_1.jpg/1280px-Adobe_wall_(detail)_1.jpg)
Adobe ( / ə ˈ d oʊ b i / ⓘ ə- ДОХ -пчела; [1] Испанское произношение: [aˈðoβe]) —строительный материал, изготовленный из земли и органических материалов. Adobeпо-испански означаетсырцовый кирпич. В некоторых англоязычных регионах испанского наследия, таких какюго-запад США, этот термин используется для обозначения любого вида земляного сооружения или различных архитектурных стилей, таких каквозрождение Пуэблоилитерриториальное возрождение. Большинство глинобитных построек внешне похожи наиз глиныиутрамбованной земли. Adobe является одним из первых строительных материалов и используется во всем мире.
Архитектура Adobe датируется 5100 годом до нашей эры. [2]
Кирпичи Adobe представляют собой прямоугольные призмы, достаточно маленькие, чтобы они могли быстро высохнуть на воздухе по отдельности, не растрескиваясь. Впоследствии их можно собрать, используя саманный раствор для скрепления отдельных кирпичей в конструкцию. Не существует стандартного размера, со значительными вариациями в разные годы и в разных регионах. В некоторых регионах популярный размер составлял 8 на 4 на 12 дюймов (20 см × 10 см × 30 см) и весил около 25 фунтов (11 кг); в других случаях размер составляет 10 на 4 на 14 дюймов (25 см × 10 см × 36 см) и вес около 35 фунтов (16 кг). Максимальные размеры могут достигать 100 фунтов (45 кг); если вес превышает этот вес, становится трудно перемещать куски, и предпочтительно утрамбовывать грязь на месте , в результате чего получается другая типология, известная как утрамбованная земля .
В сухом климате глинобитные конструкции чрезвычайно долговечны и являются одними из старейших существующих зданий в мире. Здания из самана имеют значительные преимущества благодаря своей большей тепловой массе , но известно, что они особенно подвержены землетрясениям, если не армированы. [3] [4] Случаи, когда глинобитные конструкции были сильно повреждены во время землетрясений, включают землетрясение в Гватемале в 1976 году , землетрясение в Баме в 2003 году и землетрясение в Чили в 2010 году .
Постройки из высушенной на солнце земли распространены во всем мире (Ближний Восток, Западная Азия, Северная Африка, Западная Африка, Южная Америка, Юго-Западная Северная Америка, Юго-Западная и Восточная Европа.). [5] Adobe использовался коренными народами Америки на юго-западе США, в Мезоамерике и в Андах в течение нескольких тысяч лет. [6] Народы Пуэбло строили свои глинобитные постройки из горстей или корзин самана, пока испанцы не научили их делать кирпичи. Adobe-кирпичи использовались в Испании с позднего бронзового и железного веков (восьмой век до нашей эры). [7] Его широкое использование можно объяснить простотой конструкции и изготовления, а также экономичностью. [8]
Слово Adobe / ə ˈ d oʊ b iː / существует уже около 4000 лет с относительно небольшими изменениями ни в произношении, ни в значении. Это слово происходит от среднеегипетского ( ок. 2000 г. до н. э. ) слова ḏbt «сырчатый кирпич» (с ненаписанными гласными). Среднеегипетский превратился в позднеегипетский и, наконец, в коптский ( ок. 600 г. до н.э. ), где он появился как ⲧⲱⲃⲉ tōbə . В арабский язык оно было принято как الطوب aṭ-ṭawbu или aṭ-ṭūbu , с определенным артиклем , прикрепленным [ 9] к корню туба . [10] [11] Это слово было ассимилировано в староиспанском языке как adobe [aˈdobe] , вероятно, через мосарабский язык . Английский язык заимствовал это слово из испанского языка в начале 18 века, до сих пор относясь к строительству из сырцового кирпича .
В более современном английском использовании термин саман стал включать стиль архитектуры, популярный в пустынном климате Северной Америки, особенно в Нью-Мексико , независимо от метода строительства.
