Проектирование экологических домов

4. КОНСТРУКТИВНОЕ РЕШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКЫХ ДОМОВ

4.1 Фундаменты и перекрытия

Фундамент - основа долговечности дома. Выбор конструкции фундамента и его заглубление определяются в зависимости от типа грунта, веса конструкции дома и расположения грунтовых вод.

Дренажная система при устройстве фундамента

Для увеличения долговечности фундамента и защиты его от подземных вод, дождевой и талой воды, просачивающейся с поверхности земли, вокруг фундамента устраивают дренажную систему. Вокруг нижней части фундамента делается небольшая канава, дно которой бетонируется. По периметру фундамента укладывается перфорированная труба. Затем канава засыпается гравием. Вся система имеет общий уклон, по которому вода стекает в одном направлении и отводится от фундамента.

Рис. Дренажная система фундамента.

Рекомендации по строительству

Для влажных грунтов дренаж необходим при любом типе фундамента. Для остальных грунтов дренаж рекомендуется для ленточных фундаментов (для домов с подвалом). Сухой фундамент обеспечит дому большую долговечность.

Уменьшение веса здания за счет использования эффективных конструкций позволяет экономить средства на устройстве фундамента, делая его низкозаглубленным. К этому необходимо отнестись очень внимательно. Фундамент должен учитывать особенности грунтов (пучинистость, несущая способность), на которых строится дом, а также уровень грунтовых вод. Фундамент -- самая важная часть дома. Ошибки в его устройстве могут привести к проблемам, которые сведут к "нулю" все остальные усилия и затраты на строительство дома.

На устройство фундамента влияет также и ваше решение по устройству цокольной части здания. Дом можно делать с подвалом или цокольным этажом, без подвала с устройством пола по грунту. Строительство фундамента - это сложный и достаточно дорогостоящий процесс, и правильное инженерное решение позволит вам сэкономить средства и обеспечить долговечность здания.

Традиционно используются следующие типы фундаментов: столбчатые, ленточные, фундаменты из мелких блоков.

Применяются фундаменты глубокого и мелкого заглубления, незаглубленные. (Рис. 5.1)



Рис. Фундаменты: а) глубокого заглубления; б) мелкого заглубления; в) незаглубленные.

При строительстве домов с низкозаглубленными фундаментами важно выполнить несколько требований:

Фундаменты нельзя устраивать на пучинистых грунтах (глина, суглинки и др.), впитывающих и задерживающих в себе воду. Лучший грунт - это крупнозернистый песок.

Устройство дренажа - необходимое условие для удаления воды от места, где строится фундамент.

Обязательно необходимо устройство гидроизоляции для предотвращения капиллярного подъема воды из грунта к конструкции пола.

Столбчатые фундаменты (буронабивные, свайные, трубные, кладочные, бутобетонные)

Для строительства этих типов фундаментов по периметру дома и в местах, где требуются внутренние опоры для перекрытия (платформы), в том числе под инженерное оборудование, устраиваются скважины ниже глубины промерзания. Затем на дно скважин делается отсыпка из гравия, вставляется арматура и заливается бетон. Любым способом выполняется надземная часть (в том числе, это может быть кладка кирпичом или камнем). Столбчатые фундаменты выступают над землей минимум 30 см (для вентиляции подпольного пространства). Промежутки между столбиками в надземной части (ограждение цоколя) могут быть заполнены любым материалом (они не несут нагрузки и выполняют роль защиты от снега, дождя). На столбиках делается ростверк из бетона с арматурой.

При таком фундаменте дом не имеет подвала. Для размещения инженерного оборудования строится специальное техническое подполье, значительно меньшее, чем подвал. Оборудование можно разместить также в цокольном этаже или в техническом помещении первого этажа.

Буронабивной фундамент.

Для строительства дома из этих типов фундаментов лучше подходит буронабивной

Достоинства. Буронабивной фундамент минимально разрушает ландшафт, он дешевле, т.к. исключается рытье котлована, такой фундамент не требует утепления, гидроизоляции и пароизоляции. На его строительство расходуется меньше бетона и его исполнение возможно без тяжелой строительной техники. Не требуется защиты от радона.

Ленточный фундамент

Ленточный фундамент обычно строят двумя способами.

В первом случае (фундамент мелкого заглубления) ковшевой землечерпалкой или вручную в грунте вырываются траншеи. Затем на боковые стенки траншеи укладывается рубероид (или другой гидроизоляционный материал). После этого на дно траншеи засыпается песок и гравий, а затем в траншею заливается бетон. В этом варианте небольшой объем грунта из части подполья, предусмотренного для инженерного оборудования, вынимается вручную.

Второй способ изготовления ленточного фундамента более привычный. Когда в доме предусмотрен подвал, сначала роют котлован, потом изготавливается опалубка необходимой конфигурации, в которую заливается бетон

Фундамент из мелких блоков

Строительство фундамента из мелкоштучных бетонных блоков выполняется так же, как кладется обычная стена. Вырывается котлован. По конфигурации подвала выполняется отсыпка песком и гравием, поверх которой отливается бетонная стяжка, на которой строится фундамент из мелких блоков. Снаружи фундамент оштукатуривается, гидроизолируется и теплоизолируется (Рис. ).

Применение ленточного фундамента целесообразно при наличии в доме подвала (фундамент глубокого залегания). Для повышения теплозащиты ленточного фундамента дома по периметру дома выполняется горизонтальная теплоизоляция. Иногда фундамент делают пустотный, и пустоты заполняют утеплителем.

Достоинства. Может быть выполнен без тяжёлой строительной техники (фундамент неглубокого залегания).

