Arhitectura si Pamant [302825]

Universitatea „Spiru Haret”

Facultatea de Arhitectură

Arhitectură și pământ

Lucrare de licență

Îndrumător: Conf. Univ. dr. Arh. Teofil Mihăilescu

Stud.

Martie 2013

Cuprins

Introducere……………………………………………………………………………………………………3

Scopul lucrării………………………………………………………………………………………..3

Prezentarea conținutului lucrării………………………………………………………………….4

Capitolul I – Istoric………………………………………………………………………………………….5

I.1 Arhitectura din pământ la nivel global……………………………………………………..5

I.2 Pământ și pionierii arhitecturii moderne……………………………………………………8

I.3 Arhitectura din pământ din România……………………………………………………….11

[anonimizat]…………………………………………………………………..13

II.1 Pământul ca material de construcții……………………………………………………….13

II.2 Tehnici tradiționale…………………………………………………………………………17

II.2.1 Pământ săpat…………………………………………………………………………17

II.2.2 Pământ tăiat…………………………………………………………………………..20

II.2.3 Pământ turnat (pungi de pământ)……………………………………………….21

II.2.4 Acoperiri cu pîmânt………………………………………………………………….22

II.2.5 Pământ tasat………………………………………………………………………….23

II.2.6 Pământ zidid …………………………………….………………………..……25

II.2.7 Pământ extrudat………………………………………………………..………26

II.3 Tehnologie și pământ……………………………..…………………..……….26

II.3.1Inovatii în arhitectura din Pământ……………..…………………..……26

II.3.2 Pământul tasat stabilizat……………………………………………….29

[anonimizat]…………………………………………………….……..……33

Nk’Mip Desert Cultural Centre…………………………………………..………….…….33

Merricks House / Wood/Marsh…………………………………………….……….……36

BruderKlausFieldChapelPeterZumthor……………………………………………………….39

Concluzii……………………………………………………………………………………………………..42

Bibliografie………………………………………………………………………………………………….42

“Astăzi se estimează că o [anonimizat], trăiesc sau muncesc în clădiri construite din pământ. Se estimează că aproximativ 1.7 miliarde de oameni din populația globului trăiesc în case de pământ: aproximativ 50% din populația țarilor în curs de dezvoltare și cel puțin 20% din populația urbană și suburbană. [anonimizat] a fost acordată tradițiilor contemporane a arhitecturii din pământ”

[anonimizat], [anonimizat]. [anonimizat] o criză energetică și de poluare a mediului a intrat în atenția tuturor pentru prima dată în istoria omenirii. Criza de mediu, momentan o amenințare pentru omenire, este direct legată de evoluția tehnologică. Această tehnologie înaltă nu este ceva magic așa cum a fost odată considerată și in același timp ea nu poate rezolva toate problemele rasei umane. De fapt, în multe feluri și-a întors spatele ei însăși și amenință existența rasei umane.

Prin urmare, această lucrare își propune în principal examinarea unui material potrivit pentru a fi utilizat în contextul actual. Pământul s-a dovedid a fi un material de foarte mare succes de-a lungul secolelor. Cu tendința actuală a arhitecturii, este necesar ca pământul să utilizeze tehnicile moderne pentru a se reinventa pe el însuși.

Scopul acestei lucrări este studiul tehnicilor tradiționale și contemporane de construcție cu pământ evidențiind motivele pentru care acest material a devenit indesirabil pentru clientul de astăzi, precum și nuanțarea unor studii de caz din arhitectura contemporană ce arată inovațiile realizate în folosirea pământului ca material, subliniind potețialul si posibilitățile folosirii lui ca oricare alt material de construcție.

Prezentarea conținutului lucrării :

Având în vedere că astăzi, foarte multă lume este reticentă la folosirea pământului ca material în arhitectură dar în acelasi timp direcția spre care se îndreaptă arhitectura contemporană este una “verde” este oportun și necesar să aducem în discuție istoria pe care o are acest material în arhitectură, avantajele pe care le oferă și modul în care evoluția tehnologiei a impulsionat și impulsionează folosirea lui ca material în trecut și astăzi.

Lucrarea este structurată în trei capitole:

Primul capitol reprezintă o sinteză a istoriei arhitecturii din pământ la nivel global cat și local rezultată din cercetarea bibliografiei de specialitate, urmărind o prezentare a arhitecturii din pământ in imagini Chiar dacă ele nu sunt într-un aranjament cronologic se va discuta despre arhitectura pământului și despre valoarea pe care ea o are. Mai mult, se examinează metodele istorice și caracteristicile construcțiilor din pământ și pertinența acestora pentru dezvoltarea durabilă.

Al doilea capitol analizează diferitele tipologii aparute precum și modul cum au fost influențate acestea de către factori cum are fi: caracteristicile solului, condițiilor climatice, etc. De asemeni, capitolul cuprinde și analiza modului în care evoluția tehnologică și inovațiile din acest domeniu au transformat și reinventat acest material de-a lungul timpului

Capitolul trei al acestei lucrări este destinat concluziilor, precum și pentru analiza unor studii de caz din arhitectura contemporană

CAPITOLUL I. ISTORIC

I.1. Arhitectura din pământ la nivel global

Încă din cele mai vechi timpuri omul a folosit pământul pentru a-și construi adăposturile. Pe fiecare continent și în fiecare țară există tradiții bogate în ceea ce privește folosirea pământului ca material de construcție. De pe acoperișurile din Tibet ,din zona munților Anzi, câmpia Nilului, vaile din China sau Europa, sunt pline de construcții care folosesc pământul ca material de construcție principal.

Tehnicile de construcție din pământ au o vechime de peste 9000 de ani. Locuințe construite din cărămizi de lut datate cu 8000 ÎC au fost descoperite în Rusia (Pumpelly, 1908). De asemeni, fundații din lut bătătorit (5000 î.e.n) au fost gasite în Asiria. Pământul a fost folosit ca ma)terial de construcție în toate civilizațiile străvechi nu doar pentru locuințe dar și pentru clădiri religioase: orașul Bam în Iran (din care anumite zone au peste 2500 de ani vechime), zidul Chinei cu o vechime de peste 4000 de ani a fost construit inițial doar din pământ bătătorit, acoperirea ulterioară cu piatră dând senzația ca zidul este construit din piatră. De asemeni miezul „piramidei soarelui” din Teotihuacan, Mexic, construită între anii 300-900 (î.e.n), este format din aproximativ 2 milioane de tone de pământ bătătorit.

