Księżycowy Kokon czyli Eko-Kopuła

Najpospolitszym materiałem naszej planety, dostępnym poza samą powierzchnią wód i wiecznej zmarzliny, jest… ziemia; gleba; podłoże składające się z cząstek mineralnych, organicznych, a także ich mieszanki. Analogicznie jak na planecie Ziemi substraty mineralne stanowią najłatwiej dostępny materiał, jaki może być wykorzystywany w budownictwie. Stąd nie dziwi fakt opierania wizji domów budowanych w kosmosie w oparciu o powszechnie występujące podłoże. Z tego założenia wywodzi się technologia domów Superadobe nazywanych czasem także księżycowymi kokonami.

Superadobe znana także jako eko-kopuła, to współczesna technika nawiązująca bezpośrednio do tradycyjnej metody budowy domów z cegły glinianej (adobe), w której cegły zastąpiono znajdującym się w workach stabilizowanym piaskiem lub innym miałkim mineralnym podłożem. Zgodnie z przyjętą metodologią worki wykorzystywane przy eko-kopułach mają formę przypominającą wielometrowe rękawy. Technika ta została opracowana w 1984 r. przez amerykańsko-irańskiego architekta Nadera Khalili (1936-2008) jako odpowiedz na zaproszenie Amerykańskiej Agencji Kosmicznej NASA do opracowania koncepcji osiedli ludzkich na Księżycu i Marsie. Technologia bazuje na założeniu minimalnego zużycia materiałów, przy maksimum uzyskanej przestrzeni, dodatkowo na łatwej dostępności materiałów i narzędzi, a także na znacznej prostocie wykonania z którą poradzić może sobie zespół 3 osób. Kopuły są również niezwykle wytrzymałe, odporne na czynniki klimatyczne w tym huragany i powodzie, a nawet na trzęsienia ziemi, sama zaś technika została udostępniona “do służby ludzkości i środowisku”. Dzięki tym zaletom realizacje w systemie Superadobe zaczęły pojawiać się w różnych częściach świata, w tym na terenach powojennych. Wkład architekta wkrótce doceniony został m.in. przez ONZ, a także amerykańską organizację architektów (CCAIA).

Jak już wspomniano, do budowy „Księżycowych kokonów” potrzebne są worki w kształcie rękawów, a także stabilizowana ziemia lub piasek, dodatkowo wykorzystywane są inne zasadniczo łatwo dostępne i tanie materiały, a także proste narzędzia. Praktycznie najtrudniej dostępne są  syntetyczne, odporne na promieniowanie UV zarazem biodegradowalne worki CalEarth jakie wykorzystywane są przy wzorcowych konstrukcjach. Sama budowa zaczyna się od wyznaczenia okręgu i przebiegających przez punkt centralny osi. W praktyce używa się do tego zwyczajnego łańcucha, umocowanego w środku planowanego obiektu. Tak wyznaczony okrąg posiadający zazwyczaj około 5 m średnicy stanowi wewnętrzną krawędź fundamentu, który kopany jest na głębokość około 40 cm. Fundament nie jest wylewany a układany z dwóch warstw worków wypełnionych stabilizowaną ziemią. Każda warstwa tak w poziomie fundamentu, jak i powyżej jest solidnie udeptywana i ubijana za pomocą najprostszych narzędzi.

Do wypełnienia worków używa się mieszanki w postaci stabilizowanego piasku lub innej jałowej ziemi. Mieszankę tą otrzymuje się poprzez dodanie 10% objętości cementu lub wapna do użytej ziemi. Następnie po starannym wymieszaniu w kastrze lub w betoniarce dodaje się wody. Tak przygotowana mieszanka powinna być wilgotna, ale zarazem sypka, w żadnym zaś wypadku niemokra. Worki wypełnia się najprostszą metodą, grawitacyjnie; wsypując stabilizowaną ziemię do ich wnętrza. Same końcówki worków nie są w żaden sposób zaszywane, jedynie ich końce zakłada się pod spód bieżącej warstwy. Na każdą warstwę, po jej ubiciu układa się swego rodzaju zbrojenie. Używa się do tego dwóch nitek drutu kolczastego, który wbijając się wypełnione worki, zapobiega ich przesuwaniu się. Do wyznaczenia kolejnych warstw sklepiania kopuły używa się drugiego łańcucha – umocowanego w okolicy wejścia. W zależności od wysokości/głębokości jego umocowania możemy w pewnym stopniu wpływać na wysokość modelowanej kopuły. Kolejne warstwy układa się dopiero po wyschnięciu warstwy poprzedniej, jest to niezwykle ważne szczególnie w wyższych partiach obiektu.

Nieodłącznym elementem eko-kopuł podobnie jak każdego domu są otwory drzwiowe i okienne, a także otwory wentylacyjne i kominowe. Oczywiście muszą one zostać uwzględnione już na etapie projektowania i budowy. Do wykonania otworów okiennych o łukowatym sklepieniu przydatne będą formy wykonane z drewna lub metalu, z kolei mniejsze okrągłe otwory wentylacyjne i kominowe kształtuje się dzięki formom (wykonanym np. z odcinków plastykowych rur). Na formach tych układa się worki ze stabilizowaną ziemią. Z kolei otwory drzwiowe o sklepieniu płaskim wykonuje się przy użyciu deski, na której układa się worek ze stabilizowaną ziemią, dla jego wzmocnienia w środek worka wkłada się dwa stalowe pręty, dłuższe od futryny o 30 cm z każdej ze stron. Po wyschnięciu ułożonej warstwy deskę, jak również inne wspomniane formy należy usunąć. Dla ułatwienia demontażu form stosuje się różnego rodzaju kliny przytrzymujące, czy choćby fragmenty cegieł. Zamiast czasowych form możliwe jest wstawienie docelowych drewnianych ościeżnic. Poszczególne sekcje budynku łączy się z główną kopułą przy pomocy skręconego drutu kolczastego pod każdą warstwą. Wyższe warstwy (tj. warstwy sklepienia kopuły) muszą posiadać większą szerokość względem warstw niższych, co regulowane jest poprzez właściwe ubijanie (w rezultacie warstwy sklepienia są też niższe). Solidność wznoszonej konstrukcji zależna jest od staranności ubicia warstw worków z ziemią. Eko-kopuły po zakończeniu są tak z zewnątrz, jak i wewnątrz tynkowane, a także wyposażane w dodatkowe elementy (okna, drzwi, przewody wentylacyjno-klimatyzacyjne czy inne instalacje)

Zaletą domów z ziemi jest także ich duża pojemność termiczna, fakt ten stabilizuje temperatury we wnętrzu. Dodatkowo odpowiednie zorientowanie budynku umożliwia pasywne wykorzystanie energii słonecznej. Niestety, chociaż dawno już w Polsce pojawiły się domy kopułowe, próżno szukać wykonanych w najprostszej technice jaką jest Superadobe. Przyczyn takiego stanu rzeczy można doszukiwać się wielu, prym wśród nich wydają się mieć warunki klimatyczne charakteryzujące się mroźnymi zimami. Przedstawiona powyżej technika przy zastosowaniu w warunkach środkowoeuropejskich wymaga przede wszystkim odpowiedniego ocieplenia.

Foto: wikimedia.

Jeśli interesuje Cię naturalne budownictwo, tynki gliniane i wapienne oraz inne usługi, doradztwo i wykonanie – koniecznie odwiedź stronę GlinoDom.pl