Кіріспе

Тұрақты құрылыс тәжірибесі

Табиғи құрылыс – тұрақтылықты баса көрсететін жүйелер мен материалдарды пайдалана отырып ғимараттар салу. Бұл өз кезегінде беріктікті және аз өңделген, мол немесе жаңартылатын ресурстарды пайдалануды, сондай-ақ қайта өңделген немесе құтқарылған материалдардың көмегімен салауатты өмір сүру ортасын құру мен ішкі ауа сапасын сақтауды білдіреді. Табиғи құрылыс көбінесе технологияға қарағанда адам еңбегіне тәуелді болады. Майкл Г. Смит атап өткендей, ол "жергілікті экологияға, геологияға және климатқа; нақты құрылыс алаңының ерекшеліктеріне, сондай-ақ құрылысшылар мен пайдаланушылардың қажеттіліктері мен жеке ерекшеліктеріне" байланысты. Табиғи құрылыстың негізі – ғимараттар мен оларға қолдау көрсетуші жүйелердің қоршаған ортаға тигізетін зиянын азайту қажеттілігі, сонымен бірге жайлылық пен денсаулықты құрбан етпеу. Тұрақтылығын арттыру үшін табиғи құрылыс негізінен мол, жаңартылатын, қайта пайдаланылатын немесе қайта өңделген материалдарды қолданады. Жылдам жаңартылатын материалдарды пайдалануға көбірек мән беріледі. Табиғи құрылыс материалдарын пайдаланудан басқа, архитектуралық жобалауға да айрықша назар аударылады. Ғимараттың бағыты, жергілікті климат пен жер жағдайларын пайдалану, жобалау арқылы табиғи желдетуді қамтамасыз ету, операциялық шығындарды айтарлықтай төмендетіп, қоршаған ортаға оң әсер етеді. Экологиялық ізді азайту және ықшам құрылыс салу, сондай-ақ құрылыс алаңында энергияны алу, суды жинау, суды қайта пайдалану және кәрізді басқару сияқты шаралар кең таралған.

Материалдар

Көптеген табиғи құрылыс түрлеріне тән материалдар – балшық пен құм. Сумен, әдетте сабанмен немесе басқа талшықтармен араластырғанда, бұл қоспадан саз немесе балшық (балшық блоктары) жасалады. Табиғи құрылыста жиі қолданылатын басқа материалдар: жер (қалыптасқан жер немесе жер қаптары ретінде), ағаш (көрік немесе ағаш қаңқа/бағаналы-арқалық жүйе), сабан, күріш қабығы, бамбук және тас. Табиғи құрылыста кеңінен қайта пайдаланылған немесе қайта өңделген материалдар қолданылады, соның ішінде урбанит (қолданылған бетонның сақталған бөліктері), көліктердің желдеткіштері және басқа да қайта өңделген шыны, олар табиғатта зиянды болуы мүмкін. Осы құрылыс тәсілін қолданушылар қоршаған ортаға немесе денсаулыққа елеулі зиян келтіретін материалдарды қолданбайды. Оларға: орны толтырылмаған ағаш, зиянды ағаш консерванттары, Портленд цементіне негіделген қоспалар және олардан алынған өнімдер, мысалы, автоклавты газбен жасалған бетон, бояулар және басқа да жабындар, олар құрамындағы ұшпалы органикалық қосылыстарды (ҰОЖ) бөліп шығарады, болат, резеңке дөңгелектер сияқты қалдық материалдар (оларды қайта өңдейтін аймақтарда), және кейбір пластмассалар; әсіресе поливинилхлорид (ПВХ немесе "винил") және зиянды пластификаторлар немесе гормондарды еліктейтін қоспалар бар.