Cea mai veche clădire de pământ care se află încă în picioare se găsește în India și are o vârstă de aproximativ 3300 de ani. Cu multe secole în urmă, în zonele cu climat uscat, unde lemnul este greu de găsit, s-au pus la punct tehnici de construcție conform cărora clădirile erau acoperite cu bolți sau arce din cărămizi de lut fără cofraj sau susținere în timpul construirii. În China, douazeci de milioane de oameni trăiesc în case subterane sau peșteri ce au fost săpate în solul argilos.

Descoperirile datând din epoca Bronzului au stabilit faptul că în Germania pământul a fost folosit pentru a umple pereții caselor cu structura din lemn sau pentru a acoperi pereții facuți din trunchiuri de copaci. Cel mai vechi exemplu de perete făcut din cărămida de pământ din Europa, a fost descoperit in Fort Heuneburg lângă lacul Constance, în Germania si datează din secolul 6 î.Hr. De asemeni din textele antice ale lui Plinius se poate afla ca în Spania existau forturi din pământ bătătorit la sfârșitul anului 300î.e.n.

În America Centrala și în America de sud, construcțiile din pământ sunt cunoscute aproape în toate culturile precolumbiene. Tehnica pământului bătătorit era, de asemenea, cunoscută în multe zone, în timp ce cuceritorii Spanioli le-au răspândit și în alte zone. În Africa aproape toate moscheele sunt construite din pământ.În perioada medievală ( din secolul 13 până în secolul 18), pământul era folosit în Europa Centrală ca umplutură în construcțiile de tip „Fachwerk”, precum și pentru a mari rezistența la foc.

În Franța tehnica pământului bătătorit denumită „terre pise”, este folosită la scară largă începând cu secolul al 15-lea și până în secolul al 19-lea. La marginea orașului Lyon se mai găsesc câteva locuințe cu o vechime de peste 300 de ani care sunt încă locuite. Fracois Cointeraux a publicat patru volume despre această tehnică, ce au fost traduse în limba Germană doi ani mai târziu. Tehnica a început să fie cunoscută în Germania și în țările învecinate prin intermediul lui Cointereaux și David Gilly, care a scris faimosul „Handbuch der Lehmbaukunst”, ce descrie tehnica pământului bătătorit, ca fiind cea mai avantajoasă tehnică de construcție folosind pământul.

În Germania, cea mai veche casă de locuit cu pereți din pământ datează din 1795. Cea mai înaltă casă cu pereți de pământ din Fig.1. Casă din pământ in Weilburg,Germania

Europa se află la Weilburg, în Germania. Terminată în 1828, este încă în picioare (fig.1).Întreg tavanul și toată structura acoperișului se sprijină pe pereții puternici din pământ bătătorit, care au o grosime de 75 cm la bază și 40 cm la partea superioară a acoperișului ( forța de compresie de la baza pereților ajunge la 7.5 kg/m2).

În Anglia există ample dovezi ale folosirii pământului ca material de construcție, aproximativ 60% din clădirile aflate în siturile arheologice sunt construite din pământ sau el apare ca material secundar. Totuși el a început să fie privit ca un material cu durabilitate scazută și a început să piardă teren în fața unor materiale precum piatra sau cărămida arsă din lut. Practic pământul apare ca material de construcție în toate zonele de pe glob, dar predomină în cele cu climat cald și arid.

Fig.2. Hartă cu yonele în care predomină construcțiile din pământ

Fig.3

fig.4

fig.5 fig.6

Fig.7 fig.8

Fig.3 Sit arheologic în Mari, Sirya-(2800 îc)

Fig.4 Ziguratul din Ur

Fig.5 Mănăstirea Tabo, India (996 îc)

Fig.6 Marele zid al Chinei

Fig.7 Satul Taos, Mexic

Fig.8 Moscheea Dejenne din Mopti, Mali

I.2.Pământ și pionerii arhitecturii moderne

Arhitectura din pământ are nu numai o istorie veche în toată lumea, dar și una modernă, care a fost practic ignorată în studiile despre arhitectura secolului al XX-lea. Al doilea război mondial și urmările acestuia au încurajat mare parte din arhitecții la nivel mondial să apeleze la pământ ca material de construcții. Arhitectul Englez și inginer, GF Middleton (1900-1956) a fost impresionat și influențat de către casele de pământ din mediul rural Australian și a devenit interesat de pământ, ca material de construcție. În 1946, el a experimentat cu acest material pentru a crea drumuri de pământ, baraje și clădiri militare în Australia. Aproape în același timp, arhitectul egiptean Hassan Fathy (1900-1989) a dezvoltat experimentele sale cu acoperișurile din cărămizi de lut și a construit proiectul său New Gourna (1947). Deși Fathy a fost recunoscut ca profet al arhitecturii din pământ, Middleton a primit recunoaștere din partea Națiunilor Unite în 1952.

Similar cu Fathy și Middleton, un număr mare din arhitecții mișcării moderne, inclusiv Rudolf Schindler (1887-1953), Frank Lloyd Wright (1867-1959) și Le Corbusier (1887-1965) au fost fascinați de arhitectura vernaculară din pământ și au încercat câteva experemente cu arhitectură din pământ. De exemplu, în 1915 arhitectul Austriac Schindler, care a fost captivat de arhitectura vernaculară din chirpici din vestul american, a proiectat o cladire din pământ (din păcate nerealizată) pentru TP Martin în Taos, New Mexico. Schindler a combinat caracteristici tradiționale ale arhitecturii din New Mexico (planul curții interioare), cu casele de tip Prairie ale lui Frank Lloyd Wright. De asemenea, în 1941, Wright a proiectat “Cooperative homesteads”(1941-1945), care erau case ieftine ce urmau să fie construite de către rezidenții proprii în Madison Heights, Detroit, Michigan. Proiectul a fost destinat să fie construit din pământ bătătorit, dar numai un singur prototip-Casa a fost construit și proiectul a fost abandonat din cauza lipsei de cooperare.

