Земной Корабль - Earthship

Вид с юга и востока на пассивный солнечный дом Earthship
Типовой план этажа

Earthship это стиль архитектуры разработан в конце 20 - го века до начала 21 - го века по проекту архитектора Майкла Рейнолдса . Земные корабли спроектированы так, чтобы вести себя как пассивные солнечные земные укрытия, сделанные как из природных, так и из переработанных материалов, таких как покрытые землей шины . Земные корабли могут отличаться различными удобствами и эстетикой, а также спроектированы так, чтобы выдерживать экстремальные температуры пустыни, выдерживая температуру около 21 ° C (70 ° F) независимо от внешних погодных условий. Сообщества земных кораблей были первоначально построены в пустыне на севере Нью-Мексико , недалеко от Рио-Гранде , и этот стиль распространился на небольшие группы сообществ по всему миру, в некоторых случаях, несмотря на юридические возражения против его строительства и принятия.

Рейнольдс разработал дизайн Earthship после переезда в Нью - Мексико и завершает свою степень в области архитектуры, намереваясь их « вне-сетка -Ready» дом, с минимальной зависимостью от коммунальных и ископаемых видов топлива . Они построены для использования доступных природных ресурсов, особенно энергии солнца и дождевой воды. Они спроектированы с использованием тепловой массы и естественной перекрестной вентиляции для регулирования температуры в помещении, а конструкции намеренно несложны и в основном одноэтажные, чтобы люди с небольшими знаниями в области строительства могли их построить.

История

Первое здание Майкла Рейнольдса, Thumb House, было построено в начале 1970-х годов. Он включал в себя функции, включенные в более поздние конструкции Земных кораблей.

Архитектура Earthship начала развиваться в 1970-х годах, когда архитектор Майкл Рейнольдс задумал создать дом, который отвечал бы трем критериям. Во-первых, он будет использовать устойчивую архитектуру и материалы местного производства или переработанные материалы, где это возможно. Во-вторых, он будет полагаться на природные источники энергии и быть независимым от электросети. В-третьих, это было бы возможно для человека, не имеющего специальных строительных навыков. В конце концов, видение Рейнольдса трансформировалось в обычные U-образные дома из покрытых землей покрышек, которые можно увидеть сегодня.

Название основано на идее корабля или космического корабля, чтобы намекнуть на способность дома обеспечить своих жителей всем необходимым для выживания: убежищем, электроэнергией, удалением отходов, водой и едой.

Строительство и дизайн

Здание из банок 1970-х годов

Земные корабли основаны на идее о шести человеческих потребностях, которые могут быть удовлетворены с помощью экологически устойчивого проектирования зданий:

  1. Энергия: тепловое и / или солнечное отопление и охлаждение, солнечная и ветровая электроэнергия.
  2. Управление мусором: повторное использование и переработка встроены в строительство и повседневную жизнь
  3. Очистка сточных вод: автономная очистка сточных вод и повторное использование воды
  4. Укрытие: Строительство из натуральных и переработанных материалов.
  5. Чистая вода: сбор воды и долгосрочное хранение
  6. Еда: возможность производства органических продуктов питания на дому

Здания часто имеют форму подковы из-за того, что сложно создать острые углы в 90 градусов с помощью утрамбованных шин. В прототипе Рейнольдса в Таосе проем подковы обращен на 10–15 градусов к востоку от юга, чтобы максимизировать естественный свет и солнечное излучение в зимние месяцы, а окна на обращенных к солнцу стенах пропускают свет и тепло.

В книге Earthship I описывается, как найти лучший ракурс в зависимости от географического положения здания. Толстые и плотные стены создают тепловую массу, которая естественным образом регулирует внутреннюю температуру как в холодную, так и в жаркую погоду. Наружные стены в большинстве Земных кораблей сделаны из покрышек, утрамбованных землей, но любой плотный материал , способный накапливать тепло, такой как бетон , саман , земляные мешки или камень, в принципе может быть использован для создания здания, подобного этому. Земной корабль. Стенки покрышек расположены в шахматном порядке, как при традиционной кирпичной кладке, и часто имеют «бетонные полублоки» через каждый второй ряд, чтобы равняться длине расположенной ниже шины в шахматном порядке. Стремясь еще больше сократить использование бетона, они также используют «хлюпики» - шины, вбитые между узким пространством, чтобы выровнять трассу или компенсировать изменяющийся размер шин.

