Нанотехнологии - УрФО

Перейти на основной сайт
ИА ИНВУР Логотип Инновационного портала УрФО

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг ресурсов "УралWeb"

Rambler's Top100

Вы здесь: Главная // Аналитика

Каркасно-соломенные дома

Добавлено: 2009-08-07, просмотров: 4411


Каркасно-соломенные дома

Идея дома:

- дом должен радовать глаз, с эстетической точки зрения;

- дом должен служить генератором положительной энергии;

- каждая точка простран­ства живет собственной жизнью, поэтому необходимо согласовывать энергетику жилища и его окружения*

* Васта архитектура (древние правила создания жилища)

В основу создания дома и жизнеустройства должен быть положен принцип разумной минимизации ресурсного потребления, рачительного, доброго отношения к природе.

Это значит:

- человеку, необходимо размышлять: какие, в данной местности, рационально использовать материалы и технологии, чтобы, как можно меньше, вырубать леса, загрязнять воздух и водные источники;

- человек должен, пространство участка земли и жилища, обустроить с концепцией значительного сокращения экологического «давления» на Землю: с выращиванием растительной пищи, полной переработкой органических отходов и наполнением самого жилища предметами, которые будут ему служить постоянно и очень долго, не нанося, в процессе их изготовления и эксплуатации, никакого вреда;

- человеку сегодня, крайне важно, отказаться от тезиса: «…после нас хоть потоп…» и прогнозировать последствия, своих современных дел на будущие поколения.

Самые современные «домоустроительные» системы:

Энергоэффективный дом – это такой дом, в котором оптимизированы все энергетические процессы, и для отопления, и горячего водоснабжения которого, достаточно индивидуальных, возобновляемых источников энергии: солнечных батарей, ветроустановок и т.д.**.

** Ю.Лаптев Автономные экологические дома

Для России такие дома пока редкость.

В настоящее время для средней полосы России энергопотребление на отопление 400-600 квт·ч/м? общей площади. Энергоэффективным будет считаться дом, потребляющий не более 150 квт·ч/м?.

Энергопассивный дом или дом с нулевым энергопотреблением – это дом, который не нуждается в системе отопления.

В мире такие дома уже появились.

В России, в настоящее время, такие дома практически возможно возводить на основе, например, каркасно-соломенной системы. В Новосибирском Академгородке произведен расчет, показывающий, что при толщине наружных стен 80 см, сделанных из прессованной соломы, в Сибири и на Урале дома можно не отапливать, конечно, при условии, что теплопотери, через окна и входные двери, будут минимизированы!

Экологический дом, по определению, должен вписываться, в гармоничную природную структуру, и в процессе эксплуатации, не только, не нарушать природного равновесия, но и способствовать восстановлению экологической обстановке на Земле.

Что нового в мире в области строительства домов из соломы?

За последние годы в мире построены сотни домов из соломы. В Америке, Канаде, Австралии, Франции, Чили, Мексике, России, Белоруссии, Монголии и др. странах.

В ряде стран проведена сертификация строительства таких домов, включая пожарную сертификацию.

Как говорят СМИ США, соломенные дома в XIX веке строили себе бедные американцы, а в XXI века каркасно-соломенные дома строятся в Америке для умных и богатых.

И чтобы удивить весь мир в США проектируется 1-й в мире 40-этажный каркасно-соломенный небоскреб.

В мире, с недавних пор, считается, чтопрессованная солома является наилучшим утеплителем и одним из лучших строительных материалов.

Коэффициент теплопроводности: У прессованного блока (плотностью 80-100 кг\м?) 0,05-0,06 в 4 раза лучше дерева. При толщине наружных стен 0,4-0,5 м сопротивление теплопередаче стены 7-9, что в 3 раза выше Российской нормы для средней полосы и Урала и, как правило, достаточно для создания энергопассивного (безотопительного) дома.

Долговечность: Деревянные здания могут стоять 500 и более 1000 лет, примеры: Церкви XV века Россия, VII века Япония. Солома (за счет повышенного в 2-3 раза содержания в ней кремнезема) более стойкий материал, чем дерево.

Способность «дышать»:

Солома «дышит», т.е. производит регулировку влажности внутри помещения, значительно лучше дерева и обладает великолепными парозащитными свойствами, механизм которых до конца неясен.

Сопротивление накоплению влаги:

- по одной из гипотез лед в соломе образуется в виде пористых фрактальных структур, что не ухудшает ее теплозащитных свойств.

Устойчивость к увлажнению:

- за счет повышенной способности к испарению неравновесной влаги, соломенные конструкции без ущерба для себя переносят даже непродолжительные наводнения.

