Современные технологии домостроения
Современные технологии домостроения активно внедряются на загородном рынке и один из главных приоритетов здесь - быстрота возведения домов. И как следствие - производство домов в заводских условиях.
Рассмотрим индустриальные способы строительства индивидуальных загородных домов, в первую очередь деревянных брувенчатых и брусовых.
Технология деревянного домостроения далеко ушла от строительства вручную. Сегодня элементы бревенчатого дома изготавливают на современном оборудовании в заводских условиях. Бревно оцилиндровывают, придавая ему строгую геометрическую форму, на специальных станках с высокой точностью вырезаются технологические отверстия и пазы. Сруб предварительно собирается и выполняется подгонка. Затем разбирают на комплектующие, перенумеровывают их, доставляют на место и вновь быстро собирают
Параллельно на заводе могут изготовить дверные и оконные блоки, погонаж, лестницы и др. Дом проектируется на компьютерах от фундамента до отделки и все элементы производятся в заводских условиях.
При строительстве из клееного бруса заводским продуктом является сам материал: раскрой древесниы на ламели, сушку и склейку можно проводить только на современном производстве. Т.к. клееный брус практически не меняет геометрию, точность здесь особенно высокая. На специальном оборудовании проделывают все технологические отверстия, что позволяет собирать сруб на площадке за несколько дней с усадкой не более 1%.
Клееное бревно - еще более совершенный материал, с идеальной формой, точными размерами и практически без усадки, что результируется в высокой скорости производства и сборки домов. К тому же внешние стены сруба из клееного бруса и клееного бревна требуют минимальной отделки.
При возведении панельно-каркасных домов большая часть операций по созданию стен выполняется на производстве. Основу стены-панели составляют OSB-плиты и качественный деревянный брус. Постепенно, двигаясь по поточной линии, панель обрастает тепло- и гидроизоляцией, в нее вставляются оконные и дверные блоки, делаются пазы и отверстия для коммуникаций и даже электроразводка. Внутренние поверхности готовы к чистовой отдеке, наружные - к внешней. Панели-стены могут иметь размеры до 12 м в длину и более 3 м - в ширину. Высокая точность размеров исключает подгонку и облегчает монтаж.
Остается доставить готовые стены на площадку, смонтировать, установить стропильную систему, настлать кровельный материал - и можно переходить к инженерным работам и отделке. Технология не содержит мокрых операций и допускает реализацию любых архитектурных решений и замыслов.
Еще один способ быстрого строительства с применением заводских панелей - кленые деревянные панели (стена с оконными и дверными проемами из клееного бруса). Такая панель является не только ограждающей, но и несущей конструкцией. Устанавливают такие стены краном за 3-4 дня. Далее из тех же панелей (без стропил) сооружают крышу и вставляют окна-двери.
Монолитная панель может иметь длину до 18 м и высоту до 3м. Из таких панелей можно возводить даже двух и трехэтажные дома.
Модульное строительство - хороший вариант для небольших комфортабельных загородных домов. Составляющие современных модульных домов изготавливаются в заводских условиях, что дает точность, независимость строительства от погодных условий, скорость возведения. Каркас изготавливается из легких, прочных металлических элементов, что повышает прочность всей конструкции. Для ограждающих конструкций применяют металлические, пластиковые или сэндвич-панели с утеплителем, что повышает теплосбережение.
Собирается такой дом на участке за неделю на фундаменте из небольших бетонных блоков. После сборки стеновых конструкций и кровли остается выполнить фасадные и инженерные работы, внутреннюю отделку.
Рекордсменами по скорости возведения можно считать готовые модульные дома. Они не только полностью производятся на заводе, но зачастую и укомплектовываются всем необходимым (мебелью, техникой), что позволяет жить в полевых условиях с относительным комфортом. При строительстве участок расчищается, ставятся блоки-подпорки, на них устанавливается и подключается к коммуникациям такой практически готовый вариант модульных домов, которые могут служить в качестве гостевых домиков или хозяйственных блоков.
Каркасное домостроение
Строительство по каркасным технологиям обретает все большую популярность. И как бы не назывались дома такого типа (канадскими, финскими, каркасными, каркасно-панельными, сборными, щитовыми), суть технологии одна - дома возводятся на основе каркаса, как правило, деревянного, состоящего из продольных, поперечных и угловых балок. Каркасная технология позволяет снять нагрузку со стен, увеличивая архитектурно-декоративные возможности.