Большинство построек земных кораблей представляют собой защищенные от земли здания с большим количеством окон и изношенными шинами.

В спрессованной земле шина в Earthship собирается командами двух людей. Один человек сгребает грязь и по одной совке засыпает ее в шину. Другой человек, который стоит на шине, использует кувалду, чтобы утрамбовать грязь, двигаясь по кругу вокруг шины, чтобы грязь оставалась ровной и не деформировалась. Утрамбованные земляные шины могут весить до 300 фунтов (140 кг), поэтому они обычно заполняются на месте. Поскольку шина заполнена почвой, она не горит под воздействием огня. В более холодном климате на внешней стороне стенок шин добавляется дополнительная изоляция.

Шины утрамбованы землей и сложены штабелями

Поверх стенок покрышек находятся либо «балки для крепления жестяных банок и бетона», сделанные из переработанных жестяных банок, соединенных бетоном, либо деревянные балки для крепления с деревянными башмаками. Они прикреплены к стенкам покрышек с помощью бетонных анкеров, залитых бетонных блоков внутри верхних покрышек. Деревянные регулировочные блоки, размещенные поверх деревянной соединительной балки, составляют деревянные башмаки. Деревянная соединительная балка состоит из двух слоев пиломатериалов, прикрепленных болтами к бетонным анкерам. Арматура используется для «прибивания» деревянных башмаков к деревянному соединительному брусу.

Внутренние ненесущие стены часто состоят из сот из переработанных банок, соединенных бетоном; их называют стенками жестяных банок . Эти стены обычно густо оштукатурены глинобитным слоем и напоминают традиционные глинобитные стены, когда они закончены.

Крыша сделана с использованием ферм или деревянных опорных балок, называемых вигас , которые опираются на деревянные башмаки или стенки жестяных банок, размещенные на связующих балках. Крыша, а также стены, выходящие на север, восток и запад, хорошо изолированы, чтобы уменьшить потери тепла.

Воды

Система водоснабжения со встроенным унитазом со смывом, используемая на большинстве кораблей.
Шпигатный для сбора дождевой воды

Земные корабли спроектированы таким образом, чтобы улавливать всю необходимую воду из местной окружающей среды. Вода, используемая в Earthship, собирается из дождя, снега и конденсата. По мере того как вода собирается на крыше, она направляется через иловое устройство в цистерну. Цистерны расположены для гравитационной подпитки модуля организации воды (WOM), который отфильтровывает бактерии и загрязнители, что делает его пригодным для питья. WOM состоит из фильтров и насоса постоянного тока. Затем вода подается в обычный напорный резервуар, чтобы создать обычное давление воды в доме.

Собранная таким образом вода используется для любых домашних хозяйств, кроме смыва туалетов. Туалеты смываются серой водой, которая уже использовалась хотя бы один раз. Обычно это отфильтрованные сточные воды из раковин и душевых.

Внутренняя ботаническая ячейка; установки выполняют функцию очистки сточных вод

Серая вода, оборотная вода, непригодная для питья, используется в Земном корабле в основном для смыва туалетов. Прежде чем серая вода может быть повторно использована, она направляется через фильтр / варочный котел для жира и твердых частиц в ботаническую ячейку глубиной 30–60 дюймов (760–1 520 мм), обитую резиной, - миниатюрную живую машину внутри Земного корабля. Здесь вода насыщается кислородом и фильтруется с помощью бактерий и растений, чтобы уменьшить нагрузку на питательные вещества. Вода из нижнего конца ботанической ячейки проходит через фильтр из торфяного мха и собирается в резервуар или колодец. Восстановленная вода еще раз пропускается через панель для серой воды и используется для смыва обычных туалетов.

Черная вода - это вода, которую использовали в туалете. Земные корабли используют анаэробное сбраживание в своих септических резервуарах , которые естественным образом отделяют твердые отходы. Черная вода используется в бетонных ячейках, содержащих растения, отдельно от сероводородных растений в теплице; его также можно использовать в садовых горшках. Исследования безопасности выращивания пищевых растений в системе «черной воды» показывают низкий уровень бактерий E. coli . Не рекомендуется сажать съедобные в черной воде; В разрешении на строительство может быть отказано для планов, указывающих на такое использование черной воды.