Сырцовый кирпич — это композитный материал , состоящий из земли, смешанной с водой, и органического материала, такого как солома или навоз . Состав почвы обычно содержит песок , ил и глину . Солома полезна для скрепления кирпичей и обеспечения равномерного высыхания кирпича, тем самым предотвращая растрескивание из-за неравномерной усадки кирпича. [12] Навоз предлагает такое же преимущество. Наиболее желательный состав почвы для производства самана: 15% глины, 10–30% ила и 55–75% мелкого песка. [13] Другой источник указывает на 15–25% глины, а остальное — на песок и более крупные частицы размером до булыжника от 50 до 250 мм (от 2 до 10 дюймов), без какого-либо вредного воздействия. Современный саман стабилизируется либо эмульгированным асфальтом, либо портландцементом в концентрации до 10% по весу.
Не более половины содержания глины должно составлять расширяющиеся глины , а остальная часть - нерасширяющийся иллит или каолинит. Слишком большое количество расширяющейся глины приводит к неравномерному высыханию кирпича, что приводит к растрескиванию, а слишком большое количество каолинита сделает кирпич слабым. Обычно почвы юго-запада США, где такое строительство широко использовалось, имеют соответствующий состав. [14]
,_house_repairs,_old_town.jpg/1280px-Niger,_Agadez_(50),_house_repairs,_old_town.jpg)
Стены из самана являются несущими, т.е. они переносят свой вес на фундамент, а не на другую конструкцию, поэтому саман должен иметь достаточную прочность на сжатие. В Соединенных Штатах большинство строительных норм и правил [15] требуют минимальной прочности на сжатие 300 фунтов силы/дюйм 2 (2,07 ньютон/мм 2 ) для саманных блоков. Конструкция Adobe должна быть спроектирована таким образом, чтобы избежать боковых структурных нагрузок, которые могут вызвать изгибающие нагрузки. Строительные нормы и правила требуют, чтобы здание выдерживало сейсмическую нагрузку с боковым ускорением 1 g. Такое ускорение вызовет боковые нагрузки на стены, что приведет к сдвигу и изгибу, а также к возникновению растягивающих напряжений. Чтобы выдерживать такие нагрузки, нормы обычно требуют, чтобы модуль прочности на разрыв составлял не менее 50 фунтов силы/дюйм 2 (0,345 ньютон/мм 2 ) для готового блока.
Помимо того, что саман является недорогим материалом с небольшой ресурсоемкостью, он может служить значительным резервуаром тепла благодаря термическим свойствам, присущим массивным стенам, типичным для саманного строительства. В климате, характеризующемся жаркими днями и прохладными ночами, высокая тепловая масса самана обеспечивает высокие и низкие дневные температуры, снижая температуру жилого помещения. Массивные стены требуют большого и относительно длительного поступления тепла от солнца ( излучение ) и окружающего воздуха ( конвекция ), прежде чем они прогреются внутрь. После захода солнца и падения температуры теплая стена будет продолжать передавать тепло внутрь помещения в течение нескольких часов из-за эффекта задержки во времени. Таким образом, хорошо спланированная глинобитная стена соответствующей толщины очень эффективно контролирует внутреннюю температуру в условиях сильных ежедневных колебаний, типичных для пустынного климата, и этот фактор способствовал ее долговечности в качестве строительного материала.
Термодинамические свойства материалов в литературе существенно различаются. Некоторые эксперименты позволяют предположить, что стандартное рассмотрение проводимости недостаточно для этого материала, поскольку его основным термодинамическим свойством является инерция, и делают вывод, что экспериментальные испытания следует проводить в течение более длительного периода времени, чем обычно, - предпочтительно с меняющимися тепловыми скачками. [16] Существует эффективное значение R для 10-дюймовой стены, обращенной на север, равное R0 = 10 ч фут 2 °F/БТЕ, [17] что соответствует теплопроводности k = 10 дюймов x 1 фут/12 дюймов /R0. = 0,33 БТЕ/(час фут °F) или 0,57 Вт/(м·К) в соответствии с данными о теплопроводности, полученными из другого источника. [18] Чтобы определить общее значение R стены, масштабируйте R 0 по толщине стены в дюймах. Тепловое сопротивление самана также выражается как значение R для 10-дюймовой стены R 0 =4,1 час фут 2 °F/БТЕ. [19] Другой источник обеспечивает следующие свойства: проводимость = 0,30 БТЕ/(час фут °F) или 0,52 Вт/(м·К); удельная теплоемкость = 0,24 БТЕ/(фунт·°F) или 1 кДж/(кг·К) и плотность = 106 фунтов/фут 3 или 1700 кг/м 3 , [20] что дает теплоемкость = 25,4 БТЕ/(фут 3 °F) ) или 1700 кДж/(м 3 К). Используя среднее значение теплопроводности как k = 32 БТЕ/(час фут °F) или 0,55 Вт/(м·К), коэффициент температуропроводности рассчитывается равным 0,013 фут 2 /ч или 3,3x10 -7 м 2 /с. .
