我不是那个发明地球飞船的迈克·雷诺兹,我是那个认为在加拿大和其他寒冷气候地区建造地球飞船是个坏主意的迈克·雷诺兹。名字的巧合;就这么放出来垃圾的战士不会收到属于我的仇恨邮件。

地球从何而来?

它最早出现在70年代初的新墨西哥州,是建筑师迈克尔·雷诺兹的创意。他们称他为“垃圾战士”,他是低影响生活的先驱,而在那个时代,这样的远见者很少存在。他的作品主要是用垃圾建造自给自足的房子,启发了无数人根据他的想法来建造房子。他继续孜孜不倦地工作,以引起人们对困扰全球的不负责任的资源浪费的注意。

地球的定义是什么?

需要注意的是,“Earthship”是一个注册商标。你可以建造一个,然后告诉你的朋友这是一个地球飞船,但一个没有得到地球飞船商标持有者迈克尔·雷诺兹授权的房屋不能正式使用这个名字。所以,不要误以为这是一场推动生态和谐住房事业的流动和集体运动;这是一家由一位传奇人物领导的品牌盈利企业。

简而言之,地球:

  • 用填充土的轮胎建造主要支撑墙;铝罐、灰泥以及玻璃瓶被用来建造内墙。
  • 地球飞船(至少根据它们自己的定义)是由太阳和热质量被动加热的;北侧被埋在地下,尽管气候较冷的建筑似乎包括木火炉。
  • 现场通过光伏太阳能电池板和风力发电,丙烷通常用于烹饪,在较冷的气候条件下,水加热。
  • 雨水被收集起来,储存在大型塑料水箱中,过滤后供居民使用;废水在现场处理,用于种植粮食。
  • 朝南的墙全是窗户,作为一个集热器和温室,全年生产食物。

这些都是很棒的东西,在新墨西哥州似乎很奏效,但现在他们想把表演搬到路上去,这可能会有点棘手。如果它像他们说的那样好,适合所有的气候,那么它应该经得起人们所认为的审查。但是,指出设计上的缺陷往往会冒犯“地球号”爱好者,或者雷诺兹所说的“绿色门徒”。

建造一座房子是一项巨大的投资,有太多错误的假设和明显的矛盾,不能接受地球飞船的表面价值,因为所有的经验证据都表明,当它从沙漠运到寒冷气候时,它不可能达到它的设计师所说的效果。冒着惹怒一些人的风险,我们认为在它像雷诺兹希望的那样在加拿大扎根之前需要仔细研究。

我的背景:我为绿色和平组织工作,我留着长发,我开着大众微型巴士,我喜欢80年代末关于地球的一切。我不是为了好玩才跳进来撕碎它的,而是用全新的眼光去看待形象和整体吸引力之外的事物我记得是几十年前

适宜气候条件下的地球:

新墨西哥气候温和,干旱/半干旱,特点是降水少,相对湿度低,阳光充足,所以没有比这里更适合建造地球飞船的地方了。

该网站仍然声称它们“在所有气候条件下都很舒适”,而且没完没了地谈论它们是如何用天然和回收材料建造的,没有能源账单,不使用化石燃料,被动加热和冷却,居住者与地球自然循环和谐平衡地生活。这与它们的实际建造方式相距甚远,但事实很少干扰熟悉而令人欣慰的福音的传播。

为了让你知道我们不是把话强加给他,这是迈克·雷诺兹几年前在一个名为“新解决方案指南”下面这段话是在4:20左右开始的。

“每座建筑都是一个有生命的呼吸细胞,它从与地球自然现象的接触中获得居住者所需要的一切,像太阳,像雨,像重力,像风,凝结,对流,地球上所有的自然现象都被研究和观察,并被建造到这些建筑中,因此,通过与自然现象的接触,它们成为一个有生命的呼吸有机体,照顾人们,而且不需要化石燃料。”

在“地球”的现场,只要麦克风一打开,就会出现类似的情况,甚至在那些根本不会发生上述情况的建筑里。就像阿尔伯塔省的一位地球船的主人,我毫不怀疑他的意图是最纯粹的,他在一所房子里点燃柴炉时,也表达了这种情感用泡沫板绝缘里面有丙烷动力的干衣机、灶台和热水器。