Там, где невозможно использовать унитазы со смывом, работающие на воде, рекомендуются сухие туалеты на солнечных батареях.

Власть

Солнечные панели на корабле Earthship

Земные корабли предназначены для сбора и хранения собственной энергии. Большая часть электроэнергии поступает от солнца и ветра. Фотоэлектрические панели и ветряные турбины на космическом корабле или рядом с ним вырабатывают электроэнергию постоянного тока, которая хранится в батареях глубокого цикла . Батареи размещены в специально построенном помещении на крыше. Дополнительную энергию можно получить от бензиновых генераторов или путем интеграции в городскую сеть. Для канадских зим необходимо увеличить открытую поверхность солнечных элементов более чем в три раза.

В Earthship модуль организации энергии (POM) забирает часть накопленной энергии из батарей и инвертирует ее для использования переменного тока. Модуль организации энергии - это сборная система, предоставленная Earthship Biotecture, которая просто прикрепляется к стене внутри корабля Earthship и подключается обычным способом. Он включает в себя необходимое оборудование, такое как автоматические выключатели и преобразователи . Энергия, проходящая через модуль организации питания, может использоваться для работы любого бытового прибора, включая стиральные машины, компьютеры, кухонные приборы, печатные машины и пылесосы. В идеале никакая электрическая энергия в Земном корабле не используется для обогрева или охлаждения.

Тепловые характеристики

Солнечный водонагреватель на Земном корабле

Земные корабли полагаются на баланс между получением солнечного тепла и способностью стенок шин и грунта переносить и накапливать тепло. Они спроектированы так, чтобы использовать свойства тепловой массы и с намерением, чтобы внешние стенки покрышек, утрамбованные землей, обеспечивали тепловую массу , которая впитывала тепло в течение дня и излучала тепло в течение ночи, поддерживая относительно комфортный микроклимат в салоне в течение всего дня. В дополнение к внешним стенам шин, некоторые земные корабли погружаются в землю, чтобы воспользоваться укрытием от земли и уменьшить колебания температуры.

Некоторые конструкции земных кораблей пострадали от потери тепла в землю во время отопительного сезона. Это может быть связано с климатическими различиями между Нью-Мексико, где впервые были построены земные корабли, и более облачным, прохладным и влажным климатом. Тепловые проблемы производительности также могут иметь место из - за термическую массу ошибочным приравниваются к R-значению . Имперское значение R почвы составляет около 1 на фут. Малкольм Уэллс , архитектор и авторитет в области защищенного от земли дизайна, рекомендует имперскую изоляцию со значением R 10 между глубокими почвами и отапливаемыми помещениями. Рекомендации Wells по изоляции увеличиваются по мере уменьшения глубины почвы (отрицательная корреляция).

Помимо тепловой массы, Земные корабли используют пассивное солнечное отопление и охлаждение . Большие передние окна со встроенными шторами , тромбовые стены и другие технологии, такие как световые люки или солнечные трекеры Стива Бэра «Track Rack», используются для регулирования температуры. Земные корабли расположены так, что его основная стена, которая не является конструктивной и состоит в основном из стеклянных листов, обращена прямо к экватору. Такое расположение обеспечивает оптимальное воздействие солнечных лучей. Чтобы позволить солнцу нагреть массу Земного корабля, ориентированная на Солнце стена наклонена так, чтобы она была перпендикулярна свету от зимнего солнца. Это обеспечивает максимальное воздействие зимой, когда требуется тепло, и меньшее воздействие летом, когда следует избегать тепла. Некоторые земные корабли, особенно те, что построены в более холодном климате, используют теплоизолированные затенения на солнечной стене, чтобы уменьшить потери тепла в ночное время.

Современные конструкции Earthship, такие как глобальный модуль, имеют «двойную оранжерею», где внешнее стекло направлено под углом к ​​экватору, а внутренняя стеклянная стена образует дорожку или коридор, когда вы входите в Earthship. Эта теплица в основном используется для выращивания продуктов питания; он также создает барьер для «зоны комфорта» внутри дома.