În aceeași perioadă, Le Corbusier a arătat, de asemenea, un interes crescut pentru filozofiile “Back to Earth” și a examinat pământul ca material de construcție. În 1940, înainte de invazia armatei Germane, migrarea către sudul Franței a cauzat o problemă a locuințelor. Le Corbusier a răspuns pentru a rezolva fig.9 această problemă sugerând o serie de

planuri pentru ceea ce el a numit "Casele Murondins". Acestea erau unități de locuit și școli care urmau să fie construite din cărămizi de lut uscate la soare și acoperite cu iarbă. Le Corbusier a considerat că, construcțiile din cărămizi de lut "Se încadrează natural în mediul rural și permit grupări pitorești, indiferent de situl in care fig .10 sunt".

Din păcate, deși schema lui Le Corbusier a fost atractivă pentru un tradiționalist, totuși ea a rămas conjucturală. În 1984, Le Corbusier lucre la planurile pentru altarul Sainte-Baume lângă Marsilia pentru Edward Trouin, care a vrut să salveze mediul rural de speculanții imobiliari.. Acesta era gândit să fie construit din pereți tasați din pământ și acoperiș cu iarbă, totuși el nu a fost niciodată construit.

Acest răspuns consistent la structurile din pământ relevă contradicția pe care multe personalitățile

Miscarii Moderne au simțit-o între convingerile lor ideologice și reacția plina de emoție la materialele naturale și forme vernaculare. Deși aceste pionieri au încercat să reînvie acest material totuși eforturile lor, s-au dovedit inutile, de altfel toate investigațiile și proiectele lor nu au mers mai departe de placa de desen. Fathy a

fost considerat ca fiind cel mai influent avocat al construcțiilor din pământ. Nu există nici o îndoială că, dacă pionierii arhitecturii moderne, în special Wright și Le Corbusier, ar fi realizat proiectele lor in care foloseau acest material, ar fi atras atenția unui public mult mai larg și pământul s-ar fi găsit o nouă dimensiune în epoca modernă.

Fig.11

Fig.9 Cooperative Homestead Minnesota, 1942,(Frank lloyd Write) , Gebhard, 1971

Fig.10 T.P. Martin House, Taos, New Mexico, 1915, by Rudolph Schindler, Futagawa, 1988

Fig.11 Orașul New Gourna, Egipt, Hassan Fathy, fotografie “CRAterre”

I.3. Arhitectura din pământ în România

Condițiile naturale, sociale și istorice au determinat numeroase forme ale caselor țărănești. Casele cu lut în România au fost mai dese în zona de câmpie. După construcția cadrului de susținere se disting case “în furci” și case “pe tălpi”. Primele aveau pereții din stâlpi înfipți în pământ, acești stâlpi având în partea de sus câte o furcă, cioplită anume pentru așezarea celor patru grinzi lungi pe care urmau să se sprijine grinzile tavanului; scheletul pereților se realiza prin fixarea, între furcile intermediare, a câte două stinghii paralele cu fața pământului și grinzile de sus; peste aceste stinghii se împleteau, de jos în sus, lese de nuiele care se umpleau cu pământ amestecat cu paie sau pleavă, întâi pe interior, apoi pe exterior, după ce se usca.

Multe asemenea case s-au construit pe vremuri și în fig.12. A patra editie a atelierului “Sa construimecologic invatand de la arhitectura

traditionala” va avea loc la Mesendorf, Jud. Brasov, 10 – 15 Septembrie

2012, organizat de catre Asociatia SATTRANSILVANIA in colaborare cu

Ordinul Arhitectilor din Romania si Fundatia ProPatrimonio.

(http://legumeco.blogspot.ro/2012/08/sa-construim-ecologic-invatand-de-la.html) ținutul Iașilor, aici furcile din stejar fiind îngropate la un metru în pământ, 2-2,5 m rămânând afară. În total, erau patru furci la colțuri, câte două pe laturile lungi și una pe laturile scurte ale casei; tot acest ansamblu de furci era consolidat de trei legături orizontale: cununa superioară de bârne și cele două brâie de stinghii. Pe acest schelet de bază se construiesc pereții casei în două variante: în prima variantă, peste nuielele verticale se lipește un strat gros de pământ înmuiat în apă. Într-o a doua variantă, nuielele verticale nu sunt lipite cu pământ, ci sunt „înțesute” cu „vălătuci” orizontali; pământ moale și paie lungi de secară sau grâu. În general, pereții aveau geamurile mici, adesea din piei de animale, pentru păstrarea căldurii. Realizate astfel, contrar aparențelor, construcțiile erau foarte solide, având o izolare termică deosebită.

Până la începutul secolului al XX-lea s-a păstrat bordeiul. În principiu, bordeiul era o groapă de plan dreptunghiular sau pătrat, cu colțuri rotunjite, adâncită cu 40-100 cm în pământ, înconjurată apoi de pereți de nuiele împletite sau de lemne lipite cu start gros de lut, cu acoperiș de pământ, paie sau stuf. Așadar, bordeiul presupune existența unei construcții cu o singură încăpere, aceasta fiind numită în literatura de specialitate monocelulară. Modul rapid de realizare, precum și folosirea lesnicioasă a făcut ca bordeiul să fie întâlnit pe întreaga durată a evului mediu, în epoca modernă și chiar în cea contemporană. Ca tip funcțional planimetric, bordeiul are o evoluție îndelungată, cele mai vechi bordeie fiind din neolitic. [Marcel Lutic, 28 Decembrie 2010]

CAPITOLUL II. TIPOLOGII SI TEHNOLOGII

II.1. Pământul ca material de construcții

Pământul capătă diverse denumiri atunci când este folosit ca material de conctrucție. Ceea ce este denumit stiințific lut este un ameste de argilă, nisip foarte fin (mâl) nisip și eventual componente mai mari precum pietrișul sau pietricele. Pentru cărămizile nearse se folosește adesea termenul de “cărămizi de lut” sau “chirpici” iar pentru cele comprimate se folosește termenul de blocuri de pământ, iar când pământul se bătătorește într-un cofraj poartă numele de pământ bătătorit.