Недостатки. Ленточный фундамент глубокого залегания более дорогой. Он требует гидроизоляции, утепления, повышенного внимания к ликвидации мостиков холода. Требует защиты от радона.

Перекрытие первого этажа

Возможны три варианта: а) над отапливаемым подвалом б) над вентилируемым подпольем в) по грунту.

Если не применять тяжелой грузоподъемной техники, то долговечное и надежное перекрытие можно выполнить из монолитного железобетона с заливкой на месте (Рис. ).

Перекрытие является несущей конструкцией, на которой собирается корпус дома. Поднятое над грунтом перекрытие обеспечивает защиту от влаги и радона. Перекрытие может выступать за фундамент на толщину утеплителя и облицовки. Подпольное пространство между перекрытием первого этажа и землей должно быть проветриваемым. Между фундаментом и перекрытием прокладывается гидроизоляция. Между перекрытием и стенами также укладывается гидроизоляция.

Возможен вариант перекрытия из дерева. Если обеспечить надежную гидроизоляцию и проветривание, то такое перекрытие также достаточно долговечно.

А)

Б)

В)

Рис. Перекрытие первого этажа: а) по грунту б) над вентилируемым подпольем.

В наших условиях пол первого этажа должен теплый. Это достигается эффективной теплоизоляцией. Пол можно сделать с подогревом и без подогрева. Для утепления пола можно использовать любые экологически чистые утеплители, например, прессованные соломенные блоки. Сначала на перекрытие укладывается гидроизоляция. Затем устанавливаются деревянные столбики, между которых укладываются блоки из прессованной соломы. Поверх соломы делается стяжка. Пол опирается на установленные столбики.

Замечания. В кухне, ванной и прихожей пол можно по стяжке покрывать плиткой (в кухне, прихожей - предпочтительно, в ванной - обязательно). Для этих помещений по стяжке устанавливается гидроизоляция.

В бетонную стяжку можно вмонтировать напольную систему обогрева и воздуховоды отопительной системы. В последнем случае конструкция должна предусматривать профилактическую промывку воздуховодов.

Достоинства. Монолитное перекрытие дешевле (поскольку можно изготавливать бетон на месте), чем перекрытие из стандартных плит, требующее к тому же использование тяжелой подъемной техники. Монолитное перекрытие опирается на фундамент по периметру и поэтому его толщина может быть меньше, чем у обычных плит перекрытия, опирающихся на фундамент на краях.

Недостатки. Необходимость изготовления опалубки.

Перекрытие второго этажа

Перекрытие между первым и вторым этажами обыкновенное, если второй этаж отапливаемый. Его можно выполнить из железобетона, дерева и других материалов. Необходимо только обеспечить звукоизоляцию. Если в зимнее время эксплуатируется только первый этаж, а второй этаж холодный, то тогда его необходимо утеплять так же, как пол первого этажа (Рис. 5.14.). Из-за того, что через потолок дом теряет 10-15% тепла, необходимо очень тщательно конструировать и изготавливать перекрытие между первым и вторым этажами или крышу, если второй этаж мансардный. Необходимо также обеспечить пароизоляцию со стороны отапливаемого помещения, если используется эффективный утеплитель и каркасное перекрытие. Если в качестве перекрытия используется железобетонная плита и утеплитель размещается над ней, то пароизоляция не обязательна.

Конструкция перекрытия второго этажа с утеплителем.

4.2 Крыша

Крыша, как и фундамент, определяет долговечность дома. Она защищает стены и фундамент от осадков, обеспечивает теплозащиту внутренних помещений. Крыша может выступать как место для размещения на ней элементов солнечной энергетики (солнечные коллекторы для нагрева воздуха, воды, солнечные батареи для преобразования солнечной энергии в электрическую). С поверхности крыши можно собрать значительное количество воды для полива и других технических нужд.

Типы крыш: совмещенная (применяется для мансардного этажа) и холодная традиционная (для обычного одноэтажного и обычного двухэтажного дома).

Конструкция совмещенной крыши практически такая же, как конструкция стены. Если последовательно рассматривать, как она устроена, в направлении изнутри - наружу, то сначала идет отделка, потом обрешетка, балки, пароизоляция, утеплитель, гидроизоляция, обрешетка и внешнее покрытие (рис. ). Очень важно предусмотреть вентилируемое пространство над утеплителем, которое обеспечит непрерывное просушивание утеплителя и всей конструкции крыши. На крыше могут быть предусмотрены крепежные элементы, на которых размещаются солнечные коллекторы и солнечные батареи. В этом случае в кровле необходимо предусмотреть отверстия для прокладки воздуховодов и трубопроводов от воздушных и водяных солнечных коллекторов. В конструкции крыши предусматривается система сбора воды и ее отвод в определенное место на участке.

Конструкция утепленной крыши.

Замечания. Наклон крыши должен быть таким, чтобы избежать большого накопления снега. Крепление инженерного оборудования на крыше может осуществляться двумя способами: а) оборудование встраивается в конструкцию крыши, б) оборудование размещается на специальных посадочных местах, предусмотренных на крыше.

4.3 Стены

При строительстве важно обеспечить необходимую теплозащиту и тепловую инерцию экодома.

Наиболее часто используются следующие материалы: кирпич, облегченный бетон (пенобетон, керамзитобетон и т.п.), саман (высушенные на солнце отформованные блоки из смеси глины, навоза и соломы), дерево (брус, бревно) и дерево с утеплителем (каркасные стены), цементностружечные плиты (ЦСП).

При выборе материала стен необходимо учитывать следующие соображения.

1. “Правило однородности” - все капитальные стены (наружные и те внутренние, на которые опирается перекрытие) должны быть построены из одного материала и опираться на одинаковый фундамент. Допустимо сочетание кирпича и облегченного бетона, а также ЦСП и дерева при обшивке каркасных стен.

