівних ділянок, де немає пагорба.

Міркування щодо проєктування будинків, захищених землею

Проєктування будинку, захищеного землею, вимагає ретельного розгляду кількох факторів:

Ґрунтові умови

Тип ґрунту є вирішальним фактором у проєктуванні та будівництві будинків, захищених землею. Ґрунт має бути стабільним, добре дренованим і вільним від забруднень. Геотехнічне дослідження має важливе значення для визначення несучої здатності, проникності та хімічного складу ґрунту.

Приклад: Глинисті ґрунти можуть бути проблематичними через їх поганий дренаж і схильність до розширення та стиснення зі зміною вологості. Піщані або гравійні ґрунти, як правило, кращі завдяки їхнім хорошим дренажним властивостям.

Гідроізоляція

Гідроізоляція необхідна для запобігання проникненню вологи в конструкцію та її пошкодження. Комплексна система гідроізоляції повинна включати водонепроникну мембрану, дренажний шар і належний ухил для відведення води від будівлі.

Приклад: Бентонітова глина є звичайним гідроізоляційним матеріалом, який використовується в будівництві будинків, захищених землею. Вона розширюється у вологому стані, створюючи водонепроникне ущільнення.

Структурна цілісність

Конструкція повинна бути достатньо міцною, щоб витримувати вагу землі та будь-які додаткові навантаження, такі як сніг або рослинність. Залізобетон є звичайним будівельним матеріалом для будинків, захищених землею, завдяки його міцності та довговічності. Альтернативні матеріали, такі як трамбована земля або земляні мішки, вимагають спеціалізованого проєктування та методів будівництва.

Приклад: Належним чином розроблені залізобетонні стіни та дах необхідні для підтримки навантаження землі та забезпечення структурної цілісності будівлі.

Вентиляція

Належна вентиляція необхідна для підтримки якості повітря в приміщенні та запобігання накопиченню вологи. Природної вентиляції можна досягти за допомогою стратегічно розташованих вікон і вентиляційних отворів. Механічні системи вентиляції також можуть бути необхідні, особливо в повністю підземних будинках.

Приклад: Пасивна система вентиляції, яка використовує ефект димоходу для втягування свіжого повітря в будинок і виведення несвіжого повітря, може значно покращити якість повітря в приміщенні.

Освітлення

Природного освітлення може бути важко досягти в будинках, захищених землею, особливо в повністю підземних спорудах. Мансардні вікна, світлові колодязі та стратегічно розташовані вікна можуть допомогти максимізувати проникнення природного світла. Штучне освітлення має бути енергоефективним і забезпечувати адекватне освітлення.

Приклад: Світлові труби, також відомі як трубчасті пристрої денного світла, можуть ефективно доставляти природне світло у внутрішні простори, не погіршуючи ізоляцію будівлі.

Доступність

Доступність є важливим міркуванням, особливо для людей з обмеженими можливостями пересування. Пандуси, ліфти та широкі дверні отвори можуть бути необхідні для забезпечення доступності будинку для всіх мешканців.

Приклад: Проєктування входу з пологим нахилом замість сходів може зробити будинок більш доступним для людей, які користуються інвалідними візками.

Місцеві будівельні норми та правила

Важливо дотримуватися всіх місцевих будівельних норм і правил. Деякі юрисдикції можуть мати конкретні вимоги до будівництва будинків, захищених землею, такі як відступи, дренаж і структурний проєкт.

Екологічні будівельні матеріали для будинків, захищених землею

Вибір будівельних матеріалів має вирішальне значення для екологічності будинків, захищених землею. Екологічні матеріали мінімізують вплив процесу будівництва на навколишнє середовище та сприяють створенню здоровішого середовища в приміщенні.

Трамбована земля

Трамбована земля - це природний будівельний матеріал, виготовлений зі спресованого ґрунту, гравію та глини. Він міцний, вогнестійкий і має чудові теплові властивості. Стіни з трамбованої землі можуть бути несучими, усуваючи потребу в окремому структурному каркасі.

