版築建設

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背景

版築は本質的に人工の堆積岩です。土の深い層の下で何千年もの間圧縮されるのではなく、適切に準備された土を機械的に圧縮することによって数分で形成されます。圧縮は、ハンマーのような装置を使用して手動で、レバー操作のレンガ製造プレスを使用して機械的に、または空気駆動のタンピングツールを使用して空気圧で行うことができます。手動またはパワータンパーを使用した動的圧縮は、土壌を圧縮するだけでなく、個々の汚れ粒子を振動させ、可能な限り最も密に詰まった配置にシフトします。完成すると、版築はコンクリートとほぼ同じくらいの強度になります。

版築で建てられた家には、木造建築に比べていくつかの利点があります。壁は耐火性で、腐敗しにくく、シロアリの影響を受けません。頑丈な18〜24インチ（45.72〜60.96 cm）の厚さの壁は、ほぼ防音対策が施されています。巨大な壁は家の中の快適な温度を維持するのに役立ち、夏の暑い日や冬の寒い夜に通常発生する温度の変動を抑えます。太陽エネルギーを最大限に活用するように設計および方向付けされた場合、版築住宅は、木造住宅よりも80％少ないエネルギー消費で快適になります。一方、初期建設は非常に労働集約的であるため、木造建築よりも約5％高価です。

歴史

人類は何千年もの間、地球自体を使って家やその他の構造物を建ててきました。歴史上最も初期の都市であるジェリコは、地球で建てられました。寺院、モスク、教会は、古代中東全体に泥レンガと版築で建てられました。エジプトのファラオは、版築で作られた都市を支配しました。極東では、この技術は家だけでなく、万里の長城の古代の先駆者を建てるためにも使用されました。ローマ人とフェニキア人はこの技術をヨーロッパに持ち込み、そこで2、000年以上使用されました。

米国では、版築建設は1780年から1850年頃まで人気があり、大量生産された耐火レンガと製材が容易に入手できるようになりました。家は、土よりも現代的でエレガントな素材と見なされていたレンガや木材を使用して、より迅速かつ簡単に建てることができました。第一次世界大戦後と大恐慌の間に経験した供給不足は、版築の建設を20年間支持するようになりました。フランクロイドライトは、版築で作られた家を設計しました。

第二次世界大戦が終わったとき、国は住宅に対する大きな需要に直面し、戦時中の工場はより迅速なタイプの建設に使用できる建築材料の製造に目を向けました。版築は、環境に配慮した1970年代に再び普及するまで、片付けられました。 Michael Reynoldsによって発明されたこの技術の修正版は、土でいっぱいに突っ込んだ廃棄された自動車タイヤのビルディングブロックを使用しています。これらの家は、使用済みタイヤを埋め立て地から遠ざけるだけでなく、経験の浅い初めての建築業者によって建てることができます。住宅所有者が自分や親戚、友人の無給労働を利用し、多くの建材を無料で手に入れることができれば、木造住宅の半分以下の建設費に抑えることができます。

何千年もの間、版築の建設は、ある世代の建設業者から次の世代へと個人的に教えられてきました。 20世紀初頭のアメリカでは、そのような経験豊富な建築業者のネットワークは存在しませんでした。米国農務省は、建物用の版築壁というタイトルのマニュアルを作成し、公開しました。 それは人々に彼ら自身の家を建てる方法を示しました。版築の方法と品質を改善するために設計された研究プロジェクトが学術雑誌に報告され、1926年から1950年にかけて、版築に関する100以上の記事が貿易雑誌や人気雑誌に掲載されました。

最近のいくつかの革新により、建設のスピードと容易さが向上し、最終製品の構造的完全性が向上しています。たとえば、空気圧タンパーを使用すると、従来の手動による方法よりもはるかに迅速に土壌を圧縮できます。組み立てが簡単なフォームを使用すると、壁を1〜2フィートずつ連続した層として構築するのではなく、頑丈なパネルとして構築できます。昔ながらの手動による方法を使用して、4人の乗組員は1日あたり40〜50平方フィート（12.19〜15.24平方メートル）の版築壁を建てることができます。電動工具を使用すると、同じ乗組員が1日あたり300平方フィート（91.44平方メートル）を建設できます。 Rammed EarthWorksの創設者であるDavidEastonは、壁を補強して構造的に統合するために、いくつかの耐震設計を開発しました。代替設計の選択は、最も近い地震断層までの距離など、いくつかの考慮事項に依存します。