Вентиляция

Естественная конвекция, охлаждающая Земной корабль

Конструкции земных кораблей имеют естественную систему вентиляции , основанную на конвекции . Труба длиной 30 футов (9,1 м) проходит изнутри дома под насыпью, охлаждая воздух к тому моменту, когда он достигает зоны комфорта. По мере того, как горячий воздух поднимается, система создает устойчивый воздушный поток - более холодный воздух поступает внутрь, а более теплый воздух выходит через меньшее вентилируемое окно в теплице.

Вокруг света

Африке

Земной корабль, построенный Ангелом и Ивонн Камп в Южной Африке

Первый земной корабль в Южной Африке был построен Ангелом и Ивонн Камп в период с 1996 по 1998 год. В общей сложности они протаранили 1500 шин для стен. Earthship, недалеко от Хермануса , расположен в частном заповеднике площадью 60 гектаров, который является частью территории площадью 500 гектаров, огороженной забором для диких животных, и граничит с заповедником Уокер-Бэй .

Второй земной корабль в Южной Африке - это центр утилизации в Хайелитше, работающий по принципу своп-магазина. Строительство центра было завершено в декабре 2010 года. Еще один недорогой дом, построенный из шин, находится в стадии строительства в Блумфонтейне .

Близится к завершению проект в Южной Африке - объединение жилых помещений и музея под открытым небом Сонскип / Аардскип в Орании . Этот земной корабль основан на модели глобального земного корабля и построен на основе покрышек, имеет несущие стены крыши, построенные из мешков с землей , а внутренние стены построены из глыбы, консервных банок и пластиковых бутылок. Этот земной корабль соблюдает все шесть принципов земного корабля. Это самый большой в мире космический корабль с мешком с землей.

В 2013 году в Свазиленде на стадии проектирования находился жилой дом .

В 2011 году началось строительство школы Goderich Waldorf в Сьерра-Леоне . Школа была первым учебным заведением, в котором использовалась архитектура земного корабля. Хотя Майк Рейнольдс и команда стажеров помогли завершить строительство первых двух классных комнат, большая часть здания была построена членами сообщества, обученными строительным методам Рейнольдса.

Новый проект планировалось начать в Малави в октябре 2013 года.

Австралия

Earthship Ironbank был построен Мартином и Зои Фрейни к юго-востоку от Аделаиды в Южной Австралии и является первым земным кораблем, построенным с разрешения совета в Австралии.

Европа

Earthship Брайтон , Англия

В 2000 году Майкл Рейнольдс и его команда приехали построить первый жилой земной корабль в Боингте (Бельгия). Пока вода, силовой модуль, солнечные батареи и команда направлялись в Европу, мэр Боингта наложил вето на разрешение на строительство. Жозефина Оверим, женщина, которая хотела построить земной корабль, и Майкл Рейнольдс решили создать демонстрационную модель на ее заднем дворе в своей резиденции в Стромбеке (Бельгия). CLEVEL пригласил Рейнольдса из Бельгии в Брайтон в Великобритании и организовал планы по созданию земного корабля в Брайтоне, начатые в 2003 году. Это было началом серии поездок Рейнольдса и строительства земных кораблей в Великобритании, Франции и Нидерландах.

В 2004 году самый первый корабль Earthship в Великобритании был открыт в Kinghorn Loch в Файфе, Шотландия. Его построили волонтеры благотворительной организации SCI. В 2005 году первый земной корабль в Англии был установлен в Стэнмер-парке , Брайтон, при поддержке Low Carbon Trust . В 2007 году CLEVEL и Earthship Biotecture получили разрешение на строительство на строительной площадке с видом на гавань Брайтона в Великобритании. Заявка была подготовлена ​​после шестимесячного технико-экономического обоснования, организованного Дареном Ховартом, Кеваном Троттом и Майклом Рейнольдсом и финансируемого Агентством по окружающей среде Великобритании и Фондом энергосбережения. Успешная заявка была подана для шестнадцати домов с одной, двумя и тремя спальнями на этом участке, предполагаемая цена продажи от 250 до 400 000 фунтов стерлингов. Все дома спроектированы в соответствии с основными принципами земного шара, разработанными в Соединенных Штатах и ​​адаптированными для Великобритании. Для строительства этих домов будет переработано 15 000 шин (в Великобритании ежегодно сжигается около 40 миллионов шин). В планы входит улучшение среды обитания на этом участке ящериц, которые там уже живут, что и является основанием для присвоения проекту названия «Ящерица». Это была бы первая разработка такого рода в Европе.