2. Расстояния между капитальными стенами (опорами для деревянных балок перекрытия) не должно превышать 4 м. При железобетонном перекрытии (для кирпичных стен) это расстояние может быть увеличено до 7 м.

Конструкция стены выглядит следующим образом: слой отделки (побелка, обои и т.д.), слой штукатурки, пароизоляция, несущая часть стены (из кирпича, бетона, дерева, грунтоблоков и т.д. или каркас), слой утеплителя, вентилируемый зазор, облицовка.

Для упрочнения конструкции стены между слоями устраиваются специальные связи. Стена может состоять из однородного теплоизолирующего материала, а может состоять из тяжелой несущей части и легкого утеплителя. В последнем случае утеплитель всегда располагается снаружи.

Облицовка. Облицовка стены кроме эстетической функции выполняет еще и функцию защиты утеплителя от атмосферных воздействий (дождя, ветра, снега). Типы облицовки могут быть любыми: штукатурка, облицовочный кирпич, камень, дерево в различных вариантах и т. д.

Пароизоляция. Пароизоляция защищает стену от проникновения пара из дома во внутрь стены в холодное время года, чтобы избежать накопления влаги внутри стены. Для пароизоляции используют плотную бумагу, полиэтиленовую пленку, паронепроницаемую фанеру. Тщательно выполненная кирпичная кладка или кладка из грунтоблоков или самана сама выполняет роль пароизоляции.

Отделка. В экодоме применяются природные, экологически чистые материалы: известь, керамика, песок, дерево. При желании можно оставлять неоштукатуренными кирпич, грунтоблоки, гипсовые блоки и др. аналогичные материалы.

Стеновые конструкции: кирпич, ячеистый бетон, оцилиндрованный брус, каркас.

Теплопроводность стеновых материалов

Утепление или отопление? Выбор за вами...

Бескаркасная стена наиболее привычна. Она может быть выполнена из любого материала: дерева, кирпича, грунтоблоков, ячеистого бетона, природного камня, шлакоблоков, цельнолитого бетона, глинобита, монолитного или блочного самана разной степени плотности.

Тщательно выполненная кладка обеспечивает необходимую пароизоляцию. Желательно сначала построить коробку дома, крышу, а затем приступать к утеплению дома.

Недостатки. Для такого дома нужен более мощный, а следовательно более дорогой фундамент. В стене из тяжелого материала сложнее избежать мостиков холода.

Кирпич.

Достоинства.

Стены из кирпича весьма прочны, огнеупорны, не подвержены (в отличие от деревянных) действию насекомых - вредителей и гниению, а потому долговечны. Они позволяют применять железобетонные плиты перекрытия. Это необходимо, если вы хотите обустроить жилое помещение над гаражом или комнату очень большого размера. Малые размеры кирпичей позволяют строить из них стены сложных конфигураций, выкладывать декоративные элементы фасада. Благодаря огнестойкости кирпича, стены из него могут примыкать к печам и каминам, внутри кирпичных стен можно прокладывать дымовые и вентиляционные каналы. Кирпичные стены обладают большой теплоемкостью и, следовательно, тепловой инерцией - летом за ними прохладно в любую жару, зимой - тепло долгое время даже после отключения отопления.

Недостатки.

Кирпичные стены обладают большой теплоемкостью и, следовательно, тепловой инерцией, а также относительно высокой теплопроводностью. Поэтому если зимой дом не отапливался хотя бы в течение двух недель, прогревать его до комфортных условий придется несколько суток. Кирпич охотно впитывает влагу. Из-за этого при сезонной эксплуатации первые недели в кирпичном доме сыро. Набравшие за осень влагу из атмосферы кирпичи промерзают зимой, это приводит (при сезонной эксплуатации) к быстрому разрушению - через 25 лет стены потребуют серьезного ремонта. Кирпичные стены весьма тяжелы и не терпят деформаций, поэтому для них необходим ленточный фундамент на полную глубину промерзания. Для обеспечения должной теплоизоляции кирпичные стены должны быть очень толсты (в Подмосковье - 52 см). В доме с полезной площадью 50 кв. м они займут 17 кв. м - 1/3 площади; для дома площадью 200 кв. м это соотношение будет 1/6. После завершения кладки стен до начала их отделки должен пройти год, стены перед началом отделки должны “осесть”

Цена. 1 кв. м кирпичных стен обойдется вам, по меньшей мере, в 720 руб., (с учетом штукатурки внутренней поверхности, 1 погонный м фундамента под них - 1150 руб. (здесь и далее везде приведены затраты только на стройматериалы, работа + 60% и выше от стоимости материалов)).

Резюме. Кирпич целесообразно применять только при строительстве больших коттеджей (несколько этажей, площадь этажа более 200 кв. м), предназначенных для круглогодичной эксплуатации.

Облегченный бетон и его сочетание с кирпичом.

Эффективная технология - строительство из пенобетонных блоков. Пенобетонные блоки имеют укрупненные габариты, что позволяет получить экономию как на трудозатратах, так и на связующем растворе.

Оптимальный материал для стен - монолитный комбинированный пенобетон: наружный слой из тяжелого пенобетона Д1200 и выше, внутренний наоборот Д350 и меньше. Такой подход позволит получить прочный паропроницаемый дом, с высокими теплотехническими характеристиками, и конечно "легкий". По прочности для двухэтажного дома достаточна толщина стены из пенобетона 250 мм. При этом пенобетон толщиной 400 мм полностью удовлетворяет теплотехническим нормам и дает 1,5 кратный запас прочности. При отделке стены кирпичом или виниловым сайдингом такой дом будет невозможно отличить от домов с полнотелыми кирпичными стенами. Перекрытия выполняются из также из монолитного пенобетона Д600-Д700, утепления кровли и тп. из легкого Д350.