原材料

名前が示すように、版築で使用される主要な材料は土そのものです。土壌には5つの基本的なタイプ（砂利、砂、シルト、粘土、有機物）があり、特定の場所の土は通常、これらのタイプのすべてまたはほとんどの組み合わせです。歴史的に、最も長く続く版築の壁は、70％が砂で30％が粘土である土でできていました。新しい建築現場の土壌は、その適合性を判断するためにテストされます。有機物を土壌から除去する必要があります。必要に応じて、別の種類の土壌をトラックで運び、既存の土壌と混合して、効果的なブレンドを作成できます。セメントを土壌に加えて、その強度と耐湿性の両方を高めることができます。通常、コンクリートの製造に使用される比率の約4分の1です。

鉄筋は基礎に配置され、場合によっては壁に配置されます。合板は、標準的な版築構造の取り外し可能なフォームを作成するために使用されます。 4分の3インチ（1.9 cm）の合板のシートは十分な厚さです。片面に薄いプラスチックコーティングが施された高密度オーバーレイ（HDO）パネルは、建設後に壁から簡単に外れるため、特に効果的です。これにより、完成したばかりの壁がきれいに仕上げられるだけでなく、フォームボードが将来のプロジェクトで使用できるように良好な状態になります。

版築タイヤの建設では、締固められた土に加えて、廃棄された自動車用タイヤ、アルミ缶、段ボールを使用します。 2,000平方フィート（609.6平方メートル）の家の壁を作るために約1,000本のタイヤが使用されています。

デザイン

版築の家は、サイトを最もエネルギー効率の良い方法で使用するようにカスタム設計されています。それらは、寒い冬の湿気の多い地域を含む多くの気候地域のためにうまく設計することができます。窓のサイズと配置は、冬の太陽熱と夏の涼しい風を利用する上で重要な要素です。家は嵐からの保護を提供する丘を利用するように配置することができます。日陰の木やトレリスのつる植物は夏の暑さから解放されますが、冬には暖かい日差しを浴びることができます。

製造
プロセス

版築の家は、3つの基本的な方法のいずれかで建てることができます。個々の版築レンガは、標準的な建築技術で形成および使用できます。実際、そのようなレンガは、他の技術で建てられた版築の家の​​床を形成するために使用される可能性があります。標準的な版築の建設には、木の形を立てて圧縮することが含まれます 標準的な版築の建設では、木型を立て、準備した土をこれらの型に圧縮し、壁の後で取り除きます。完了しました。 タイヤ方式では、使用済みの自動車用タイヤの列を、おそらく鋼を中心に、コンクリートの基礎の上に単純に配置します。基礎から伸びる鉄筋。その後、タイヤは土で満たされます。 2,000平方フィート（1609.6平方メートル）の家の壁を作るために約1,000本のタイヤが使用されています。準備された土をこれらの型に入れ、壁が完成した後に取り除きます。版築タイヤ法は、一般的に使用される代替手段です。以下の説明は、標準的な方法とタイヤの方法の概要です。

サイトの準備

• 1 1〜2インチ（2.5〜5 cm）の表土を建築現場から取り外して保管し、完成した構造物の周囲で交換できるようにします。雑草や根などの有機物は除去され、建設後の造園に使用するために堆肥化することができます。サイトがクリアされた後、家の輪郭が杭打ちされます。土は平らな表面を保証する深さまで掘削されます。発掘調査には、建物の床面積と3フィート（1 m）の周囲の緩衝地帯が含まれます。壁が冬の凍結線より下の深さまで地面に固定されるように、海溝を掘ることができます。

基礎を築く

• 2鉄筋コンクリートでできている基礎は、下にある土の強度に応じて、壁の厚さの3倍までの幅の基礎で構成されます。基礎は地面より上に延長され、版築の壁を基礎に接続する短い「幹壁」を形成します。建築設計によっては、スラブ床も流し込む場合があります。

土壌の分析

• 3建設資材に対する地元の土壌の適合性を判断するために、さまざまなテストが実施されます。たとえば、粒子測定テストでは、サンプル内の砂とシルトの相対的な比率が明らかになります。圧縮テストは、泥だんごを形成し、それを3フィート（1 m）の高さから落とすことによって実行されます。ボールが衝撃で崩壊する程度は、構築のためのその有用性を明らかにします。他のより正確なテストは、地盤工学研究所で実行できます。土着の土壌が建築に不適切または不十分な場合は、別の供給源からの土壌とブレンドするか、置き換えることができます。土壌は採石場から購入するか、近くの建設現場からごみとして入手できる場合があります。その場合、無料または最小限のコストで配送できます。