Основное отличие каркасных технологий - многослойная конструкция стен. Для заполнения применяются минеральная вата, пенополистирол и другие виды утеплителей.
Преимущество каркасной технологии в быстроте сборки: все детали под проект раскраиваются еще на производстве, в комплект входят все основные части дома, кроме фундамента.
Различают две основные технологии строительства: рамочно-каркасную (канадскую) и панельно-каркасную (немецкую). Отдельную группу составляют фахверховые дома и дома из SIP-панелей.
Особенность канадской технологии в том, что все составляющие дома (каркасы стен, балки, фермы) производятся на заводе и доставляются в виде отдельных деталей. Основа (каркас) с наружной стороны обшита листами OSB.
Каркас производится из строганого пиломатериала, высушенного до 12-18%. Используются хвойные породы дерева (сосна). Толщина балок в перекрытиях - 20х4 см, в несущих и внешних стенах - 15х4 см. В качестве утепления для стен используется базальтовая вата (плотностью 30-50 кг/м3), стекловата (17-20 кг/м3), пенопласт (25 кг/м3) или экструдированный пенополистирол (20-35 кг/м3). Толщина слоя теплоизоляции - 15-20 см.
Монтаж дома начинается с возведения фундамента. С этой целью можно использовать облегченные варианты, например, мелкозаглубленный ленточный или плитные и свайные фундаменты. Далее укладывают балки пола и делают настил из ОСП, к которому крепят каркас стен и перегородок первого этажа, монтируют балки перекрытия. После возведения каркаса стен второго этажа и стропильной системы, кровельных работ приступают к закладке утеплителя.
Достоинства этого способа: быстрота сборки (коробку собирают за 2-3 недели, полный цикл с отделкой и прокладкой инженерных сетей занимает 2-3 месяца); высокие теплосберегающие свойства (стена толщиной 20 см с утеплителем из минеральной ваты плотности 35 кг/м3 по теплопроводности равна метровой стене из цельного кирпича); возможность создавать сложные конфигурации; отсутствие усадки.
К недостаткам технологии относится необходимость большого количества соединений конструктивных элементов каркаса (установка вертикальных стоек и горизонтальных перемычек, укосин жесткости карниза и пр.); пространство между наружной и внутренней стеной заполняется сыпучими или минераловатными утеплителями, поэтому существует возможность того, что в межстеновом пространстве появятся грызуны.
Панельно-каркасная (немецкая) технология отличается тем, что домокомплект полностью изготавливается на заводе. Его части доставляются на площадку в виде готовых плит с заложенным внутрь утеплителем. Дома, собранные по такой технологии, называются щитовыми.
Каркас в этом случае выполняют из клееного бруса 18х8 см. Каркас состоит из нижней и верхней обвязки, стоек, расположенных между ними, и укосин, которые крепятся по диагонали. Над и под оконными проемами ставят горизонтальные перемычки. Щиты для стен собирают на производстве, тщательно подгоняя все детали. Панель состоит из деревянного рамочного каркаса с проложенным внутри утеплителем и листами ОСП с двух сторон. С внутренней стороны - пароизоляционная пленка и гипсокартон, с наружной - дополнительный слой пенополистирола и два слоя штукатурки.
При изготовлении панелей также монтируют окна и двери, прокладывают кабели для электропроводки. Готовые панели привозят на площадку на специальных 14-метровых трейлерах. Коробку собирают из панелей с помощью строительного крана. Особенно тщательно устанавливают первую панель - ее кромка должна выступать за фундамент на расстояние, равное внешней обшивке (65 см) и крепят к фундаменту металлическими уголками. Затем устанавливают остальные панели, составляющие стены первого этажа. Собирают несущие стены, в пазы монтируют перегородки.
Конструкцию укрепляют при помощи бруса, который закладывают в вырезы фронтонов и панелей-надставок. Сложность состоит в том, чтобы плотно подогнать панели друг к другу. Точность установки контролируют замером диагоналей.
Далее укладывают плиты перекрытия и возводят второй этаж. Первую стену закрепляют с помощью подкоса и уголков, используя саморезы. По окончании сборки второго этажа при помощи саморезов крепят кровлю, торцы перекрытий закрывают пенопластом и штукатурят.
