Подземные винные погреба — это подземные сооружения для хранения и выдержки вина . Они являются неотъемлемой частью винодельческой промышленности во всем мире. Проектирование и строительство винных погребов представляет собой уникальное применение методов подземного строительства.
Хранение вина в обширном подземном пространстве является продолжением культуры винных погребов, предлагая преимущества энергоэффективности и оптимального использования ограниченной площади земли. Винные погреба естественным образом обеспечивают как высокую влажность, так и прохладные температуры, которые являются ключевыми для хранения и выдержки вина .
История строительства винных пещер в Соединенных Штатах восходит к 1860-м годам в Сономе и 1870-м годам в регионе долины Напа. В 1857 году Агостон Харазсти основал винодельню Buena Vista Winery , а в 1862 году был достроен дом прессы винодельни Buena Vista Winery, а в 1864 году было достроено второе здание, которое сейчас называется Champagne Cellars. Всего в винодельне Buena Vista Winery было пять пещер среди двух зданий, которые работали в 1864 году. Якоб Шрам, немецкий иммигрант и парикмахер, основал виноградники Schramsberg Vineyards недалеко от Калистоги, Калифорния, в 1862 году. Восемь лет спустя Шрам нашел новую работу для китайских рабочих, которые недавно закончили строительство туннелей и уклонов над горами Сьерра-Невада для трансконтинентальной железной дороги Union Pacific. Он нанял их, чтобы они вырыли сеть пещер в мягкой породе формации Sonoma Volcanics, лежащей под его виноградником.
Другая китайская рабочая сила отвлеклась от своей обычной работы на винограднике, чтобы выкопать лабиринт пещер для выдержки вина под виноградниками Берингер недалеко от острова Св. Елены, Калифорния. Эти пещеры превышали 1200 футов (365 м) в длину, 17 футов (5 м) в ширину и 7 футов (2 м) в высоту. Рабочие использовали кирки и лопаты, а иногда и стальные долота, двойные домкраты и черный порох, чтобы разбить мягкую породу. Они работали при свете свечей и вывозили выкопанный материал в плетеных корзинах. По крайней мере 12 пещер для хранения вина были построены этими методами.
С 1890-х до начала 1970-х годов в Соединенных Штатах не было построено ни одного нового винного погреба, а многие существующие были заброшены или со временем пришли в упадок. Строительство винных погребов возобновилось в 1972 году, когда Alf Burtleson Construction начала реабилитацию старых винных погребов Beringer, а затем последовало проектирование и строительство новых пещер.
В 1982 году винодельня Far Niente завершила строительство первой из этих «ново-вековых» винных пещер в долине Напа AVA . Пещера была всего 60 футов (18 м) в длину и использовалась исключительно для выдержки вина и хранения пустых бочек. В 1991, 1995 и 2001 годах пещеры были расширены. Были добавлены новые комнаты и складские помещения с разной высотой свода и интригующими формами. Для винной библиотеки была построена восьмиугольная комната, а в центре комплекса была добавлена круглая купольная комната. Пещеры винодельни Far Niente сейчас охватывают около 40 000 кв. футов (3700 м 2 ).
В 1991 году компания Condor Earth Technologies Inc. объединилась с Альфом Бертлесоном для проектирования и строительства сложного проекта Jarvis Wine Cave. Было построено более 45 000 кв. футов (4200 м 2 ) подземного винодельческого и пещерного пространства, при этом ширина пещерных пролетов превышала 85 футов (25,5 м). В Jarvis вся винодельня находится в туннельных зонах, включая дробление, ферментацию, хранение бочек, розлив, лабораторию, офис, маркетинг и зоны гостеприимства. Эти пещеры открыты для публичных экскурсий по предварительной записи.
Высокая влажность минимизирует испарение . Виноделы считают влажность более 75% для красных вин и более 85% для белых идеальными для выдержки вина и хранения в бочках. Влажность в винных погребах колеблется от 70 до 90%.