Lutul prezinte trei dezavantaje față de materialele de construcție obișnuite:

lutul nu este un material de construcție standardizat

În funcție de locul de proveniență a lutului, compoziția acestuia va fi diferită, conținând cantități și tipuri diferite de argilă, mâl, nisip și alte agregate. În concesință, carcateristicile lutului pot diferi de la un loc la altul, iar prepararea unui amestec

schema1.Tipuri de sol în funcție de cantitățile de matrii prime folosite

correct pentru o aplicație diferită poate fi de asemenea diferită. Pentru a-i stabili caracteristicile și pentru a le schimba atunci când este necesar, prin adăugarea de aditivi, trebuie să se cunoasca exact compoziția specifică a lutului cu care se lucrează.

amestecul de lut se contractă atunci când se usucă

Când se evaporă apa folosită la prepararea amestecului (este nevoie de umezeală pentru activarea puterii de legare și pentru o mai bună maleabilitate), vor apărea crăpături din cauza contracției. Raportul de contracție liniara este in general de între 3% și 12% pentru procedeele umede ( cele folosite pentru mortar și cărămizi de lut) și între 0,4” și 2” pentru procedee mai uscate ( folosite pentru pământ bătătorit sau blocuri de pământ comprimate). Contracția lutului poate fi prevenită prin reducerea conținutului de argilă și apă, prin optimizarea distribuției de granule și prin folosirea de aditivi

lutul nu este rezistent la apă

Lutul trebuie protejat de ploaie și îngheț, în special dacă este în stare umedă. Pereții de pământ pot fi protejați de streașină, zidărie rezistentă la umezeală, sau straturi protective pe suprafeței corespunzatoare

Pe de altă parte lutul are multe avantaje în comparație cu materialele de construcție obișnuite:

eliberează umiditatea aerului

Lutul poate să absoarbă șă să elibereze umiditatea mai repede și într-o masură mai mare decât orice alt material de construcție, permițând echilibrarea climatului interior. Experimentele făcute la Forschungslabor fur Experimentelles Bauen demonstrează faptul că atunci când umiditatea relativă dintr-o cameră se ridică brusc de la 50% la 80% cărămizele nearse pot să absoarbă, în două zile, de 30 de ori mai multă umiditate decât cărămizele arse. Chiar dacă se află într-o camera climatizată cu o umiditate de 95% timp de 6 luni, chirpicul nu se umezeste, nu-și pierde stabilitatea și nici nu depășește conținutul normal de umiditate, care este de 5% pana la 7% din greutate. Umiditatea maximă pe care un material uscat o poate absorbi se numește “conținut normal de umiditate”.

Masurătorile făcute pe o perioadă de 8 ani într-o casă din Germania, au demostrat faptul că umiditatea relative din această casă era în mod constant de 50%, pe tot parcursul anului, având fluctuații de numai 5% pană la 10% , asigurând condiții optime, cu o umiditate redusă vara și ridicată iarna

menține căldura

La fel ca toate materialele grele, lutul menține căldura. Astfel el poate fi folosit cu success în zonele cu diferențe mari de temperatură între zi și noapte, sau oriunde este nevoie de stocarea căldurii prin mijloace passive, lutul poate echilibra climatul interior

economisește energie și reduce poluarea mediului înconjurător

Pentru pregătirea, transportul și folosirea lutului pe șantier este nevoie de numai 1% din energia necesara transportului, producerii și folosirii cărămizilor arse sau a betonului armat. Lutul nu poluează în nici un fel nediul înconjurător

este refolosibil

Lutul nears poate fi reciclat de un numar infinit de ori pe o perioadă foarte îndelungată. Lutul uscat vechi poate fi refolosit după ce este înmuiat în apă, practice, el nu devine niciodată un material rezidual care să polueze aerul.

permite reducerea costurilor pentru material și transport

Solul argilos se gasește adesea pe șantier, astfel încât pământul excavat pentru fundații poate folosit pentru constructiile din pământ. Dacă solul conține prea patina argils trebuie adaugat sol argilos, iar dacș este prea multo argilă se poate adăuga nisip. Folosirea pământului excavat înseamnă mari reduceri de costuri în comparative cu alte material de construcție.

este ideal pentru construcțiile făcute în regie proprie

În cazul în care procesul de construcție este supervizat de o persoană experimentată, tehnicile de construire pot fi executate și de către persoane fără experiență,deoarece procesele implicate nu necesită decât multă muncă, având la îndemână mașini și unelte ieftine.

ajută la păstrarea lemnului și a celorlalte material organice

Datorită conținutului de umiditate echilibrat de 0,4% pană la 6% din greutate, precum și datorită capilarității ridicate, lutul conservă elementele din lemn care intră în contact cu acesta, păstrândule uscate. În mod normal ciupercile nu vor deteriora lemnul deoarece insectele au nevoie de o umiditate de minimum 14% pana la 18% pentru a rămâne în viață iar ciupercile de mai mult de 20%. În mod similar lutul poate conserva cantitățile mici de paie cu care formează un amestec. Totuși dacă se folosește un amestec ușor de lut cu paie cu o densitate mai mica de 500 până la 600 kg/m3 atunci lutul iși pierde capacitatea de conservare din cauza capilarității ridicate a paielor, dacă acestea sunt într-un numar prea mare. În astfel de cazuri paiele pot putrezi atunci când rămân umede pentru un timp îndelungat .

absoarbe agenții poluanți

S-a susținut adesea că pereții din pământ ajută la purificarea aerului interior, dar acest fapt trebuie dovedit științific. Este adevărat ca pereții din pământ pot absorbi agenții poluanți dizolvați în apă. În Ruhleben există o fabrică demonstrative care folosește pământ argilos pentru îndepărtarea fosfaților din 600 m3 de canalizare zilnic. Fosfații sunt adunați de mineralele de argilă și apoi extrași din canalizare. Avantajul acestei metode este ca din moment ce nu rămân substanțe străine în apă, fosfații se transformă în fosfat de calciu care este folosit ca fertilizator.