Adobe-тің

Құрылыс әдістерінің ең көнелерінің бірі – саз бен құмды сумен араластыру. Көбінесе, беріктігін арттыру үшін кесілген сабан немесе басқа талшықтар қосылады. Содан кейін қоспаны қажетті пішінде кептіруге болады. Әдетте, саздан кірпіш жасалып, одан қабырғалар тұрғызылады. Саз бен құмның (немесе іріктелген құрамды бөліктердің) оптималды пропорциялары туралы түрлі пікірлер бар. Біреулердің айтуынша, ең жақсы саз топырағында материалды байланыстыру үшін 15-30% саз болуы керек. Ал енді біреулері кірпіштердің жарылуы мен сынығын болдырмау үшін саз бен құмды тең пропорцияда қолдану қажет дейді. Блоктарды қалыпқа құйып кептіруге немесе блоктарға қысып жасауға болады. Сазбен боялған және табиғи маймен жылтыратылған еден тартымды әрі берік болады. Қабырғаларды қорғау және күтімді азайту үшін саздан жасалған ғимараттар көбінесе үлкен шатыр жиегі мен кең іргетасқа ие. Сыртқы түрі мен қорғаны үшін адобты коб немесе әк негізіндегі қоспалармен сылап жабуға болады. Адобтың жылу сыйымдылығы жоғары, яғни ол жылуды немесе суықты баяу өткізеді. Дегенмен, ол жақсы жылу оқшаулағыш емес, сондықтан жылу оқшаулауды (мүмкіндігінше сырттан) қосуға немесе арасында ауа кеңістігі немесе жылу оқшаулағышпен қос қабырға салуға болады. Дәстүрлі, қалың және жылу оқшауланбаған саз балшығы қатал қыстарсыз немесе күн сәулесінің үнемі болатын аймақтарда жақсы нәтижелер көрсеткен.

Қоян

Коб термині, балшық, құм, сабан және топырақ қоспасы негізінде салынған монолиттік құрылыс жүйесін сипаттау үшін қолданылады. Бұл құрылыста формалар, кірпіштер немесе ағаш қаңқалар қолданылмайды; ол тікелей жерден бастап салынады. "Топырақтан" салынған ғимараттардың түрлі нұсқалары әлемнің көптеген аймақтарында ғасырлар бойы әртүрлі атаулармен қолданылып келеді және кем дегенде 10 000 жылға дейін сонады. Коб құрылысы Англияда 13 ғасырға дейін пайда болды және Бірінші дүниежүзілік соғыстан кейін маңызын жойды, бірақ қазір қайта жандануда. Коб – ең қарапайым және ең төмен бағалы құрылыс техникаларының бірі, бірақ көбінесе көп еңбек талап етеді. Кобтың тағы бір маңызды артықшылығы – әмбебаптығы; оны кез келген пішінге келтіру оңай. Англияда 19 ғасырдың соңында Коб құрылысының танымалдығы төмендегенімен, мыңдаған Коб ғимараттары бүгінге дейін сақталған (Девон аймағында ғана 20 000). Бүгінде әлем халқының үштен бірінен жартысына дейін топырақ үйлерде тұрады деп есептеледі. Көбінесе "бір қабатты" құрылыстармен байланысты болғанымен, Йемен және басқа да Таяу Шығыс елдерінде ол ғасырлар бойы сегіз және одан да көп қабатты "пәтерлік" үйлер салу үшін қолданылып келеді.

Жермен қапталған

Құралған жер – тығыздалған топырақтан немесе басқа материалдан жасалған қабырға жүйесі. Ол өте мықты және ұзақ өмірге тозғылықсыз. Сапалы құралған жер қабырғалары тығыз, қатты, тасқа ұқсас болып келеді, экологиялық тұрғыдан көп пайдасы бар және күтімге азын қызмет көрсету сипаттамаларымен ерекшеленеді. Климатқа байланысты, қабырғаның ішіне қатаң жылу оқшаулағыш орнатуға болады. Сол сияқты, сейсмикалық қауіптерді ескере отырып, бамбук немесе басқа да кернеуге төзімді табиғи материалдарды қабырғаны нығайту үшін пайдалануға болады. Құралған жер 10 000 жылдан бері барлық типтегі ғимараттарда қолданылып келеді – төмен қабатты үйлерден бастап, биік ғимараттарға дейін, шағын лашықтардан сарайларға дейін. Құралған жер қабырғалары ылғалды топырақ (құм, саз және кейде қиыршық тас қосылған) қолмен немесе машинамен жұмыс істейтін тығыздағыштармен жылжымалы, қайта пайдалануға болатын қалыптарға соғылып жасалады. Дәстүрлі құралған жерде, шамамен 70% ірі ұсақ топырақ (қиыршық тас, құм) және 30% саз қоспасы ең жақсы нәтиже береді. Көзге ұнайтын түс алу үшін қоспаға пигменттер қосуға болады. 5-10 дюйм аралас ылғалды топырақ қалыптардың ішіне салынып, толық тығыздалғанша соғылады, және қажетті биіктікке жеткенше бұл процесс қайталанады. Қалыптар алынып тасталғаннан кейін, берік құрылыс қабырғасы қалады, ол 1000 жылдан астам уақытқа тозбайды. Табиғи күйінде бамбук құрылыс материалы ретінде Оңтүстік Азия, Шығыс Азия, Оңтүстік Тынық мұхиты, Орталық және Оңтүстік Америка мәдениеттерімен байланысты.

