Земляной дом

Укрытие земли структура ( обычно дом ) с землей (почвой ) против стен, на крыше, или что полностью похоронено под землей.

Земля действует как термальная масса, делая ее более легкой поддерживать устоичивую крытую температуру воздушной среды и поэтому уменьшает стоимости энергии для нагревать или охлаждать.

Укрытие земли стало относительно популярным после середины 1970-х годов, особенно среди экологов . Тем не менее, практика была вокруг почти до тех пор, как люди строили свои собственные приюты.

Определение

• "Укрытие земли-это [...] общий термин с общим значением: строительная конструкция, в которой почва играет неотъемлемую роль." это определение проблематично, однако, поскольку земные структуры (например, утрамбованная земля или удар ) обычно не рассматриваются как земные укрытия, поскольку они находятся над землей.
• "Здание может быть описано как защищенное от Земли, когда у него есть термически значительное количество почвы или основания в контакте с его внешней оболочкой, где “термически значительный” означает внесение функционального вклада в тепловую эффективность рассматриваемого здания.
• "Структуры построенные с пользой массы Земли против стен здания как внешняя термальная масса, которая уменьшает потерю тепла и поддерживает устоичивую крытую температуру воздуха в течении сезонов ."
• - Дом с земляным покрытием для крыши или стен."
• "Дома, которые были построены под землей, частично или полностью."
• "Использование земляного покрова для смягчения и улучшения условий жизни в зданиях."

Синонимы

Земляной дом, Земляной дом / дом, подземный дом / дом.

История

Ранняя история

Земляное защищенное здание-одна из самых древних форм строительства. считается, что приблизительно от 15 000 до н. э. мигрирующие охотники в Европе использовали торф и землю, чтобы изолировать простые круглые хижины, которые были также погружены в землю. Использование некоторой формы защищенного от земли строительства найдено во многих культурах в истории, распространенной широко во всем мире. Обычно эти примеры культур, использующих защищенные от земли здания, происходят без какого-либо знания метода строительства в другом месте . Эти структуры имеют много различных форм и упоминаются многими различными именами. Общие условия включают яму-дом и землянку .

Один из старейших примеров берминга, датируемый приблизительно 5000 годами, можно найти в Скара-Брей на Оркнейских островах у Северной Шотландии . Другим историческим примером укрытий в холмах Земли будет Меса-Верде, на юго-западе США. Эти здания построены непосредственно на уступах и пещерах на скалах. Передняя стена построена вверх с местными камнем и землей для того чтобы заключить структуру.

В Северной Америке почти каждая индейская группа в той или иной степени использовала защищенные от Земли сооружения. эти структуры обычно называют земными ложами (см. Также: Барабара ). Когда европейцы колонизировали Северную Америку, на Великих равнинах были распространены дерновые дома .

1970-е-1980-е годы расцвет

Нефтяной кризис 1973 года привел к резкому росту цен на нефть, что повлияло на огромные социальные, экономические и политические изменения во всем мире. в сочетании с растущим интересом к альтернативному образу жизни и движению "назад-к-Земле" общественность США и других стран становилась все более заинтересованной в экономии энергии и защите окружающей среды.

Еще в 1960-х годах в США некоторые новаторы разрабатывали современные земельные укрытия.[после нефтяного кризиса и до начала 1980-х было новое возрождение в интересе земляного жилья/подземного строительства дома, которое было названо первой волной покрытых землей жилищ. в Великобритании в 1975 архитектор Артур Квармби заканчивает защищенное землей здание в Холме, Англия. Названный "Андерхилл", он занесен в Книгу рекордов Гиннеса как" первый подземный дом " в Великобритании.

Большинство публикаций о земных укрытиях относятся к этому периоду, причем десятки книг, посвященных этой теме, были опубликованы в годы, предшествовавшие 1983 году. Первая международная конференция по защищенным от Земли зданиям была проведена в Сиднее, Австралия, в 1983 году.Вторая конференция была запланирована на 1986 в Миннеаполисе, США .

Другие известные сторонники укрытия земли, действующие в эту эпоху, включают Майка Олера (умершего), Роба Роя, Джона хейта, Малкольма Уэллса (умершего), Питера Ветша , Кена Керна (умершего) и других.

Современные времена

В последние 30 лет земельные дома становятся все более популярными.[5] техника более распространена в России, Китае и Японии. возможно, что Северный Китай имеет больше земных убежищ, чем любой другой регион. считается, что приблизительно 10 миллионов человек живут в подземных домах в регионе.

Некоторые утверждают, что тысячи людей живут под землей в Европе и Америке. известные европейские примеры - "земляные дома" швейцарского архитектора Питера Ветша. В Швейцарии насчитывается около 50 таких земляных убежищ, в том числе жилой комплекс из девяти земляных убежищ (Lättenstrasse в Дитиконе ). Возможно, наиболее известными примерами современного укрытия земли в англоязычном мире являются земные корабли, тавро пассивных солнечных укрытий земли проданных Biotecture Earthship. Земные корабли сосредоточены в Нью-Мексико, США, но встречаются реже во всем мире. В других областях, таких как Великобритания земля укрытия является более редким.

Общее строительство земляного укрытия часто рассматривается архитекторами, инженерами и общественностью как нетрадиционный метод строительства. Методы укрытия земли не стали общеизвестными, и большая часть общества не знает об этом типе строительства зданий. Вообще говоря, стоимость земляных работ, повышенная потребность в гидроизоляции и требование, чтобы конструкция выдерживала больший вес по сравнению с домами выше класса, означает, что укрытие земли остается относительно редким. В этом отношении пассивный дом (PassivHaus) стандарт технических характеристик энергии приложенный к над зданиям ранга воздухонепроницаемым, superinsulated низкоуглеродистым или zero углерода имел очень более широкое понимание в современных временах. Более 20 000 зданий, сертифицированных по стандартам PassivHaus, были построены по всей Северной Европе. некоторые постулируют, что в течение долгого времени сокращение доступности строительного пространства, и увеличивающаяся потребность и интерес к экологически чистому жилью сделают земные убежища более распространенными.