II.2. Tehnici tradiționale

Tipologiile diferă foarte mult în funcție de zona în care au apărut fiind direct influențate de condițiile climatice, sociale și economice. Deși tipologiile diferă foarte mult ca expresie volumetrică, planimetrică și a metodelor de lucru in general compoziția lutului rămâne neschimbată.

II.2.1. Pământ săpat

Pământul este săpat pentru a crea adăposturi. În cele mai multe cazuri el este săpat în zone cu pământ moale unde climatul este cald și uscat.

Săpăturile orizontale creează peșteri, în zonele de deal care sunt accesate de scări și galerii. Săpăturile verticale sunt create în zonele de câmpie. O curte interioara este săpată și apoi în jurul acestei curți sunt săpate și celelalte camere. Accesul se face cu o scară, de multe ori foarte abruptă.

Schema 2. Tehnici de construcție cu pământ, Bhavi Vado, Arhitectura de pământ: Inovații în construcțiile cu pământ și potențialul pământului ăntr-un scenario contemporan.

fig.13 Fig,14

fig,15. Fig,16

Fig.13 China, provincia Nxiang- Han jia bao

Fig 14 China- Plan locuință săpată

Fig.15 Tunisia, Matmata

Fig.16 China provincia Nxiang

II.2.2. Pământ tăiat

În zonele în care solul prezintă un grad mare de omogenitate (datorită formațiunilor de carbonați), solul era tăiat în blocuri mari și era folosit precum cărămida sau piatra. Acest tip se regasește cu precădere în zonele tropicale. Acest tip de sol se regasește în doua stări naturale:

Soluri moi care se întăresc în momentul în care sunt expuse la aer (se găsesc în zona de vest a Indiei)

Soluri dure (cruste) Burkina Faso, Africa

În zonele în care solul nu era suficient de omogen era folosit în amestecuri cu alte tipuri de sol și paie

Fig.17 fig.18

Fig.17. India , Orissa, Near Narangarh

Fig.18. India, Keraka, Near Saranad

II.2.3. Pământ turnat (pungi de pământ)

Este o metodă care a fost dezvoltată din buncărele realizate de catre armată. Construcția începe prin a fi săpat un șanț. Se zidesc randuri cu pungi umplute cu pământ inorganic. După ce a fost realizată fundația , se așează strat după strat cu sârmă ghimpată între ele. Greutatea pungii apasă peste sârma ghimpată, astfel ea fiind fixată. Punga cel mai des întâlnită este cea din polipropilenă

Fig.19

Fig.20

Fig. 19. Locuință în nordul Americii

Fig. 20.Locuință în Elveția

II.2.4. Acoperiri cu pământ

Pământul a fost folosit pentru acoperiș în foarte multe zone de pe glob. În zonele cu climat arid sau în cele în care temperaturile sunt foarte joase, reglează temperatura datorită masei termice mari. În Scandinavia solul folosit pentru acoperiș era luat cu tot cu stratul vegetal (iarba), el având o coeziune mai mare datorită rădăcinilor. Acest lucru contribuia și mai mult la reglarea temperaturii interioare. Hidroizolația acoperișurilor atât în Scandinavia dar cât și în zone din Himalaza era realizată prin folosirea mai multor straturi din coajă de copac. Astăzi acest lucru se realizează prin folosirea a diferite tipuri de membrane din PVC. Acoperișurile verzi cunoscute și sub numele de acoperișuri vegetale au efecte benefice multiple, care ajută la reducerea efectelor pe care urbanizarea le are asupra calității apei prin filtrare, absorbție și reținerea apelor pluviale.

Fig.21

Fig,22

Fig.21. Academia de Stiințe, California ( Renzo Piano)

Fig.22. Academia de Științe, California ( Renzo Piano).

II.2.5. Pământ tasat

Este una din metodele foarte vechi de construcție cu pământ. Se aseamană foarte mult cu tehnica construcției cu blocuri din pământ, doar ca aici pământul este tasat și comprimat în cofraje realizate în prealabil . Pământul este amestecat cu apă până se obține o masă omogenă, el este turnat apoi în cofraje în straturi foarte subțiri și apoi tasat pentru ai crește densitatea. Acest lucru duce la creșterea rezistenței la comprimare precum și a rezistenței la apă. Exemplele din trecut au arătat că prin acestă metodă se pot obține rezultate excepționale, începând de la cladiri cu un singur nivel până la cladiri cu nivele multiple

fig.23 fig.24

fig.25 fig.26

Fig.23. China, Provincia Fujian- Casa clanului Hakka

Fig.24. Amerhidil Qasbah, Maroc

Fig.25. Mod de lucru traditional

Fig.26. Casă în Maroc

II.2.6. Pământ zidid ( caramizi de pământ sau blocuri din pământ)

Metodele de construcție cu ajutorul blocurilor de pământ sunt vast răspândite, în toate regiunile cu clima caldă și uscată. Blocurile de pământ sunt produse manual, punând pământul ud într-un cofraj. În funcție de zona geografică au diferite denumiri: chirpici, cărămizi de lut, cărămizi uscate la soare, adobe. Ele sunt facute fie prin umplerea matrițelor cu un amestec păstos de lut, fie prin aruncarea unor gramezi umede în interiorul acestora. Acestea sunt facute de obicei din cherestea. Tehnica de aruncare este folosită în mod obițnuit, în toate țările în curs de dezvoltare. Se face un amestec din lut nisipos apa și paie cosite, obținânduse o pasta care se toarnă în matrițe. Cu cât este mai mare forța cu care este aruncat, cu atât mai bună este compactarea și rezistența în stare uscată. O persoană poate produce aproximativ 300 de bucați pe zi incluzând prepararea amestecului, transportul și stivuirea. Această tehnică a fost folosită destul de mult pe teritoriul Europei și poartă denumirea de “cob” în Anglia și “Bauge” în Franța. Totuși exemplele cele mai remarcabile le găsim pe teritoriul Africii. Unul dintre ele se gaseste în Yemen.

fig.27 fig.28

Fig .27Shiban , Yemen

Fig.28 Shiban, Yemen

II.2.7. Pământ extrudat

Tehnologia pământului extrudat este folosită de foarte mult timp în industria cărămizilor arse.Pământul stabilizat adus într-o stare de plasticitate ridicată este extrudat cu ajutorul unor mașini care-i dau forma dorită.