这是如何麦克·雷诺兹在《卡尔加里先驱报》上描述过那座房子加拿大对这种建筑非常感兴趣,”他说。“一栋完全独立的建筑,完全脱离所有电网,而且它们很温暖。(在阿尔伯塔省)天气非常冷,而且大楼没有任何备用供暖设备,根本不需要。”

柴炉怎么就不算是备用热源呢?丙烷什么时候不再是化石燃料了?你不必深入挖掘,就能意识到宣称的并不是实际发生的事情。如果你在14°C的房子里醒来(就像这些可爱的人一样),你需要一整天都生火取暖,你的房子并没有自己保持温暖。

实际上,加拿大的“地球”是一种主要采用被动加热的住宅,燃烧生物质和化石燃料作为补充热能和电力;它与墙壁上的泡沫板绝缘(我们没有发现地板),包括建筑围护结构内部的热质量。

我不是在这里批评化石燃料的使用或泡沫绝缘材料,但它不是一种“自然现象”或“有生命的呼吸有机体”,而不是一种正常现象地下室与外部泡沫绝缘

不幸的是,对于世界上许多地球飞船的拥有者来说,在设计中加入绝缘材料是雷诺兹后来才发现的三十年来一直告诉人们他们不需要它。

雷诺兹将隔热层的添加描述为“涡轮增压”地球飞船2009年Youtube研讨会他描述了它。尽管这种设计改进发生在2005年左右(距离地下室隔热已经成为标准做法已有几十年了),但他说隔热层以下的热质量墙是他自己的想法,并给住宅隔热起了一个新名字——热包装

“如果地球飞船是一台汽油发动机,那么热包裹和两层或三层温室将是燃料喷射。我已经准备好和任何传统供暖系统比赛了。”- Michael Reynolds, Earthship Biotect

热质量确实储存和释放热量,但神奇的是通过分离内部和外部环境温度,而不是将它们连接起来。他现在似乎已经意识到这一点,至少在墙的问题上是这样,但由于游戏开始晚了,他在认识方面也有点落后真正应该安装的绝缘材料的数量以及把它放在哪里。例子:

下面的三张图片是热模型,展示了在典型的加拿大或美国北部寒冷地带气候下,你对混凝土地板的期望;第一层不隔热,第二层符合建筑规范(R10),第三层达到R20,这是我们在加拿大或更冷的国家推荐的最低标准,以获得舒适和良好的投资回报。

使用4英寸的混凝土地板建模,你可以看到在左边的第一张图片中(没有像地球飞船那样隔热),从暖到冷的扩展颜色梯度表明,热量流失到地下很多英尺深的地方,而在有隔热地板的图片中,你可以看到更多的热量被隔热材料包含。同样值得注意的是,地球号的地板是浅红色的,这表明温度比白色的绝缘地板低,这对居住者来说不太舒服。

©丹尼斯·波伊尔

由于冬天加拿大的地面温度低于7°C,如果加拿大的“地球飞船”真的把房子加热到一个舒适的温度,它就会推翻这一理论热力学第二定律也就是说热量从温暖的物体转移到寒冷的物体。如果热量能够从寒冷的地区转移到温暖的地区——比如从7°C的地面转移到任何温度在8°C或更高的房子——那么人们也可以预期在夏天看到湖泊结冰。

我们都知道这不会发生,但迈克尔·雷诺兹(Michael Reynolds)仍在说服加拿大人,我们的冰冻地貌将以某种方式为他们的家园供暖。相信这一点需要抛弃基本的物理定律,你在一块冰上烤棉花糖的运气也一样。冷的东西不会让你温暖,就是这样。

有机械辅助和能量输入(就像热泵一样),你可以在寒冷的气候下从地下提取热量,但地球飞船没有热泵。

如果你仍然认为地球飞船是解决问题的答案,那么请在你把毕生积蓄投入其中之前继续阅读,即使你已经对我有胆量打开引擎盖看看它是如何运行的感到厌烦。如果你在我的分析中发现了缺陷,请在下面的评论中指出你认为我搞砸了的地方,我非常乐意与你讨论。如果你在这里阅读是因为你想住在一个利用太阳和地面的热量来取暖的房子里,我们可以在我们的被动式太阳能家居设计页面

1.热质量:

地球飞船设计的最大缺陷可以追溯到一个误解,即地面在任何气候下都能保持温暖。是的,地面会给寒冷的房子增加热量,但只有在你的房子和地面的温度达到热平衡时,这意味着它们相等。这被称为热力学第零定律