Типы

Описаны три основных типа земляного укрытия. существует также большое разнообразие в подходе к укрытию земли с точки зрения используемых материалов и расходов. "Низкотехнологичный" подход может включать естественные методы строительства, деревянные столбы и крыши стиля сарая, переработку материалов, рабочую силу владельца, ручные раскопки и т. д.[2] относительно более высокотехнологичный подход был бы больше, используя бетон и сталь.[2] в то время как типично более энергоэффективное почтовое строительство, высокотехнологичный подход имеет более высокую воплощенную энергию и значительно больше затрат.

Bermed

В земле bermed (также называемый "bunded") тип, земля накренилась против внешних стен, [2] скошенный вниз от здания. Берма может быть частичной или полной.[1] Полярная облицовочная стена может быть ограждена, оставляя облицовочную стену экватора не огражденной (в умеренных регионах). Обычно этот тип укрытия земли построен дальше, или только немножко под первоначально рангом .[цитата, необходимая ] из-за здания, находящегося выше оригинального уровня земли, меньше проблем влажности связано с землей berming по сравнению с подземной / полностью утопленной конструкцией, [ цитата, необходимая] и затраты меньше, чтобы построить. Согласно одному рапорту, berming земли обеспечил 90-95% из преимущества энергии как вполне под структурой ранга.

В-Хилл

В холме (также названный "покрытым землей", или "высотным") строительство-то, где земное убежище установлено в наклон или склон, и земля покрывает крышу в дополнение к стенам.наиболее практичным применением является использование холма, обращенного к экватору (Юг в Северном полушарии и север в Южном полушарии), к афелию (север) в тропиках или на восток, сразу за тропиками. В этом типе земляного укрытия есть только одна открытая стена, стена, выходящая из холма, все остальные стены встроены в землю/холм. Это самая популярная и энергоэффективная форма укрытия земли в холодном и умеренном климате.

Подземный

Истинное подземное (также называемое "подкамерным" или "подземным") укрытие Земли описывает дом, в котором Земля выкопана, а дом установлен ниже уровня. Они могут показать Атриум или внутренний двор, построенный в середине убежища, чтобы обеспечить соответствующее освещение и вентиляцию. Атриум не всегда полностью огорожен возвышенностью, иногда используется U-образный Атриум, открытый с одной стороны.

С укрытием земли атриума, жилые помещения, как правило, расположены вокруг атриума. Расположение атриума обеспечивает гораздо менее компактный план, чем один или два этажа bermed/in hill design; поэтому он обычно менее энергоэффективен с точки зрения потребностей в отоплении. поэтому, проекты атриума найдены главным образом в более теплых климатах.[13] однако, предсердие клонит поглотить воздух внутри оно которое после этого нагрето солнцем и помогает уменьшить потерю тепла . конструкции Атриума хорошо подходят для флейтовых площадок и довольно распространены.

Другие типы

В зависимости от того, какое определение укрытия земли используется, иногда включаются другие типы. "Вырезать и покрыть" ("водопропускные дома"), выполненные из сборных бетонных контейнеров и труб большого диаметра, расположенных в соединительной конструкции, чтобы сформировать жилое пространство, а затем засыпать землей. проект в Японии под названием Алиса-Сити будет использовать широкий и глубокий цилиндрический вал, погруженный в землю, с куполообразной крышей. В проекте будет задействовано несколько жилых районов. построенные пещеры сформированы туннелированием в землю. Укрытие Земли может использоваться для структур кроме жилых домов, таких как оранжереи, школы, коммерческие центры, правительственные здания и другие общественные здания.

Приложения

Активная и пассивная солнечная

Укрытие земли часто совмещено с солнечными системами отопления. Наиболее обыкновенно, использование пассивных солнечных методов конструкции использовано в укрытиях земли. В большей части Северного полушария южнофокусная структура с северной, восточной и Западной сторонами, покрытая землей, является наиболее эффективным применением пассивной солнечной энергии. системный. Большое двойное остекление, тройное остекление, охватывающее большую часть длины южной стены, имеет решающее значение для увеличения солнечного тепла. Полезно сопроводить окно с изолированными шторками для защиты против потери тепла вечером. Кроме того, в течение летних месяцев, обеспечивая свес или какое-то затеняющее устройство, используется для блокировки избыточного солнечного усиления.

Пассивное ежегодное хранение тепла

Пассивное ежегодное аккумулирование тепла концепция здания теоретизированная для того чтобы создать круглогодичную температуру постоянного в укрытии Земли посредством топления сразу увеличения пассивного солнечного и термального влияния батареи продолжая несколько месяцев. Утверждается, что земное укрытие, спроектированное в соответствии с этими принципами, будет хранить солнечное тепло летом и медленно высвобождать его в течение зимних месяцев без необходимости в других формах нагрева. Этот метод был впервые описан изобретателем и физиком Джоном хейтом в его книге 1983 года. Основным компонентом является утепленный и водонепроницаемый "зонт", который простирается от земляного укрытия на несколько метров во все стороны. Отсюда и термин "зонтичный дом". Земля под этим зонтиком остается теплой и сухой относительно окружающей земли, которая подвержена постоянным суточным и сезонным изменениям температуры. Это создает большую площадь аккумулирования тепла земли, эффективно огромную тепловую массу. Жара приобретена через пассивное солнечное в укрытии земли и возвращена к окружающей земле кондукцией. Таким образом, когда температура в земном укрытии опустится ниже температуры в окружающей земле, тепло вернется в земное укрытие. Через некоторое время достигается стабильная температура, которая представляет собой среднегодовое изменение тепла во внешней среде. Некоторые критикуют технику (наряду с техникой укрытия земли в целом), заявляя о проблемах, включая трудность и стоимость строительства, влажность и отсутствие доказательств. В годовом исчислении geo solar

Другой проект, направленный на пассивное сезонное накопление энергии, в годовом исчислении geo solar иногда применяется к земным укрытиям.[ цитата необходима]

Вентиляция трубы земли

Пассивный охлаждать который вытягивает воздух с вентилятором или конвекцией от воздуха температуры почти постоянного в похороненные трубки земли охлаждая и после этого в жизненное пространство дома. Это также обеспечивает свежий воздух для пассажиров и воздухообмен, необходимый ASHRAE .

