_1.jpg/1280px-Adobe_wall_(detail)_1.jpg)
Adobe ( / ə ˈ d oʊ b i / ə-DOH-bee;[1] Испанское произношение: [aˈðoβe]) —строительный материал, изготовленный из земли и органических материалов.Adobeпо-испански означаетглиняный кирпич. В некоторых англоязычных регионах испанского наследия, таких какюго-запад США, этот термин используется для обозначения любого вида земляного строительства или различных архитектурных стилей, таких каквозрождение пуэблоилитерриториальное возрождение. Большинство глинобитных зданий внешне похожи наиз саманаиутрамбованной земли. Adobe является одним из самых ранних строительных материалов и используется во всем мире.
Глинобитная архитектура датируется периодом до 5100 г. до н.э. [2]
Глинобитные кирпичи представляют собой прямоугольные призмы, достаточно маленькие, чтобы они могли быстро высохнуть на воздухе по отдельности без растрескивания. Впоследствии их можно собирать, применяя глину для связывания отдельных кирпичей в конструкцию. Стандартного размера не существует, и он существенно различается на протяжении многих лет и в разных регионах. В некоторых областях популярный размер составляет 8 на 4 на 12 дюймов (20 см × 10 см × 30 см) весом около 25 фунтов (11 кг); в других контекстах размер составляет 10 на 4 на 14 дюймов (25 см × 10 см × 36 см) весом около 35 фунтов (16 кг). Максимальные размеры могут достигать 100 фунтов (45 кг); при превышении этого веса становится трудно перемещать детали, и предпочтительнее 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. Глинобитные конструкции обладают значительными преимуществами благодаря большей тепловой массе , но известно, что они особенно подвержены повреждениям от землетрясений, если не укреплены. [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 .
Здания из высушенной на солнце земли распространены по всему миру (Ближний Восток, Западная Азия, Северная Африка, Западная Африка, Южная Америка, Юго-Западная Северная Америка, Юго-Западная и Восточная Европа). [5] Саманный кирпич использовался коренными народами Америки на юго-западе Соединенных Штатов, в Мезоамерике и Андах в течение нескольких тысяч лет. [6] Народы пуэбло строили свои глинобитные сооружения, используя горсти или корзины самана, пока испанцы не познакомили их с изготовлением кирпичей. Саманный кирпич использовался в Испании с позднего бронзового и железного веков (восьмой век до н. э. и далее). [7] Его широкое использование можно объяснить простотой его конструкции и производства, а также экономичностью. [8]
Слово adobe / ə ˈ d oʊ b iː / существует уже около 4000 лет, практически не изменившись ни в произношении, ни в значении. Это слово можно проследить от среднеегипетского ( ок . 2000 г. до н. э. ) слова ḏbt «глиняный кирпич» (с ненаписанными гласными). Среднеегипетский язык эволюционировал в позднегипетский и, наконец, в коптский ( ок. 600 г. до н. э. ), где оно появилось как ⲧⲱⲃⲉ tōbə . Это было принято в арабском языке как الطوب aṭ-ṭawbu или aṭ-ṭūbu , с определенным артиклем al-, прикрепленным [9] к корню tuba . [10] [11] Это было ассимилировано в древнеиспанском языке как adobe [aˈdobe] , вероятно, через мосарабский . Английский язык заимствовал это слово из испанского в начале XVIII века, тогда оно обозначало строительство из глинобитного кирпича .
В современном английском языке термин «саман» стал включать в себя стиль архитектуры, популярный в пустынном климате Северной Америки, особенно в Нью-Мексико , независимо от метода строительства.
Саманный кирпич — это композитный материал , изготовленный из земли, смешанной с водой и органическим материалом, таким как солома или навоз . В состав почвы обычно входит песок , ил и глина . Солома полезна для связывания кирпича вместе и позволяет кирпичу равномерно высыхать, тем самым предотвращая растрескивание из-за неравномерной скорости усадки кирпича. [12] Навоз дает то же преимущество. Наиболее желательная текстура почвы для производства глины самана — 15% глины, 10–30% ила и 55–75% мелкого песка. [13] Другой источник указывает на 15–25% глины, а остальное — песок и более крупные частицы вплоть до булыжников размером от 50 до 250 мм (от 2 до 10 дюймов), без вредного воздействия. Современный саман стабилизируется либо эмульгированным асфальтом, либо портландцементом до 10% по весу.
