บ้านเซรามิก
บ้านเซรามิกเป็นสิ่งก่อสร้างที่สร้างจากส่วนผสมของดินที่มีดินเหนียวเป็นส่วนประกอบหลัก และนำไปเผาจนกลายเป็นเซรามิก กระบวนการสร้างและเผาบ้านประเภทนี้ได้รับการพัฒนาโดยสถาปนิกชาวอิหร่านนาเดอร์ คาลิลี ในช่วงปลายทศวรรษ 1970 เขาตั้งชื่อกระบวนการนี้ว่า เกลทาฟตัน (Geltaftan) โดย "เกล" หมายถึง "ดินเหนียว" และ "ทาฟตัน" หมายถึง "การเผา การอบ และการทอดินเหนียว" ในภาษาเปอร์เซีย การวิจัยของคาลิลีในการสร้างบ้านเซรามิกนั้นตั้งอยู่บนแนวคิดที่ว่า บ้านที่คงทน ทนทานต่อน้ำ และแผ่นดินไหว สามารถสร้างได้ด้วยการใช้องค์ประกอบทั้งสี่ ได้แก่ ดินและน้ำในการสร้างโครงสร้าง และไฟและอากาศในการตกแต่ง การทำงานอย่างมุ่งมั่นของเขานำไปสู่โครงการขนาดเล็กในอิหร่านหลายโครงการ รวมถึงโรงเรียนประถมศึกษาจาวาดาบาด และโครงการบูรณะกาเลด โมฟิด นอกเหนือจากงานที่บันทึกไว้ของคาลิลีแล้ว ดูเหมือนว่าจะมีการวิจัยเกี่ยวกับบ้านเซรามิกในวงกว้างน้อยมาก
ประวัติความเป็นมาของวิธีการเจลทาฟแทน
หลังจากประสบความสำเร็จในการประกอบวิชาชีพสถาปัตยกรรมในอิหร่านและสหรัฐอเมริกา ความสนใจของนาเดอร์ คาลิลี หันไปที่ชนบททะเลทรายของอิหร่าน โดยสำรวจเทคโนโลยีที่เหมาะสมสำหรับคนยากจน ขณะอยู่ที่นั่น คาลิลีสังเกตเห็นว่าอาคารที่เก่าแก่ที่สุดในบริเวณนั้นคือเตาเผา ในหมู่บ้าน และความทนทานของอาคารเหล่านั้นมาจากการที่อิฐดินเหนียวที่ใช้ทำเตาเผาได้รับการเผาในกระบวนการผลิตเครื่องปั้นดินเผา จึงทำให้แข็งตัว ต้องใช้เวลาหลายปีในการติดขัดทางราชการ แผ่นดินไหวครั้งใหญ่ และการปฏิวัติกว่าที่ความคิดของเขาจะได้รับการนำไปใช้ ในปี 1978 คาลิลีร่วมกับผู้เชี่ยวชาญด้านเตาเผา ฟื้นฟูบ้าน 12 หลังในหมู่บ้านกาเลด โมฟิด ในพื้นที่ชนบทนอกกรุงเตหะราน ประเทศอิหร่าน โดยการเผาและเคลือบบ้าน ทำให้บ้านเหล่านั้นกลายเป็นสถานที่ถาวรและปลอดภัยมากขึ้นสำหรับชาวบ้านที่จะอยู่อาศัย[ 1 ]ในปี 1981 คาลิลีสร้างโรงเรียนสถาปัตยกรรมดินเผา 10 ห้องเรียนในจาวาดาบาดประเทศอิหร่าน
ในปี 1984 คาลิลี ซึ่งย้ายไปอยู่ที่แคลิฟอร์เนียในเวลานั้น ได้เสนอต่อนาซาว่าควรสร้างบ้านเซรามิกบนดวงจันทร์ คาลิลีได้ทำการทดลองที่ห้องปฏิบัติการ McDonnell Douglas Space Systems เพื่อแสดงให้เห็นว่าการใช้พลังงานจากดวงอาทิตย์สามารถหลอมและหลอมรวมดินบนดวงจันทร์ให้เป็นรูปทรงต่างๆ เพื่อใช้ในการก่อสร้างได้ แบบจำลองขนาดเต็มของอาณานิคมที่เสนอนั้นตั้งใจจะสร้างขึ้นในทะเลทรายนอกเมืองเฮสเปเรีย รัฐแคลิฟอร์เนียซึ่งคาลิลีได้ก่อตั้งโรงเรียนฝึกอบรมของเขาขึ้น นั่นคือสถาบัน Cal-Earth การวิจัยได้รับปฏิกิริยาที่หลากหลาย คาลิลีเป็นที่รู้จักในฐานะ "ผู้มีวิสัยทัศน์" และถูกมองว่า "ล้ำหน้ากว่ายุคสมัย" โดยนายกเทศมนตรีของเฮสเปเรีย จิม ลินด์ลีย์ เป็นต้น[ 2 ] มีการสร้างต้นแบบเพียงไม่กี่หลังเท่านั้น ในปี 1986 คาลิลีได้ก่อตั้งมูลนิธิ Geltaftan ขึ้นในแคลิฟอร์เนียเพื่อทำการวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมบนโลก โครงการแต่ละโครงการของเขาได้รับการเผยแพร่ในระดับปานกลาง แต่เทคโนโลยี geltaftan ของคาลิลีแทบไม่ได้ถูกนำมาใช้เลยนับตั้งแต่ทศวรรษ 1980 ส่วนหนึ่งเป็นเพราะมลพิษที่เกิดจากการเผาไหม้น้ำมัน มูลนิธิ Geltaftan และ Cal-Earth ได้ทำการทดลองเกี่ยวกับการสร้างบ้านด้วยเซรามิกต่อมา แต่ปัจจุบัน Nader Khalili เป็นที่รู้จักมากที่สุดจากผลงานการพัฒนาSuper Adobeซึ่งเป็นเทคนิคการสร้างบ้านด้วยดินโดยใช้ถุงที่บรรจุดินเป็นโครงสร้างหลัก
การก่อสร้างและการจุดไฟ
ดินที่ใช้สร้างบ้านเซรามิกโดยพื้นฐานแล้วเป็นดินเหนียวชนิดหนึ่งที่มีปริมาณดินเหนียวสูงกว่าและมีสิ่งเจือปนน้อยกว่า ดินและน้ำจะถูกผสมจนกระทั่งสารนั้นมี "ความสม่ำเสมอเหมือนแป้งขนมปัง" [ 3 ]ส่วนผสมของดินเหนียวจะถูกปั้นเป็นแม่พิมพ์ และบล็อกจะแห้งในช่วงเวลาหนึ่งถึงสองสัปดาห์ ปูนจะถูกทำขึ้นโดยใช้ "ฟลักซ์" (แก้ว โซดา หรือโคลมาไนต์ ) เพื่อช่วยในการหลอมรวม
อิฐดินเหนียวจะถูกวางเรียงโดยให้รอยต่อเหลื่อมกัน ไม่มีปูนในรอยต่อแนวตั้งเพื่อรองรับการขยายตัวและการหดตัวระหว่างการเผา อิฐดินอัดและอิฐดินเหนียวก็สามารถเผาได้เช่นกัน แต่ต้องเผาจากทั้งสองด้านเนื่องจากผนังมีความหนา การสร้างด้วยดินเหนียวเปียกที่แข็งตัวเหมือนช่างปั้นดินเผา จะทำให้ผนังบางลง และสามารถติดตั้งระบบปล่องไฟไว้ในผนังได้ สามารถสร้างซุ้มโค้งได้โดยการวางอิฐที่ไม่ใช้ปูนเป็นแบบหล่อ และนำออกหลังจากเผาเสร็จแล้ว
ระบบการเผาไหม้ที่ใช้ขึ้นอยู่กับความพร้อมของเชื้อเพลิงและความรู้ความชำนาญในท้องถิ่น ในอิหร่าน เตาเผาในหมู่บ้านใช้เชื้อเพลิงเป็นน้ำมัน ดังนั้นจึงสามารถใช้เตาเผาน้ำมันแบบไหลตามแรงโน้มถ่วงอย่างง่ายในการให้ความร้อนแก่แต่ละห้องได้ มีการสร้างปล่องไฟ (อาจรวมเข้ากับโครงสร้างหรือทำไว้เพื่อถอดออกได้) และปิดช่องเปิดด้วยอิฐที่ไม่ใช้ปูน รอยต่อจะถูกฉาบด้วยปูนโคลนบางๆ เตาเผาจะถูกวางไว้ในช่องเปิดต่ำที่มีพื้นที่สำหรับการไหลเวียนของอากาศ แต่ต้องป้องกันจากลม
ในช่วงแรกของการเผาไหม้ ไอน้ำที่มีอุณหภูมิ 200–900 องศาเซลเซียส (392–1,652 องศาฟาเรนไฮต์)จะระเหยออกทางปล่องระบายอากาศที่อยู่บนหลังคา เมื่อไอน้ำระเหยออกไปแล้ว ก็สามารถปิดปล่องระบายอากาศบนหลังคาได้ และความร้อนจะหมุนเวียนไปทั่วห้องก่อนที่จะระบายออกทางช่องระบายอากาศที่พื้น ในขั้นตอนนี้ ห้องจะถูกทำให้ร้อนถึงอย่างน้อย1,000 องศาเซลเซียส (1,830 องศาฟาเรนไฮต์)และดินเหนียวจะถูกอบให้สุก หลังจากเผาไหม้เสร็จแล้ว จะเปิดเฉพาะปล่องระบายอากาศบนเพดานเท่านั้น เพื่อให้ความร้อนค่อยๆ เย็นตัวลงอย่างช้าๆ เป็นเวลาอย่างน้อย 48 ชั่วโมง