根据生态之家工程师丹尼斯·博耶的说法,“蒙特利尔-渥太华走廊大约10英尺深的地温将在1月份的6.3°C(43°F)到4月份的3.4°C(38°F)之间波动。在较低的深度,地面在同一时间段内会更冷。”

对于加拿大来说,这是一个合理的平均温度,比“地球”网站上列出的58华氏度要低得多。“地球”网站声称,“地球”可以在世界任何地方工作。

在隔热程度最低的加拿大地球上,你将成为热源,而不是地面将热量倾泻到地面而没有地板下的隔热层每当室内温度上升到7摄氏度左右,这几乎是每个加拿大人都希望的。

根据雷诺兹的说法,“热包裹”设计的关键是将绝缘材料从胎壁向后放置几英尺,以增加胎壁的污垢量(他在一段视频中说到大约7英尺),据说这可以提高性能,但实际上并没有这样做。

丹尼斯·博伊尔继续解释道“除了水和其他具有非常高导电性的材料,由于任何被动式加热的房子在24小时周期内都会出现相对微妙的温度变化,只有前6或7英寸的墙壁会通过吸收和释放热量显示出任何明显的温度变化。”

这意味着只有前三分之一的轮胎壁像雷诺兹所说的那样起着热质量的作用,而后面几英尺的泥土则没有起作用。把绝缘材料放得这么远意味着你现在需要买更多环保泡沫聚苯乙烯保温板来隔离那5英尺高的顶部,整个建筑的长度,否则隔热层将完全不起作用。而且更多的热量也会通过顶部的隔热层逸出,所以这种设计修改的唯一有形结果是增加了材料成本和增加了热损失。

2.减少污染:

如果你当地的电网由可再生能源供电,如水力发电或风力发电,那么就没有必要安装自己的系统来减少个人排放。同样,为了你自己的电力安全,你可以安装一个太阳能电池阵列和电池备份,但如果“脱网”意味着你需要燃烧化石燃料,而不是从电网获取清洁能源,那么你的碳足迹就会增加,而不是减少。

整个魁北克都在使用可再生能源,不列颠哥伦比亚省的大部分地区也是如此,其他许多省份的比例也在不断上升。目前提供的清洁能源共计占加拿大电力需求的18.9%

3.材料的节约和再利用:

很明显,我在几个“地球”视频中看到的一堆堆干净的XPS泡沫板并不是回收的,它们当然也不是天然来自地球。这就需要购买和运输以石油为基础的产品,这些产品使用有大量温室气体排放(GHGs)的发泡剂。这显然不是对家庭绝缘材料的批评,但我确实质疑他选择XPS泡沫而不是对环境危害较小的产品。

Alex Wilson是XPS泡沫弹性设计研究所的创始人-发泡剂产生的微小气泡实际上是泡沫中的绝缘体。它们曾经是因破坏臭氧层而被禁止使用的氯氟烃(cfc),现在被氢氟碳化合物所取代,氢氟碳化合物不会造成臭氧层破坏,但作为温室气体,其危害比二氧化碳要严重一千倍以上。

选择XPS泡沫而不是其他类型的绝缘材料使地球更绿色的唯一方法是帮助冰冻的苔原恢复生机。寻求帮助选择最环保的硬质泡沫保温板,请看这里

“我们已经做了这么长时间,我们真的找不到更好的材料来建造。”——Mike Reynolds, Earthship Biotect

并不是他找不到更好的材料,他只是在不知情的情况下从他们身边走过。在任何建筑用品店XPS泡沫旁边都会有一堆EPS泡沫它使用不同的发泡剂排放更低,也更便宜。旁边会有一堆刚性矿棉这是一种由石尘制成的绝缘板,不含任何化学物质,含有至少75%的可回收成分。或者穿一些完全自然的衣服,比如麻绝缘板。

内墙当然很漂亮,但在一个资源枯竭的时代,把成千上万的铝罐隔离在一面墙里不一定是对金属的大量利用。在1972年,没有人使用它们,也没有人使用旧轮胎,所以他当时实际上是在帮这个世界的忙,但现在已经不是了。矿物开采对地球是相当有害的,如果那些金属被回收利用,对地球会更好。

回收橡胶屋顶瓦-环保绿色建筑,还是不是?