De cele mai multe ori blocurile sunt goale și sunt tăiate la lungimea dorită. Aceasta tehnologie a fost dezvoltată în secolul XX.

Comparate cu cărămizile din industria cărămizilor arse , cele din pământ stabilizat prezintă un mare inconvenient , și anume faptul ca solul folosit pentru pământul stabilizat conține mult mai mult nisip decăt solul pentru cărămizile arse. Datorita granulozității ridicate mașinile folosite prezintă un grad de uzură foarte ridicat.

fig.29 fig.30

Fig.29. Burkina Faso, Ouagadougou

Fig.30. Burkina Faso, Ouagadougou

II.3. Tehnologie și pământ

II.3.1. Inovații în arhitectura din pământ

Nevoia de viteză a fost unul din factorii principali care au dus la ruperea de tradiții. A fost probabil nevoie de o mie de ani ca noi sa găsim prin metoda “trial and error” cum să facem un perete din pământ să fie rezistent la apă și vânt, încă o mie de ani să învățăm cum să îl protejăm de insecte, alte două sau trei mii de ani să învățăm cum să facem din pământ clădiri cu mai multe etaje.

Pe de o parte pământul brut este încă folosit pentru locuințe la scară mare de către sute de milioane de oameni pe întreg mapamondul. Pe de altă parte, o nouă generație de arhitecți și ingineri, fascinați de calitățile ecologice ale acestui material, în sfârșit redescoperă valoarea sa, modernizând tehnologia, și adaptează acest material petru o paletă largă de aplicații moderne.

Astăzi se nuanțează 2 direcții în ceea ce privește folosirea pământului.Folosirea pământului stabilizat și a celui nestabilizat. Vom încerca o descriere a celor direcții pentru a putea avea o idee mai clară asupra avantajelor și dezavantajelor, pe care le presupune fiecare dintre ele.

Pamantul nestabilizat:

Construcțiile cu pământ nestabilizat includ cele cu pereți din pământ tasat, blocuri de pământ, cadre de lemn și pământ . Astfel de tehnici de utilizare a solului au o serie avantaje distincte, cum ar fi: sunt eco-friendly, reciclabile, economice, și au un comfot termic mai bun Potrivit Jagadish (2007), experții și pionierii modernizarii vor sa ne facă să credem ca așa numitele case de pământ nu mai pot fi prezente într-o lume dezvoltată așa cum este cea de astăzi și că ar trebui examinată relevanța folosirii pământului nestabilizat in viitorul apropiat. Ar trebui totuși subliniat că problemele multiple în ceea ce privește încălzirea globală ar putea schimba acest scenariu în viitor. În cazul în care schimbările climatice trebuie să fie oprite, utilizarea combustibililor fosili trebuie să fie redusă în lumea occidentală și încetinită în țările în curs de dezvoltare. În acest sens, utilizarea pământului nestabilizat ar putea fi o alternativă prin faptul ca nu se folosește deloc combustibili fusili față de pământul stabilizat sau cărămidă, (Jagadish, 2007). În plus, pământul nestabilizat este disponibil în cantități mari, în cele mai multe regiuni ceea ce faceca cei mai mulți utilizatori și constructori să favorizeaze această construcție.

Potrivit lui Mani (2007, p154), o structura de lut este o construcție care se bazează în primul rând pe pământurile neprelucrate disponibile local ca materie de construcție de bază. Un interes substanțial a fost generat de faptul ca au un impact minim asupra mediului și pentru ca oferă un comfort mai bun. Mai multe practici de construcție din pământ au fost descoperite că încorporează cantități mari de energie ca urmare a adoptării de tehnologii asemanatoare cu tehnicile de construcție moderne (Treloar, 2001). Potrivit Minke (2006), "lutul este întotdeauna reutilizabil și argila nearsă poate fi reciclată de un numar indefinit de ori pe parcursul unei perioade extrem de lungi. Argila veche uscată poate fi reutilizată după scufundarea în apă, astfel încât ea nu devine niciodată un material al deșeurilor care dăunează mediului înconjurător ". Prin urmare, există motive precum "durabilitatea mediului" pentru a sprijini și promova reutilizarea în construcții a pământului ne-stabilizat.

Pământul stabilizat:

Potrivit Lal (1995, p122), avantajul major al blocului de pământ stabilizat vis-a-vis de cărămidă arsă este de economisire semnificativă de energie (aproximativ 70%) și asemenea blocuri sunt mai ieftine cu 20% până la 40%, comparativ cu cărămizile arse. Construcțiile pure de pământ (ne-stabilizat) suferă două dezavantaje majore:

– pierderea completă a rezistenței și

– eroziunea din cauza ploii de impact.

Prin urmare, solurile sunt stabilizate și utilizate pentru aplicații diverse (Reddy, 2007, p194). Potrivit Bui și Morel (2007, p113), pentru a se conforma cu standardele materialelor industriale, norme mai stricte de durabilitate sunt de așteptat pentru pământul stabilizat. Mai multe tipuri de teste de durabilitate (de exemplu pulverizare și testul de picurare, puterea de trecere de la starea umedă la cea uscată, etc) sunt propuse pentru materialele de lut, în general, și, în special, pentru pământul tasat (Heathcote, 1995). Deoarece nestabilizat pământul tasat nu a putut trece de aceste teste, a fost sistematic abandonat și înlocuit pamantul tasat stabilizat(Bui și Morel, 2007). Pe de altă parte Minke (2006, p39) prevede că, "este necesar doar să modifice caracteristicile lutului pentru aplicații speciale iar aditivii și stabilizatorii care îmbunătățesc anumite proprietăți ar putea înrăutăți altele. De exemplu, rezistența la compresiune și încovoiere poate fi ridicată prin adăugarea de amidon și celuloză, dar acești aditivi reduc, de asemenea, puterea de omogenizare și cresc raportul contracție, lucru care este un dezavantaj ". Aceste declarații de la diverși autori (Lal, 1995; Reddy, 2007, Bui și Morel, 2007) susțin că dezavantajele pământului nestabilizat pot fi depașite printr-o stabilizare adecvată a solului.