Налитый и луженый саман (глина с лужами, наваленная земля), сегодня называемый саманом , изготавливается путем укладки мягкого самана слоями, а не путем изготовления отдельных высушенных кирпичей или использования формы. «Лужа» — это общий термин для обозначения глины или материала на основе глины и песка, переработанного в плотное пластичное состояние. [21] Это старейшие методы строительства из самана в Америке до тех пор, пока в качестве форм не использовались отверстия в земле, а позже испанцы ввели деревянные формы, используемые для изготовления отдельных кирпичей. [22]
Кирпичи из самана обычно изготавливаются путем прессования глиняной смеси в открытый деревянный каркас. В Северной Америке размер кирпича обычно составляет около 25 на 36 см (10 на 14 дюймов). Смесь заливается в каркас, который после первоначального схватывания снимается. После высыхания в течение нескольких часов кирпичи переворачивают на ребро для окончательного высыхания. Медленная сушка в тени уменьшает растрескивание.
Эту же смесь, без соломы, используют для приготовления раствора и часто штукатурят внутренние и наружные стены. В некоторых культурах в качестве штукатурки использовался цемент на основе извести для защиты от дождя. [ нужна цитата ]
В зависимости от формы, в которую спрессована смесь, саман может иметь практически любую форму и размер при условии равномерного высыхания и наличия в смеси армирования для кирпичей большего размера. Армирование может включать навоз, солому, цемент, арматуру или деревянные столбы. Солома, цемент или навоз, добавленные в стандартную глинобитную смесь, позволяют получить более прочный и устойчивый к растрескиванию кирпич. [23] Сначала проводится проверка на содержание почвы. Для этого образец почвы смешивают в прозрачном контейнере с небольшим количеством воды, получая почти полностью насыщенную жидкость. Контейнер энергично встряхивают в течение одной минуты. Затем ему дают отстояться в течение суток, пока почва не осядет слоями. Первыми оседают более тяжелые частицы: выше песок, выше ил, а очень мелкая глина и органические вещества остаются во взвешенном состоянии в течение нескольких дней. После того, как вода станет прозрачной, можно определить процентное содержание различных частиц. Из 50–60 процентов песка и от 35 до 40 процентов глины получится прочный кирпич. Кооперативная государственная служба исследований, образования и распространения знаний при Университете штата Нью-Мексико рекомендует смесь, состоящую не более чем на 1/3 глины , не менее чем на 1/2 песка и никогда не более чем на 1/3 ила . [24]
Во время Великой депрессии дизайнер и строитель Хью В. Комсток использовал более дешевые материалы и изготовил специальный сырцовый кирпич под названием «Битудоб». Его первый глинобитный дом был построен в 1936 году. В 1948 году он опубликовал книгу « Пост-саман»; Упрощенная конструкция из самана, сочетающая прочный деревянный каркас и современный стабилизированный Adobe, в котором описывается его метод строительства, в том числе способ изготовления «битудобе». В 1938 году он служил советником архитекторов Franklin & Kump Associates, построивших среднюю школу Кармель , в которой использовалась его система Post-adobe. [25] [26]
Земля, поддерживающая глинобитную конструкцию, должна быть сжата, так как вес глинобитной стены значителен и осадка фундамента может привести к растрескиванию стены. Глубина основания должна быть ниже уровня промерзания грунта. Фундамент и стенка ствола обычно имеют толщину 24 и 14 дюймов соответственно. Современные строительные нормы и правила требуют использования арматурной стали в основании и стенке ствола. Кирпичи Adobe укладываются курсом. Стены из самана обычно никогда не поднимаются выше двух этажей, поскольку они несут нагрузку, а саман имеет низкую структурную прочность. При создании оконных и дверных проемов сверху проема укладывают перемычку для поддержки находящихся сверху кирпичей . Поверх последних рядов кирпича укладывают связующие балки из тяжелых деревянных балок или современного железобетона, чтобы обеспечить горизонтальную несущую пластину для балок крыши и перераспределить боковые сейсмические нагрузки на стены сдвига, более способные выдержать эти силы. Чтобы защитить внутренние и внешние глинобитные стены, можно нанести такую отделку, как грязевая штукатурка, побелка или штукатурка. Они защищают глинобитную стену от повреждения водой, но их необходимо периодически наносить заново. Альтернативно стены можно отделать другими нетрадиционными штукатурками, обеспечивающими более длительную защиту. Кирпичи, изготовленные из стабилизированного самана, обычно не нуждаются в защите штукатурками.
