زندگی در پناهگاههای درون زمین، بخش بزرگی از تاریخ بشر بوده است. استفاده از این پناهگاهها به عنوان خانه، با استفاده از غارها آغاز شد و با گذشت زمان، فناوریهای در حال تکامل، منجر به ساخت خانههای زیرزمینی سفارشی شدند!
تکنیک Earth shelter روشی سنتی است که امروزه معمولاً به عنوان "بام سبز" نامیده میشود. هزاران سال است که خاک به طور سنتی برای پوشش سقفها استفاده شده است. در آب و هوای خشک، چه بسیار گرم و چه بسیار سرد، به دلیل جرم گرمایی بالا، به کمک تکنیک Earth shelter دمای داخل فضا را میتوان تنظیم کرد. در اسکاندیناوی، وایکینگها، علف و گیاهان کوچکی را برای ایجاد انسجام به خاک اضافه کردند که مزیت بیشتری در افزایش جرم حرارتی داشت و در نتیجه دمای داخل را به ثبات بیشتری رساندند.
تکنیک Earth shelter باعث افزایش عایق بودن بنا در برابر سرما و گرما می شود. این یک تکنیک ساختمانی باستانی است، اما اخیراً به عنوان یکی از جنبههای سیستم ساخت و ساز خورشیدی غیرفعال، محبوبیت سابق خود را به دستآوردهاست. در ابتداییترین شکل خود، تکنیک Earth shelter میتواند یک پناهگاه خاکی و غارمانند در دامنه تپه باشد. البته معماری به گونهای تکامل یافته است که اکنون طرحهای معماری پایدار در قالب مُدرنیته را، در یک پوسته کارآمد و پوشیده با بخشی از زمین پوشانده شدهاند.
در طراحی خورشیدی، خاک، گرما را جذب و حفظ میکند. با گذشت زمان، این گرما به مناطق اطراف مانند یک پناهگاه منتشر میشود. به دلیل چگالی زیاد زمین، تغییر دمای زمین به کُندی رخ میدهد. این پدیده به عنوان «تأخیر حرارتی» شناخته میشود. به خاطر وجود این اصل، زمین دمای نسبتاً ثابتی را برای پناهگاههای زیرزمینی فراهم میکند، حتی زمانی که دمای خارج از خانه دچار نوسانات زیادی شود. در بیشتر ایالات متحده، میانگین دمای زمین زمانی که زیر خط یخبندان قرار دارد، بین 55 تا 57 درجه فارنهایت (13 تا 14 درجه سانتیگراد) است. عمق خطوط یخبندان از منطقهای به منطقه دیگر متفاوت است. بنابراین در طول تابستان، تکنیک Earth shelter به خنک شدن خانه کمک میکند.
بناهایی که با تکنیک Earth shelter ساخته میشوند، به یک تا سه نوع تقسیم میشوند: پوشیده شده از خاک، حفاظت شده توسط خاک و زیرزمینی.
دسته اول یعنی بناهای پوشیده از خاک که در آن عنصر موثر حرارتی، تنها بر روی پشت بام قرار میگیرد، البته بناهای این گروه معمولاً ادامهای از حضور خاک در ارتفاعات غیر قابل نمایش یک بنا است.
در دسته دوم، یک بنا توسط عنصر مهم حرارتی یا همان خاک در یک یا چند سطح ارتفاعی، محافظت شده و عایق میشود. ایجاد عایق میتواند جزئی یا کلی باشد. پنجرهها / بازشوها ممکن است در یک یا چند طرف پناهگاه ایجاد شوند. با توجه به بالای زمین بودن ساختمان، مشکلات رطوبتی کمتری در مقایسه با ساخت و سازهای کاملا زیرزمینی همراه است.
در بناهای زیرزمینی عنصر مهم از نظر حرارتی، تمام ارتفاعات ساختمان را عایق میکند و تنها سقف را در معرض دید قرار میدهد یا اگر ساختمان در یک شیب ساخته شده باشد، ممکن است سقف پوشیده شده باشد و تنها یک بخش از ارتفاع بنا در معرض دید باقی بماند. همچنین به دلیل وجود آتریوم یا حیاط مشترکی که در وسط پناهگاه برای تامین نور و تهویه کافی ساخته شده است، میتوان از آن به عنوان سبک آتریوم نام برد.