Не более половины содержания глины должно быть расширяющейся глиной , а остальное — нерасширяющимся иллитом или каолинитом. Слишком много расширяющейся глины приводит к неравномерному высыханию кирпича, что приводит к растрескиванию, в то время как слишком много каолинита сделает кирпич слабым. Обычно почвы юго-запада США, где такое строительство широко использовалось, имеют адекватный состав. [14]
,_house_repairs,_old_town.jpg/1280px-Niger,_Agadez_(50),_house_repairs,_old_town.jpg)
Стены из самана являются несущими, т. е. они несут свой собственный вес в фундамент, а не другую конструкцию, поэтому саман должен иметь достаточную прочность на сжатие. В Соединенных Штатах большинство строительных норм [15] требуют минимальной прочности на сжатие 300 фунтов силы/дюйм 2 (2,07 ньютона/мм 2 ) для саманного блока. Конструкция из самана должна быть спроектирована таким образом, чтобы избежать боковых структурных нагрузок, которые могут вызвать изгибающие нагрузки. Строительные нормы требуют, чтобы здание выдерживало сейсмическую нагрузку с боковым ускорением 1 g. Такое ускорение вызовет боковые нагрузки на стены, что приведет к сдвигу и изгибу и вызовет растягивающие напряжения. Чтобы выдерживать такие нагрузки, нормы обычно требуют модуль прочности на разрыв при растяжении не менее 50 фунтов силы/дюйм 2 (0,345 ньютона/мм 2 ) для готового блока.
Помимо того, что саман является недорогим материалом с небольшими затратами на ресурсы, он может служить значительным резервуаром тепла благодаря тепловым свойствам, присущим массивным стенам, типичным для строительства из самана. В климате, характеризующемся жаркими днями и прохладными ночами, высокая тепловая масса самана опосредует высокие и низкие температуры дня, смягчая температуру жилого помещения. Массивные стены требуют большого и относительно длительного поступления тепла от солнца ( излучение ) и от окружающего воздуха ( конвекция ), прежде чем они прогреются до внутренней части. После захода солнца и падения температуры теплая стена будет продолжать передавать тепло во внутреннюю часть в течение нескольких часов из-за эффекта задержки во времени. Таким образом, хорошо спланированная саманная стена соответствующей толщины очень эффективна для контроля внутренней температуры через широкие суточные колебания, типичные для пустынного климата, что способствовало ее долговечности как строительного материала.
Термодинамические свойства материалов значительно различаются в литературе. Некоторые эксперименты показывают, что стандартное рассмотрение проводимости не является адекватным для этого материала, поскольку его основным термодинамическим свойством является инерция, и делают вывод, что экспериментальные испытания должны проводиться в течение более длительного периода времени, чем обычно, предпочтительно с изменяющимися тепловыми скачками. [16] Существует эффективное значение R для 10-дюймовой стены, обращенной на север, R0=10 ч фут 2 °F/БТЕ, [17] что соответствует теплопроводности k=10 дюймов x 1 фут/12 дюймов /R0=0,33 БТЕ/(ч фут °F) или 0,57 Вт/(м К), что согласуется с теплопроводностью, указанной в другом источнике. [18] Чтобы определить общее значение R стены, масштабируйте R 0 на толщину стены в дюймах. Тепловое сопротивление самана также указывается как значение R для 10-дюймовой стены R 0 =4,1 ч фут 2 °F/БТЕ. [19] Другой источник приводит следующие свойства: проводимость = 0,30 БТЕ/(ч фут °F) или 0,52 Вт/(м К); удельная теплоемкость = 0,24 БТЕ/(фунт °F) или 1 кДж/(кг К) и плотность = 106 фунт/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/(ч фут °F) или 0,55 Вт/(м К), температуропроводность рассчитывается как 0,013 фут 2 /ч или 3,3x10 -7 м 2 /с.