Традиционная глинобитная крыша была построена с использованием смеси почвы, глины, воды, песка и органических материалов. Затем смесь формовали и прессовали в деревянные формы, получая ряды высушенных земляных кирпичей, которые затем укладывались на опорную конструкцию из дерева и оштукатуривались с добавлением самана.
В зависимости от доступных материалов крышу можно собрать с использованием деревянных или металлических балок, чтобы создать каркас для начала укладки сырцовых кирпичей. В зависимости от толщины сырцовых кирпичей каркас предварительно формируется с использованием стального каркаса и наложения металлического ограждения или проводки поверх каркаса, чтобы обеспечить равномерную нагрузку, поскольку массы самана распределяются по металлическому ограждению, как глыба, и позволяют соответственно высушить на воздухе. Этот метод был продемонстрирован на смеси самана, сильно пропитанной цементом, чтобы обеспечить равномерное высыхание и предотвратить растрескивание.
Более традиционные плоские глинобитные крыши функциональны только в сухом климате, не подверженном снеговым нагрузкам. На стене лежат самые тяжелые деревянные балки, называемые вигасами . Поперек виги лежат более мелкие элементы, называемые латиллами [27] , на которые затем накладывают кисть. Наконец, применяется слой Adobe.
Чтобы построить плоскую глинобитную крышу, для перекрытия здания были уложены деревянные балки, концы которых прикреплены к верхушкам стен. После того, как виги, ламели и щетка уложены, укладываются сырцовые кирпичи. Саманную крышу часто укладывают кирпичами немного большей ширины, чтобы обеспечить покрытие большего пространства при укладке кирпичей на крышу. После каждого отдельного кирпича должен быть нанесен слой самана, толщина которого рекомендуется составлять не менее 25 мм (1 дюйм), чтобы обеспечить достаточную прочность между краями кирпича, а также обеспечить относительную защиту от влаги во время дождя. [28]
Конструкция крыши возникла примерно в 1850 году на юго-западе Америки. Поверх реек было нанесено три дюйма глинобитного песка, затем на крышу было нанесено 18 дюймов сухого глинобитного грунта. Грязь имела форму низкого склона, ведущего к водосточной трубе, также известной как «канал». Когда на крышу попадала влага, частицы глины расширялись, создавая водонепроницаемую мембрану. Раз в год нужно было выдергивать сорняки с крыши и перекапывать грязь по мере необходимости. [ нужна цитата ]
В зависимости от материалов глинобитные крыши могут быть пожаробезопасными. Конструкция дымохода может сильно повлиять на конструкцию опор крыши, создавая дополнительную необходимость внимательности при выборе материалов. Строители могут сделать глинобитный дымоход, укладывая простые глинобитные кирпичи так же, как и окружающие стены.
В 1927 году в США был принят Единый строительный кодекс (UBC). Местные постановления, ссылающиеся на UBC, добавили требования к строительству из самана. К ним относятся: ограничение высоты глинобитных конструкций до 1 этажа, требования к глинобитной смеси (прочность на сжатие и сдвиг) и новые требования, которые гласят, что каждое здание должно быть спроектировано так, чтобы выдерживать сейсмическую активность, особенно боковые силы. Однако к 1980-м годам изменения в Строительных нормах и правилах Калифорнии, связанные с сейсмичностью, фактически положили конец строительству глинобитных стен в Калифорнии; однако саман и фанера из столбов и балок все еще используются.
Самым большим сооружением, когда-либо построенным из самана, является Арг-э Бам, построенный Империей Ахеменидов . Другими крупными глинобитными постройками являются Уака-дель-Соль в Перу со 100 миллионами подписанных кирпичей и циуделлы Чан - Чан и Тамбо-Колорадо , оба в Перу.
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite book}}: |work=игнорируется ( помощь )CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