(Бани и бассейны из соломы без парозащитных пленок).

Огнестойкость:

- блоки, покрытые штукатуркой, выдерживают 2 часа воздействия открытого огня;

- соломенный блок открытый только с одной стороны не поддерживает горения;

- солома горит гораздо хуже дерева, а плотно спрессованные тюки (плотностью 200-300 кг\м?) не горят!

- правильно построенные соломенные дома не повреждаются пожарами.

Экологичность:

- соломенные дома более благоприятны для проживания, чем деревянные, что подтверждено исследованиями здоровья Чернобыльских переселенцев в Белоруссии;

- солома с древнейших времен используется для защиты о т геопатогенных воздействий, выражение «подстелить соломку», возможно, идет еще от древних строителей Египетских пирамид. Высказывалось мнение, что под основание пирамид укладывалась солома;

Устойчивость к биоповреждениям:

- равновесная влажность соломы в стене составляет не более 8%, процессы же гниения в соломе и дереве начинаются при влажности более 20%, поэтому при отсутствии протечек солома не гниет;

- существуют специальные приемы строительства из соломы, препятствующие поселению грызунов, однако, и без них, при правильном строительстве грызуны, не представляют проблемы в соломенных домах.

Трудоемкость возведения:

- строительство круглогодично. При квалифицированном руководителе требования к квалификации рабочих минимальны.***

*** Информация о свойствах соломы почерпнута из публикаций Е.Широкова

А что делается в России?

В России ежегодно на полях образуется 800 млн.т соломы ржаной и пшеничной. Можно из соломы ежегодно строить 2 600 000 домов по 150 кв.м.

В 2009 г. экспериментальное строительство каркасно-соломенного дома проводится под Москвой, ведется строительство дома в Волгограде, в 2008 году был построен дом на Алтае, в 2006, 2007, 2007 годах построено 4 дома на Урале. Планируется развернуть строительство каркасно-соломенных домов на землях Кировской области, Челябинской области и Татарстана.

Главные достоинства каркасно-соломенных домов:

- низкие затраты на эксплуатацию дома, каркасно-соломенные дома, правильно возведенные, имеют энергопотребление ниже 12 квт·ч/м?·год, что в несколько раз меньше существующих нормативных требований;

- экологичность каркасно-соломенных домов;

- доступность строительства, в настоящее время каркасно-соломенные дома под ключ можно строить по цене 16-18 тыс.руб\м?, при дальнейшем освоении технологии и включение в процесс возведения дома все большего объема природных материалов стоимость значительно сократиться;

Опыт строительства каркасно-соломенных домов на Урале.

В 2006 г. построен 2-х этажный дом в Екатеринбурге площадью 150 кв.м.

В 2007 г. построен под Челябинском 2-х этажный дом площадью 220 кв.м.

В 2008 г. в Пермском крае построен дом площадью 50 кв.м.

В 2009 г. в Свердловской области возводится дом площадью 240 кв.м, без учета пристроя и зимнего сада.

За несколько лет ведения строительства каркасно-соломенных домов выработался определенный метод строительства.

Метод строительства:с девизом «живые дома» в гармонии с природой для благотворного влияние на здоровье человека.

Метод строительства включает следующие этапы:

- исследование участка и изучение окружающего пространства;

- проектирование по старинным русским мерам с учетом современных методик;

- заготовка, добыча природных материалов;

- изготовление конструкций и материалов;

- закладка дома;

- строительство дома;

- передача дома в эксплуатацию.

Исследование участка земли, окружающего пространства, диагностирование состояния здоровья, участников процесса строительства и людей, проживающих в доме:

- целью данного этапа является: первое - выявление места, где лучше строить дом, второе – определение из каких материалов и каким методом возводить дом, третье - установление эффекта формы, т.е. благотворного влияния, реагирования пространства (формы) дома на участок земли и конечно на людей, находящихся в поле влияния такого дома.

«Эффект формы», был обнаружен при исследовании Египетских пирамид. Позднее было установлено, что менее ярким эффектом формы, чем пирамиды, обладают и другие геометрические формы. Другими словами, любая форма оказывает определенное влияние на окружающее пространство. Многое, в механизме такого воздействия, человечеству пока не ясно;

- изучаются биоклиматические, грунтовые, геопатогенные и др. характеристики участка;

- снимаются и фиксируются определенные характеристики участка до начала строительства;

- вырабатываются рекомендации по гармоничному вписыванию дома в пространство участка земли с учетом динамики ландшафтного развития;

- при исследовании участка и изучении местности рождается идея проекта дома;

- диагностируется состояние здоровья участников строительства до начала процесса возведения объекта;

- диагностируется динамика изменения состояние здоровья, проживающих в доме людей, до начала строительства, в период возведения дома, в момент новоселья и далее через 3, 6 месяцев, 1, 2 года.