К плюсам панельно-каркасной технологии можно отнести рекордные сроки сборки (2-3 дня), низкую теплопроводность, высокую прочность и гарантию до 100 лет. К минусам - необходимость использования тяжелой техники, что увеличивает стоимость строительства, и ограниченность архитектурных решений.
Быстровозводимые дома
К быстровозводимым домам относятся здания контейнерного и каркасного типов, здания из крупных панелей, объемных блоков, эластичных материалов и укрупненных элементов, возводимые с применением несъемной или быстроразборной опалубки. Эти типы конструкций могут присутствовать раздельно или сочетаться в одном здании. К критериям выбора типа быстровозводимого дома относятся срок строительства, стоимость, назначение здания.
Здания контейнерного типа относятся к числу самых быстровозводимых, достаточно поставить дом на подготовленный фундамент и подключить к сетям. Блок-модуль имеет полную внутреннюю отделку и оборудование, наружные конструкции изготавливаются из стали, закрепленной на прочном каркасе. Такой тип зданий применяется для строительства вахтенных поселков, офисных, производственных и пр. сооружений.
К недостаткам этих зданий можно отнести ограниченное число размеров и минимальное число архитектурных возможностей (цвет и размещение контейнеров). Этажность сооружений, как правило, не выше трех. Существует необходимость в хорошей вентиляции, нельзя назвать удовлетворительной и теплоизоляцию. Тем не менее такие здания вполне пригодны как временное жилье, т.к. могут обеспечить относительно комфортные условия для проживания даже на большом удалении от населенных пунктов. Срок эксплуатации таких сооружений составляет до 50 лет и ограничен коррозией стальных конструкций.
Здания из крупных объемных блоков лишены многих недостатков зданий контейнерного типа. Размеры блоков ограничены возможностями транспортировки (габаритами вагонов, автомобилей). Производятся такие блоки из разных материалов. На стальной каркас устанавливаются панели стен, полов, потолков из стали, цементно-волокнистых щитов, ДСП, ДВП, гипсокартона. Снаружи блоки отделываются сайдингом, досками и др., внутри устанавливается инженерное оборудование.
Далее из этих блоков на фундаменте монтируется дом. Возводимые здания, в отличие от контейнерных, имеют помещения разных размеров и назначения, лучший микроклимат, большую энергоэффективность. Срок службы составляет до 50 лет.
Здания каркасного типа получили большое распространение в малоэтажной застройке и началось это с Америки. Изготавливается каркас на месте или на заводе из древесины, доски соединяются при помощи запресованных гвоздевых пластин. При производстве ферм несущего каркаса используются современные технологии и высокомеханизированное оборудование.
Каркас здания собирается из конструкций прямо на площадке, обшивается снаружи атмосферостойкими панелями, изнутри монтируется теплоизоляция и гипсокартон. Сроки возведения таких сооружений больше, но выше и качество ограждающих и несущих конструкций.
Для зданий с несъемной опалубкой опалубка выполняется из прочного материала в виде стандартных деталей, которые собираются как конструктор. После сборки пространство между опалубкой заливается ячеистым бетоном. Стены такого жилого здания отличаются высоким термическим сопротивлением, а сроки строительства - меньше, чем для кирпичного.
Здания с применением быстроразборной опалубки называться быстровозводимыми могут так же по сравнению со строительством обычных кирпичных домов, т.к. сборка, заливка раствора, разборка опалубки занимают все же достаточное время. Но и результат - намного прочнее и долговечнее, при относительно невысокой цене.
Здания из эластичных материалов возводятся из прочных погодостойких материалов и ограждающих конструкций легкого типа там, где требования по микроклимату и энергосбережению не являются критичными. В качествем материалов применяются эластомеры, армированные прочными синтетическими тканями. Такой чехол натягивается на каркас или вантовую конструкцию. В таких сооружениях могут находиться склады, спортивные сооружения, торговые палатки и др. Срок их эксплуатации - 10-20 лет.
Современный фахверк
Фахверки с выступающими на фасаде несущими балками - своеобразный символ Скандинавии, последнее время успешно приживаются и в России. Строительство по фахверковой технологии подразумевает возведение здания на опоре из трех типов балок - вертикальных, горизонтальных и диагональных (раскосов), которые выступают на фасаде и служат дополнительным элементом декора.
