A föld-építészet ellenálló képessége mögött álló tudomány

A földépítészet messzemenő múltra tekint vissza. Történetét továbbra is olyan idős szerkezetek mesélik el, amelyek kiállták az idő próbáját.

Világszerte számos ősi civilizáció úttörője volt az őshonos földépítési technikáknak. A közösségek eredetileg földből – a számukra legkönnyebben hozzáférhető anyagból – építettek menedéket, és építési technikáikat generációkon keresztül adták tovább. A földépítészet a föld és a hely gondos ismeretében fejlődött ki. Az évtizedekkel ezelőtt tökéletesített gyakorlatokkal lenyűgöző látni, hogy a földépítészet a viszontagságok ellenére is ellenálló maradt.

A nyers földből készült, gyenge szerkezetnek tűnő építmény valójában nagyon tartós, köszönhetően a képzett építők által alkalmazott építési technikáknak. Ez az egyik első olyan módszer, amelyet az emberek fejlesztettek ki menedékek létrehozására. Napjainkban a világ lakosságának körülbelül egyharmada él valamilyen vályogfalazatból, döngölt földből vagy kobakból készült földszerkezetben. Ezek a szerkezetek világszerte földrengések, hurrikánok és szélsőséges időjárási események során is megállták a helyüket.

Az ősi közösségek mélyen megértették a földdel való munka módját, és generációkon keresztül adták tovább a hagyományokat. Az építők tökéletesítették az időtálló földszerkezetek tervezésének művészetét. Míg az építési módszerek és az építészeti formák földrajzi helyenként eltérőek, az ellenálló képesség mögött meghúzódó tudományos alapelvek határokon átívelően közösek.

Egy nyers földminta a régiótól függően különböző formájú és méretű ásványi anyagokat tartalmazhat. Ez a különleges anyag az, ami a nyersföldet jól tartja és ellenáll a külső erőknek. Egy földfal szilárd és szilárd, mivel a részecskék rendkívüli sűrűségűek, szorosan egymás mellé tömörülnek, a lehető legkevesebb hézaggal közöttük.

Ennek elérése érdekében az építők ellenőrzik az anyag szemcsézettségét, ügyelve arra, hogy minden üres helyet kitöltsenek. A falon belül még egy kis üresség is potenciális törésponttá válhat. A keverékben minden egyes szemcsét úgy helyeznek el, hogy biztosítsák a homogenitást és az egyenletes konzisztenciát. Az így kialakított konfiguráció biztosítja, hogy az épített falak stabilak legyenek, és függőlegesen állva elbírják a saját súlyukat.

Súrlódás

A földanyagban lévő részecskék érdessége fontos szerepet játszik a robusztus és rugalmas szerkezetek építésében. Bár nagy hatása van, a részecskék érdessége és részletes textúrája csak atomi léptékben vehető észre. Amikor ezek az érdes felületek egymáshoz dörzsölődnek az anyagkeveréken belül, súrlódás jön létre. A súrlódási erő megakadályozza, hogy a részecskék elguruljanak egymástól, ami a fal leomlásához vezetne. Ez az erő tartja a laza és száraz homokot, hogy kúp alakú kupacot képezzen, ahelyett, hogy laposan szétterülne.

Kohézió

A kohéziós erők – az az erő, amely a részecskéket szorosan egymáshoz kötve tartja – szintén jelentősen befolyásolják a földépítészet szilárdságát. A kohézió vonzást okoz az anyagrészecskék között, és ezáltal fokozza a súrlódási erőt. Az ásványi részecskék összetartó képessége megszilárdítja a szerkezeti elemeket, és összefügg az épület plaszticitásával. A kohézió biztosítja, hogy az épület képes legyen ellenállni a külső erőknek, például a húzó- és nyomófeszültségnek. Ha a helyben rendelkezésre álló talaj nem eléggé összetartó, akkor adalékanyagokkal, például termőtalajjal vagy fűvel javítható.

Kapilláris kohézió

Nedvesség jelenlétében a földrészecskék jobban kötődnek egymáshoz. Például a nedves homok jobban összetart, mint a száraz homok, és hosszú ideig összetart. A víz a részecskék közötti szűk terekben kondenzálódik, és összetapasztja az anyagkeveréket. Ahogy a víz szétterül a keverék felületén, felületi feszültség keletkezik, ami egymáshoz vonzza a részecskéket. A kohéziónak ezt a formáját kapilláris kohéziónak nevezzük.

A kapilláris kohézió mértéke egy anyagkeverékben a levegő relatív páratartalmától és a keverékhez hozzáadott víz mennyiségétől függ. A légköri nedvesség jelenlétében a részecskék közötti vonzóerők megerősödnek. Ez a tulajdonság lehetővé teszi a földépítészet számára, hogy alkalmazkodjon a változó időjárási körülményekhez. Egy olyan döngölt földfal, amely ellenáll a szélsőséges nedvességnek, nagyon száraz körülmények között szilárdabbá válik.

A világszerte az ősi civilizációkban gyökerező földépítés az ipari építőanyagok fenntartható és gazdaságos alternatívájaként fejlődik. Az építést vezérlő elvek inspirálhatják az innovációt, hogy elterjedjen ennek az építőanyagnak a széles körű használata. Mivel az építészek az éghajlatváltozásról gondolkodnak, az ökológiailag fenntartható környezetek építése érdekében elengedhetetlen az “új anyaggazdaságra” való áttérés. A földépítészet vezethet az éghajlatváltozással szembeni ellenálló képesség felé.

Forrás: www.archdaily.com