Шарап сақтау алқаптарының тарихы мен құрылысы

Кіріспе

Шарап сақтау аймағы

Шарап үңгірлері – шарапты сақтау және пісіру үшін пайдаланылатын жер асты құрылыстары. Олар бүкіл әлемдегі шарап өндірісінің маңызды бөлігі болып табылады. Шарап үңгірлерін жобалау және салу – жер асты құрылысы техникасын ерекше қолдануды білдіреді. Шарапты кең жер асты кеңістікте сақтау – шарап қоймалары мәдениетінің жалғасы болып табылады, екеуі де энергияны үнемдеуге және шектеулі жерді тиімді пайдалануға мүмкіндік береді. Шарап үңгірлері табиғи түрде жоғары ылғалдылықты және салқын температураны қамтамасыз етеді, бұл шарапты сақтау мен пісіру үшін өте маңызды.

Тарих

АҚШ-тағы шарап шұңғырларын салу тарихы 1860-шы жылдарда Сономада, ал 1870-шы жылдарда Напа аңғары аймағында басталды. 1857 жылы Агостон Харазсти Буэна Виста шарапханасын құрды, 1862 жылы Буэна Виста шарапханасының баспасөз үйі аяқталды, ал 1864 жылы қазір Шампандық жертөле деп аталатын екінші ғимарат аяқталды. Барлығы, Буэна Виста шарапханасында 1864 жылы жұмыс істеп тұрған екі ғимараттың арасында бес үңгір болды. Неміс иммигранты және шаштараз Джейкоб Шрам 1862 жылы Калифорния штатының Калистога қаласының жанында Шрамсберг жүзімдіктерін құрды. Сегіз жылдан кейін Шрам Юнион Пасифик Трансконтинентальдық темір жолы үшін Сьерра-Невада тауларында туннельдер мен жолдар салуды аяқтаған қытайлық жұмысшыларға жаңа жұмыс тапты. Ол оларды жүзімдік бағының астындағы жұмсақ Сонома жанартаулық тау жыныстары арқылы үңгірлер желісін қазуға жалдады. Тағы бір қытай жұмысшылары өздерінің жүзімдік жұмысынан уақыт бөліп, Калифорния штатының Сент-Хелена қаласына жақын Берингер жүзімдіктерінің астында шарап пісіруге арналған үңгірлер лабиринтін қазып шықты. Бұл үңгірлердің ұзындығы 365 метрден асты, ені 5 метрден асты және биіктігі 7 метрден асты. Жұмысшылар жұмсақ тасты сындыру үшін балта мен қақпанды, кейде балтадан жасалған болат, қос бұранданы және қара ұнтақты қолданды. Олар шам жарығында жұмыс істеп, қазылған материалдарды қамыс себеттерге салып шығарды. Осы әдістермен кем дегенде 12 шарап сақтауға арналған үңгір салынды. 1890 жылдардан бастап 1970 жылдардың басына дейін АҚШ-та жаңа шарап шұңғырлары салынбады, көптеген қолданыстағылары уақыт өте келе тасталып кетті немесе бұзылды. 1972 жылы Альф Бертлсон Констракшн компаниясы ескі Берингер шарап шұңғырларын қалпына келтіре бастады, содан кейін жаңа шұңғырларды жобалау және салу басталды. 1982 жылы Far Niente Winery Napa Valley AVA-да осы "жаңа дәуір" шарап үңгірлерінің біріншісін аяқтады. Үңгірдің ұзындығы 18 метр ғана болды және ол тек шарап пісіруге және бос борыларды сақтауға пайдаланылды. 1991, 1995 және 2001 жылдары үңгірлер кеңейтілді. Жаңа бөлмелер мен қоймалар қосылды, олардың биіктігі мен пішіні әртүрлі болды. Шарап кітапханасы үшін сегізбұрышты бөлме салынды және кешеннің ортасында дөңгелек күмбезді бөлме қосылды. Қазір Фар-Ньенте шарап зауытының үңгірлері шамамен 40,000 шаршы фут (3700 м2) аумақты алып жатыр. 1991 жылы Condor Earth Technologies Inc. Альф Бёртлсонмен бірге Джарвис шарап шұңғыр жобасын жобалау және салу бойынша бірікті. 45,000 шаршы футтан астам (4200 м2) жер асты шарап зауыты мен үңгір кеңістігі салынды, үңгірлердің ені 85 футтан (25,5 м) асты. Джарвисте барлық шарап зауыты, оның ішінде жүзімді ұсату, ашыту, борыларды сақтау, бөтелкелеу, зертхана, кеңсе, маркетинг және қонақтарды қабылдау аймақтары бар. Бұл үңгірлер алдын ала келісім бойынша, халыққа көрсетіледі.