Достоинства.

Стены из облегченного бетона, огнеупорны, не подвержены (в отличие от деревянных) действию насекомых - вредителей и гниению, а потому долговечны. Относительно малые размеры блоков и легкость их обработки позволяют строить из них стены сложных конфигураций. Благодаря огнестойкости бетона, стены из него могут примыкать к печам, каминам и дымовым каналам. Бетонные стены обладают большой теплоемкостью и, следовательно, тепловой инерцией - летом за ними прохладно в любую жару, зимой - тепло долгое время даже после отключения отопления. Пенобетонные стены, в сравнение с кирпичными, обладают меньшей теплоемкостью и, следовательно, тепловой инерцией, а также относительно низкой теплопроводностью. Поэтому если зимой дом не отапливался, прогревать его до комфортных условий можно за сутки. Толщина пенобетонных стен может быть вдвое меньше, чем кирпичных. Обкладка пенобетонных стен снаружи декоративным кирпичом не на много увеличивает их вес, зато упрочняет стены и избавляет вас от забот об отделке. Кладка стен из блоков намного проще и дешевле кирпичной кладки.

Недостатки.

Пенобетон охотно впитывает влагу. Набравшие за осень влагу из атмосферы блоки промерзают зимой, это приводит (при сезонной эксплуатации) к быстрому разрушению - через 25 лет стены потребуют серьезного ремонта (это не относится к керамзитобетону, он гидрофобен). Стены из облегченного бетона не терпят деформаций, поэтому для них необходим ленточный фундамент или фундамент - плита. После завершения кладки стен до начала их отделки должен пройти год, стены перед началом отделки должны “осесть”. На стенах из пенобетона при осадке могут образовываться трещины.

Цена. 1 кв. м стен из облегченного бетона (с обкладкой кирпичом или наружной штукатуркой) обойдется вам, по меньшей мере, в 500 руб. (с учетом штукатурки внутренней поверхности, 1 погонный м фундамента - плиты под них - 450 руб.).

Резюме. Облегченный бетон занимает промежуточное положение между кирпичом и деревом, причем, чем выше его удельный вес, тем ближе его свойства к свойствам кирпича. Его целесообразно применять при строительстве небольших коттеджей (не более 2-ух этажей) и дач, предназначенных для круглогодичной эксплуатации.

Монолитные саманные стены

Купить готовый дом со вспомогательными помещениями и обустроенным участком или построить дом из покупных строительных материалов может далеко не каждый. Самое дешёвое решение для потенциального домовладельца - это строить жильё своими силами с получением строительного материала непосредственно на месте.

Самым доступным материалом, который есть повсеместно, является земля, а точнее грунт, находящийся под растительным слоем. Зачастую хватает той земли, что выкапывается из ямы под фундамент. Изготовление дома из самана очень дёшево, что делает его по карману практически каждому, даже нищему!

При наличии изобретательности и предусмотрительности стоимость остальных компонентов (дверей, окон, полов и так далее) может быть существенно снижена. Общие затраты зависят от размера и дизайна дома, от организованности, а также от того, насколько Вы готовы платить за строительство своего дома посторонним людям, кредитным учреждениям.

Поскольку здесь не нужно привлекать строительную технику и по силам строить самому, поскольку можно использовать собственные материалы и не брать на это кредит, то, продвигаясь медленно и аккуратно, можно построить дом за одну десятую той стоимости, по которой они продаются.

Саман - это композитный материал, смесь земли, глины, песка, соломы и воды, укладываемый вручную при возведении монолитных земляных стен. Не требует наличия форм, цемента, утрамбовки, оборудования.

Адоб - это высушенные на солнце земляные блоки.

Саман не токсичен, полностью регенерируем, что очень важно в эру экологической деградации, истощения природных ресурсов и химического загрязнения. Стены из самана обладают такой прочностью, что выдержат даже сильное землетрясение.

Дом из самана способен накапливать солнечную энергию, не имеет в своём составе никаких ядовитых компонентов, безвреден для природы и человека и в то же время выполняет роль солнечной батареи в доме.

Саманные стены толщиной от 30 до 60 сантиметров обеспечивают огромную термомассу и хорошую изоляцию, идеальную для пассивной солнечной системы. Они медленно нагреваются днём, а ночью долго отдают тепло, таким образом создавая стабильную температуру в доме. Кондиционер в доме из самана не потребуется никогда, в самую сильную жару такой дом порадует хозяина приятной прохладой. Саманные структуры не требуют сильного дополнительного обогрева зимой и остаются прохладными и комфортными в жаркие летние дни.

Поскольку саман огнеупорен, он может использоваться для изготовления печей и дымоходов; он также идеален для несгораемых домов в пожароопасных районах. Саман очень стоек к выветриванию и может противостоять длительным периодам дождей. Тем не менее, не следует пренебрегать свесами кровли, защищающими стены от увлажнения дождевой водой. В ветреных районах необходимо наружное оштукатуривание земляных стен цементно-песчаным или известковым раствором.

Как и любому другому строению, саманному дому необходимы хорошая крыша и прочный фундамент для защиты от разрушения водой. Традиционно саманные стены защищаются от дождя известковой штукатуркой или отделкой.

В отличие от адоба, саманные здания скреплены трёхмерной структурой переплетённых волокон соломы, где множество отдельных стеблей создают высокую общую прочность. Изогнутость и конусообразность саманных стен придаёт им ещё большую прочность. Этот метод строительства является наиболее естественным из всех существующих.

Такой дом можно построить с минимумом инструментов и полным отсутствием строительной техники.