Заливной и луженый саман (луженая глина, сваленная 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 глины или материала на основе глины и песка, обработанного до плотного, пластичного состояния. [21] Это были самые старые методы строительства из самана в Америке, пока в качестве форм не стали использовать 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 открытую деревянную раму. В Северной Америке кирпич обычно имеет размер около 25 на 36 см (10 на 14 дюймов). Смесь формуется в раму, которая удаляется после первоначального застывания. После высыхания в течение нескольких часов кирпичи переворачиваются на ребро для завершения высыхания. Медленная сушка в тени уменьшает растрескивание.
Та же смесь, без соломы, используется для приготовления раствора и часто штукатурки на внутренних и внешних стенах. Некоторые культуры использовали цемент на основе извести для штукатурки, чтобы защитить от повреждений от дождя. [ необходима цитата ]
В зависимости от формы, в которую спрессована смесь, саман может охватывать практически любую форму или размер, при условии равномерной сушки и включения в смесь армирования для более крупных кирпичей. Армирование может включать навоз, солому, цемент, арматуру или деревянные столбы. Солома, цемент или навоз, добавленные к стандартной смеси самана, могут дать более прочный, более устойчивый к трещинам кирпич. [23] Сначала проводится тест на содержание почвы. Для этого образец почвы смешивают в прозрачной емкости с небольшим количеством воды, создавая почти полностью насыщенную жидкость. Емкость энергично встряхивают в течение одной минуты. Затем ей дают отстояться в течение дня, пока почва не разделится на слои. Сначала оседают более тяжелые частицы, песок выше, ил выше, а очень мелкая глина и органическое вещество будут оставаться во взвешенном состоянии в течение нескольких дней. После того, как вода очистится, можно определить процентное содержание различных частиц. 50–60 процентов песка и 35–40 процентов глины дадут прочные кирпичи. Служба совместных государственных исследований, образования и распространения знаний при Университете штата Нью-Мексико рекомендует использовать смесь , содержащую не более 1⁄3 глины , не менее 1⁄2 песка и не более 1⁄3 ила . [ 24 ]
Во время Великой депрессии дизайнер и строитель Хью В. Комсток использовал более дешевые материалы и сделал специализированный саманный кирпич под названием «Bitudobe». Его первый саманный дом был построен в 1936 году. В 1948 году он опубликовал книгу « Post-Adobe; Simplified Adobe Construction Combining A Rugged Timber Frame And Modern Stabilized Adobe», в которой описал свой метод строительства, включая то, как сделать «Bitudobe». В 1938 году он работал консультантом архитекторов Franklin & Kump Associates, которые построили среднюю школу Кармела , в которой использовалась его система Post-adobe. [25] [26]
Грунт, на котором стоит саманная конструкция, должен быть сжат, так как вес саманной стены значителен, а усадка фундамента может привести к растрескиванию стены. Глубина фундамента должна быть ниже уровня промерзания грунта. Фундамент и подпорная стена обычно имеют толщину 24 и 14 дюймов соответственно. Современные строительные нормы требуют использования арматурной стали в фундаменте и подпорной стене. Саманные кирпичи укладываются рядами. Саманные стены обычно никогда не поднимаются выше двух этажей, поскольку они являются несущими, а саман имеет низкую структурную прочность. При создании оконных и дверных проемов перемычка устанавливается поверх проема для поддержки кирпичей выше. Поверх последних рядов кирпича укладываются связующие балки из тяжелых деревянных балок или современного железобетона, чтобы обеспечить горизонтальную несущую плиту для балок крыши и перераспределить боковые нагрузки землетрясений на сдвигающие стены, которые более способны выдерживать силы. Для защиты внутренних и внешних саманных стен можно применять отделку, такую как глиняная штукатурка, побелка или штукатурка. Они защищают глинобитную стену от повреждения водой, но их необходимо периодически наносить повторно. В качестве альтернативы стены можно отделать другими нетрадиционными штукатурками, которые обеспечивают более длительную защиту. Кирпичи, изготовленные из стабилизированного самана, обычно не нуждаются в защите штукатуркой.