The history of wine cave construction in the United States dates back to the 1860s in Sonoma, and the 1870s in the Napa Valley region. In 1857, Agoston Harazsthy founded Buena Vista Winery and in 1862, Buena Vista Winery's Press House was completed, and in 1864, a second building now called the Champagne Cellars was completed. In total, Buena Vista Winery had five caves among the two buildings in operation in 1864. Jacob Schram, a German immigrant and barber, founded Schramsberg Vineyards near Calistoga, California in 1862. Eight years later, Schram found new employment for the Chinese laborers who had recently finished constructing tunnels and grades over the Sierra Nevada Mountains for the Union Pacific Transcontinental Railroad. He hired them to dig a network of caves through the soft Sonoma Volcanics Formation rock underlying his vineyard. Another Chinese workforce took time away from their regular vineyard work to excavate a labyrinth of wine aging caves beneath the Beringer Vineyards near St. Helena, California. These caves exceeded 1,200 ft (365 m) long, 17 ft (5 m) wide and 7 ft (2 m) high. The workers used pick axes and shovels – and on occasion, chisel steel, double jacks and black powder – to break the soft rock. They worked by candlelight, and removed the excavated material in wicker baskets. At least 12 wine storage caves were constructed by these methods. From the 1890s until the early 1970s no new wine caves were built in the United States, with many existing ones being abandoned or falling into disrepair over time. Wine cave building resumed in 1972 when Alf Burtleson Construction started the rehabilitation of the old Beringer wine caves, and was followed by the design and construction of new caves. In 1982, the Far Niente Winery completed the first of these “new age” wine caves in the Napa Valley AVA. The cave was only 60 ft (18 m) long and was used exclusively to age the wine and to store empty barrels. In 1991, 1995, and 2001, the caves were expanded. New rooms and storage areas were added, featuring different crown heights and intriguing shapes. An octagonal room was constructed for a wine library and a round domed room was added in the complex’s center. Far Niente Winery caves now encompass about 40,000 sq ft (3,700 m2). In 1991, Condor Earth Technologies Inc. joined with Alf Burtleson on the design and construction of the elaborate Jarvis Wine Cave project. Over 45,000 sq ft (4,200 m2) of underground winery and cave space was constructed, with cave spans exceeding 85 ft (25.5 m) in width. At Jarvis, the entire winery is contained within the tunneled areas, including crushing, fermentation, barrel storage, bottling, lab, office, marketing, and hospitality areas. These caves are open for public tours by appointment.

Ылғалдылық

Жоғары ылғалдылық булануды азайтады. Шарап жасаушылар қызыл шарап үшін 75%-дан жоғары, ал ақ шарап үшін 85%-дан жоғары ылғалдылықты шарапты пісіру және баррельде сақтау үшін қолайлы деп санайды. Шарап сақтау үңгірлеріндегі ылғалдылық табиғи түрде 70-тен 90%-ға дейін өзгереді. Солтүстік Калифорниядағы ашық сақтау қоймасындағы шарап баррелінен жылына әр 60 галлондық (227 литрлік) баррель үшін шамамен 4 галлон (15,1 литр) буланып кетеді. Ал шарап сақтау үңгірінде баррельдің булануы жылына баррель үшін шамамен 1 галлонға (3,8 литрге) дейін төмендейді. Қызыл шараптар әдетте екі жыл бойы баррельде пісіріледі, сондықтан бұл 10% көлемдік жоғалтудың айырмашылығын құрайды. Ақ шараптар, шамамен бір жыл бойы баррельде пісірілетіндіктен, 5% жоғалту айырмашылығы байқалады, бұл маңызды үнемдеу болып табылады.

Температура

Шарап өнеркәсібі ұзақ жылдар бойы 55 °F мен 60 °F (13,0 °C және 15,5 °C) арасындағы тұрақты температураны шарапты сақтау және пісіру үшін ең қолайлы деп есептейді. Солтүстік Калифорниядағы ауа температурасының арқасында жер астындағы температура шамамен 58 °F (14,5 °C) болып сақталады, бұл шарап сақтау үңгірлері үшін өте ыңғайлы. Жер үстіндегі қойманы салқындату, жылыту және ылғалдылығын реттеу үшін энергия қажет. Шарап шұңқырының ең қарапайым түрін салуға шаршы футыне 100 доллардан астам шығын келуі мүмкін, бірақ энергияны үнемдеу ұзақ мерзімде жалпы шығындарды азайтады.