При желании такой дом можно слепить просто голыми руками! Строитель просто ваяет дом как скульптор и здание естественно вписывается в окружающий пейзаж, являясь истинным творением органичной архитектуры.

Материалы смешиваются до констистенции теста и затем используются для создания монолитного толстостенного строения. При строительстве не применяются опалубки, трамбовки, цемент, блоки или кирпичи геометрических форм, позволяя строителю создавать органичные архитектурные формы с включением: искривленных стен, арок, ниш.. Они создаются подобно скульптурной композиции. Особые свойства самана требуют особого подхода при проектировании. Уникальные свойства самана могут дать Вам свободу в сотворении дома своей мечты

Типичные дома, построенные в этой технике имеют красивые криволинейные стены и множество скульптурных деталей. Техника строительства легка для обучения. Строительство из самана не требует профессиональных навыков строителя, а дизайн домов из самана не требует привлечения профессионального дизайнера.

Строительство из самана - мирное, вдумчивое и ритмичное занятие. Большинство людей очень быстро приобретает необходимые навыки. За неделю можно научиться выбирать материалы, готовить смесь и возводить стены.

Строить из самана удивительно просто, но быстрее и легче группой. Единственный проверенный способ научиться строительству из самана - это попробовать строить!

Дом может быть любого размера. Стены можно сделать прямоугольными, но это потребует больше времени, усилий или денег. В Природе нет квадратов, мы должны готовить их аккуратно, либо выпиливая из круглого дерева, либо обрезая круглые камни для кладки каменных стен. Стремление земли быть волнистой и скульптурной придаёт саману эстетическое качество, которого другим способом трудно достичь.

В отличие от адоба, из самана можно строить даже в холодном, влажном климате; стойкость к дождю и холоду делает его подходящим для всех мест, кроме самых холодных, где нужна дополнительная изоляция.

В работе и свободе дизайна саман проще адоба и подобных методик, (утрамбованной земли и прессованных земляных блоков). В то же время по красоте такие дома оставляют далеко позади традиционные прямоугольные коробки.

Дом из самана всегда нестандартен, индивидуален, неповторим и сказочно красив. Поскольку здесь не используются прямые формы и прямоугольные шаблоны, саман применяется в органичных фигурах, изогнутых стенах, арках и сводах. Одной из излюбленных конструкций является саманная скамья или кровать, подогреваемая дымоходом от печки.

Чтобы построить хороший дом, требуется много времени, независимо от используемых материалов, но в сухую погоду можно построить двухэтажную стену за месяц. Решительный строитель может въехать в собственный скромный саманный дом менее чем через год. При строительстве из дерева каркас представляет собой лишь небольшую часть от готового дома, а саманная стена полностью готова сразу, за исключением штукатурки. Трубы и провода тоже укладываются на место сразу, делая ненужной обмотку, шпаклёвку, шлифовку, покраску, обшивку или гидроизоляцию.

Сохранилось множество старинных домов из самана в Англии, Новой Зеландии, США, Канаде.Тысячи удобных и живописных саманных домов, построенных в Англии за последние 500 лет, находятся в отличном состоянии и теперь имеют очень высокие рыночные цены.

Строительство из самана не требует профессиональных навыков строителя, а дизайн домов из самана не требует привлечения профессионального дизайнера. Что Вам необходимо - так это здравый смысл, вдохновение и понимание того, что могут сделать Ваши материалы и методики. Вы можете спроектировать замечательный дом, даже не ступив ногой в архитектурную школу.

Строительство из земли.

Все новое - это хорошо забытое старое. С древнейших времён, особенно в безлесных районах, жильё и другие постройки возводили из грунта путём набивки его в опалубку или из грунтоблоков, предварительно изготовленных в форме трамбованием или пластическим формованием.

Если дом строится без подвала, то грунта, вынутого для устройства фундамента, хватает на сооружение стен одноэтажного дома. Если же дом строить с подвалом, то грунта, вынутого для подвала, хватает на стены двухэтажного коттеджа. Для сооружения стен можно использовать также грунт, вынутый при планировке участка, при сооружении колодца или бассейна, при обустройстве дренажа и других работах.

Не все старые секреты сохранились до нашего времени. Перемешивать ногами или трамбовать ручными трамбовками даже при знании секретов это тяжелый труд. Существует новейшее патентованное оборудование - ручной электрифицированный инструмент - пригодный для тщательного перемешивания и уплотнения грунтомасс, бетонных смесей и других строительных маловлажных смесей как в древности, но со значительно меньшей затратой физического труда. Стоит такой инструмент на уровне традиционного электроинструмента. Это позволяет каждому имеющему земельный участок изготовлять большинство деталей для дома непосредственно на месте строительства, а для стен использовать грунт.

В основу новой технологии положено искусственное воспроизведение природного эффекта «текучий клин».

Главнейшая особенность технологии в том, что в ней во всё время формования без шума и вибрации согласованно и одновременно движутся форма, порошкообразная формовочная масса и нагнетатель. При этом не нужны присущие традиционным технологиям процессы и приспособления для дозирования массы в форму, контроль за давлением, развиваемым пуансоном, или за размером формуемого изделия.

Особенность новой технологии в том, что в форме по всему её объёму самообразуется равномерная плотная структура, а размеры изделия точно соответствуют форме по высоте, ширине и длине.

При переходе с одного материала на другой, например, от формования блоков из суглинков на формование блоков из бетонной смеси или арболита не требуется никакой переналадки. В новом процессе исключаются вредные эффекты перепрессовки, «защемления воздуха», упругого последействия, присущие традиционным процессам прессования. В результате использования явление текучего клина, получены уникальные результаты:- плотность материала достигает 99%, поэтому не возникает упругих напряжений, отсутствует расширение прессовок и поперечные расслойные трещины, так как воздух в этом случае не защемляется.

