Науката зад устойчивостта на земната архитектура

В целия свят местните техники за строителство от пръст са били използвани за първи път от много древни цивилизации. Първоначално общностите са изграждали подслони от пръст – най-лесно достъпния за тях материал – и са предавали строителните си техники на поколенията. Земната архитектура се е развивала с внимателно разбиране на земята и местоположението. С практиките, усъвършенствани преди десетилетия, е очарователно да се види как земната архитектура остава устойчива на изпитанията.

Това, което изглежда като слаба структура, направена от сурова пръст, всъщност е много издръжлива конструкция благодарение на техниките, създадени от опитни строители. Земната архитектура се смята за един от първите методи, разработени от хората за създаване на подслони. В днешно време около една трета от населението на света живее в постройки от трамбована пръст, тухли от кал или коб. Тези структури са се запазили при земетресения, урагани и екстремни метеорологични явления по целия свят. Докато методите на строителство и формите на архитектурата варират в различните географски местоположения, научните принципи зад устойчивостта се споделят отвъд границите.

Подреждане на частиците

Една проба от необработена земя може да съдържа разнообразни по форма и размер минерали в зависимост от региона, в който е намерена. Тази специфика прави суровата пръст здрава и устойчива на външни сили. Стената от пръст е солидна и здрава благодарение на изключителната плътност на частиците, които са подредени с възможно най-малко празнини между тях.

За да се постигне това, строителите контролират зърнистостта на материала, като се уверяват, че всяко празно пространство е запълнено. Дори малка празнота в стената може да се превърне в потенциална точка на пречупване. В сместа всяка частица се позиционира така, че да се осигури хомогенност и равномерна консистенция. Получената конфигурация гарантира, че изградените стени са здрави и могат да издържат собственото си тегло, докато стоят изправени.

Триене

Грапавостта на частиците в земния материал играе важна роля при изграждането на здрави и устойчиви структури. Макар да имат голямо въздействие, грапавостта и детайлната текстура на частиците могат да се забележат само в атомен мащаб. Когато тези грапави повърхности се търкат една в друга в сместа, се създава триене. Силата на триене не позволява на частиците да се отдалечават една от друга, което би довело до разрушаване на стената.

Кохезия

Кохезионните сили – силата, която държи частиците тясно свързани една с друга – също значително влияят върху здравината на земната архитектура. Кохезията предизвиква привличане между материалните частици и по този начин засилва силата на триене. Способността на минералните частици да останат заедно втвърдява структурните елементи и е свързана с пластичността на сградата. Кохезията гарантира, че сградата е в състояние да издържи на външни сили като напрежение на опън и натиск. Когато наличната местна почва не е достатъчно кохезивна, тя може да бъде подобрена с добавки от горния почвен слой или трева.

В присъствието на влага земните частици са по-добре свързани помежду си. Например влажният пясък е по-кохезивен от сухия и се задържа дълго време заедно. Водата се кондензира в тесните пространства между частиците, като слепва материала. Когато водата се разпространява по повърхността на сместа, се създава повърхностно напрежение, което привлича частиците една към друга. Тази форма на кохезия се нарича капилярна кохезия.

Степента на капилярна кохезия в дадена смес зависи от относителната влажност на въздуха и от количеството вода, добавено към нея. При наличието на атмосферна влажност силите на привличане между частиците се засилват. Това свойство позволява на земната архитектура да се адаптира към променящите се метеорологични условия. Стена от трамбована пръст, която може да устои на екстремна влажност, ще стане по-здрава при много сухи условия.

Строителството с пръст се развива като устойчива и икономическа алтернатива на индустриалните строителни материали. Принципите, които го ръководят, могат да вдъхновят различни иновации, за да се разпространи широкото използване на този строителен материал. С оглед на изменението на климата, което е в центъра на вниманието на архитектите, преминаването към „икономика на новите материали“ е от решаващо значение за изграждането на екологично устойчива среда. Земната архитектура може да бъде водеща по пътя към устойчивост на климата.