В Северной Калифорнии испарение винных бочек на поверхностном складе составляет порядка 4 галлонов (15,1 литра) на каждую 60-галлонную (227-литровую) бочку в год. В винном погребе испарение бочек снижается примерно до 1 галлона (3,8 литра) на бочку в год.
Поскольку красные вина обычно бочкообразуются и выдерживаются в течение двух лет, это представляет собой разницу в 10% валовой потери объема. Для белых вин, которые бочкообразуются и выдерживаются около одного года, реализуется разница в 5%, что является значительной экономией.
Винодельческая промышленность долгое время считала постоянную температуру от 55 °F до 60 °F (от 13,0 °C до 15,5 °C) оптимальной для хранения и выдержки вина. Температура воздуха в Северной Калифорнии приводит к равномерной подземной температуре около 58 °F (14,5 °C), оптимальной для винных погребов. Наземному складу требуется энергия для охлаждения, обогрева и увлажнения. Хотя строительство самого простого винного погреба может стоить более 100 долларов за кв. фут, снижение затрат на энергию приводит к чистой экономии в долгосрочной перспективе.
В винодельческом регионе Напа-Сонома, как и во многих районах Калифорнии, стоимость земли высока. Несельскохозяйственное развитие часто ограничено. Склад для хранения сокращает площадь земли, доступную для выращивания винограда, влияет на открытое пространство и естественную среду обитания и исключает другие виды использования земли. Регулирование землепользования в Калифорнии накладывает ограничения на типы и места застройки земель. Многие ограничения землепользования и требования к разрешениям не применяются к подземному пространству. По состоянию на 2004 год в Северной Калифорнии насчитывалось около 130–150 пещер, используемых для выдержки вина, хранения бочек и дегустационных залов.
Маркетинг является важным компонентом современной винной промышленности, и многие пещеры выполняют различные функции маркетинга и связей с общественностью. Недавно построенные пещеры содержат коммерческие и частные кухни, винные библиотеки, концертные и выставочные залы, офисы для персонала, лифты, туалеты и другие удобства. Некоторые из них имеют высококлассные интерьеры, включая керамические и каменные полы, облицованные камнем стены и потолки, скульптуры и произведения искусства, декоративное освещение, фонтаны, водопады и люстры. В винных погребах Stag's Leap маятник Фуко непрерывно качается над слоем черного песка в центральном выставочном зале.
Сложность проектирования и строительства большинства винных пещер заключается в создании достаточно широкого пролета в слабой породе с низким покрытием. Размер типичной пещеры для хранения винных бочек составляет от 13 до 18 футов (от 4 до 5,5 м) в ширину и от 10 до 13 футов (от 3 до 4 м) в высоту. Однако построенные пещеры достигают ширины до 85 футов (30 м) и высоты до 50 футов (15 м); этого трудно достичь в породе низкого качества.
В районах со сложной геологией трудно найти хорошие порталы. Типичная винная пещера строится с двумя или более порталами по соображениям безопасности и эксплуатации. По крайней мере один портал ведет прямо наружу, но во многих случаях по крайней мере один портал обеспечивает прямую связь со зданием винодельни.
Большинство порталов в винные пещеры имеют высоту скального/почвенного покрова менее 0,2 от высоты и ширины их входа. Высота лицевой стороны портала обычно составляет от 12 до 20 футов (от 3,5 до 6 м). Портальные области редко очищаются от рыхлого почвенного материала, и порталы вырезаются из поверхности естественной земли с помощью экскаваторов. Боковые склоны портала часто откидываются назад до 0,5H:1V или круче, а лицевая сторона портала выкапывается до вертикальной или почти вертикальной высоты.
Строительство внутренних помещений пещер может быть осложнено сложными изгибами и планами этажей в стиле лабиринта, выбранными некоторыми владельцами для своих винных пещер. Поскольку поверхность земли наклонена вверх, обеспечивая большее укрытие и обычно более прочную породу, пещеры могут вмещать несколько штреков. Где это возможно, пещера проектируется и строится так, чтобы обеспечить по крайней мере 1,2 ширины покрытия на пересечениях. Планировка комнат и столбов, похожая на проектирование подземных шахт, обеспечивает экономичную компоновку строительства. Длина ножек туннеля обычно составляет от 30 до 100 футов (от 9 до 30 м), а ширина столбов обычно составляет не менее 20 футов (6 м).