II.3.1.2Pământul tasat stabilizat

Deși astăzi se folosesc aproape toate metodele tradiționale de construcție cu pământ vom analiza metoda cu pământ tasat stabilizat deoarece consider că este singura care răspunde eficient la cerințele de proiectare de astăzi.

Se folosește un amestec de agregate care includ, pietris de mici dimensiuni, nisip,

nămol și o mică cantitate de lut, care este turnat într-un cofraj. Tehnica tradițională presupunea tasarea cu ajutorul unui mai de lemn până ce se ajungea la un grad de compresiune acceptabil. Astăzi acest lucru se realizeză cu ajutorul unor prese mecanizate. Se folosește pământ stabilizat (tradițional se folosea pământ nestabilizat), care pe lângă componentele tradiționale se adaugă și o mică cantitate de ciment ( de obicei în jur de 5% până la 10%) ,pentru ai crește rezistența și durabilitatea. De obicei nu au nevoie de protecție, dar de cele mai multe ori se folosește un strat impermeabil de adeziv (care este transparent) pentru ai mări rezistența și durabilitatea. Acest lucru variază în funcție de circumstanțe, de altfel există câteva mii de exemple în care pereții au rezistat fără nici un fel de protecție. Cea mai mare parte din energia înmagazinată în material se folosește pentru adunarea materiilor prime și transportul lor pe sit. Folosirea materialelor direct de pe sit poate scadea semnificativ cantitatea de energie înmagazinată.

Culoarea peretelui este determinată de calitatea si compoziția solului precum și de agregatele folosite. Tasarea are loc în straturi, lucru ce face ca în final, aspectul lui sa fie de niște fâșii de nuanțe diferite. Dimensiunea și culoarea lor poate fi controlată destul de usor prin folosirea unor materiale colorate. Suprafața finită poate fi finisată cu ajutorul unor abrazivi obținânduse în felul acesta un aspect asemănător cu cel al betonului (aceste lucru este posibil doar atunci când se folosesc ingrediente de dimensiune mică).

Din punct de vedere structural el se comportă foarte bine la compresie și poate fi folosit pentru clădiri cu mai multe niveluri. O serie de cercetări au arătat că pereții din pământ tasat se comporta mai bine la cutremure decat pereții realizați din zidarie de cărămidă sau alte blocuri. În compoziția lui se pot adauga o serie de compuși pentru ai îmbunătăți calitățile și poate fi întărit prin folosirea unor bare de oțel (similar betonului armat), cu mențiunea ca ele trebuie să fie numai veticale iar numărul lor nu trebuie sa fie prea mare, altfel riscă sa provoace crăpături în perete.

În ceea privește rezistența la foc el nu conține elemente inflamabile. Se pot realiza pereți care conțin un miez de izolație termică, deși acest lucru în general nu este necesar datorită masei mari termice pe care o au. În general folosirea unui strat intermediar de izolație termică duce la o creștere considerabilă a costurilor de realizare a lor. Datorită masei compacte pe care o are, oferă o izolație fonică excelentă.

fig.31

Fig.32

Fig.31. Secțiune perete

Fig.32, Etape de realizare a peretelui

Fig.33

fig.34

Fig.1. Casa Decontra, Australia architect Fitt de Felice

Fig.2. Studioul de televiziune Univision, Phoenix, Statele Unite, architect Swaback Partners

CAPITOLUL III. STUDII DE CAZ

III.1. Nk’Mip Desert Cultural Centre

Arhitect: Hotson Bakker Boniface Haden architects

Locație: Osoyoos, British Columbia, Canada

Manager Proiect: Bruce Haden

Echipa de proiectare: Norm Hotson, Stephanie Forsythe, Tina Hubert, Julie Bogdanowicza

Anul : 2006

Arie teren: 1,600 acre

Arie construită 1,115 sqm

Materiale: Pământ tasat, Beton, Lemn de pin

Structuri: Equilibrium Consulting Inc.

Constructor: Greyback Construction

Arhitect peisagist: Phillips Farevaag Smallenberg

Client: Osoyoos Indian Band

fig,35 fotograf, Nic Lehoux

Acest Centru a fost conceput ca un răspuns specific și durabil la contextul deșertului Canadian din Valea Okanangan, sudul Osoyoos, British Columbia. Este amplasat la marginea rămășițelor deșertului Marelui Bazin (care face parte dintr-o zonă protejată prin lege de aproximativ 1600 de hectare. El face parte dintr-un plan mai amplu de dezvoltare regională ce cuprinde întreaga zonă a deșertului.

fig.36, fotograf, Nic Lehoux

fig.37, fotograf, Nic Lehoux

fig.38, fotograf, Nic Lehoux

fig,39, fotograf, Nic Lehoux

III.2. Merricks House / Wood/Marsh

fig.40, Fotografie: Jean Luc Laloux, David Goss

Arhitect: Wood/Marsh Pty Ltd Architecture

Locație: Mornington Peninsula, Victoria, Australia

Structură: John Gardner

Services: NES

Suprafață 650 sqm

An: 2009

Terenul aflat în apropriere de peninsula Mornington Este marginit de un drum lung ce străbate o zonă cu viță de vie. La apropriere de casă, ni se oferă la prima vedere destul puțin, fațada pare că are un aspect modest.

Pe masură ce intrăm printer cei 2 pereți înalți de la intrare se deyvăluie un corridor lung care datorită curburii pare că dispare. În locul unde se ajunge la cel mai de jos punct al coridorului, ferestre largi de sticla taie peretele de pământ oferind o vedere dramatică spre vița de vie și oceanul care se află în planul secund. Mai departe pe arcul central, tavanul se arcuiește în sus astfel devenind vizibile cele doua spații mari de zi care se intersectează pe coridor. O deschidere discretă face legatura cu volumul următor unde se află zona de noapte.