4.节约用水:

地球已经有了一个处理和储存雨水的自然系统,尽管出于必要,雷诺兹用塑料管、过滤器、植物和巨大的塑料蓄水池改造了这个系统。向沙漠中的一户人家提供水,这真是明智之举。但在加拿大的大多数偏远地区,这是完全没有意义的,结果是不必要的成本,增加维护,并由于购买巨大的塑料罐和设备而造成更多的具体污染。

土地会自动吸收你的废水,把它变成干净的饮用水,你可以用井来获取,所以让土地做它的事情吧。这就是地球飞船的前提,不是吗?这是意识形态和常识之间较为明显的正面冲突之一,在这种情况下,除了维护Earthship品牌的形象之外,屋主们毫无理由地承担了不必要的复杂性和成本。

你仍然可以收获雨水它落在你的屋顶上,只需要一个雨桶和一个户外花园就可以充分利用它。

5.房子尺寸:

地球飞船的形状通常很窄很长。这绝不是一个节约材料或能源的最佳形状。例如,一个25英尺深,80英尺长的房子将有2000平方英尺,外墙将有210英尺。相比之下,一栋40x50英尺的房子也有2000平方英尺,但只有180英尺的外墙。这就意味着——购买更少的建筑材料,更少的劳动力,更少的用于散热的外墙和同样数量的生活空间。让我们来看看被动式太阳能家居设计学习如何在家中被动供暖。

6.健康风险:

地球飞船的轮胎可能会松动溴化阻燃剂这是一种合成材料,从石油化学品中提取,长期接触对人类是有毒的。

麦克·雷诺兹说它是安全的,但他说很多东西都说不通所以我个人想看一些研究健康的室内空气质量不然我下半辈子就得住在一堆旧轮胎里了

•过敏性鼻炎、哮喘、呼吸道感染、湿疹和风湿病都是与霉菌接触有关的疾病,这是隔热性能差的房屋的常见问题,特别是隔热性能差、湿度大的地下室,它们的设计没有妥善管理湿度。这几乎就是地球飞船在加拿大的表现方式的定义。

在气候寒冷的温室里种植食物创造了一个非常潮湿的环境,地球的一个基本原则是在南立面生产食物,并将加热的空气转移到生活空间。因此,为了利用被动加热的空气,你将大大增加室内的相对湿度。

再加上没有隔热的外墙,你就有了一个冷凝物聚集和霉菌形成的理想环境。由于加热潮湿空气比加热干燥空气需要更多的能量,较高的相对湿度也会导致取暖需求增加,或者让你的家感觉更寒冷和痛苦。

我们强烈支持温室,即使在寒冷的气候和小规模的食品生产,但他们是这不是一个适合人类居住的环境,因为它们在寒冷的气候下不会发热。

家中相对湿度的健康水平
根据加拿大卫生部,健康室内环境的最佳相对湿度范围应在30至55 RH之间,高于或低于这一水平会增加呼吸道问题的风险。©加拿大卫生部

7.通风:

热回收呼吸机(hrv)在LEED、Novoclimat和Passivhaus等性能评级系统中都是强制性的。它们在一些地区的建筑规范中也是强制性的,但在《地球》中没有。相反,“地球飞船”通过他们所谓的“地球管”和屋顶上的通风口来通风。

在2009年地球研讨会的视频中,雷诺兹谈到了冬天的“无热量损失的通风”,然后描述了它的工作原理——你打开温室的天窗,热空气就会冲出去,形成真空,通过地管吸入新鲜空气。

如果你故意释放你努力收集的热量,在我看来,这就是热量损失,特别是如果你不得不通过燃烧化石燃料来补偿,让你的房子再次变暖。一个好的HRV可以从排气空气中提取高达90%的热量;地球飞船里的“土管”什么也不抽。根据你所居住的区域,你甚至应该检查一下HRV和ERV系统的区别,看看选择哪一个

8.被动加热vs.种植食物:

地球船配备了一个温室,可以全年生产食物。这样的潮湿环境应该与居住空间分开,以保证房屋的耐用性和上面提到的健康风险,在这种情况下,你会选择在居住空间生产食物而不是被动获得热量。

要知道这对地球是否真的是一个好主意,你需要实际计算你在那个空间可以生产多少食物,与多少热量可以被动产生,并决定哪一个可以改善你的碳足迹。我们会认为热量增加了。

要有养活自己和家人的像样的外表,你需要一个面积在1万平方英尺的花园。在你的客厅里种植一些食物是很好的,但它不能像一个被动加热的房子那样抵消你的碳足迹。“地球”生产的食物远远不够让你把整个家庭设计都围绕它来做。