ผนังด้านนอกตกแต่งด้วยปูนฉาบดินผสมฟาง อิฐเผา หรือกระเบื้องเซรามิก เมื่อตกแต่งด้วยปูนฉาบดินผสมฟาง จะมีการอบดินเหนียวและฟางบางๆ ลงบนโครงสร้างในช่วงสุดท้ายของการเผา และฉาบปูนชั้นที่สองลงไปหลังจากเย็นตัวลง เมื่อตกแต่งด้วยกระเบื้อง จะใช้ปูนยาแนวโดยตรงบนชั้นกันซึม เช่น น้ำมันดิน[ 4 ]
รูปแบบและเทคนิค
รูปทรงหลักของอาคารเซรามิกคือสี่เหลี่ยมจัตุรัสและสี่เหลี่ยมผืนผ้า โดยมีหลังคาเป็นทรงโค้ง ทรงโดม และทรงโดมโค้ง ทั้งนี้เพื่อให้สามารถสร้างโครงสร้างทั้งหมดจากวัสดุชิ้นเดียว (ประหยัดต้นทุน) และเพื่อให้ทนทานต่อแรงสั่นสะเทือนและมีอายุการใช้งานยาวนานเหมือนเปลือกหุ้ม
ดินเหนียวและดินเผาสามารถปั้นเป็นรูปทรงและโครงสร้างแบบฝังในบ้านได้ เช่น เก้าอี้และชั้นวางของ แล้วนำไปเผาพร้อมกับส่วนอื่นๆ ของบ้าน
การเติมออกไซด์และทรายและดินเหนียวชนิดต่างๆ สามารถสร้างพื้นผิวที่แตกต่างกันได้ ออกไซด์แร่ที่สำคัญที่สุดในการเคลือบคือซิลิกา (ซึ่งเป็นส่วนประกอบของแก้ว) การเคลือบด้วยอุณหภูมิต่ำเหมาะสำหรับบ้าน การเคลือบควรทำเฉพาะบางส่วนเพื่อให้ผิวของห้องสามารถ "หายใจ" ได้ การเคลือบยังทำขึ้นจากขวดแก้วรีไซเคิลอีกด้วย การเคลือบด้วยเกลือเป็นอีกวิธีหนึ่งในการสร้างพื้นผิวราคาประหยัด[ 3 ]
ประโยชน์
การเผาบ้านดินมีประโยชน์หลายประการ การเผาทำให้โครงสร้างดินเหนียวกันน้ำได้ เตาเผาเซรามิกมักมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าอาคารดินที่อยู่ใกล้เคียง วัสดุสำหรับอาคารประเภทนี้หาได้ง่ายสำหรับผู้ที่มีทรัพยากรจำกัด เชื้อเพลิงสำหรับการเผาเป็นการลงทุนที่แพงที่สุด เยื่อหุ้มที่แข็งตัวของโดมเซรามิกช่วยเพิ่มความต้านทานต่อแผ่นดินไหว โครงสร้างของบ้านเซรามิกช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ความร้อนแบบพาสซีฟผ่านมวลความร้อนประโยชน์เพิ่มเติมที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการเผา ได้แก่ โอกาสในการผลิตสินค้าเซรามิกอื่นๆ เพื่อใช้เองหรือสร้างรายได้ และเมื่อเผาบ้านที่มีอยู่แล้ว แมลงศัตรูพืชจะอพยพออกไปเองตามธรรมชาติ
ตัวอย่าง
บ้านดินเผาแบบทดลองยังถูกสร้างขึ้นโดยใช้หลักการของเตาเผาอนากามะแบบ จีนโบราณ ในระบบเตาเผาอนากามะ จะมีการก่อกองไฟจากไม้ที่ฐานของเนินลาด และก๊าซจะถูกดึงขึ้นไปตามเนินลาดด้วยกระแสลมแรงผ่านอุโมงค์ เมื่อสร้างโดมที่ปลายอุโมงค์ด้วยดินเหนียว ก๊าซร้อนจะเผาโครงสร้างดินเหนียวให้มีความแข็งระดับเซรามิก[ 5 ]
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- อาร์ชเน็ต
- แคล เอิร์ธ
- บ้าน "ฟลินท์สโตนส์" ที่สร้างจากดินเหนียวทั้งหมด ดึงดูดนักท่องเที่ยวบ้านเซรามิกของอ็อกตาบิโอ เมนโดซา ในวิลลา เดอ เลย์วา ประเทศโคลัมเบีย @NBCnews.com