Салам балы

Шөптер мен сабандар әлемде тарихқа дейінгі кезден бері әртүрлі мақсаттарда құрылыста қолданылып келсе де, олардың машинамен жасалған модульді балғаларға енгізілуі 20 ғасырдың басында АҚШ-тың орталық аймақтарында, әсіресе Небраска штатының құмды төбелерінде басталған сияқты. Бұл аймақта шөп көп болған, ал басқа құрылыс материалдары (жақсы сабаннан жасалған тізбелер де) жеткіліксіз болды. Сабаннан жасалған балғаларды салу әдетте, балғалардың қатарын (көбінесе тізбектей тізіліп) көтерілген негіз немесе фундамент үстіне, араларына ылғалды өткізбейтін қабат қойып орнатудан тұрады. Балға қабырғаларын бамбук немесе ағаш тіреулермен (балғалардың ішінде немесе бетінде) немесе сым торлармен байланыстырып, содан кейін әк негізіндегі қоспаларды немесе топырақ/балшық жабындарын қолданып, штукатурлап немесе сылап жасайды. Балғадан жасалған ғимараттарда басқа материалдардан жасалған құрылымдық қаңқа болуы мүмкін, онда балғалар оқшаулағыш және штукатурға негіз ретінде қызмет етеді (мұндай жағдайда "толтырғыш" деп аталады), немесе балғалар есіктер мен шатырға тіреу бере алады ("жүк көтергіш" немесе "Небраска стилі"), сондай-ақ қаңқа мен жүк көтергіштің үйлесімі қолданылуы мүмкін ("гибридті сабан балғасы"). Әдетте, фермаларда жылжымалы техникамен жасалған балғалар қолданылады ("дала балғалары"), бірақ соңғы кезде жоғары тығыздықтағы "қайта қысылған" балғалар (немесе "сабан блоктары") көтерілетін жүктемелерді арттыруда; егер дала балғалары қабырғаның бір сызықтық футына шамамен 600 фунт салмақ көтере алса, жоғары тығыздықтағы балғалар 4000 фунтқа дейін көтере алады.

Жер бетіндегі

Жер – қап қабырға құрылысы техникасында ең көп қолданылатын толтыру материалы. Бұл құрылыс әдісі полипропилен немесе табиғи талшықтан (кенептен) жасалған қаптарды, олар жер немесе басқа қоспалармен, тек қана сазды тұрақтандырғыш ретінде пайдаланып, іргетас, негіз, қабырға және тіпті күмбезді немесе дөңгелек шатырлар салу үшін қолданылады. Соңғы жылдары жер қаптарымен салу табиғи құрылыста жиі қолданылатын техникалардың біріне айналды. Бұл өздігінен тұрғызылатын, көбінесе еркін пішіндегі, жермен нығайтылған құрылымдарды салуға мүмкіндік береді. Оның танымалдылығының артуына себебі – оның көптеп таралған, оңай қолжетімді, көбінесе құрылыс алаңында бар материалды (жерді) қолдануы, сондай-ақ икемді, оңай үйренілетін және қолданылатын, ықтимал арзан құрылыс техникасы болуы. Дегенмен, жердің жылуды сақтау қабілеті нашар болғандықтан, суық аймақтарда басқа толтыру материалдарын зерттеу жүргізілуде, олардың орнына пемза, күріш қабығы немесе жақсы жылу оқшаулағыш қасиеттері бар басқа материал қолданылады (күріш қабығынан жасалған қап қабырға құрылысын да қараңыз).