问题是,如果你正在考虑建造地球,你将需要相当大的一块土地,所以为什么不选择更健康、更有效的被动供暖选择,在你的财产的其他地方建造一个温室呢?你不能这么做的原因是它不符合官方的意识形态和形象。

9.建造地球飞船的成本:

这不是一种廉价或简单的构建方式。除了大量的材料成本外,所需的劳动力也不低于圣经的比例,因为你需要用大锤将泥土塞进大约800多个轮胎。

除非你有一年的空闲时间,并计划自己去填满这些轮胎,否则你将需要花钱请人去做这件事或拥有一小支志愿者军队,这便是大多数《地球》的建造方法。这是一个非常强大的品牌,不缺乏愿意做艰苦劳动的人,只是为了成为它的一部分。不管你是否付钱给他们,这都是一种劳动密集型的建设方式。

至于用上述的“地球现象”和谐地经营你的家,别忘了一个木炉、发电机、丙烷罐、泡沫板和数以万计的太阳能阵列和电池备份系统的成本。你需要的可不仅仅是轮胎,泥土和易拉罐。举个例子绿色建筑,成本与普通的家庭建设一样,看到生态之家雪绒花房子

我们对《地球》的结论是:

这是一种想要在地球上轻手轻脚的想法;对于迈克尔·雷诺兹在40多年前在沙漠中开发这个建筑系统所表现出的动力和独创性,我们只能用伟大的词语来形容。

但很难不得出这样的结论:他现在更专注于推广自己的品牌,而不是低影响生活的真正原因。否则,设计将适应特定的环境,不必要的元素将被省略。相反,他使用对物理定律的松散解释,创造了一个非常可信但不准确的叙事,在气候远远超出其功能范围的情况下推销地球号的品牌和形象。

高端绿色家居建筑设计的前沿已经远远超越了地球飞船,在这一点上已经无关紧要了。在它们诞生40年后,无数其他杰出的发明也是如此;任何领域的先驱都应该为此感到骄傲。地球号理应在历史书上占有一席之地,但它也应该留在那里,或者至少远离加拿大。

任何设计要想在加拿大真正竞争低碳足迹和高性能建筑,都需要包括大量的绝缘材料,一个密封的建筑围护结构,triple-pane窗户还有热回收通风系统等等。

如果你r到目前为止,我们仍然在拼命建造一个地球,我们建议安装至少两倍于他说的绝缘材料,把它放在轮胎后面,并把它放在地板下(6到8英寸将是明智的)。用EPS泡沫代替XPS泡沫,成本更低,温室气体排放减少约200倍。最迫切需要的是HRV或ERV,以提高能源效率、耐久性和乘员健康。如果有必要,就在晚上他不注意的时候做这些事。

世界各地关于地球飞船的一些其他反思:

大多数聪明的读者都有一个E.A.S.,也就是夸张警报系统(也被称为胡说警报)。不幸的是,雷诺兹的陈述经常触发我的E.A.S.”

-Martin Holladay绿色建筑顾问

“雷诺兹先生的陈述中关于居住和表演的事实非常浅薄,都被迅速掩盖了,好像它们是无可争议的事实一样”

-Voussoirs关于建筑的博客

“在地板下隔热的失败(雷诺兹坚持认为这是不必要的)是新墨西哥州这种策略成功的结果。不幸的是,对布莱顿地球的温度分析表明,英国较低的地面温度导致没有隔热的地板就像一个无底的排水沟,而不是储存内部热量的地方。该团队已经从中吸取了教训,但如果听取了其他建议,这个错误是可以避免的。”

-让我抓狂的事情

“因为地球飞船不是根据特定的气候设计的,它们往往有热点和冷点。地球文献告诉我们,“地球上的平均温度是70度。”听起来很舒服,对吧?除了温度是基于365天的平均值。许多船主的研究和经验告诉我们,在这些日子里,多达70%的时间会出现温度过高或过低的情况——在夏天的上午10点到晚上7点之间,地球上的温度往往高于舒适的温度,而在冬天的晚上7点到上午9点之间,地球上的温度往往低于舒适的温度。”

-热舒适的神话,摘自黑客地球博客

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