Сравнение со стандартным жильем

Финансовые затраты

Три основных фактора влияют на общую стоимость строительства дома, а именно: сложность дизайна, используемые материалы, и выполняет ли владелец(ы) некоторые или все строительство или платит другим, чтобы сделать это. таможенные дома со сложными проектами имеют тенденцию быть более дорогими и занять больше времени, чтобы построить, чем складские дома. Дома, которые используют дорогие материалы, будут дороже, чем дома, которые используют недорогие материалы. Рабочая сила владельца может драматически отрезать цены конструкции.

Как земельные защищенные проекты, так и строительство обычных домов имеют значительную изменчивость в дизайне, материалах и труде. Таким образом, трудно провести общее сравнение затрат между ними. Например, небольшой "подземный дом", построенный в стиле Oehler, будет, как правило, значительно дешевле обычного дома, поскольку этот подход подчеркивает, что владелец(ы) делает большую часть раскопок и работает самостоятельно и использует переработанные материалы, например, для окон. Таким образом, земляные дома могут быть дешевле, а некоторые требуют на 30% меньше затрат, но они также могут быть более дорогими. заказной проект со сложным дизайном от нанятого архитектора, с дорогими материалами и особенностями, и построенный подрядчиком специалиста, может быть значительно более дорогим, чем обычный дом.

Особым фактором, который сильно влияет на стоимость земляного укрытия, является количество земли, которая его покрывает. Чем больше грунта покрывает конструкцию, тем большие затраты необходимы для того, чтобы конструкция выдерживала нагрузку (см. Также: крыша ). Другой важный фактор стоимости, который имеет тенденцию быть уникальным для земных убежищ, является раскопками места и засыпкой. количество гидроизоляции также является более дорогостоящим. С другой стороны, земляные укрытия должны иметь более низкие эксплуатационные расходы, так как они в основном покрыты небольшим внешним видом.

Много финансовых учреждений прямо исключают финансирование на защищенных землей домах, или требуют, чтобы этот тип собственности был общим для области.

Преимущества

• Нет фундамента
• Меньше строительного материала
• Меньше работы
• Эстетически приятный
• Снижение налогов
• Зимой теплый
• Прохладный летом
• Лучший обзор
• Встроенная теплица
• Экологически чистый
• Увеличенное пространство двора
• Укрытие от осадков
• Сокращение атмосферного излучения
• Оправданный
• Маскировка
• Ближе к источнику воды
• Относительно пожаробезопасный
• Трубы никогда не замерзают
• Главный настил
• Может быть построен кем угодно
• Погодостойкий
• Меньше обслуживания
• Звуконепроницаемый

Пассивное отопление и охлаждение

Диаграмма, показывающая влияние тепловой массы и изоляции в защищенном грунтом сооружении. Ось Y представляет температуру, ось X представляет время. Синяя линия: внешние колебания температуры между дневным максимумом и ночным минимумом (также могут представлять собой летние максимальные и зимние минимальные колебания температуры на более длительной шкале времени). Красная линия: внутренняя температура. 1: фазовый сдвиг (задержка между максимальной/минимальной внешней температурой и внутренней температурой). 2: амплитудное демпфирование (снижение максимальной или минимальной внутренней температуры относительно внешней температуры).

Из-за его плотности уплотненная земля действует как тепловая масса, означая, что она хранит высокую температуру и выпускает ее снова медленно. Уплотненный грунт является скорее проводником тепла, чем изолятором. Почва заявлена как имеющая R-значение приблизительно 0,65-R на сантиметр (0,08-R на 1 дюйм), или 0,25-R на 1 дюйм. изменения в R-значении почвы могут быть приписаны различным уровням влажности почвы с более низкими значениями R, поскольку уровень влажности увеличивается. самый поверхностный слой земли, как правило, менее плотный и содержит корневые системы многих различных растений, тем самым действуя больше как теплоизоляция, значение, оно уменьшает тариф температуры пропуская через его.

Примерно 50% солнечного тепла поглощается на поверхности.[20] следовательно, температура на поверхности может значительно изменяться в зависимости от цикла день / ночь, в зависимости от погоды и, в частности, в зависимости от сезона. Под землей эти изменения температуры затупляются и задерживаются, что называется Тепловой задержкой . Поэтому тепловые свойства земли означают, что зимой температура ниже поверхности будет выше, чем температура поверхностного воздуха, и наоборот, летом температура Земли будет ниже, чем температура поверхностного воздуха.

Действительно, в достаточно глубокой точке под землей температура остается постоянной круглый год, и эта температура примерно равна средней летней и зимней температурам. источники изменяются в их заявленных значениях для этой глубокой постоянной температуры Земли (также названный поправочным коэффициентом амплитуды). Сообщенные значения включают 5-6 м (16-20 футов), 6 м (20 футов), 15 м (49 футов), 4,25 м (13,9 футов) для сухой почвы и 6,7 м (22 фута) для влажной почвы.Ниже этого уровня температура увеличивается в среднем на 2,6 °C (4,68 °F) каждые 100 м (330 футов) из-за тепла, поднимающегося из недр Земли.