Традиционная глинобитная крыша была построена с использованием смеси почвы/глины, воды, песка и органических материалов. Затем смесь формировалась и прессовалась в деревянные формы, производя ряды высушенных земляных кирпичей, которые затем укладывались на опорную конструкцию из дерева и оштукатуривались на месте с помощью еще большего количества самана.
В зависимости от доступных материалов крыша может быть собрана с использованием деревянных или металлических балок для создания каркаса для начала укладки саманных кирпичей. В зависимости от толщины саманных кирпичей каркас был предварительно сформирован с использованием стального каркаса и укладки металлического ограждения или проволоки поверх каркаса для обеспечения равномерной нагрузки, поскольку массы самана распределяются по металлическому ограждению как саман и соответственно высыхают на воздухе. Этот метод был продемонстрирован с саманной смесью, сильно пропитанной цементом, для обеспечения равномерного высыхания и предотвращения растрескивания.
Более традиционные плоские глинобитные крыши функциональны только в сухом климате, не подверженном снеговым нагрузкам. Самые тяжелые деревянные балки, называемые вигас , лежат на стене. Поперек вигас лежат более мелкие элементы, называемые латильяс [27] , и на них затем укладывается щетка. Наконец, наносится слой самана.
Чтобы построить плоскую глинобитную крышу, были уложены деревянные балки, охватывающие здание, концы которых были прикреплены к верхним частям стен. После того, как вигас, латильяс и щетка уложены, укладываются глинобитные кирпичи. Глинобитная крыша часто укладывается кирпичами немного большей ширины, чтобы обеспечить большую площадь покрытия при укладке кирпичей на крышу. После каждого отдельного кирпича должен быть слой глинобитного раствора, рекомендуемая толщина которого должна быть не менее 25 мм (1 дюйм), чтобы обеспечить достаточную прочность между краями кирпича, а также обеспечить относительный барьер для влаги во время дождя. [28]
Конструкция крыши появилась около 1850 года на американском Юго-Западе. Три дюйма саманной грязи наносились поверх латилл, затем на крышу наносилось 18 дюймов сухой саманной грязи. Грязь была очерчена в виде низкого уклона к водосточной трубе, также известной как «канал». Когда на крышу наносилась влага, частицы глины расширялись, создавая водонепроницаемую мембрану. Раз в год необходимо было вырывать сорняки с крыши и при необходимости менять уклон грязи. [ требуется цитата ]
В зависимости от материалов, саманные крыши могут быть изначально огнестойкими. Конструкция дымохода может существенно повлиять на конструкцию опор крыши, создавая дополнительную необходимость в тщательном выборе материалов. Строители могут сделать саманный дымоход, уложив простые саманные кирпичи таким же образом, 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. Они включали: ограничение высоты зданий из самана до 1 этажа, требования к смеси самана (прочность на сжатие и сдвиг) и новые требования, которые гласили, что каждое здание должно быть спроектировано так, чтобы выдерживать сейсмическую активность, в частности, боковые силы. Однако к 1980-м годам изменения в Строительном кодексе Калифорнии, связанные с сейсмикой, фактически положили конец строительству из самана сплошных стен в Калифорнии; однако саман и шпон по технологии Post-and-Beam все еще используются.
Крупнейшее сооружение, когда-либо сделанное из самана, — это Арг-э-Бам, построенный империей Ахеменидов . Другие крупные глинобитные сооружения — это Уака-дель-Соль в Перу, с 100 миллионами подписанных кирпичей, а также цитадели Чан -Чан и Тамбо-Колорадо , оба в Перу.
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite book}}: |work=проигнорировано ( помощь )CS1 maint: местоположение отсутствует издатель ( ссылка )
