为地球而设计：全球土方掩体房屋指南

土方掩体房屋，也被称为地下住宅或土堤式房屋，代表了一种独特且与可持续建筑日益相关的做法。这些结构利用地球作为热质量，提供显着的能源节约，防止极端天气，并减少对环境的影响。本指南探讨了全球土方掩体房屋的原理、益处、设计考虑因素和多样化建筑风格。

什么是土方掩体建筑？

土方掩体建筑是指设计和建造部分或完全埋在地下的结构。这种设计方法利用地球的稳定温度和绝缘特性来创造舒适且节能的生活环境。具体的设计和施工技术取决于当地的气候、土壤条件和可用资源，从而产生了全球各种各样的土方掩体房屋。

土方掩体房屋的好处

与传统的地面建筑相比，土方掩体房屋具有多种优势：

能源效率

地球充当天然绝缘体，全年保持相对恒定的温度。这减少了冬季供暖和夏季制冷的需要，从而显着节省了能源。研究表明，与传统房屋相比，土方掩体房屋可以减少 50-80% 的能源消耗。

例如：在北欧或美国太平洋西北部等温带气候中，土方掩体房屋在冬季所需的供暖量显着减少。地球的热质量缓冲了室内温度，减少了对化石燃料或电力的依赖。

防止极端天气

土方掩体房屋对极端天气事件（如飓风、龙卷风、地震和野火）具有很强的抵抗力。地球提供了抵御强风、飞溅碎片和强烈热量的保护屏障，使这些房屋成为灾难多发地区的安全天堂。

例如：在容易发生飓风的地区，如加勒比海或美国东南部，与传统建筑相比，土方掩体房屋提供了增强的结构稳定性和对风害和洪水的保护。

噪音降低

地球充当天然隔音屏障，显着降低来自外部来源的噪音污染。这创造了一个安静和平的生活环境，尤其是在城市地区或繁忙的道路附近有利。

例如：在机场或工业区附近，土方掩体房屋可以大大减少噪音干扰，为居住者创造一个更宁静的生活空间。

减少维护

土方掩体房屋通常比传统房屋需要更少的维护。地球保护外墙免受风化和损坏，减少了对油漆、侧板维修和其他维护任务的需求。

例如：在气候剧烈波动的情况下，减少暴露于这些因素转化为较低的维护成本和建筑材料更长的使用寿命。

环境效益

与传统房屋相比，土方掩体房屋的环境足迹较小。它们需要更少的供暖和制冷能源，减少对不可再生资源的依赖，并最大限度地减少对周围景观的破坏。使用夯土或回收材料等可持续建筑材料进一步增强了它们的环境效益。

例如：用当地采购的材料建造并结合被动式太阳能设计原理的土方掩体房屋，表明了对可持续生活的承诺，并减少了建筑物对环境的总体影响。

隐私

土方掩体房屋由于其部分或完全埋设的结构而提供更高的隐私。这在人口稠密地区或寻求隐居生活环境的个人中尤其具有吸引力。

美学吸引力

虽然通常与特定的建筑风格相关联，但土方掩体房屋可以设计成美观且与周围景观无缝融合。许多土方掩体房屋都设有绿色屋顶，这进一步增强了它们的美观性并提供了额外的隔热效果。

土方掩体设计类型

有几种不同类型的土方掩体设计，每种设计都有其自身的优点和缺点：

护坡房屋

护坡房屋是最常见的土方掩体设计类型。它们建在山坡或斜坡上，用泥土堆放在一个或多个外墙上。屋顶通常是暴露的，但也可以用泥土覆盖以提供额外的隔热。

优点：相对容易建造，良好的自然采光和通风，可适应各种场地条件。

缺点：需要合适的山坡或斜坡，如果未正确防水，可能会出现水分问题。

例如：在具有丘陵地带的地区可以找到许多土堤式房屋，例如美国中西部或英格兰南部地区。

山丘内房屋

山丘内房屋直接建在山坡上，整个结构都埋在地下，除了入口。屋顶和墙壁完全被泥土覆盖。

优点：优良的隔热性能，最大的防风雨保护，良好的隐私性。

缺点：建造起来可能很困难且昂贵，自然采光和通风有限，需要仔细的防水处理。

例如：新西兰的霍比特人电影场景虽然是虚构的，但提供了一个视觉上吸引人的山丘内住宅的例子。

地下住宅

地下住宅完全埋在地下水平面以下，屋顶和墙壁被泥土覆盖。它们通常通过楼梯或斜坡进入。

优点：最大的隔热和保护，出色的隐私性，对景观的视觉影响最小。

缺点：建造起来很困难且昂贵，需要大量挖掘，自然采光和通风有限，需要仔细的防水和排水。

例如：一些地下住宅建在干旱气候中，以利用地球的冷却特性，例如美国西南部或中东地区。

暗室住宅

暗室住宅建在地面上，然后用泥土覆盖。它们可以使用各种材料建造，例如混凝土、钢或木材。

优点：比土堤式房屋更容易建造，设计具有良好的灵活性，可适应各种场地条件。

缺点：可能比土堤式房屋更贵，需要仔细的防水和排水。

例如：对于没有山坡的平坦场地，暗室住宅可能是一个不错的选择。

土方掩体房屋的设计考虑因素

设计土方掩体房屋需要仔细考虑几个因素：

土壤条件

土壤类型是土方掩体房屋设计和建造的关键因素。土壤必须稳定、排水良好且无污染物。岩土工程调查对于确定土壤的承载能力、渗透性和化学成分至关重要。

例如：粘土可能由于其排水性差以及随着水分含量的变化而膨胀和收缩的趋势而产生问题。一般来说，沙质或砾质土壤因其良好的排水性能而更受欢迎。

防水

防水对于防止水分渗透到结构中并造成损坏至关重要。一个全面的防水系统应包括防水膜、排水层和适当的坡度，以将水引离建筑物。

例如：膨润土是土方掩体建筑中常用的防水材料。它在潮湿时膨胀，形成一个不透水的密封。

结构完整性

该结构必须足够坚固，以承受地球的重量和任何额外的载荷，例如雪或植被。钢筋混凝土是土方掩体房屋的常用建筑材料，因为它具有强度和耐久性。夯土或土袋等替代材料需要专门的设计和施工技术。