В большинстве случаев для разработки и поддержки винных погребов используется новый австрийский метод проходки тоннелей (одно- или многозабойный), также известный сейчас как метод последовательной выемки грунта (SEM), с небольшими инновационными технологическими достижениями.
Пещеры обычно выкапываются в форме перевернутой подковы с радиусом короны и прямыми или изогнутыми ногами. Туннели обычно выкапываются с помощью проходческого комбайна или фрезерной головки на экскаваторе. Отвалы за конвейерной лентой проходческого комбайна сбрасываются на дно и вывозятся с помощью резиноколесного погрузчика или погрузочно-доставочной машины (LHD).
Первоначально продвижение выемки грунта, вероятно, будет ограничено 2 футами (0,6 м) без первоначальной поддержки грунта. После поворота и в зависимости от состояния грунта продвижение без поддержки может быть увеличено до 4 футов (1,2 м), 6 футов (1,8 м) и более длительными шагами. Максимальное продвижение без первоначальной поддержки грунта может достигать 20 футов (6 м) или более в устойчивом туфе вулканического пепла. Однако в сдвигаемом серпентините, глубоко выветренной лавовой породе или влажном глинистом грунте нестабильные условия грунта могут ограничить продвижение без поддержки менее чем 2 футами (0,6 м).
Армирование торкрет-бетоном и поддержка грунта используются на порталах туннеля и внутри винных погребов. На порталах грунтовые гвозди и стены из торкрет-бетона обычно используются для постоянной поддержки и возводятся сверху вниз в рядах. Грунтовые гвозди устанавливаются на расстоянии от 4 до 6 футов (от 1,2 до 1,8 м) друг от друга в горизонтальном и вертикальном направлениях. Торкрет-бетон обычно имеет толщину не менее 6 дюймов (15 см) и армируется сварной проволочной сеткой. Типичная смесь с расчетной прочностью 4000 фунтов на кв. дюйм (28 МПа) наносится с использованием мокрого процесса.
В пещерах первоначальной опорой грунта обычно является фиброармированный торкрет-бетон . Минимальная толщина мокрой смеси торкрет-бетона составляет 2 дюйма (5 см) по периметру обнаженной земли после каждого дня продвижения. Поскольку размеры пещеры и состояние грунта требуют, в последующие дни следует наносить дополнительные слои торкрет-бетона и сварной сетки из проволоки. Торкрет-бетон имеет прочность на сжатие 4000 фунтов на квадратный дюйм (28 МПа). В некоторых случаях также устанавливаются шаблонные или точечные анкерные болты. Там, где используются более широкие и высокие залы, для помощи в проектировании облицовки применяется моделирование.
Внутренняя отделка пещер является неотъемлемой частью процесса строительства. Гидроизоляционные детали важны для интерьеров винных пещер. Мокрые пятна и просачивания воды некрасивы и могут вызвать проблемы с обслуживанием и безопасностью. Однако миграция паров влаги через облицовку пещеры желательна для поддержания влажности.
После того, как пещерный комплекс полностью раскопан, гидроизолирован и изначально подперт, на стены и арку наносится слой финишного торкрет-бетона или простого/цветного торкрет-бетона толщиной 2 дюйма (5 см). Каналы коммуникаций и трубопроводы заключаются в последний слой торкрет-бетона в стенах и арке и размещаются под бетонной плитой пола. Железобетонные плиты обычно имеют толщину 6 дюймов (15 см) и подстилаются поддонным дренажем.
Для поддержки разнообразного использования комплексы винных пещер могут содержать до 13 различных систем коммунального обслуживания. К ним относятся системы горячего и холодного водоснабжения и технической воды, электропитания, освещения, звука и водных объектов, аварийного питания от аккумуляторов, систем сжатого газа, связи и радиореле, автоматической вентиляции, а также компьютеризированных датчиков и климат-контроля.
