Строительство тюков соломы - Straw-bale construction

Высококлассное использование изоляции тюков соломы в сочетании с энергоэффективными пассивными функциями[1]
Строительство тюков соломы в г. Уиллитс, Калифорния
Пример SMS-сообщения Straw Bale Home
Внешний вид библиотеки тюков соломы в Маттава, Вашингтон взято в 2008 году (построено в 2002 году компанией IronStraw Group)

Строительство тюков соломы это строительство метод, который использует тюки соломы (обычно пшеничная, рисовая, ржаная и овсяная солома) как структурные элементы, изоляция здания, или оба. Этот метод строительства обычно используется в естественное здание или «коричневые» стройки. Исследования показали, что строительство из тюков соломы является экологически безопасным методом строительства с точки зрения материалов и энергии, необходимых для отопления и охлаждения.[2]

Преимущества конструкции из тюков соломы по сравнению с обычными строительными системами включают возобновляемую природу соломы, стоимость, легкую доступность, естественную огнестойкость и высокую изоляционную ценность.[3][4][5] К недостаткам можно отнести подверженность гниению, сложность получения страхового покрытия и высокие требования к месту для самой соломы.[6] Исследования проводились с использованием датчиков влажности, размещенных внутри стенки соломы, в 7 из 8 мест содержание влаги составляло менее 20%. Это уровень влажности, который не способствует разрушению соломы.[7] Однако правильная конструкция стены из тюков соломы важна для снижения уровня влажности, как и при строительстве любого типа здания.

История

Соломенные дома строили на африканских равнинах со времен Палеолит Эра. Тюки соломы использовались при строительстве 400 лет назад в Германии; соломенные крыши уже давно используются в Северной Европе и Азии. Когда европейские поселенцы пришли в Северную Америку, типи были утеплены зимой рыхлой соломой между внутренней и внешней обшивкой.[8]

Одноэтажное здание с остроконечной крышей, небольшой шпиль.
Церковь Святости Паломника в Артуре, Небраска

Создание тюков соломы было значительно облегчено благодаря механическому пресс-подборщику сена, который был изобретен в 1850-х годах и получил широкое распространение к 1890-м годам.[8] Это оказалось особенно полезным в Небраска Sandhills. Пионеры ищут землю под Закон о усадьбе 1862 г. и 1904 г. Закон кинкейда обнаружил нехватку деревьев на большей части Небраски. Во многих частях штата почва подходила для землянки и дерновые дома.[9]Однако в Сандхиллах почва в основном была плохим строительным дерном;[10] в тех немногих местах, где можно было найти подходящий дерн, он был более ценным для сельского хозяйства, чем как строительный материал.[11]

Первым задокументированным использованием тюков сена в строительстве в Небраске было здание школы, построенное в 1896 или 1897 году. Не огороженное и незащищенное штукатуркой или штукатуркой, в 1902 году сообщалось, что оно было съедено коровами. Чтобы бороться с этим, строители начали оштукатурить свои конструкции из тюков; Если цемент или известковая штукатурка отсутствовали, использовался местный «гумбо-шлам».[11] Между 1896 и 1945 годами в Сандхиллах было построено около 70 зданий из соломенных тюков, включая дома, хозяйственные постройки, церкви, школы, офисы и продуктовые магазины.[8] В 1990 г. сообщалось, что в Артур и Логан Графства,[12]в том числе 1928 г. Церковь Святости пилигримов в деревне Артур, который указан в Национальный реестр исторических мест.[10]

С 1990-х годов строительство тюков соломы было значительно возрождено, особенно в Северной Америке, Европе и Австралии.[13] Это возрождение, вероятно, связано с повышенным вниманием к окружающей среде и естественными, нетоксичными качествами материала, низким внутренная энергия, и относительная доступность. Конструкция из соломенных тюков столкнулась с проблемами в отношении строительных норм и правил в зависимости от местоположения здания.[14][15] Однако в США введение приложений S и R в Международный жилищный кодекс 2015 г. помогло узаконить и улучшить понимание строительства тюков соломы. Во Франции после утверждения в 2012 году профессиональных правил строительства из соломы эта технология признана «общей технологией» и соответствует требованиям для стандартных программ страхования.[16]

Метод

Создание тюков соломы обычно состоит из штабелирования тюков (часто текущая облигация ) на возвышении или Фонд, С защитой от влаги или капиллярного разрывом между тюками и их опорной платформой.[17] Обычно используются два типа тюков соломы: связанные вместе двумя нитками и три. Трехструнный тюк больше по всем трем параметрам.[18] Стенки тюка можно связать шпильками бамбук или же дерево (внутри тюков или на их лицевых сторонах) или с поверхностными проволочными сетками, а затем лепной или же оштукатурен либо с составом на основе извести, либо с грунтовкой / глиняной штукатуркой. Тюки могут фактически служить структурной опорой для здания.[19] ("несущий "или техника в стиле Небраски"), как это было в случае с оригинальными образцами конца 19 века. Сборка оштукатуренных тюков также может быть спроектирована так, чтобы обеспечивать боковой и сдвигать поддерживать на ветровые и сейсмические нагрузки.