例如：正确设计的钢筋混凝土墙和屋顶对于支撑土载荷和确保建筑物的结构完整性至关重要。

通风

适当的通风对于保持室内空气质量和防止水分积聚至关重要。通过使用策略性地放置的窗户和通风口可以实现自然通风。机械通风系统也可能需要，尤其是在完全地下的房屋中。

例如：一个利用烟囱效应将新鲜空气吸入房屋并排出陈腐空气的被动通风系统可以显着改善室内空气质量。

照明

在土方掩体房屋中，尤其是完全地下的结构中，实现自然采光可能具有挑战性。天窗、采光井和策略性地放置的窗户可以帮助最大限度地提高自然光的穿透力。人工照明应节能并提供充足的照明。

例如：光管（也称为管状日光设备）可以有效地将自然光带入室内空间，而不会影响建筑物的隔热性能。

可达性

可达性是一个重要的考虑因素，尤其对于行动不便的人士而言。可能需要坡道、电梯和宽阔的门道，以确保房屋对所有居住者都可访问。

例如：将入口设计成缓坡而不是楼梯可以使房屋更方便轮椅使用者使用。

当地建筑规范和法规

遵守所有当地建筑规范和法规非常重要。某些司法管辖区可能对土方掩体建筑有具体要求，例如后退、排水和结构设计。

土方掩体房屋的可持续建筑材料

建筑材料的选择对于土方掩体房屋的可持续性至关重要。可持续材料最大限度地减少了施工过程对环境的影响，并有助于创造更健康的室内环境。

夯土

夯土是一种由压实土壤、砾石和粘土制成的天然建筑材料。它经久耐用、防火并具有优良的热质量特性。夯土墙可以承重，从而无需单独的结构框架。

例如：夯土建筑通常用于干旱气候，因为它能够调节室内温度和湿度。

土袋

土袋由装满土壤的聚丙烯或粗麻布袋制成。它们被堆叠和夯实以形成墙壁。土袋建筑是一种低成本且可持续的建筑方法，适用于各种气候。

例如：土袋房屋通常用于灾难多发地区，因为它们经济实惠、易于建造并且能够抵抗地震和洪水。

回收材料

回收材料，如回收混凝土、回收钢材和回收塑料，可用于土方掩体建筑中，以减少浪费并节约资源。

例如：回收混凝土可用作地基材料或混凝土墙中的骨料。

木材

木材可用于框架、屋顶和室内装饰。应遵循可持续的森林经营实践，以确保木材的负责任采伐。

例如：使用来自认证森林的可持续采伐木材有助于最大限度地减少木材建筑对环境的影响。

全球土方掩体房屋案例

土方掩体房屋遍布世界各地的各种气候和文化中。这里有一些值得注意的例子：

霍比特人小屋，威尔士

这个环保住宅由威尔士的一个家庭使用可持续材料和传统建筑技术建造。它部分埋在地下，并配有绿色屋顶，与周围的景观无缝融合。

马勒托，威尔士

马勒托也被称为特雷比熊屋，是位于威尔士彭布罗克郡的一栋独特的土方掩体房屋。该结构建在山坡上，设有一个俯瞰大海的单扇窗户。

土耳其卡帕多西亚的洞穴民居

几个世纪以来，土耳其卡帕多西亚的人们一直居住在凿入松软火山岩的洞穴住宅中。这些房屋提供天然的隔热和防风雨保护。

澳大利亚库伯佩迪的地下城市

澳大利亚库伯佩迪是一个蛋白石矿业小镇，许多居民住在地下房屋中以逃避极端高温。这些房屋被称为“地穴”，提供舒适且节能的生活环境。

飞船，美国

飞船是用回收材料（如轮胎、瓶子和罐子）建造的离网房屋。它们的设计宗旨是自给自足，具有雨水收集、太阳能和废物管理系统。它们主要分布在美国西南部，但正在全球范围内越来越受欢迎。

土方掩体建筑的未来

随着人们对气候变化和可持续性的担忧持续增加，土方掩体建筑有望成为一个日益重要的建筑趋势。随着建筑技术的进步以及对可持续生活益处的日益认识，土方掩体房屋变得更容易获得和负担得起。通过拥抱土方掩体设计原则，我们可以为未来创造更具韧性、更节能且对环境友好的房屋。

结论

土方掩体房屋为可持续生活的挑战提供了一种独特而引人入胜的解决方案。通过利用地球的天然绝缘特性并利用可持续建筑材料，这些房屋可以显着减少能源消耗，防止极端天气，并最大限度地减少其对环境的影响。当我们展望更可持续的未来时，土方掩体建筑有潜力在创造一个更具韧性和对环境负责的建筑环境中发挥重要作用。进一步研究和开发这一领域对于使土方掩体生活成为全球更易于获得和更广泛的选择至关重要。