Предлагаемая методика строительства позволит установить факт гармоничного влияния, правильно возводимых домов, на пространство участка земли и факт благотворных изменений в состоянии здоровья, людей проживающих в доме.

Проектирование по старинным русским мерам с учетом современных методик:

Древнеримский архитектор П.Витрувий говорил: « … никакой храм (дом) без соразмерности и пропорции не может иметь правильной композиции, если в нем не будет такого же точного членения, как у хорошо сложенного человека».

Академик Международной академии информации при ООН А.Ф. Черняев считает, что в церковном строительстве до 1918 г. сохранялась древняя система мер (саженная), которая использовалась при строительстве пирамид. Древние правила проектирования получают второе рождение. А.Ф.Черняевым обосновывается кратность всех саженей золотому числу 1.618 (Ф).

Наукой определено, что все известные человечеству спирали от галактик космоса до молекул ДНК соответствуют формуле золотого сечения 1:1,618. Установлено, что «золотая пропорция» является универсальной константой Солнечной системы, характеризующей связь, например, солнечного света с процессами фотосинтеза на нашей планете и гармоничные соотношения в газообмене живых организмов.

Закономерности золотой пропорции повсеместно обнаруживаются в структуре органической и неорганической природы.

В основу проектирования закладывается определенная матрица. В настоящее время известно 15 русских саженей, которые золотыми пропорциями связаны с природой, а между собой, кроме того, образуют 11 пар квадратных саженей.

Первое правило проектирования: определяется, какая из 11 пар саженей, наиболее подходит для установления ширины и длины здания в конкретной ситуации.

Второе правило проектирования: вычисляется мера (сажень) для установления высоты здания. Вычисления производятся с использованием закона «золотого вурфа». Пропорции человека описываются «золотым вурфом».

Третье правило проектирования: Когда определены габаритные размеры, форма объекта пропорционально членится, используя 1, 1, 1, 1 и 1 части саженей, соответственно: полсажени, локти, пяди, пясти и вершки для красивого, пропорционального оформления фасада и интерьера здания.

Правила проектирования с использованием русских саженей находятся в стадии становления. Автор начал знакомить с такими правилами архитекторов и дизайнеров, с целью выявления их действительной эффективности.

Таким образом, проектирование ведется по старинным русским мерам, с применение современных методик проектирования и с учетом определенных рекомендаций фэн-шуя и васту.

В итоге мы, с определенной уверенностью, утверждаем, что проектируем и строим «живые дома», которые способствуют гармонизации пространства и благотворному влиянию на улучшение самочувствия людей, проживающих в доме и находящихся в «поле влияния» такого дома.

Совет семьям, думающим о строительстве своего дома. Не жалейте времени на поиск, рождение образа дома. Если нет возможности оплатить услуги архитектора, то найдите возможность получить профессиональную консультацию.

Дом, который Вами строиться на века, стоит того!

Вопросы заготовки природных материалов, закладки дома и передачи дома в эксплуатацию в данной статье раскрывать не будем, считаем, что читателю более важно сегодня узнать, как строить каркасно-соломенный дом.

Строительство каркасно-соломенного дома:

Идея строительства дома. Быстрый монтаж каркаса с крышей. Заполнение стен и перекрытий прессованными соломенными блоками. Отделка фасада и интерьера дома глиняными растворами. Обработка поверхности наружных и внутренних стен дома силикатными составами.

Конструкция фундамента:

Конструкции каркасно-соломенного типа, в несколько раз легче, конструкций традиционных (каменных, деревянных) типов домов. Поэтому, применяемая конструкция фундамента, существенно отличается от традиционно сложившихся конструкций фундаментов.

Идея фундамента:

- минимизация трудозатрат, прежде всего, земляных работ;

- резкое сокращение (фактическое исключение) использование дорогих строительных материалов, таких как цемент;

- расширение свойств конструкции фундамента;

- конструкция фундамента разрабатывается с учетом свойств, залегаемого, на месте строительства грунта и грунтовых вод;

В общем, виде, конструкция фундамента имеет следующее устройство:

- деревянные столбы, поверхность которых подвергнута специальной обработке, опираются на «бетонные» камни с песчаной подушкой.

Устройство фундамента:

- выкапываются ямки глубиной 60 см и послойно засыпаются песком с поливкой водой и трамбовкой;

- заполненные песком ямки «закрываются» бетонным камнем;

- проводится гидроизоляция;

- устанавливается деревянный пенек, столб.