При использовании бетона, например, для изготовления тротуарной плитки, изделия имеют уникальные показатели.

Свойства и эксплуатационные характеристики бетона. Значения.

Плотность бетона, кг/м3 2334

Класс бетона В40

Предел прочности при изгибе, Мпа (кгс/см2) 10,1(99,0)

Марка по морозостойкости для конструкционного бетона Свыше F1000

Приведенная прочность бетона на сжатие, МПа (кгс/см2) 46,4(455)

Достоинства строительства из грунта

· Дешевизна. Она обуславливается тем, что материал имеется везде под руками (и под ногами тоже): почти всякая земля, за исключением чистого песка, годна для работы. Применение грунтоблоков для стен одноэтажных зданий, сокращает транс- портные расходы в 3-4 раза, топлива в 10-15 раз. Трудозатраты на изготовление материала и укладку его в стены снижаются примерно в 1,5 раза. Капиталовложений требуется в 5-10 раз меньше по сравнению со стенами из обжигового кирпича.

· Пожаробезопасность. Постройки из земли не только не горят, но от действия огня становятся ещё крепче.· Гигиеничность. Постройки из земли сухи и комфортны для проживания.· Малая теплопроводность. Здания из земли теплее кирпичных. Для поддержания нормальной комнатной температуры в них требуется израсходовать топлива меньше, чем при аналогичных условиях в каменных и деревянных зданиях.

· Экобезопасность. Использование земли для строительства способствует сбережению леса, снижению энергозатрат для изготовления и транспортирования стройматериалов.

· Пожаробезопасность. Постройки из земли не только не горят, но от действия огня становятся ещё крепче.

· Гигиеничность. Постройки из земли сухи и комфортны для проживания.

· Малая теплопроводность. Здания из земли теплее кирпичных. Для поддержания нормальной комнатной температуры в них требуется израсходовать топлива меньше, чем при аналогичных условиях в каменных и деревянных зданиях.

· Экобезопасность. Использование земли для строительства способствует сбережению леса, снижению энергозатрат для изготовления и транспортирования стройматериалов.

4.4 Оборудование и технология зонного нагнетания

Данный мини-нагнетатель открывает перед владельцами коттеджей, дачных и садовых участков, фермерами, реставраторами, архитекторами и ландшафтными дизайнерами бесконечные возможности для творчества в строительстве, ремонте и реставрации зданий, при благоустройстве территорий садов, парков, приусадебных участков.

С этим оборудованием можно сотворить всё что только на ум придёт. Фактически это является революцией в строительстве. Теперь изготавливать материалы для строительства можно всем.

Создание стен непосредственно на месте из грунта снимает зависимость от строительного материала. При этом стоимость малоэтажного строения (будь то садовый домик или коттедж) - падает в несколько раз т.к. стоимость блока получаемого на месте 10коп /блок.

Комплект формовочный МН-05 состоит из оригинальной запатентованной формовочной (нагнетающей) насадки на электродрель, низкооборотной электродрели типа ИЭ1305Э, универсальной формы и упорной скобы.

Формовочная насадка МН-05 уплотняет без вибрации и давления нагнетанием (накачиванием) сыпучей массы в часть формы через её открытую поверхность.

Посредством комплекта можно изготавливать стеновые камни (кирпичи) простой и фасонной формы, грунтоблоки, клиновые камни (кирпичи) для изготовления сводов оконных и дверных проёмов, оконные железобетонные перемычки, подоконные плиты, облицовочную плитку, тротуарную плитку различной толщины (от 20 мм до 65 мм), камни мощения, бордюрные и газонные камни, лотки для отвода воды, элементы закрытого дренажа и другие подобные изделия, необходимые для строительства дома и хозяйственных построек, для обустройства приусадебного участка, сада или парка.

Комплектом формовочном можно изготовить изделия шириной до 250 мм, толщиной до 65 мм и длиной до 500 мм.

При необходимости изготовить более длинные изделия, например, подоконную плиту, можно самостоятельно изготовить нужной длины форму из подручного материала (доски, многослойная фанера, ДСП). Это вполне по силам большинству людей, имеющих небольшой навык обращения со столярным инструментом. В случае необходимости иметь более длинные формы заводского изготовления можно обращаться к изготовителю комплекта и заказать требуемую форму.

Фасонные изделия, например, стеновые камни для отделки фасада здания, изготовляются с применением вставок нужного профиля, которые могут быть легко выполнены из дерева или подобраны из ассортимента профилей, которые предлагаются в розничной торговле. Например, плинтусы, накладки и т.п.

Также можно использовать пластмассовые формы, которые имеются в продаже для изготовления фасонных изделий, в основном камней мощения, вибролитьевым методом. Такие формы вставляются в универсальную форму комплекта. При этом главное- чтобы высота пластмассовой формы не превышала 65 мм. Если пластмассовая форма меньше по высоте, то под неё вставляют подкладку такой толщины, чтобы верхние кромки обеих форм совпали.

Вставки в форму для изготовления фасонных изделий и изделий различных размеров самостоятельно проще всего изготовить из доски, фанеры или ДСП. Также можно использовать пластик. Например, для изготовления элементов дренажа можно использовать пластмассовую трубу подходящего диаметра. В этом случае отрезают трубу длиной, равной длине изделия, затем разрезают её вдоль на две части, которые затем используют в качестве формообразующих элементов для изготовления лотка.