Первый официальный дом Earthship в континентальной Европе с официальным разрешением на строительство был построен в небольшой французской деревне под названием Гер. Дом, который принадлежал Кевану и Джиллиан Тротт, был построен в апреле 2007 года Кеваном, Майком Рейнольдсом и командой Earthship из Таоса, он был продан семье в 2014 году. Дизайн был изменен для европейского климата и рассматривается как первая из многих на европейской арене. В настоящее время он используется как дом отдыха для экотуристов.

Дальнейшая адаптация к европейскому контексту была предпринята Дарен Ховарт и Адрианн Нортье в Бретани , Франция. Они получили полное разрешение на строительство в 2007 году и завершили строительство Brittany Groundhouse в качестве собственного дома в течение 2009 года. Опыт строительства и обучение задокументированы в серии UK Grand Designs и в их книге.

Земные корабли строились или строятся в Португалии, Испании, Франции, Бельгии, Нидерландах, Великобритании, Швеции, Дании, Германии, Эстонии и Чехии.

Первый официальный район земных кораблей (23 корабля) в Европе был разработан в Олсте (Нидерланды). Строительство началось весной 2012 года и завершилось в декабре 2014 года. В Бельгии также строится 1 гибридный земной корабль, предназначенный для демонстрационных зданий. Поскольку использование шин в Бельгии является незаконным (из-за риска утечки токсичных металлов, таких как свинец и цинк), в проекте вместо этого используются мешки с землей .

Корабли Земли, построенные в Европе Майклом Рейнольдсом, должны быть адаптированы для работы по назначению. Некоторые показали проблемы с влажностью и плесенью. Некоторые исследования тепловых характеристик были выполнены Брайтонским университетом на Брайтонском корабле. При первом успешном строительстве Земного корабля в Германии (Tempelhof / Kreßberg, 2015/16) использовалось меньше тепловых мостов, но улучшена изоляция в сотрудничестве с Институтом Фраунгофера для предотвращения любых проблем с плесенью.

Центральная Америка

Земной корабль был построен в 2015 году семьей Аткинсонов на юге Белиза . Он показал на июнь 2015 года в Великобритании Channel 4 ТВ программы Побег Дикого , сезон 1, эпизод 3.

В Гватемале также находятся два земных корабля.

Южная Америка

Первый Earthship в Южной Америке был построен в январе 2014 года в городе Ушуайя , Огненная Земля , Аргентина . Сегодня это здание функционирует как центр для посетителей и пример самостоятельной жизни.

В марте 2016 года в Хорегуберри , Уругвай, была построена школа Earthship . В мае 2018 года в Мар-Чиките , Аргентина, была построена еще одна школа Earthship .

В популярной культуре

Фильм « Воин мусора» рассказывает о земных кораблях и борьбе Рейнольдса за получение разрешений на строительство из нетрадиционных материалов и вне сети. Средняя стоимость в 2019 году, включая рабочую силу и землю, составляет около 500000 долларов.

Смотрите также

Примечания

использованная литература

  • Отчет подрядчика совету директоров: проектирование строительных изделий из переработанных шин. Опубликовано Комиссией по интегрированному управлению отходами Калифорнии в июне 2004 г. Изготовлено по контракту: Крис Хаммер, подразделение BNIM Architects, Терри А. Грей, TAG Resource Recovery. По адресу: http://www.calrecycle.ca.gov/Publications/Documents/GreenBuilding%5C43304008.pdf, 5 февраля 2015 г.
  • Хьюитт, М. и Телфер, К. (2007). Земные корабли: строительство домов без выбросов углерода в будущем . ISBN  978-1-86081-972-8
  • Клиппель, Джеймс Х. https://web.archive.org/web/20090511014310/http://www.garrellassociates.com/EcoDesign.html , зеленая страница
  • Ховарт, Д. и Нортье, А. (2010). «Строить и готовить на земле». ISBN  978-0-9566947-0-6

дальнейшее чтение

внешние ссылки