壁のフレーミング

• 4伝統的に、一度に2フィート（0.6 m）の壁を構築するために木製のフォームが使用されていました。型が完全に締固められた土で満たされた後、それは壁の次のセクションを形成するために取り除かれ、リセットされます。より効率的な方法により、壁の高さ全体（複数の階でも）のフォームを作成できるようになりました。水平方向では、フレームワークは壁の全長を形成する場合もあれば、構造強度を高めるために鉄筋コンクリートで埋めることができる6インチ（15 cm）のギャップで区切られた短いパネル[たとえば、長さ8フィート（2.44 m）]を形成する場合もあります。フレーミングは、重要性と時間の両方の観点から、建設プロセスの主要なコンポーネントです。通常、フレームワークを設定、位置合わせ、および削除するよりも、フォーム内の土を埋めて圧縮するのにかかる時間は短くなります。

  版築タイヤ構造の場合、木型は使用されません。中古自動車のタイヤの列は、おそらく基礎から伸びる鋼の鉄筋を中心に、コンクリートの基礎の上に単に置かれます。タイヤの各層が充填および圧縮された後、別の層が追加され、下の層からタイヤの直径の半分だけオフセットされます。

土を突き固める

• 5従来の改ざんは、重い木製のブロックでできており、ハンドルは中央から上向きに伸びています。よりコンパクトなバージョンは、1インチ（2.5 cm）のパイプのセクションに溶接された4インチ（10 cm）の正方形の鋼板から作成できます。湿った土の4-6インチ（10-15 cm）の層がフォームの内側に配置され、作業者は12-18インチ（30-46 cm）の高さからタンパーを落とします。実際、現在、ほとんどの作業は空気圧式の改ざんによって迅速に行われ、手動装置は電気ボックスまたは配管パイプの周囲の狭いスペースでのみ使用されます。層の表面全体にわたってタンパーを何度も繰り返した後、タンパーの衝撃によって発生するノイズは、鈍い音から鳴る音に変わります。これは、土が元の体積の約半分に圧縮されたときに発生します。この時点で、準備された土の別の層が追加され、タンピングプロセスが繰り返されます。タンピングが終了すると、木型が取り除かれます。

  タイヤをフレームワークとして使用する場合、タンピングプロセスは異なります。この場合、段ボールのシートがタイヤの穴の底を横切って置かれ、湿った土がタイヤに押し込まれます。汚れは手作業でタイヤ内部に詰め込み、スレッジハンマーで繰り返し打撃して圧縮します。この技術を使用すると、約3つの手押し車の積荷（350ポンドまたは158.9 kg）の土を各タイヤに詰めることができます。汚れがドキドキすると、タイヤの壁が膨らみ、タイヤが下の列に連動します。追加の層が追加され、壁が高くなるにつれて、作業員がタイヤを充填して叩きながら立つ場所を確保できるように、足場を構築する必要があります。

壁の仕上げ

• 6壁の内面は、多くの場合、漆喰で仕上げられています。そのようなコーティングが適用されていない場合は、ほこりが脱落するのを防ぐために、壁を透明な浸透性シーラントで処理する必要があります。石（版築で作られたものでも）はやや多孔質であるため、特定の気候地域では、壁の外面を耐候性にするためにシーラントを塗布する必要がある場合があります。

  版築タイヤの壁は、タイヤ間の隙間にアルミ缶を挿入し、残りの隙間をアドビ（わらで補強された泥）で埋めることで仕上げられます。土は壁の外面に詰め込まれ、タイヤを完全に隠す平らな面を作ります。壁の内部は、2〜4インチ（5〜10 cm）の漆喰またはスタッコで仕上げられています。

副産物/廃棄物

版築構造物は天然資源を効率的に利用します。パックタイヤで作られたものは、社会のゴミの一部を生産的に利用しています。タイヤは3フィート（0.9 m）の厚さの壁に密閉されているため、酸素も太陽の紫外線もタイヤと反応しません。これは、彼らが発火することができず、有毒な化学物質を放出しないことを意味します。構造物は木造建築物よりも優れた耐火性を備えており、ゴムの臭いはありません。

未来

1700年代後半、フランスの建築家フランソワコインターローは、版築の建設を研究して宣伝するためにパリに学校を設立しました。彼はこれを pise'de terre と呼びました。 （土の水たまり）。今日、David Eastonは、彼がPISE（Pneumatically Impacted Stabilized Earth）と呼ぶ版築の新しいバージョンを開発しました。それは片側の形に対して高圧下で準備さ​​れた土を噴霧することを含みます。この技術は、1日あたり18インチ（45.72 cm）の厚さの壁を1,200 sq ft（365.76 sq m）生成できます。これは、通常の4人の乗組員が箱のようなフォームやコンパクトな地球をパワータンパーで埋めることができる速度の4倍です。