Дом из соломенных тюков, оштукатуренный суглинок глиняная штукатурка расположен в Ласточки, на юго-востоке Нидерланды

В качестве альтернативы, строения из тюков могут иметь структурный каркас из других материалов, обычно пиломатериалов или деревянных каркасов, с тюками, служащими просто в качестве изоляции и гипсовой основы (техника "заполнения" или "не несущая нагрузка"), что наиболее часто требуется в северных регионах. регионах и / или во влажном климате. В северных регионах потенциальная снеговая нагрузка может превышать прочность стенок тюка. Во влажном климате необходимость нанесения паропроницаемой отделки исключает использование штукатурки на цементной основе. Кроме того, включение каркасного каркаса из дерева или металла позволяет возвести крышу до подъема тюков, что может защитить стенку тюков во время строительства, когда она наиболее уязвима для повреждения водой во всех, кроме наиболее надежных засушливых климатов. . Сочетание обрамление также могут использоваться методы несения нагрузки, называемые «гибридной» конструкцией тюков соломы.[20]

Строительство тюков соломы

Тюки соломы также можно использовать как часть Лонжерон и конструкция мембраны (SMS) стеновая система, слегка усиленная 5-8 см (2-3 дюйма) гунит или же торкретирование шкуры соединены между собой удлиненной легкой арматурой "X" в головных стыках тюков.[21] В этой стеновой системе бетонная оболочка обеспечивает структуру, сейсмическое усиление и огнестойкость, а тюки используются в качестве несмываемого материала. опалубка и изоляция.

В Университет Бата завершила исследовательскую программу, в которой использовались панели ModCell - сборные панели, состоящие из деревянного каркаса, заполненного тюками соломы и обработанного воздухопроницаемой системой на основе извести - для строительства BaleHaus, конструкции из тюков соломы на кампусе университета. . Мониторинг конструкции, проведенный архитектурными исследователями в университете, показал, что, помимо уменьшения воздействия на окружающую среду, конструкция предлагает и другие преимущества, в том числе более здоровый образ жизни за счет более высокого уровня теплоизоляции и регулирования уровня влажности. Группа опубликовала ряд исследовательских работ о своих выводах.[22]

Обычно использовались «полевые тюки» (тюки, созданные на фермах с помощью прессовальных машин), но в последнее время «предварительно сжатые» тюки (или «соломенные блоки») с более высокой плотностью увеличивают нагрузку, которая может поддерживаться. Полевые тюки могут выдерживать около 900 кг на погонный метр стены (600 фунтов / погонный фут), но тюки высокой плотности выдерживают до 6000 кг на погонный метр стены (4000 фунтов / лин. Фут), и более. Основной метод изготовления тюков в настоящее время все больше распространяется на связанные модули из других часто перерабатываемых материалов, включая тюки из шин, картон, бумагу, пластик и использованные ковровые покрытия. Этот метод также был распространен на мешки, содержащие «тюки» древесной щепы или рисовая шелуха.[4][5]

Тюки соломы также использовались в очень энергоэффективных зданиях с высокими эксплуатационными характеристиками, таких как S-House.[23] в Австрии, который соответствует энергетическому стандарту Passivhaus. В Южной Африке пятизвездочный домик, сделанный из 10 000 соломенных бутылок, вмещал таких знаменитостей, как Нельсон Мандела и Тони Блэр.[24] В швейцарских Альпах, в маленькой деревушке Nax Mont-Noble, в октябре 2011 года начались строительные работы для первого отеля в Европе, полностью построенного из тюков соломы.[25] Убежище Харрисона,[26] в Джошуа-Три, штат Калифорния, спроектирован таким образом, чтобы выдерживать высокие сейсмические нагрузки в этой области, с использованием только сборки, состоящей из тюков, рейки и гипса.[27] Техника успешно использовалась для строительства соломенных домов в сельских районах Китая.[28] Купола из соломенных тюков вдоль сирийско-африканского разлома в кибуце Лотан имеют внутреннюю геодезическую структуру из стальных труб.[29] Еще один способ воспользоваться преимуществами соломы - встроить стенки тюков соломы в уже существующую конструкцию.[30]