Суточные изменения температуры между максимальными и минимальными температурами можно моделировать как волну, так и сезонные изменения температуры (см. диаграмму). В архитектуре, отношение между максимальными зыбкост внешней температуры сравненной к внутренней температуре вызвано амортизировать амплитуды (или фактором амплитуды температуры). фазовый сдвиг-это время, в течение которого минимальная внешняя температура достигает внутреннего пространства.

Частично покрытие здания землей увеличивает тепловую массу конструкции.В сочетании с изоляцией это приводит как к демпфированию амплитуды, так и к сдвигу фазы . Другими словами, защищенные от Земли сооружения получают как степень охлаждения летом, так и нагрев зимой. это уменьшает потребность для других измерений топления и охлаждать, сохраняя энергии. Потенциальным недостатком термически массивного здания в холодном климате является то, что после длительного периода холода, когда внешняя температура снова увеличивается, внутренняя температура конструкций имеет тенденцию отставать и дольше нагреваться (не предполагая другой формы нагрева).

Влажность

Еще одним преимуществом является более высокая влажность воздуха от 50 до 70% по сравнению с перегретыми помещениями обычных домов зимой. Кроме того, поскольку земляные дома непроницаемы, их можно считать идеальными для регулируемого кондиционирования воздуха.[ цитата необходима]

Защита от ветра и землетрясения

Уникальная архитектура земляных домов защищает их от сильных штормов. Они не могут быть оторваны или опрокинуты сильным ветром. Строительная техника и, прежде всего, отсутствие углов и открытых частей (крыши), устраняют уязвимые поверхности, которые в противном случае пострадали бы от штормового повреждения. Кроме того, земляные дома выигрывают от улучшенной стабильности из-за более естественных форм арок.

Охрана ландшафта и землепользование

Еще одним преимуществом подземного укрытия является эффективное использование земли. Много домов могут сидеть под рангом без портить среду обитания над землей. Каждый участок может содержать как дом, так и газон/сад.

По сравнению с обычными зданиями, земляные дома идеально вписываются в окружающую среду. Покрытые почвой крыши помогают включить окружающую среду, защитить естественный пейзаж и внести свой вклад в кислородно-азотный баланс почвы, которая в противном случае была бы покрыта фундаментом традиционного дома, препятствуя фиксации азота и аэрации почвы. В отличие от обычных крыш, земляные крыши восстанавливают полезную площадь поверхности окружающей среды. Их можно также построить как terraced структуры если наклон соотвествующий, то таким образом используя далеко меньше площади участка, потому что структуру можно построить справедливо до границы свойства. Благодаря уплотненным средствам строительства остается больше зеленых насаждений. Кроме того, земляные сооружения могут быть легко встроены в холмистую местность, в отличие от обычных домов, которые потребуют ровной земли.

Противопожарная защита

По сравнению с другими строительными материалами, такими как дерево, земляные дома имеют эффективную противопожарную защиту благодаря использованию бетона и изоляции, обеспечиваемой крышей. Беря пример с земных кораблей, есть сообщение о случае, когда структура пережила огонь лучше по сравнению с другими типами зданий.

Посадка крыши

Покрытие крыши выполняется с использованием земляного материала, который позволяет высаживать полезные растения. Поскольку крыша собирает и связывает большую часть дождевой воды, реки освобождаются от внезапного и большого количества воды.

Свет

Земляные дома могут быть построены с использованием широких стеклянных фасадов и купольных светильников, что позволяет комнатам стать яркими и наполненными светом. Купол-света обеспечивают естественное освещение для ванных комнат и вторичных комнат.

Структурная упругость и живучесть

Из-за массы Земли между жилой площадью земляного дома и поверхностным классом Земляной дом предлагает значительную защиту от удара/взрыва или выпадения, связанного с ядерной бомбой.

Они включают в себя использование земли в качестве тепловой массы, дополнительную защиту от природных элементов, экономию энергии, значительную конфиденциальность по сравнению с более обычными домами, эффективное использование земли в городских условиях, низкие требования к техническому обслуживанию и возможность использовать пассивный солнечный дизайн здания .

Сокращение проникновения воздуха в земное укрытие может быть весьма выгодным. Потому что 3 стены структуры главным образом окружены землей, очень меньшая поверхностная область подвергается действию к внешнему воздуху. Это разрешает проблему теплого воздуха избегая дома через зазоры вокруг окон и двери. Кроме того, земляные стены защищают от холодных зимних ветров, которые в противном случае могли бы проникнуть в эти промежутки. Однако это также может стать потенциальной проблемой качества воздуха в помещении. Здоровая циркуляция воздуха является ключевым фактором.

В результате увеличенной термальной массы структуры, термального запаздывания земли, предохранения против излишней инфильтрации воздуха и совмещенной пользы пассивных солнечных методов, потребность для экстренных топления и охлаждать минимальна. Поэтому, радикальное уменьшение в потреблении энергии необходимо для дома сравненного к домам типичной конструкции.

Звукоизоляционный

Земляные укрытия могут обеспечить конфиденциальность от соседей, а также звукоизоляцию. Земля обеспечивает акустическую защиту от внешнего шума. Это может быть большим преимуществом в городских районах или вблизи автомагистралей.

Недостатки

Сложность дизайна

В целом это более технически сложно спроектировать земное укрытие по сравнению с обычным домом. Из-за неортодоксального дизайна и строительства защищенных от земли домов, местные строительные нормы и правила могут нуждаться в исследовании и/или навигации. Многие строительные компании имеют ограниченный опыт или вообще не имеют опыта в строительстве с защитой от Земли, что потенциально ставит под угрозу физическое строительство даже самых лучших проектов. Специфическая архитектура земляных домов обычно приводит к неправильным стенам круглой формы, что может вызвать проблемы, связанные с внутренней отделкой, особенно в отношении мебели и больших картин. Однако эти проблемы можно предвидеть при концептуальном проектировании земляного дома.