Жерді пайдалану

Напа-Сонома шарап өсіретін аймағында, Калифорнияның көптеген аймақтарындағыдай, жер құны жоғары. Шаруашылық емес құрылыс көбінесе шектеледі. Қойма жүзім өсіруге қолданылатын жерді азайтады, ашық кеңістіктерге және табиғи орталарға зиян келтіреді, сондай-ақ басқа жерді пайдалану мүмкіндіктерін жояды. Калифорниядағы жерді пайдалану ережелері жерді дамытудың түрлері мен орналасқан жерлеріне шектеулер қояды. Көптеген жерді пайдалану шектеулері мен рұқсат алу талаптары жер асты кеңістігіне қатысты қолданылмайды. 2004 жылғы мәліметтер бойынша, Солтүстік Калифорнияда шарап пісіру, бөшкеде сақтау және дәм тату залдары үшін 130-дан 150-ге дейін үңгірлер болған.

Маркетинг

Маркетинг – қазіргі заманғы шарап өнеркәсібінің маңызды бөлігі және көптеген үңгірлер әртүрлі маркетингтік және жаңалықтарды тарату функцияларын атқарады. Жақында салынған үңгірлерде коммерциялық және жеке асханалар, шарап кітапханалары, концерттік және көрме залдары, қызметкерлердің кеңселерi, лифтiлер, дәретханалар және басқа да жайлылықтар бар. Кейбіреулерінің жоғары сапалы интерьері бар, оған керамикалық және тас едендер, қабырғалар мен төбелердiң қаптамасы, мүсіндер мен өнер туындылары, әсерлі жарықтандыру, фонтандар, сарқырамалар және люстралар кіреді. Stag's Leap Wine Cellars шарап қоймасында Фуко маятнигі орталық көрме залында қара құм төсегінің үстінен үздіксіз қозғалады.