از دیگر مزایای تکنیک Earth shelter میتوان از حفاظت بیشتر در برابر عناصر طبیعی، صرفهجویی در انرژی، حفظ حریم خصوصی قابل توجه در مقایسه با خانههایی از سبکهای معمولیتر، استفاده کارآمد از زمین در محیطهای شهری، نیاز کمتر به نگهداری و مراقبت در گذر زمان نام بُرد.
به همین دلیل بناهای ایجادشده به دست تکنیک Earth shelter از بناهای زمینه گرا محسوب میشوند چرا که به اصول اولیه معماری زمینه گرا پایبند هستند!
(اگر با اصول اولیه این سبک از معماری آشنایی ندارید، پیشنهاد میکنیم ابتدا مقاله "همه چیز در مورد زمینه گرایی در معماری" را مطالعه کنید.)
کاهش نفوذ هوا در یک پناهگاه در دل زمین میتواند بسیار سودآور باشد. از آنجایی که سه دیوار سازه عمدتاً توسط خاک احاطه شدهاند، سطح بسیار کمی در معرض هوای بیرون قرار میگیرد. این امر مشکل خروج هوای گرم از خانه را از طریق شکافهای اطراف پنجرهها و درها کاهش میدهد. علاوه بر این، دیوارهایی از جنس زمین، از بادهای سرد زمستانی محافظت میکنند.
اگر بخواهیم از مشکلات تکنیک Earth shelter صحبت کنیم باید در درجه اول به نشت آب، چگالی داخلی و وضعیت آکوستیک نامناسب آن اشاره کنیم و در صورتی که یک پناهگاه زیرزمینی به درستی طراحی نشده باشد، با کیفیت پایین هوای داخل بنا ممکن است مواجه شویم. در تکنیک Earth shelter اغلب به روشهای ساخت و ساز سنگینتری نسبت به تکنیکهای ساختمانی معمولی نیاز داریم. بسیاری از شرکتهای ساختمانی در مورد ساخت و ساز با تکنیک Earth shelter یا اصلاً تجربه ای ندارند و یا تجربه محدودی را از سر گذراندهاند.
عموما خطر نشت آب در اطراف مناطقی که لایههای عایق آب نفوذ کردهاند، رخ میدهد. دریچهها و مجاری خروجی از سقف به دلیل امکان جابهجایی میتوانند مشکلات خاصی را ایجاد کنند. دالهای بتنی پیشساخته میتوانند انحراف 2/1 اینچ یا بیشتر داشته باشند اگر خاک در بالای آنها قرار گیرد. اگر دریچهها یا مجراها در طول این انحراف به طور ثابت در جای خود نگه داشته شوند، نتیجه آن معمولاً خرابی لایه عایق آب است. برای جلوگیری از این مشکل، میتوان دریچههایی را در جبهههای دیگر ساختمان (به غیر از سقف) قرار داد و یا بخشهای جداگانهای برای نصب لوله ها در نظر گرفت.
مصالح ساختمانی برای ساخت و سازهای تحت تکنیک Earth shelter معمولاً از مواد غیر قابل تجزیه تشکیل شدهاند. از آنجایی که این مواد در درجه اول باید آب را دور نگه دارند، اغلب از پلاستیک ساخته شدهاند. بتن هم یکی دیگر از مصالحی است که به مقدار زیاد در این روش مورد استفاده قرار میگیرد.
آینده تکنیک Earth shelter با افزایش تقاضا برای ساختوسازهای پایدار و کممصرف، امیدوارکننده به نظر میرسد. با تشدید نگرانیهای مربوط به تغییرات آب و هوایی و افزایش نیاز به ساختمانهای انعطافپذیر، طراحی بر اساس تکنیک Earth shelter احتمالاً تجدید حیات خواهد داشت. پیشرفتهای فناوری، مانند سیستمهای عایق و تهویه بهبود یافته، این سازهها را راحتتر و سازگارتر با آب و هوای مختلف میکند. همراه با افزایش دسترسی به منابع انرژی تجدیدپذیر، خانهها و ساختمانهای ساختهشده توسط تکنیک Earth shelter زمین میتوانند سهم عمدهای در آیندهای پایدارتر داشته باشند و مصرف انرژی کمتر، کاهش ردپای کربن و ارتباط بیشتر با طبیعت را ارائه دهند. در حالی که چالشهایی مانند هزینهها و موانع نظارتی باقی ماندهاند، آینده تکنیک Earth shelter روشن است و نقش مهمی در شکلدهی محیط ساختهشده برای فردای پایدارتر ایفا میکند.
Sources: encyclopedia.pub | terraversa.es | permaculture.org.uk