Воплощенная энергия

В "зеленом строительстве" описаны четыре этапа "жизненного цикла" здания, а именно: материальные источники, строительство, использование и деконструкция ( оценка жизненного цикла ). Термины углеродный ноль и отрицательные углеродные здания относятся к чистым выбросам парниковых газов в течение этих четырех фаз. Поэтому возникают вопросы относительно того, действительно ли определенные структуры являются экологически чистыми. Например, сырье должно быть извлечено из земли, транспортировано, а затем произведено в строительные материалы и снова транспортировано для продажи и, наконец, транспортировано на строительную площадку. На каждом из этих этапов может использоваться большое количество ископаемого топлива.

Защита Земли часто требует более тяжелых строительных материалов, чтобы противостоять весу земли против стен и/или крыши. Железобетон, в частности, имеет тенденцию использоваться в больших количествах. При производстве цемента в бетоне, как правило, используется выброс большого количества парниковых газов.

Используемые материалы, как правило, являются небиодеградируемыми веществами. Потому что материалы должны держать воду вне, они часто сделаны из пластмасс. Бетон является еще одним материалом, который используется в большом количестве. Более устойчивые продукты испытываются для того чтобы заменить цемент внутри бетон (как пепел ), так же, как алтернативы к железобетону . Раскопки участка также чрезвычайно трудоемки. В целом, строительство сопоставимо с обычным строительством, потому что здание требует минимальной отделки и значительно меньшего обслуживания.

Влажность и качество воздуха в помещении

Проблемы просачивания воды , внутренней конденсации, плохой акустики и плохого качества воздуха в помещении могут возникнуть, если земляное укрытие не было должным образом спроектировано и проветрено. Очень высокий уровень влажности может привести к появлению плесени или плесени, связанных с затхлым запахом и потенциально с проблемами со здоровьем. Ориентация под землей многих защищенных от земли домов может позволить накопление газа радона (который, как известно, увеличивает риск рака легких) или других нежелательных материалов (например, от газов из строительных материалов).

Угроза просачивания воды возникает вокруг областей, в которые проникли гидроизоляционные слои. Земля обычно оседает постепенно вентиляционные отверстия и воздуховоды, выходящие из крыши может вызвать определенные проблемы из-за возможности движения. Сборные бетонные плиты могут иметь прогиб 1/2 дюйма или более, когда земля/грунт слоистых поверх них. Если вентиляционные отверстия или каналы жестко удерживаются на месте во время этого прогиба, результатом обычно является разрушение гидроизоляционного слоя. Чтобы избежать этой трудности, вентиляционные отверстия могут быть размещены на других сторонах здания (кроме крыши), или отдельные сегменты труб могут быть установлены. Можно также использовать более узкую трубу в крыше, которая плотно прилегает к большему сегменту здания. Угрозу просачивания воды, конденсации и плохого качества воздуха в помещении можно преодолеть с помощью надлежащей гидроизоляции и вентиляции.

Проблемы с конденсацией и плохим качеством воздуха в помещении могут быть решены с помощью земных трубок или того, что известно как геотермальный тепловой насос —концепция, отличная от защиты Земли. С изменением, идею пробок земли можно использовать для подземных зданий: вместо закреплять петлей пробки земли, выйдите один конец открытым downslope для того чтобы нарисовать в свежем воздухе используя влияние камина путем иметь сбросы вытыхания помещенные высоко в подземном здании.

Ограниченный естественный свет

Несмотря на большие окна (обычно выходящие на юг в Северном полушарии ), многие защищенные от земли дома имеют темные области в областях, противоположных окнам. Весь естественный свет, идущий с одной стороны дома, может дать "эффект туннеля или пещеры". Это может быть облегчено стратегическим использованием мансардных окон , солнечных труб или искусственных источников света.

Риск краха

Сообщения о крахе, кажется, редки. В одном случае автор и сторонник укрытия земли умер, когда на него обрушилась спроектированная им земляная крыша.

Ограниченные пути эвакуации

По сравнению с надземным домом, земные укрытия могут иметь ограниченные пути эвакуации в случае чрезвычайной ситуации, , которые могут потерпеть неудачу в строительных кодексах выхода и фенестрации. например, пассивное солнечное земное убежище только с одной открытой стороной и земля, покрывающая другие три стены и крышу. Дизайн и строительство

Дизайн

Земля защищенные дома часто строятся с учетом энергосбережения и экономии энергии. Специфические конструкции укрытий земли учитывают максимальные сбережения. Для строительства в берме или на холме общим планом является размещение всех жилых помещений на стороне дома, обращенной к экватору (или на север или восток, в зависимости от широты; см. "топографию"). Это обеспечивает максимальное солнечное излучение в спальнях, гостиных и кухонных помещениях. Комнаты, которые не требуют естественного дневного света и обширного отопления, такие как ванная комната, хранение и подсобное помещение, как правило, расположены на противоположной (или в холме) стороне приюта. Этот тип макета также может быть перенесен на двухуровневый дизайн дома с обоими уровнями полностью под землей. Этот план имеет самую высокую энергетическую эффективность домов защищенных землей из-за компактной конфигурации так же, как структуры будучи погруженным глубже в землю. Это обеспечивает его с большим коэффициентом земного покрова к, Котор подвергли действию стене чем одноэтажное укрытие.