Тепловые свойства

Интерьер библиотеки тюков соломы[28]

Прессованные тюки соломы имеют широкий диапазон задокументированных значений R. R-value является мерой качества изоляционных материалов, чем выше число, тем лучше изоляционные свойства. Сообщаемое R-значение колеблется от 17-55 (в американских единицах) или 3-9.6 (в СИ) в зависимости от исследования, различные конструкции стен могут быть ответственны за широкий диапазон R-значения.[31][32] учитывая, что тюки имеют толщину более 30 см, коэффициент сопротивления теплопередаче на дюйм ниже, чем у большинства других коммерческих типов изоляции, включая войлок (3-4) и пенопласт (~ 5). Стены тюков обычно покрываются толстым слоем штукатурки, которая обеспечивает хорошее распределение термическая масса, активны краткосрочным (суточным) циклом. Сочетание изоляции и массы обеспечивает отличную платформу для пассивная солнечная конструкция здания для зимы и лета.

Стены прессованных и оштукатуренных тюков соломы также устойчивы к возгоранию.[33]

Проблемы с тюками соломы

Две важные проблемы, связанные с изготовлением тюков соломы, - это влажность и плесень. На этапе строительства здания необходимо защитить от дождя и от протечек воды в корпус стен.[34] Под воздействием воды сжатая солома может расшириться из-за поглощения влаги. В свою очередь, это может вызвать большее растрескивание, через которое может проникнуть больше влаги. Дальнейшее повреждение стены может быть вызвано плесенью, выделяющей потенциально токсичные споры в полости стены.[35] и в воздух.[36] В жарком климате, где стены могли стать влажными изнутри, внутренняя температура может повыситься (из-за разложения поврежденной соломы). Крысы и мыши могут проникать в дома из тюков соломы во время строительства, поэтому необходимо следить за тем, чтобы такие животные не попали в этот материал. Другие проблемы связаны с соломенной пылью, которая может вызывать затруднения дыхания у людей с аллергией на солому или сено.[37][38]