Применяемая конструкция фундамента по несущей способности отвечает необходимым требованиям, а по трудозатратам и стоимости в несколько раз проще и соответственно дешевле традиционных конструкций. Кроме того, такую конструкцию можно выполнить и в погожие зимние дни.

Далее к такой конструкции фундамента, добавляется устройство теплого цоколя, устройство теплой отмостки, облицовка цоколя и покрытие отмостки. Устройство продухов в цоколе.

Устройство обвязки дома.

Опыт строительства каркасно-соломенных домов показал, что конструкция фундамента на всех возведенных объектах отличается, и всегда определяется местными особенностями.

Конструкция каркаса:

Конструкций каркаса великое множество, каждая имеет свои особенности, и мастера предпочитают, тот вид конструкции, который им кажется, наиболее подходящим для конкретной цели.

Автором разрабатывалась конструкция каркаса, с учетом скорейшего подведения каркаса под крышу, поскольку заполнение стен прессованной соломой, лучше производить, уже имея крышу дома своего.

Основные, формообразующие элементы разработанного каркаса, выставляются с модульным шагом от 2 до 3 метров.

Вторые элементы каркаса, связи и прогоны, придают каркасу необходимую монтажную устойчивость, прочность и позволяют вести монтаж уже стропильных элементов.

Таким образом, конструкция разработанного каркаса, представляет собой раму с элементами ферменного типа и выполняется из пиломатериала. Такая конструкция, позволяет производить быстрый монтаж каркаса, без использования тяжелой техники. Монтаж одного этажа, основных элементов каркаса, может быть произведен за один день.

Основные элементы каркаса создают ядро жесткости возводимого здания.

Конструкции готовятся заранее, на подготовленной для изготовления конструкций площадке. Для изготовления конструкций, в качестве материалов применяются пиломатериалы и элементы соединения, а в качестве инструмента используется профессиональный ручной электроинструмент.

Идея каркаса:

- повышение прочности и устойчивости конструкции каркаса, при одновременном уменьшении расхода пиломатериала, на её изготовление, за счет усовершенствования формы структуры каркаса;

- увеличение огнестойкости, и биоустойчивости материала дерева, благодаря специальной обработке;

- минимизация использования дорогих соединительных элементов (металла), при одновременном переходе не деревянные и клеевые соединения.

Подготовленные к монтажу конструкции каркаса, обрабатываются био- и огнезащитными составами.

Перед монтажом каркаса первого этажа: фундамент, обвязка и половые балки должны быть выполнены. На половые балки укладывается рабочий настил. По рабочему настилу выкладываются элементы каркаса рамы, и производится укрупненная сборка. Монтаж собранной рамы осуществляется 3-4 рабочими, с использованием монтажной веревки. Для облегчения точности установки рамы, используются упоры.

Конструкция стен наружных:

Идея наружных стен:

- повышение термического сопротивления наружных стен до уровня, позволяющего создавать энергопассивные дома, т.е. неотапливаемые;

- создание стены из местных, доступных, экологических и возобновляемых материалов, при добыче, которых не нарушается природное равновесие.

На данном этапе развития конструктивной системы, для заполнения стен, используются блоки прессованной соломы. Они изготавливаются, на известных в сельском хозяйстве, пресс-подборщиках.

Условия, для изготовления блоков просты:

- солому можно использовать свежую и прошлогоднею, но она обязательно должна быть сухой и красивой, золотистой на вид;

- пожухлую на вид, и ранее заплесневевшую солому, не следует использовать.

Изготовлять блоки можно непосредственно в поле, где пресс-подборщик может подбирать соломенные валки. Если солома убрана в стога, то пресс-подборщик можно поставить у стога и вилами подавать солому в приемный агрегат пресс-подборщика. Возможен и третий вариант: солому в рулонах доставлять в удобное место, например, под навес, и блоки изготовлять, хоть круглый год.

Некоторые особенности, которые следует учитывать при заполнении стен соломенными блоками:

- необходимо, предусмотреть конструктивные ограничения «хода» блоков, в горизонтальном и вертикальном направлениях;

- каждый ряд блоков должен ограничиваться наружными и внутренними прогонами, которые не позволят блокам выпасть наружу здания или напротив ввалиться внутрь помещения;

- после укладки первого ряда блоков, следует тщательно проконопатить вертикальные швы между блоками,

- после выкладки, второго ряда блоков, два ряда блоков протыкаются прутьями, затем конопатятся, опять же, вертикальные швы между блоками (к конопатке горизонтальных швов, приступим чуть позднее);

- приступаем к горизонтальной конопатке между рядами блоков, когда ряды блоков, верхом упрутся в конструктивное ограничение;

- хорошо спрессованный блок, при разрезании скрепляющей нити, сразу не распадается, это обстоятельство позволяет, от целого блока взять только требуемую по размеру часть, и вкладывать ее между блоками в стену, без скрепляющей нити (оставшуюся часть блока можно вновь связать нитью).