Тип почвы является одним из существенных факторов при планировании участка. Почва должна обеспечивать достаточную несущую способность и дренаж , а также сохранять тепло. Что касается дренажа, то наиболее подходящим типом грунта для укрытия Земли является смесь песка и гравия . Ну, градуированные гравий имеют большую несущую способность (около 8000 фунтов на квадратный фут), отличный дренаж и низкий потенциал подъема мороза. Песок и глина могут быть подвержены эрозии. Глинистые почвы, в то время как наименее подвержены эрозии, часто не допускают надлежащего дренажа и имеют более высокий потенциал для морозных пучин. Глинистые почвы более восприимчивы к термоусадке и расширению. Осведомленность о влажности почвы и колебаниях этого содержания в течение года поможет предотвратить потенциальные проблемы с нагревом. Мороз также может быть проблематичным в некоторых почвах. Мелкозернистые почвы лучше всего сохраняют влагу и наиболее восприимчивы к пучению. Несколько способов защиты от капиллярного действия ответственными за морозные пучины являются размещение фундаментов ниже зоны промерзания или изоляция поверхности грунта вокруг неглубоких оснований, замена чувствительных к промерзанию грунтов гранулированным материалом и прерывание капиллярного отвода влаги путем помещения дренажного слоя более грубого материала в существующий грунт.

Вода может нанести потенциальный ущерб земным укрытиям, если она образует пруды вокруг укрытия. Крайне важно избегать мест с высоким уровнем грунтовых вод. Дренаж, как поверхностный, так и подземный, должен быть надлежащим образом обработан. Гидроизоляция применяется к зданию имеет важное значение.

Конструкции атриума имеют повышенный риск затопления, поэтому окружающая земля должна отклоняться от структуры со всех сторон. Дренажная труба по периметру края крыши может помочь собрать и удалить дополнительную воду. Для bermed домов, Сток перехватчика на гребне бермы вдоль края крыши порекомендован. Водосброс перехватчика в середине бермы также полезно или задняя часть бермы может быть террасирована с подпорными стенками. На наклонных участках Сток может вызвать проблемы. Дренажная свала или овраг могут быть построены, чтобы отвлечь воду вокруг дома, или заполненная гравием траншея со сливной плиткой может быть установлена наряду с дренажами основания.

Следует также учитывать устойчивость почвы, особенно при оценке наклонного участка. Эти склоны могут быть устойчивыми, если их оставить в покое, но врезание в них может значительно ухудшить их структурную стабильность. Подпорные стенки и засыпки, возможно, придется строить для удержания склона перед строительством укрытия.

На земле, которая является относительно плоской, полностью утопленный дом с открытым двором является наиболее подходящим дизайном. Дом расположен на склоне холма. Наклон определит положение стены окна; большинств практически ориентация в умеренном к холодным климатам южн-облицовочная, Котор подвергли действию стена в Северном полушарии (и Северн-облицовка в Южном полушарии) должном к солнечным преимуществам. Наиболее практичная ориентация в тропиках, ближайших к экватору, направлена на север к афелию (или, возможно, на северо-восток), чтобы смягчить экстремальные температуры. Снаружи тропики, наиболее практичным способом избежать избытка дневной жары может быть дом на восточной стороне или, если рядом с западным побережьем, экспозиция Ист-Энда и Уэст-Энда с двумя длинными сторонами, встроенными в землю.

В зависимости от региона и места, выбранного для строительства с защитой от грунта, преимущества и цели строительства с защитой от грунта различаются. Для прохладного и умеренного климата цели состоят из сохранения зимнего тепла, предотвращения проникновения, получения зимнего солнца, использования тепловой массы, затенения и вентиляции в течение лета и предотвращения зимних ветров и холодных карманов. Для жаркого, засушливого климата цели включают максимизацию влажности, обеспечение летней тени, максимизацию летнего движения воздуха и сохранение зимнего тепла. Для жаркого, влажного климата задачи включают во избежание влажности лета, обеспечивать вентиляцию лета, и сохранять жару зимы.

Регионы с экстремальными суточными и сезонными температурами подчеркивают ценность земли как тепловой массы. Таким образом, укрытие Земли наиболее эффективно в регионах с высокими потребностями в охлаждении и нагреве и высокотемпературными перепадами. В таких регионах, как юго-восток США, укрытие Земли может потребовать дополнительного ухода в обслуживании и строительстве из-за проблем конденсации в связи с высокой влажностью. Температура земли в регионе может быть слишком высокой, чтобы позволить охлаждение Земли, если температура колеблется лишь незначительно днем и ночью. Желательно, чтобы было достаточное зимнее солнечное излучение и достаточные средства для естественной вентиляции. Ветер является критическим аспектом для оценки во время планирования участка по причинам, связанным с охлаждением ветра и потерей тепла, а также вентиляцией укрытия. В Северном полушарии южные склоны имеют тенденцию избегать холодных зимних ветров, обычно дующих с севера. Полностью утопленные укрытия также обеспечивают адекватную защиту от этих суровых ветров. Однако предсердия внутри структуры обладают способностью вызывать незначительную турбулентность в зависимости от размера. Летом полезно воспользоваться преобладающими ветрами. Из-за ограниченного расположения окна в большинств укрытиях земли, и сопротивления к инфильтрату воздуха, воздух внутри структура может стать застойной если правильная вентиляция не обеспечена. Используя ветер, естественная вентиляция может происходить без использования вентиляторов или других активных систем. Знание направления и интенсивности сезонных ветров имеет жизненно важное значение для обеспечения сквозной вентиляции. Сбросы обыкновенно помещены в крыше bermed или польностью утопленных укрытий для того чтобы достигнуть этого влияния.

Раскопки

В защищенном от земли строительстве часто есть обширные раскопки, сделанные на строительной площадке. Раскопки на несколько футов больше, чем планируемый периметр стен, чтобы обеспечить доступ к внешней стороне стены для гидроизоляции и изоляции.

Фонды

После того, как площадка подготовлена и установлены инженерные коммуникации, заливается фундамент из железобетона. Затем устанавливаются стены. Обычно, они или политы в месте или сформированы или на или off-site и после этого двинуты в место. Железобетон является наиболее распространенным выбором. Процесс повторяется для конструкции крыши. Если стены, пол, и крыша все, котор нужно полить в месте, то возможно сделать их с одиночным полить. Это может уменьшить вероятность появления трещин или утечек в местах соединения, где бетон затвердел в разное время. Фундамент зданий, спроектированных Ветшем, построен условно.