Қыш бетон

Hempcrete немесе Hemplime – құрама құрылыс материалы, қынап өсімдігінің кесілген ағаш сабағынан, қынап бұтағынан (шифты) және әк негізіндегі байланыстырғыш заттан қалыптарға құюға болатын материал жасау үшін алынған қоспа. Бұл қабырғалар, еден плиталары, төбелер және шатырларды жылу оқшаулау үшін қолданылатын, жүктеме көтермейтін, "тыныс алатын" оқшаулағыш материалды құрайды. Ол Hempcrete, Canobiote, Canosmose және Isochanvre аттарымен сатылады. Қынап бетонмен жұмыс істеу, дәстүрлі әк қоспаларымен жұмыс істеуге қарағанда оңай, ол жылу оқшаулағыш және ылғалдылықты реттегіш ретінде қызмет етеді. Онда бетонның хруптілігі болмайды, сондықтан кеңею тігістері қажет емес. Теориялық тұрғыдан алғанда, 1 м³ қынап бетон қабырғасы өндіріс кезінде 165 кг көміртегін сіңіріп, тоқтата алады. Сонымен қатар, әк қатаю кезінде карбонаттану процесі осы әсерді күшейтеді, себебі әк әктасқа айналады. Оның қысымға беріктігі шамамен 1 МПа, бұл тұрғын үйге арналған бетонның 1/20 бөлігіне тең. Бұл төмен тығыздықты материал және қозғалыс кезінде жарылуға төзімді, сондықтан оны жер сілкінісіне бейім аймақтарда қолдануға өте қолайлы. Қынап бетон қабырғаларын құрылыста тік жүктемені көтеретін басқа материалдан жасалған каркаспен бірге қолдану қажет, себебі қынап бетонның тығыздығы дәстүрлі бетон тығыздығының 15% құрайды.

Қылқалам

Ағаш кеспеден қалау – бұл табиғи құрылыс әдісі, онда ағаш қабығынан тазартылған, қысқа бөліктері қиылысқан түрде тас немесе саз қоспаларымен қаланады. Осылайша, ағаш кеспесі қабырғалардың аралық толтырғышы болып табылады, әдетте ағаш каркасты құрылымдағы тіреулер арасында. Ағаш кеспесінен жасалған қабырғалар басқа әдістермен (мысалы, қатырылған топырақ, саз немесе жеңіл саз балшық) үйлестіріліп, әдемі комбинациялар жасауға мүмкіндік береді. Ағаш кеспесінен жасалған құрылыс салыстырмалы түрде жоғары жылу сыйымдылығын қамтамасыз етеді, бұл температураның өзгеруін азайтуға көмектеседі.

Тас

Тас мыңдаған жылдар бойы құрылыс материалы ретінде қолданылып келеді. Ол ұзақ уақыттан бері өте берік материал ретінде танылған. Мысырдың Гиза пирамидалары, Ұлыбританиядағы жерлеуші жайлар және Мальтадағы ғибадатханалар 4000 жылдан астам бұрын тастан салынған және бүгінге дейін тұр. Тас құрылысының ең ерте түрі құрғақ тас қалау, немесе құрғақ үймелеу деп аталады. Бұл – егістік қоршаулары, көпірлер және ғимараттар сияқты, өздігінен тұратын құрылымдар, олардың құрамында әртүрлі пішіндегі тастар қолданылады. Бұл тастар мұқият таңдалып, біріне-бірі жақын орналастырылады, сығудан сақтай отырып, тығыз бекітіледі. Құрылымдар әдетте негізінде кеңірек болып, биіктігіне қарай тарылады. Оларға ешқандай арнайы құралдар қажет емес, тек шебердің таңдау және орналастыру дағдысы ғана керек. Дәстүрлі тас қалау құрғақ тас қалаудан дамыған. Тас блоктары қатарлап, бірдей (қатарлар) немесе әртүрлі (қатарсыз) биіктікте төселіп, тастардың арасына әк балшығы жабыстырылып бекітіледі. Қазіргі кезде дәстүрлі тас қалау сирек қолданылады, себебі тас өндіру, кесу және тасымалдау қымбатқа соғады, ал құрылыс процесі көп еңбек пен шеберлік талап етеді. Тас – өте берік, аз күтімді қажет ететін және жылу сыйымдылығы жоғары құрылыс материалы. Ол әмбебап, көптеген пішіндерде, өлшемдерде, түстерде және текстураларда болады, едендерге, қабырғаларға, аркаларға және шатырларға қолдануға жарамды. Тас табиғи ландшафтпен үйлесімді, және оны басқа құрылыс мақсаттары үшін қайта өңдеу оңай.