.

fig. 41, Fotografie: Jean Luc Laloux, David Goss

fig.42, Fotografie: Jean Luc Laloux, David Goss

fig.42, Fotografie: Jean Luc Laloux, David Goss

fig.43, plan parter, sursa, www.archdaily.com

III.3 Bruder Klaus Field Chapel / Peter Zumthor

fig.43, Fotografie, Samuel Ludwig, Thomas Mayer

Arhitect: Peter Zumthor

Locație: Mechernich, Germany

An: 2007

Totul a început cu o schiță,care a evoluat devenind un reper în peisajul natural din Germania

Proiectul a fost comandat de către fermierii locali care au vrut să onoreze memoria patronului local, sfântul Bruder Klaus din secolul al 15-lea.

fig.44. Fotografie, Samuel Ludwig, Thomas Mayer

Se poate spune că cele mai interesante aspecte ale bisericii sunt găsite în metodele de construcție, începând cu cele 112 trunchiuri de copac dispuse la intrare. La finalizarea cadrului, straturi de beton au fost turnate deasupra suprafeței existente. Atunci când sau terminat de turnat toate straturile, rama de lemn a fost aprinsă și arsă , lăsând în urmă o cavitate scobită înnegrită și pereții carbonizați.

Suprafața de acoperire unică a interiorului este echilibrată de o podea de plumb topit. Privirea este atrasă în sus cu titlu de direcționalitate evident, la punctul în care acoperișul este deschis spre cerul și stelele de noapte. Acesta controlează atmosfera din capelă, precum și razele de soare. Se creează astfel o atmosferă specifică în funcție de ora din zi și perioada din an.

fig.45, Fotografie, Samuel Ludwig, Thomas Mayer

Concluzii

Construcția clădirilor din pământ are loc la nivel global de secole. Cu eficiență energetică ridicată, nivel ridicat de integritate structurală și finisaje estetice realizate în construcțiile moderne din pământ, pământul este acum una dintre alegerile principale pentru o cladire sustenabilă cu un consum redus de energie. Astăzi, folosirea pământului este foarte diferită de metodele tradiționale. Nevoia de a menține o clădire din pământ a fost redusă foarte mult deoarece se iau foarte multe măsuri de precauție din perioada de proiectare a construcției. Exemplele recente ne arată că pământul poate fi folosit în combinație cu o varietate foarte largă de materiale contemporane.

Case de pământ realizate de arhitecți ca Peter Vetsch sau Arthur Quarmby se bazează pe interpretarea unei conștiinte ecologice. Ele se remarcă datorită apropierii lor de natură și pentru că reușesc să permită o experiență dincolo de obișnuiții patru pereți și unghiurile drepte ale acestora. Conceptul de casă din pământ folosește împrejurimile sale ca un avantaj – împrejurimi care nu sunt adaptate la clădire, ci clădirea este modelată în scopul de a conserva mediul natural.

Pământul dacă este extras în mod corespunzător din zone unde nu s-au folosit îgrășăminte artificiale este unul din cele mai sănătoase materiale de construcție. De asemeni, gratuitatea sa îl face unul din cele mai la îndemână materiale. Proprietațile sale fizico-chimice fac din el un material de construcție ideal. În același timp, ca urmare a noilor tehnologii apărute, acest material poate fi folosit pentru a crea unele dintre cele mai neașteptate forme

Bibliografie:

Agarwal, A., Mud, Mud: The Potential of Earth-Based Materials for Third World, 1981.

Baker, L., House: How to reduce buildings costs. Center for science and technology for rural development (Costford), Iulie 1986.

Bhatia, Gautam, Laurie Baker Life, work, writings. New Delhi: Raj press, 1991, p. 19.

Bui, Q. and Morel, J., Durability of rammed earth walls exposed to 20 years of natural weathering. International Symposium on Earthen Structures, Indian Institute of Science, Bangalore, 22-24 August. Interline Publishing, India, 2007.

Crouch, P., Dora, G. Johnson, June. Traditions in architecture.

Easton, David, The Rammed Earth House. Vermont, 1996, p. 4.

Gebhard. D., Schindler. New York, 1971, p. 30.

Heathcote, K. A., Durability of earth-wall buildings.Construction and building materials, 1995, vol. 9, no. 3, pp 185-189.

Houben, H. and Guillaud, H., Earth construction – A comprehensive guide, 1994.

Le Corbusier, Le Corbusier: The Complete Architectural Works 1938-1946, Volume IV. London, 1966, p. 95-97.

Le Corbusier, Le Corbusier: The Complete Architectural Works 1946-1952, Volume V. London, 1966, p. 26-27.

Lutic, M., Arhitectura populară, 28 Decembrie 2010.

Maini, Satprem, Building with earth in auroville. Auroville earth institute, Noiembrie 2002.

Middleton, G. F., Build Your House of Earth. New South Wales, 1979.

Minke, Gernot, Building with earth: design and technologz of a sustainable architecture, Basel: Birkhauser, 2006.

Rael Ronald, Earth architecture, New Zork: Princeton architectural press, 2008.

Rudofskz, Bernard. Architecture without architects.

Ruth, Eaton, Mud: An Examination of Earth Architecture. The Architectural Review, October 1981, p. 222.

Sharif Zami, Mohammad, Contemporarz earth construction in urban housing+stabilised or unstabilised, School of the Built Enviroment. Salford.

Stein, Mathew, When technology fails.

Terence, Riley, Frank Lloyd Wright: Architect. New York, 1994, p. 92.

Yukio, Futagawa, ed., Frank Lloyd Wright Monograph 1942-1950, Tokyo, 1988, p.1

http://sparc-project.blogspot.com/2010_05_01_archive.html

http://legumeco.blogspot.ro/2012/08/sa-construim-ecologic-invatand-de-la.html

http://www.archdaily.com

Http://wikipedia.org

http://architecture.knoji.com

http://www.gla.ac.uk