Стены

Успешно применяется несколько различных методов возведения наружных ( несущих ) стен в земляных укрытиях. К ним относятся бетонные блоки (как с обычным, так и с поверхностным соединением), каменная кладка , кладка из дерева coordwood, бетон и обработанная давлением древесина . Earthships классически используют протаранированные стены шины земли, которые трудоемки, но повторно используют используемые шины. Майк Оелер описал очень малобюджетный метод, который он назвал "пост, шоринг и полиэтилен" (PSP). Это включает похороненные столбы shored вверх с планками, и с делая водостотьким барьером полиэтиленового листа между досками и засыпкой.

Железобетон наиболее обыкновенно используемый конструкционный материал в конструкции укрытия земли. Это сильный и легко доступны. Необработанная древесина гниет в течение пяти лет использования в строительстве земляного укрытия. Сталь может быть использована, но должна быть заключена в бетон, чтобы держать его от прямого контакта с почвой, которая разъедает металл. Кирпичи и CMUs (конкретные блоки masonry) также возможные варианты в конструкции укрытия земли но должны быть усилены для того чтобы держать их от переносить под вертикальным давлением если здание не построено с сводами и сводами.

К сожалению, железобетон - не самый экологичный материал. Конкретная индустрия работает для того чтобы начать продукты которые земл-содружественны в ответ на покупательские спросы. Такие продукты, как Grancrete и Hycrete становятся все более доступными. Они претендуют на экологичность и либо снижают, либо устраняют необходимость в дополнительной гидроизоляции. Однако, эти новые продукты и обширно не были использованы в конструкции укрытия земли пока.

Предлагаются также некоторые нетрадиционные подходы. Одним из таких методов является метод PSP, предложенный Майком Олером. Метод PSP использует деревянные столбы, полиэтиленовую пленку и нетрадиционные идеи, которые позволяют больше окон и вентиляции. Эта конструкция также уменьшает некоторые проблемы стока, связанные с обычными конструкциями. Метод использует деревянные столбы, рамку которая действует как нервюра для того чтобы распределить устанавливая усилия, специфические методы конструкции которые полагаются на меньше частях тяжелого оборудования, пластичного покрывать, и полов земли с пластмассой и carpeting.

Крыша

Крыша земляного укрытия не может быть покрыта землей (только земляной бермой), или крыша может поддерживать зеленую крышу только с минимальной толщиной земли. Альтернативно большая масса Земли могла бы покрыть крышу. Такие крыши должны иметь дело со значительно большей мертвой нагрузкой и живой нагрузкой (например, увеличенный вес воды в земле после дождя или снега). Это требует более сильной и более существенной структуры поддержки крыши. Некоторые советуют иметь достаточную толщину земли на крыше для поддержания зеленой крыши (примерно 6 дюймов / 15 см), так как это означает меньшую нагрузку на конструкцию. Увеличение количества земли на крыше в прошлом дает только скромные увеличения в преимуществах пока увеличивающ цены значительно.

Несмотря на то, что он находится под землей, дренаж воды по-прежнему важен. Поэтому земляные укрытия, как правило, не имеют плоских крыш. Плоская крыша также менее устойчива к весу земли. Это распространено для проектов укрытия земли, чтобы иметь арки и мелкие куполообразные крыши, так как эта форма сопротивляется вертикальной нагрузке хорошо. Один метод использует точно зацепленный металл согнутый в запланированную форму и сваренный к поддерживая арматуре. На эту сетку разбрызгивается бетон, образуя крышу. Terra-Dome (США)-компания, специализирующаяся на строительстве защищенных от земли домов и продающая модульную систему бетонных куполов, предназначенных для покрытия землей. другие советуют использовать деревянные каркасные двускатные крыши с шагом не менее 1:12 для обеспечения дренажа. крыши земных кораблей имеют тенденцию быть односкатными , классически используя vigas .

Гидроизоляция

На внешней стороне бетона применяется система гидроизоляции. Наиболее часто используемая гидроизоляционная система включает в себя слой жидкого асфальта, на который прикреплена водонепроницаемая мембрана тяжелого класса, за которой следует окончательный жидкий водный герметик, который может быть распылен. Очень важно убедиться, что все швы тщательно заделаны. Очень трудно найти и отремонтировать утечки в системе гидроизоляции после завершения строительства. Несколько слоев использованы для делать водостотьким в конструкции укрытия земли. Первый слой предназначен для герметизации любых трещин или пор в конструкционных материалах, а также в качестве клея для водонепроницаемой мембраны. Слой мембраны часто толстый гибкий вызванный листать полиэтилена EPDM. EPDM материал обычно используемый в конструкции сада, пруда и плавательного бассеина воды. Этот материал также предотвращает корни от зарываться через делать водостотьким. EPDM очень тяжел для работы и может быть пережеван некоторыми общими насекомыми как муравьи огня. Он также изготовлен из нефтехимии, что делает его менее экологически чистым.

Существуют различные цементные покрытия, которые можно использовать в качестве гидроизоляции. Продукт распыляется непосредственно на незащищенную поверхность. Он высыхает и действует как огромный керамический слой между стеной и землей. Проблема с этим методом, если стена или учредительство переносят в любом случае, то она трескает и вода могл прорезать через ее легко.

Bituthene (зарегистрированное имя) очень подобно к процессу 3 слоев пальто только в одном шаге. Оно приходит уже наслоенный в листах и имеет затыловку собственн-прилипателя. Проблема с этим такая же, как с ручным методом наслоения, кроме того, он чувствителен к Солнцу и должен быть покрыт очень скоро после применения.