Шарап шұңқырларын салу

Шарап үңгірлерін жобалау және салудағы басты міндет – әлсіз тау жыныстарында салыстырмалы түрде кең аумақты, аз қалыңдықпен жасау болып табылады. Типикалық шарап шамының көлемі 4-5,5 м (13-18 фут) енді және 3-4 м (10-13 фут) биіктікте болады. Дегенмен, салынған үңгірлердің ені 30 м, ал биіктігі 15 м-ге дейін жетеді, мұндай көрсеткіштерге нашар сапалы тау жыныстарында қол жеткізу қиын. Күрделі геологиялық жағдайларда жақсы порталдарды табу өте қиын. Әдетте, шарап үңгірі қауіпсіздік және жұмыс істеу себептерімен екі немесе одан да көп порталмен салынады. Кем дегенде бір портал тікелей сыртқа шығады, бірақ көбінесе кем дегенде біреуі тікелей шарап зауырының ғимаратына қосылады. Шарап үңгіріне кіретін порталдардың көпшілігінің кіреберіс биіктігі мен енінен 0,2 еседен кем тау жынысы және топырақ қабаттарымен жабылады. Порталдың беткі қабатының биіктігі әдетте 3,5-6 м (12-20 фут) аралығында болады. Портал аймақтарындағы бос топырақ көбінесе алынбайды және порталдар экскаваторлардың көмегімен жер бетінен кесіледі. Порталдың бүйірлік беткейлері көбінесе 0,5H:1V немесе одан да тік бұрышпен жасалады, ал порталдың беткі қабаты тік немесе тік жаққа қазылады. Кейбір иелерінің таңдауымен шарап үңгірлері үшін жасалған күрделі қисықтар мен лабиринт тәрізді жоспарлар үңгірдің ішкі құрылысын қиындатады. Жер беті жоғары көтеріліп, жамылғының мөлшерін және әдетте берік тау жыныстарын қамтамасыз еткенде, үңгірлер бірнеше галереяны қабылдай алады. Мүмкіндігі болған жағдайда, үңгірдің құрылысы және салуы қиылыстарда енінен кем дегенде 1,2 есе артық жамылғыны қамтамасыз ету үшін жоспарланады. Жер асты шахталарын жобалауға ұқсас бөлме және тіректердің орналасуы экономикалық құрылыс шешімін ұсынады. Туннельдің тіректері әдетте 9-30 м (30-100 фут) ұзындықта болады, ал тіректердің ені кемінде 6 м (20 фут) құрайды. Көп жағдайда, шарап шұңқырларын қазу және қолдау үшін Жаңа Австриялық Туннельдеу әдісі (бір немесе бірнеше бет), сондай-ақ қатарлы қазу әдісі (SEM) қолданылады, бұл технологияда шағын инновациялық жетістіктер енгізілген. Үңгірлер әдетте, саға радиусы бар, кері аттың пішіндес, тік немесе иілген тіректермен қазылады. Туннельдер әдетте туннельді жолдың басымен немесе экскаватордағы фрезерлік бас құрылғысымен қазылады. Жолдың алдыңғы конвейерлік лентасы артындағы сынықтар инвертке төгіледі және резеңке дөңгелекті жүк тиегішпен немесе жүк тиегіш-тасымалдағыш тау-кен машинасымен шығарылады. Бастапқыда қазба жұмысы 0,6 м-ге дейін шектелуі мүмкін. Астымен бұрылғаннан кейін және жер жағдайларына байланысты, қолдаусыз алға жылжу 1,2 м (4 фут), 1,8 м (6 фут) және одан да ұзақ қадамдарға дейін ұлғаюы мүмкін. Тұрақты вулкандық күл туфында бастапқы жерлік қолдаусыз ең жоғары алға жылжу 6 м (20 фут) немесе одан да көп болуы мүмкін. Қиылған серпентинитте, терең ауа райына ұшыраған лавалық жыныстарда немесе ылғалды балшықты жерлерде, тұрақсыз жер жағдайлары қолдаусыз алға жылжуды 0,6 м (2 фут) кемітуі мүмкін. Туннель порталдарында және шарап шұңқырларының ішкі бөлігінде бетон арматурасы және жерді қолдау қолданылады. Порталдарда топыраққа орнатылған тырнақтар мен бетонды шашырату қабырғалары тұрақты қолдау ретінде қолданылады және жоғарыдан төменге қарай қабаттармен салынады. Топыраққа орнатылған тырнақтар көлденең және тік бағытта 1,2-1,8 м (4-6 фут) аралықпен орнатылады. Бетонның қалыңдығы әдетте 15 см (6 дюйм) және дәнекерленген сым тормен күшейтіледі. 28 МПа (4000 фунт/квадрат дюйм) конструкциялық беріктікке ие қоспа ылғалды әдіспен қолданылады. Үңгірлердегі бастапқы жерлік қолдау көбінесе талшықты бетоннан тұрады. Күн сайынғы жылжудан кейін ашық жердің айналасына кемінде 5 см (2 дюйм) қалыңдықтағы ылғал қоспасы бар бетон шашыратылады. Үңгірдің өлшемдері мен жер жағдайларына байланысты, кейінгі күндері қосымша бетон қабаттары және дәнекерленген сым тор қолданылады. Бетон қоспасының қысымға беріктігі 28 МПа (4000 фунт/квадрат дюйм) құрайды. Кейбір жағдайларда, үлгілі немесе нүктелі тас бұрандалар да орнатылады. Егер кең және биік залдар пайдаланылса, облицовка дизайнына көмектесу үшін модельдеу қолданылады. Үңгірлердің ішкі әрлеуі құрылыс процесінің маңызды бөлігі болып табылады. Шарап үңгірлерінің ішкі жағында су өткізбейтін бөлшектер маңызды. Ылғалды жерлер мен судың сіңіп кетуі көрініссіз және техникалық қызмет көрсету мен қауіпсіздік мәселелерін тудыруы мүмкін. Дегенмен, үңгір облицовкасы арқылы ылғал буының көшіп кетуі ылғалдылықты сақтау үшін қажет. Үңгір кешені толығымен қазылғаннан, су өткізбейтін және бастапқы қолдаудан кейін, қабырғалар мен аркаға 5 см (2 дюйм) қалыңдықтағы соңғы бетон немесе түсті бетон шашыратылады. Пайдалы құбырлар мен құбырлар соңғы бетон қабатының ішінде қабырғалар мен аркада, сондай-ақ бетон еден тақтасының астында орналастырылады. Арматураланған бетон плиталар әдетте 15 см (6 дюйм) қалыңдықта болады және су ағызу жүйесімен жабылады. Әртүрлі мақсаттарға қызмет ету үшін шарап үңгірлерінде 13 түрлі инженерлік жүйелер болуы мүмкін. Оларға ыстық және суық тұрмыстық су және өңдеу суы, электр қуаты, жарықтандыру, дыбыс және су әсерлері, аккумуляторлық авариялық қуат, газ жүйелері, байланыс және радио реле, автоматты желдету және компьютерлік сенсорлар мен климатты бақылау жүйелері кіреді.