С помощью комплекта МН-05 можно формовать изделия из различных порошкообразных материалов влажностью 6-14%, то есть материалов, имеющих консистенцию влажной земли (которую в кулаке можно сжать в комок, но на руке не остаётся грязи). К таким материалам относятся различные мелкозернистые бетонные смеси с соотношением между цементом и песком от 1:2,5 до 1:6, в том числе с органическим наполнителем, например, опилками, арболитные смеси (смесь цемента с дробленой древесиной), супеси и суглинки, грунт, торфяные смеси и т.д.. Выбор материалов зависит от назначения производимых изделий.

Особенности уникальной технологии, реализуемой комплектом формовочным МН-05, позволяют практически любому человеку изготовлять изделия с качеством, не только не уступающим заводскому, но даже превосходящим его.

При формовании изделий из бетонных смесей с составом 1:2,5-1:3 (цемент: песок) качество получаемого бетона соответствует всем требованиям ГОСТов, предъявляемым к конструкционному и дорожному бетонам. При этом изделие выдерживает более 1000 циклов попеременного замораживания и оттаивания, имеет прочность на изгиб в 1,5 раза выше, чем аналогичное, отформованное по вибрационной технологии. Геометрические размеры получаемых изделий соответствуют размерам формы, то есть отформованные в одних и тех же формообразующих ячейках изделия имеют одинаковые размеры.

Принцип работы МН-05.

Комплект формовочный МН-05 реализует небывалую технологию формования изделий из порошкообразных материалов, названую зонным нагнетанием. Эта технология основывается на природном эффекте текучего клина - эффекте самоуплотнения порошкообразных материалов в локальной зоне при непрерывном его внедрении в форму посредством жесткой поверхности инструмента. Поэтому принцип работы комплекта МН-05 основывается на искусственном воспроизведении эффекта текучего клина в процессе изготовления изделий.

Преимущества использования комплекта формовочного МН-05.

1) посредством комплекта можно изготовить большинство изделий, требуемых при строительстве и обустройстве территории. Причём в качестве сырья могут быть использованы местные материалы, например, песок для изготовления бетонных изделий, суглинок для изготовления стеновых блоков, торф для изготовления утеплителя. При этом значительно снижаются издержки на транспортировку строительных материалов, да и сами изделия будут дешевле по сравнению с изделиями, продаваемыми в магазине. Кроме того, качество изделий, изготовленных посредством комплекта МН-05, не просто не уступает качеству изделий заводского производства, но зачастую превосходит его. Иными словами, с помощью комплекта МН-05 можно получать более дешёвые и более качественные строительные изделия.

2) посредством комплекта МН-05 можно самостоятельно изготовить разнообразные по форме и размеру изделия, что позволяет придать строящемуся объекту индивидуальный облик. При этом издержки связаны в основном с используемым сырьём и электроэнергией. Как правило, если заказывать такие изделия, то их стоимость будет значительно выше, и может отличаться на порядок. Для творческих людей, занимающихся, например, ландшафтной архитектурой, строительством собственного жилища или обустройством дачного участка комплект МН-05 может стать незаменимой вещью, посредством которой довольно легко можно реализовать творческие задумки. Например, можно изготовить элементы декора для здания, фасадную облицовочную плитку с желаемым цветовым и фактурным решением, или соорудить забор из фасонных камней, или изготовить элементы садовой архитектуры, такие как подпорные стенки, лестницы, дорожки, стоки для воды. Причём всё может быть выполнено в желаемом едином стиле от классики до авангарда.

3), экономятся деньги на доставку материала к месту строительства, так как посредством комплекта МН-05 можно изготовлять изделия на месте строительства.

4) экономятся деньги на стоимости самого материала, так как в случае самостоятельного изготовления изделий с помощью МН-05 затраты связаны только с сырьём и электроэнергией. При этом, часто имеется возможность использовать в качестве сырья местный материал, например, песок, суглинок, опилки, торф и т.п. В этом случае затраты на сырьё связаны исключительно с покупкой вяжущего - цемента или извести.

5) доборы и фасонные изделия, предлагаемые к продаже, как правило, значительно дороже, чем рядовой материал (кирпич, блок, камень), и ещё дороже, если требуемых изделий нет в продаже и их нужно заказывать. Причём, чем меньше количество изделий одного вида заказывается, тем оно дороже. Напротив, использование комплекта МН-05 позволяет изготовить нужные изделия добора в необходимых количествах, начиная с одного экземпляра, с издержками исключительно на сырьё и на электроэнергию. При этом, учитывая то, что мощность привода комплекта (электродрели) всего 850 Вт, то есть меньше киловатта, то затраты на электроэнергию при работе с комплектом МН 05 меньше затрат электроэнергии при использовании бытового утюга.

Время окупаемости комплекта можно определить рассмотрев изготовления какого-либо изделия и сравнив соответствующие издержки со стоимостью продаваемых аналогичных изделий. Для примера рассмотрим изготовление тротуарной плитки размером 250х250х50 мм из бетонной смеси с соотношением цемента к песку как 1:3. Из одного кубического метра бетонной смеси можно изготовить 320 плиток или 20 м2 дорожного покрытия. При стоимости цемента в навал 1000 руб./т и песка 140 руб./м3 стоимость одного кубометра бетонной смеси в плотном теле составит 530 кг х 1 руб./кг=530 руб.+1,2 м3 х 140 руб.=168 руб.= 698 руб./м3. Т. о. затраты на сырьё на одну тротуарную плитку составят 2,18 руб. или за один квадратный метр 39,4 руб. Если исходить из тарифа на электроэнергию 0,258 руб./кВт, то затраты на электроэнергию для изготовления одного квадратного метра составят 0,25 час х 0,258руб. = 0,06 руб. Т. о., прямые издержки на изготовление одного квадратного метра составят 39,46 руб. Цена одного квадратного метра аналогичной тротуарной плитки в магазине в среднем составляет 140 руб. Исходя из этого при использовании комплекта МН05 экономия составит 100 руб/м2. При стоимости комплекта формовочного около 20000 рублей его окупаемость наступит при изготовлении 200 м2 тротуарной плитки. Если учитывать, что за один час практически один работающий может изготовить 2 м2 тротуарной плитки, то через две с половиной недели эксплуатации комплекта МН05 он будет окуплен. Если для аналогичного сравнения выбрать изделия эксклюзивного назначения, то есть те, которые изготавливаются под заказ, то сроки окупаемости могут сократиться до нескольких дней.