Eco-Flex-это экологически чистая гидроизоляционная мембрана, которая, кажется, очень хорошо работает на фундаментах, но мало известно о ее эффективности в укрытии земли. Входит в группу жидких лакокрасочных гидроизоляционных изделий. Основные проблемы с этим они должны быть тщательно применены, убедившись, что каждая область покрыта до нужной толщины, и что каждая трещина или зазор плотно запечатаны.

Бентонитовая глина является альтернативой, наиболее близкой к оптимальной в экологическом масштабе. Это естественное явление и самоисцеление. Недостатком этой системы является то, что она очень тяжелая и сложная для владельца/строителя для установки и подвержена термитному повреждению.

Би-мембраны были использованы обширно повсеместно в Австралия где 2 мембраны спарены совместно-типично 2 пальто водной эпоксидной смолы как "уплотнитель" и останавливают внутреннее давление пара влажного бетона взрывая пузыри пара вверх под мембраной подверганный действию горячего солнца. Прочность скрепления эпоксидной смолы к бетону более сильна чем внутренняя прочность скрепления бетона поэтому мембраны не "дунут" с Стены в солнце. Эпоксидные смолы очень хрупкие, поэтому они сочетаются с покрытием из гибкой акриловой мембраны на водной основе высокой сборки в нескольких слоях разных цветов для обеспечения покрытия пленки-это усилено нетканым полипропиленовым текстилем в углах и изменениях в направлении.

Изоляция

Один или больше слои доски или пены изоляции добавлены на снаружи делать водостотьким. Если выбрана пористая изоляция, добавляется верхний слой гидроизоляции. Не похож на обычное здание, укрытия Земли требуют изоляции на экстерьере здания вернее чем внутри стены. Одной из причин этого является то, что он обеспечивает защиту водонепроницаемой мембраны от повреждения замораживанием, а другая заключается в том, что укрытие Земли способно лучше сохранять желаемую температуру. Есть два типа изоляции, используемой в строительстве земляного укрытия. Первый представляет собой плотноячеистые экструдированные листы полистирола. Два-три дюйма приклеены к внешней стороне гидроизоляции, как правило, достаточно. Второй тип изоляции брызг на пене (например изоляции пены полиуретана твердой). Это работает очень хорошо, когда форма структуры нетрадиционная, округлая или трудно добраться. Изоляция пены требует дополнительного защитного верхнего слоя как фильтр фольги или ватки для того чтобы помочь ей сопротивлять прониканию воды.

В некоторых малобюджетных укрытиях земли, изоляция не может быть приложена к стенам. Эти методы зависят от коэффициента U или теплоаккумулирующей способности самой земли под слоем инея. Эти конструкции являются исключением, однако, и риск повреждения от мороза в холодном климате. Теория позади никаких проектов изоляции полагается на использование тепловой массы Земли, чтобы сохранить высокую температуру, вместо того, чтобы полагаться на тяжелую каменную кладку или цементные внутренние структуры, которые существуют в типичном пассивном солнечном доме. Это исключение к правилу и холодные температуры могут удлинить вниз в землю над линией заморозка делая изоляцию необходимой для более высоких эффективностей.

Засыпка

После завершения предыдущих этапов строительства земля засыпается против внешних стен, чтобы создать берму. В зависимости от дренажных характеристик грунт может не подходить для размещения в непосредственном контакте с внешней стеной. Некоторые советуют, чтобы верхний слой почвы и дерна (дерна) были отложены в сторону от начальной раскопки и использовались для крыши травы и поместить как самый верхний слой на берме.

Отделка

В земляных домах, спроектированных Vetsch, внутренние стены обставлены с использованием суглинистого рендеринга, который обеспечивает превосходную компенсацию влажности. Перевод суглинка окончательно покрыт с известк-белой краской цемента.

Примеры

Австралия

• Кубер-Педи, Южная Австралия. Шахтерский городок со многими подземными "землянками".
• Грозовой Хребет

Швейцария

• Lättenstrasse estate ("земляные дома") в Дитиконе , Питер Ветш.

Великобритания

• Андерхилл, Холм, Западный Йоркшир. Первая современная Земля приютила здание в ===Великобритании.===
• Hockerton Housing Project, сообщество из 5 домов в Ноттингемшире, Англия .
• "Нора" в Кентербери , Великобритания по проекту Патрика Кеннеди-Санигара.
• Есть 2 earthships в Великобритании, в Файф, Шотландия и Earthship Брайтон в Англии.
• "Подземный дом" в Грейт-Ормсайд, Камбрия. Двухэтажное земляное укрытие, построенное в заброшенном карьере.

Соединенные Штаты Америки

• Дом Билла Гейтса, на берегу озера Вашингтон (Медина, Вашингтон, США). Это хорошо известный пример защищенного землей дома.
• Forestiere подземные сады во Фресно, Калифорния.

См. также

Темы:

• Подземная жизнь

Типы:

• Burdei
• Землянка
• Земельный домик
• Земной корабль
• Grubenhaus
• Кива
• Котлован-дом
• Квигли отверстие
• Огранка породы
• Дерновый дом
• Yaodong
• Землянка

Приложения:

• Дневной подвал
• Трубы охлаждения Земли
• Энергоэффективное озеленение
• Энергосбережение
• Зеленая крыша
• Ураганозащитное здание
• Пассивный дом
• Пассивная солнечная батарея
• Радиационная защита

Адепты:

• Cosanti-участок "земляного дома" по проекту архитектора Паоло Солери
• Эрл Янг (архитектор) - работы, обычно называемые домами гномов, грибными домами или домами хоббитов
• Дэвид Бэггс, сторонник защищенного землей здания, автор и архитектор более чем 40 зданий, покрытых землей в Австралии

Пруфф

.earthhomesnow.com/

• .freewebs.com/stocktonunderground/
• .veljkomilkovic.com/EkoKuca2Eng.html
• /web.archive.org/web/20051030050155/http://www.erdhaus.ch/web/
• cespubs.uaf.edu/
• .freewebs.com/stocktonunderground/