Несколько компаний разработали сборные стены из соломенных тюков. Из этих панелей легко собрать пассивный экологический дом.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Запись S-House" (PDF). Получено 2014-04-08.
  2. ^ Милутене, Эдита и др. «Повышение устойчивости зданий с использованием возобновляемых материалов и энергии». Политика чистых технологий и окружающей среды 14.6 (2012): 1075-84.
  3. ^ Канадская ипотечная и жилищная корпорация. «Использование энергии в домах из соломенных тюков». Проверено 4 сентября 2008 г.
  4. ^ а б Стин, Стин и Бейнбридж (1994). Дом из соломенных тюков. Chelsey Green Publishing Co. ISBN  0-930031-71-7.
  5. ^ а б Магвуд и Марк (2000). Здание соломенного тюка. Издатели нового общества. ISBN  0-86571-403-7.
  6. ^ Вебстер, Бен (20 мая 2010 г.). "Обижайся сколько угодно - соломенный дом не взорвешь". Лондон: The Times, 20 мая 2010 г.
  7. ^ Гудхью, Стив, Ричард Гриффитс и Том Вулли. «Исследование содержания влаги в стенах здания из соломенных тюков». Строительство и окружающая среда 39.12 (2004): 1443-51. Распечатать.
  8. ^ а б c Маркс, Линн Р. (2005). «Соломенные тюки как жизнеспособный, рентабельный и устойчивый строительный материал для использования в юго-восточном Огайо». Магистерская работа, Университет Огайо. Проверено 10 августа 2010.
  9. ^ Обзор исторических зданий Небраски: округ Кастер Государственное историческое общество Небраски. Проверено 29 августа 2010.
  10. ^ а б Спенсер, Джанет Джеффрис и Д. Мерфи (1979). «Национальный реестр исторических мест - Форма для номинации: Церковь Святости пилигримов» Государственное историческое общество Небраски. Проверено 10 августа 2010.
  11. ^ а б Хэмметт, Джерилу и Кингсли (1998). "Поиски соломенного балка". ДИЗАЙНЕР / строитель журнал, август 1998 г. Статья воспроизведена на "Последняя соломинка" интернет сайт. Проверено 10 августа 2010.
  12. ^ Кей, Джон, Дэвид Энтон, Роберт Кей и Кристина Хагли (1990). «Обзор исторических зданий Небраски, Заключительный отчет разведывательного исследования округа Артур, Небраска». Государственное историческое общество Небраски. Проверено 29 августа 2010.
  13. ^ Холлис, Мюррей (2005). Практическое строительство тюков соломы. Коллингвуд: Landlinks Press. ISBN  0-643-06977-1.
  14. ^ Кэтрин Хендерсон Наука, технологии и человеческие ценности, Том. 31, № 3, Этика и инженерное проектирование (май 2006 г.), стр. 261-288
  15. ^ Хаммер, Мартин (1 февраля 2006 г.). «Десять лет спустя: Strawbale в строительных нормах». Buildinggreen.com. Получено 4 октября 2013.
  16. ^ http://rfcp.fr/les-regles-professionnelles/
  17. ^ Джонс, Барбара (2002). Строительство из соломенных тюков: практическое руководство для Великобритании и Ирландии (Издание 2011 г.). Дартингтон, Тотнес, Девон TQ9 6EB: Зеленые книги. п. 26. ISBN  978-1-900322-51-5.CS1 maint: location (связь)
  18. ^ Киф, Крис. «Дизайн соломенных тюков - выбор соломенных тюков правильного размера». Strawbale.com.
  19. ^ Малин, Надав (1 мая 1993 г.). "Строительство из тюков соломы". .buildinggreen.com. Получено 5 октября 2013.
  20. ^ Мирман, Мэттс; ТАК. Макдональд (1994). Постройте его из тюков. На Бейле. ISBN  0-9642821-1-9.
  21. ^ Блэк, Гэри и Манник, Анри, «Лонжерон и структура мембраны», журнал «Последняя солома», № 17, зима 1997 г.
  22. ^ «BaleHaus: инновации в строительстве тюков соломы». Батский университет. Получено 8 июля 2014.
  23. ^ Ханс-Петер Петек. "С-Хаус". S-house.at. Получено 2014-04-08.
  24. ^ «Пятизвездочный лодж Didimala - самое большое в мире соломенное здание!». Жить. Получено 2014-04-08.
  25. ^ «Блог о первой гостинице, построенной из соломенных тюков». Mayaguethouse.wordpress.com. Получено 2014-04-08.
  26. ^ [1] В архиве 21 июня 2011 г. Wayback Machine
  27. ^ «Программа просмотра Google Диска». Получено 2014-04-08.
  28. ^ а б «Программа просмотра Google Диска». Получено 2014-04-08.
  29. ^ EcoCampus, Центр творческой экологии, кибуц Лотан
  30. ^ Уитти, Кэдмон. «Я завернул свой дом в солому: строитель тюков из соломы превратил уродливый старый, пожирающий энергию дом в уютный и эффективный дом с помощью уникального процесса модернизации соломенных тюков». Естественная жизнь Сентябрь-октябрь. 2009 Печать.
  31. ^ «R-ценность соломенных тюков ниже, чем сообщалось ранее - EBN: 7: 9». Buildinggreen.com. Получено 2014-04-08.
  32. ^ [2] В архиве 10 июля 2011 г. Wayback Machine
  33. ^ "Видео об испытании на огнестойкость соломенных тюков - Сеть экологических зданий". Ecobuildnetwork.org. Получено 2014-04-08.
  34. ^ http://thesustainablehome.net/do-straw-bale-buildings-last/
  35. ^ Kuhn, D. M .; Ганноум, М.А. (2003). "Домашняя плесень, токсигенные грибы и Stachybotrys chartarum: перспектива инфекционных заболеваний". Обзоры клинической микробиологии. 16 (1): 144–172. Дои:10.1128 / CMR.16.1.144-172.2003. ЧВК  145304. PMID  12525430.
  36. ^ https://www.nachi.org/strawbalehomebasics2006.htm
  37. ^ http://envibuild.eu/archive/2014/proceedings2014/enviBUILD-2014-proceedings.pdf
  38. ^ http://emedicine.medscape.com/article/298811-overview

дальнейшее чтение

  • Корум, Натаниэль (2005). Строительство дома из соломенных тюков: руководство по строительству Red Feather. Нью-Йорк: Princeton Architectural Press. ISBN  978-1-56898-514-5.
  • Король, Брюс (2006). Дизайн зданий из соломенных тюков: современное состояние. Сан-Рафаэль, Калифорния: Green Building Press. ISBN  978-0-9764911-1-8.
  • Мэгвуд, Крис; Мак, Питер; Терриен, Тина (2005). Подробнее Строение из соломы: Полное руководство по проектированию и строительству из соломы. Остров Габриола, Британская Колумбия: Издатели Нового Общества. ISBN  978-0-86571-518-9.
  • Стин, Афина Свентцелл; и другие. (1994). Дом соломенных тюков. Уайт Ривер Джанкшен, Вт .: Chelsea Green Publ. Co. ISBN  978-0-930031-71-8.

внешняя ссылка