После заполнения стен блоками приступаем к «дранкованию» наружной стороны стены. В настоящее время, проще сделать и использовать пилённую дранку, (ранее применяли колотую дранку). Делаем дранку толщиной 5 мм из обрезков досок 20-25 мм. Первый ряд дранки крепим к прогонам стиплером под углом 45?, и с шагом 12 см, с таким расчетом, чтобы рука человека с саманом (солома с глиной) легко проходила между дранками.

Первый ряд дранки прикреплен, можно готовить саман и приступать к наружному «глиняному намету».

Кратко о приготовлении самана:

- замачиваем глину, через сутки перемешиваем, затем небольшими порциями глину тщательно перемешиваем, например, миксером;

- в полученное глиняное тесто, порциями, добавляем пучки соломы и перемешиваем до получения однородной массы.

О «глиняном намете»:

- приготовленной однородной массой самана, заполняем, с небольшим усилием, полость между соломенными блоками и дранкой;

- полученный слой глины с соломой, толщиной 5-7 см, является хорошей защитой от различных, негативных воздействий;

- нанесенный «глиняный намет» можно не заглаживать.

Далее набиваем второй слой дранки, с наклоном в противоположную сторону, чем первый ряд дранки. Второй ряд дранки, частично, кроме скобок, требуется выборочно, крепить гвоздями.

По второму ряду дранки наносим слой глины, и даем глине хорошо просохнуть и покрыться множественными трещинами. По такой подготовке, штукатурный слой известкового раствора будет хорошо держаться.

Покраску фасада, можно производить очень долговечными силикатными красками, для изготовления которых, основные требуемые компоненты на Урале имеются.

Конструкция перекрытий:

Идея перекрытия:

- повышение теплоизолирующих свойств, для перекрытия 1 этажа и чердачного перекрытия;

- повышение шумоизолирующих свойств;

- облегчение веса конструкции перекрытия, за счет использования пустотообразователей.

На данном этапе используется простые, балочные конструкция перекрытия. Особенностью используемых перекрытий является большая высота сечения, не менее 50 см. Это делается с целью достижения очень хороших теплоизолирующих свойств. К балкам, например, сечением 150х50 и шагом 500 на подвесках, крепится накат. На дощатый накат кладется обработанный с двух сторон б\у картон, который можно скобками зафиксировать к накату. По картону укладывается утеплитель - соломенные блоки. Сверху по утеплителю устраивается стяжка из глиняного теста с силикатным отверждением. Другой вариант устройства перекрытия, вместо соломенных блоков, можно по картону, уложить слой пустотообразователей, закрыть его одним, двумя рядами тростниковых фашин.

Конструкция внутренних стен и перегородок

Идея внутренних стен: стены, выполненные из природных материалов, обладают следующими свойствами:

- эффективно происходит регулирование влажности внутри помещения, т.е. быстро восстанавливаются комфортные параметры для проживания человека, при резком повышении влажности в сырую погоду или, при понижении влажности в жаркие дни;

- не выделяется, в воздух помещений, вредных для здоровья человека веществ;

- поглощается из воздуха помещений неприятные и вредные для человека запахи;

- не отнимают у человека тепло при контакте;

- не притягивают к себе пылевидные частицы, обладают высокими гигиеническими свойствами.

Внутренние стены и перегородки околачиваются с одной стороны рейками с диагональной ориентацией. С другой стороны, стен и перегородок, рейки прибиваются горизонтально и постепенно, по мере заполнения тела стены или перегородки саманом.

Таким образом, создается основа здоровых, экологических стен и перегородок.

О сроках возведения домов:

В 2008 г. каркасно-соломенный дом площадью 50 кв.м был под ключ возведен за 5 недель.

Дом площадью 150-200 кв.м без финишной отделки, возводится за 3-4 месяца.

Каркасно-соломенные дома имеют повышенную огнестойкость. Подтвержденная испытаниями огнестойкость оштукатуренной соломенной стены составляет 120 минут, в то время как у открытых стальных конструкций – 15 минут.

Спектр возможного строительства по каркасно-соломенной технологии необычайно широк: так во многих странах по этой технологии строятся школы и другие общественные и производственные здания.