The challenge for the design and construction of most wine caves is to create a fairly wide span in weak rock with low cover. The size of a typical wine barrel storage cave is 13 to 18 ft (4 to 5.5 m) wide and 10 to 13 ft (3 to 4 m) high. Constructed caves, however, range up to 85 ft (30 m) in width and 50 ft (15 m) in height; difficult to achieve in poor quality rock. In areas of complex geology, good portal sites are hard to find. A typical wine cave is constructed with two or more portal sites, for safety and operational reasons. At least one portal leads directly outside, but in many cases at least one portal makes a direct connection to a winery building. Most portals into the wine caves have rock/soil overburden heights less than 0.2 times their entrance heights and widths. The height of the portal face normally ranges from 12 to 20 ft (3.5 to 6 m). The portal areas are seldom stripped of the loose soil material and the portals are cut from the native ground surface using excavators. The side slopes of the portal are often laid back to 0.5H:1V or steeper, and the portal face is excavated to vertical or near vertical. The construction of cave interiors can be complicated by the elaborate curves and labyrinth style floor plans selected by some owners for their wine caves. As the ground surface slopes upward, providing more cover and usually sounder rock, caves can accommodate multiple drifts. Where possible, the cave is designed and constructed to provide at least 1.2 times their width of cover at intersections. Room and pillar layouts, similar to underground mine design, provide an economical construction arrangement. Tunnel legs are usually 30 to 100 ft (9 to 30 m) in length and pillars are typically a minimum of 20 ft (6 m) wide. On most occasions, the New Austrian Tunneling Method (single or multiple face), also known now as Sequential Excavation Method (SEM), with minor innovative technology advances, is used to excavate and support wine caves. The caves are typically excavated in an inverted horseshoe shape with a crown radius and with straight or curved legs. The tunnels are usually excavated using a tunnel roadheader or a milling head attachment on an excavator. The spoils behind the roadheader conveyor belt are dumped on the invert and mucked out using a rubber tired skid loader or a load haul dump (LHD) mining machine. Initially, the excavation advance is likely to be limited to 2 ft (0.6 m) without initial ground support. Once turned under, and depending on ground conditions, the unsupported advance may be increased to 4 ft (1.2 m), 6 ft (1.8 m), and longer increments. The maximum advance without initial ground support may reach 20 ft (6 m) or more in stable volcanic ash tuff. In sheared serpentinite, deeply weathered lava rock or wet clayey ground, however, unstable ground conditions may limit the unsupported advance to less than 2 ft (0.6 m). Shotcrete reinforcement and ground support is utilized at the tunnel portals and in the interior of the wine caves. At the portals, soil nail and shotcrete walls are typically used for permanent support and are constructed from the top down in lifts. Soil nails are installed 4 to 6 ft (1.2 to 1.8 m) apart in the horizontal and vertical directions. The shotcrete is typically a minimum of 6 inches (15 cm) thick and reinforced with welded wire fabric. The typical 4,000 psi (28 MPa) design strength mix is applied using the wet process. Within the caves, the initial ground support is usually fiber reinforced shotcrete. A minimum of 2 inches (5 cm) thickness of wet mix shotcrete is applied around the exposed ground perimeter following each day’s advance. As cave dimensions and ground conditions require, additional layers of shotcrete and welded wire fabric follow on subsequent days. The shotcrete mix is a 4,000 psi (28 MPa) compressive strength design. In some cases, pattern or spot rock bolts are also installed. Where wider and taller halls are used, modeling is employed to assist with the liner design. Interior finishing of the caves is an integral part of the construction process. Waterproofing details are important for the interiors of wine caves. Wet spots and water seeps are unsightly, and can cause maintenance and safety problems. Moisture vapor migration through the cave liner, however, is desirable to maintain humidity. After the cave complex has been completely excavated, waterproofed, and initially supported, a 2 inches (5 cm) thickness of final shotcrete or plain/colored gunite is applied to the walls and arch. Utility conduits and piping are encased within the final layer of shotcrete in the walls and arch and placed under the concrete floor slab. Reinforced concrete slabs are usually 6 in. (15 cm) thick and are underlain by subdrain. To support their varied uses, wine cave complexes may contain as many as 13 different utility systems. These include systems for hot and cold domestic water and processing water, electric power, lighting, sound and water features, battery emergency power, compressed gas systems, communications and radio relays, automatic ventilation, and computerized sensors and climate controls.