Разным странам в разное время были присущи собственные стилевые особенности фахверка. Но есть и общие черты, характерные для фахверка в целом:
- основой строения являются столбы, бревна или деревянные брусья;
- каркасная технология строительства;
- при соединении деталей используются шипы, нагели, клинья и пазы;
- конструктивные детали видны на внешней поверхности здания и служат своеобразным декором;
- все сооружения экологически безопасны.
Каркас занимает всего 10% строительного объема каркасного дома и обеспечивает 100% его прочности.
Все конструктивные элементы дома изготавливаются на заводе. Затем на месте готовый строительный комплект собирается, как конструктор.
Каркас изготавливается из массива дерева или клееного бруса. Стены делают с помощью глухих панелей (с теплоизоляцией) или светопрозрачных, в качестве которых используют энергоэффективные стеклопакеты.
Балки между собой традиционно соединяются при помощи потайного шипа. Используют и нагели (деревянные гвозди). Там, где необходим особо прочный крепеж, и в местах, недоступных взгляду, применяют металлические уголки.
Стоимость фахверка зависит прежде всего от материала каркаса. В современных фахверковых домах чаще используют балки из клееного бруса. Материал не растрескивается, не дает усадки, не деформируется под действием влаги. Балки обрабатывают защитным составом, предохраняющим от действия солнечных лучей, воспламенения и повреждения насекомыми.
На балки идут, в основном, хвойные породы деревьев - сосна, лиственница, реже - дуб. Применение массивных прямоугольных балок большого сечения позволяет сократить количество деталей и увеличить размеры пролетов (4-5 м), т.е. сэкономить древесину каркаса. Использование в качестве опоры массива сосны или лиственницы также обойдется почти вдвое дешевле клееного бруса. Производители часто предлагают и варианты конструкции, в которых отсутствуют некоторые раскосы, без которых конструкция не теряет прочности, а объем работ и материала существенно сокращается.
Еще один важный фактор, который влияет на цену дома - заполнение ограждающей оболочки. Если фахверковый дом имеет редко расположенный несущий каркас, ограничений на использование строительных материалов для заполнения конструкции практически не существует.
Современный фахверк может быть кирпичным, деревянным, из газобетона, натурального камня. Отличие состоит в том, что кирпичная стена в том случае не является несущей, она может быть убрана и заменена проемом или окном, здесь всю конструкцию несут колонны, а не стены.
В качестве теплоизоляционного материала используется экологически чистая минеральная вата. Толщина слоя в 200-250 мм позволяет достичь достаточно высоких показателей теплозащиты: около 40-50 Вт/кв.м в 30 градусный мороз даже при остекленном фасаде.
В качестве недорогого заполнителя можно использовать саман - солому с глиной или щепу с глиной. Это экологично, экономично, проверено временем. Толщина конструкции с утеплителем из щепы для холодных районов должна быть не менее 30-40 см.
В прежние времена для удержания глиняной смеси применялись внутренние плетеные конструкции из мелких веток. Возникавшие при сушке стен щели заделывали шерстью животных. Полученные панели покрывались штукатуркой, а сама конструкция оставалась на виду. При сочленении элементов каркаса применялись разные методы, благодаря которым постройки простояли по 300 лет и более.
Прочность и легкость фахверка позволяет делать мелкозаглубленный фундамент. Хорошим вариантом будет мелкозаглубленная армированная лента, самый бюджетный из возможных фундаментов. Его цена - около 10% стоимости дома. Нижние брусья крепятся к фундаменту при помощи анкерных болтов. Фундамент покрывается гидроизоляционной лентой и утепляется пенополистиролом.
В таком доме много пространства, которое не нужно загромождать несущими перегородками. Современные разновидности стекол, используемые в качестве межбалочных плит, создают хорошую освещенность и ощущение безграничности внутреннего пространства.
Благодаря тому, что отсутствует нагрузка на стену, возрастают ее декоративные возможности. Стены фахверковых домов обшивают гипсокартоном или фанерой. В качестве финишного покрытия чаще всего используют штукатурку. Чтобы выделить дом, применяют необычные цветовые решения для фасада. Чтобы придать дому необычные вид, пространство между несущими балками можно заполнить не стеновыми панелями, а оконными стеклами.
Сегодня фахверковые дома переживают свой Ренессанс. Их колоритный вид, изящество и легкость привлекают внимание, а натуральные материалы и высокие технологии строительства обеспечивают надежность и комфорт.