Приклад: Конструкції з трамбованої землі зазвичай використовуються в посушливому кліматі завдяки їхній здатності регулювати температуру та вологість у приміщенні.

Земляні мішки

Земляні мішки виготовляються з поліпропіленових або мішковинних мішків, наповнених ґрунтом. Їх складають і трамбують для створення стін. Будівництво із земляних мішків - це недорогий і екологічний метод будівництва, який підходить для різних кліматичних умов.

Приклад: Будинки із земляних мішків часто використовуються в районах, схильних до стихійних лих, через їхню доступність, простоту будівництва та стійкість до землетрусів і повеней.

Перероблені матеріали

Перероблені матеріали, такі як перероблений бетон, перероблена сталь і перероблений пластик, можна використовувати в будівництві будинків, захищених землею, щоб зменшити кількість відходів і зберегти ресурси.

Приклад: Перероблений бетон можна використовувати як матеріал для фундаменту або як заповнювач у бетонних стінах.

Дерево

Дерево можна використовувати для каркасів, покрівлі та внутрішнього оздоблення. Слід дотримуватися екологічних методів лісового господарства, щоб забезпечити відповідальну заготівлю деревини.

Приклад: Використання екологічно заготовленої деревини з сертифікованих лісів допомагає мінімізувати вплив дерев'яної конструкції на навколишнє середовище.

Глобальні приклади будинків, захищених землею

Будинки, захищені землею, можна знайти в різних кліматичних умовах і культурах по всьому світу. Ось кілька помітних прикладів:

Будинок хоббіта, Уельс

Цей екологічний будинок був побудований сім'єю в Уельсі з використанням екологічних матеріалів і традиційних будівельних технологій. Він частково закопаний в землю і має зелений дах, гармонійно вписуючись в навколишній ландшафт.

Малатор, Уельс

Малатор, також відомий як будинок Телепузиків, є унікальним будинком, захищеним землею, розташованим у Пембрукширі, Уельс. Конструкція побудована на схилі пагорба і має одне вікно з видом на море.

Печерні житла Каппадокії, Туреччина

Протягом століть люди в Каппадокії, Туреччина, жили в печерних житлах, висічених у м'якій вулканічній породі. Ці будинки забезпечують природну ізоляцію та захист від стихії.

Підземне місто Кубер-Педі, Австралія

Кубер-Педі, Австралія, - це місто з видобутку опалів, де багато мешканців живуть у підземних будинках, щоб уникнути екстремальної спеки. Ці будинки відомі як «дуготи» і забезпечують комфортне та енергоефективне середовище проживання.

Земні кораблі, Сполучені Штати

Земні кораблі - це автономні будинки, побудовані з перероблених матеріалів, таких як шини, пляшки та банки. Вони розроблені як самодостатні, з системами збору води, сонячної енергії та управління відходами. Вони переважно зустрічаються в південно-західній частині Сполучених Штатів, але набувають популярності в усьому світі.

Майбутнє архітектури, захищеної землею

Оскільки занепокоєння щодо зміни клімату та сталого розвитку продовжують зростати, архітектура, захищена землею, має стати все більш важливою тенденцією в будівництві. Завдяки досягненням у будівельних технологіях і зростанню обізнаності про переваги сталого життя, будинки, захищені землею, стають більш доступними та економічно вигідними. Приймаючи принципи проєктування, захищеного землею, ми можемо створити більш стійкі, енергоефективні та екологічно чисті будинки для майбутнього.

Висновок

Будинки, захищені землею, пропонують унікальне та переконливе рішення проблем сталого життя. Використовуючи природні ізоляційні властивості землі та використовуючи екологічні будівельні матеріали, ці будинки можуть значно зменшити споживання енергії, захистити від екстремальних погодних умов і мінімізувати їхній вплив на навколишнє середовище. Дивлячись у більш стійке майбутнє, архітектура, захищена землею, має потенціал відіграти значну роль у створенні більш стійкого та екологічно відповідального забудованого середовища. Подальші дослідження та розробки в цій галузі мають вирішальне значення для того, щоб зробити життя в будинках, захищених землею, більш доступним і поширеним у всьому світі.