Производительность работы с комплектом МН-05 в первую очередь зависит от навыков работающего человека, так как комплект формовочный МН-05 относится к ручному механизированному инструменту, где умение работающего часто является фактором, определяющим производительность. В то же время техническая скорость формования составляет 0,3-0,5 м/мин.

Из практики работы с комплектом МН-05 известно, что, например, средняя производительности изготовления тротуарной плитки размером 250х250х50 мм составляет 2 м2/час при условии, что работает один не очень молодой человек, который сам готовит бетонную смесь, формует изделия, производит распалубку и укладывает их для твердения.

При этом работа ведётся с небольшими перерывами на отдых. Также надо учитывать, что скорость формования более тонких изделий выше, чем более толстых. Если в работе участвуют несколько человек, и при этом применяется вторая бортоснастка, то скорость формования можно приблизить к технической.

Порядок работы с комплектом формовочным МН-05

На собранную должным образом форму устанавливают формовочную насадку в сборе с электродрелью. При этом колёса насадки входят в направляющие формы. Перемещают насадку в начало формы и устанавливают её так, чтобы нижний край наклонной стенки бункера находился у края переднего (первого поперечного) борта формы. Затем начинают засыпать в бункер формуемый материал, который по наклонной стенке просыпается в форму. Одновременно с этим включают электродрель и продолжают подсыпать в бункер материала. При этом приводится в качательное (гирационное) движение рабочий орган насадки, который при своём движении нагнетает попадаемый под него материал в форму.

По мере нагнетания материала в локальной зоне под рабочим органом самоуплотняется материал, при этом образуется предельная для формуемого материала плотность, соответствующая его пределу текучести.

В результате этого материал под рабочим органом начинает «течь», вытесняясь в открытую часть формы. Это является показателем того, что под рабочим органом плотность достигла своего предела и можно перемещать формующую насадку вдоль формы для заполнения уплотнённым материалом оставшейся части формы. Насадку перемещают вслед за вытесняемым из-под рабочего органа материалом, не опережая его. После того, как форма полностью заполнится, и рабочий орган выйдет за её пределы, выключают электродрель, сдвигают насадку с формы и производят распалубку изделий. На этом процесс формования изделия считается законченным.

В зависимости от используемого материала и внешних факторов, таких как температура и влажность, время, требуемое для твердения изделий, может различаться. Например, изделия, изготовленные из суглинка, имеют высокую распалубочную прочность, поэтому могут быть уложены в стену практически сразу же. Изделия, отформованные из бетонных смесей, требуют более длительного твердения. В зависимости от отмеченных факторов такие изделия могут быть готовы к употреблению через пять-десять дней.

Для изготовления партии однотипных изделий достаточно одной формы, так как посредством комплекта МН-05 можно качественно уплотнять маловлажные порошкообразные материалы и получать изделия с высокой распалубочной прочностью. Это позволяет производить немедленную распалубку отформованных изделий, и вновь использовать одну и туже форму. Для ускорения работы можно использовать форму с дополнительной бортоснасткой. При этом одновременно производят распалубку готовых изделий из одной бортоснастки, а во второй формуют следующие изделия.

Распалубку (выемку из формы) отформованных изделий производят сразу же по окончании их формования.

Для удобства работы с комплектом МН-05 дополнительное оборудование и инструмент лучше размещать на верстаке или столе. При этом целесообразно на рабочем месте иметь совок для подачи материала в бункер насадки, кельму для перемешивания материала, щётку-смётку и ветошь для чистки комплекта после работы, смазку и тампон для смазывания бортоснастки.

Работать с комплектом можно как в помещении, так и на открытом воздухе.

При изготовлении изделий посредством комплекта МН-05 устраняется защемление воздуха и достигается равномерность уплотнения по высоте и объёму, недостижимая ни одним традиционным способом.

Это достигается потому, что из каждого верхнего слоя сжимаемого при каждом качании рабочего органа сверху вниз воздух беспрепятственно может и выжимается во все стороны в окружающую среду, так как форма не перекрывается рабочим органом. А из нижележащих слоёв, не подвергавшихся непосредственному контакту с рабочим органом, например, в начале формования при свободном падении порошка в форму, выжимается в сторону незаполненной (неуплотнённой) части формы благодаря непрерывному перемещению уплотнённых слоёв сверху вниз. Из-за перемещения уплотнённых слоёв сверху вниз достигается плотность и прочность, соответствующая пределу текучести порошка.

Упругого последействия и расширения изделия (прессовки) нет потому, что нет сжатия в замкнутом объёме, не возникает напряженного состояния во всём объёме порошка, так как при каждом ходе рабочего органа вниз происходит локальный (местный) сдвиг уплотнённых слоёв в сторону меньшего сопротивления (в незаполненную часть формы). Не возникает постоянного бокового давления на стенки, как при прессовании в замкнутой форме, а, следовательно, после каждого отхода рабочего органа вверх не возникает расширения вверх.

Достигается высокая точность в размерах изделия, в особенности по высоте формования (в направлении движения нагнетающего органа вверх-вниз) т.к. отсутствует упругое последействие, а высота формования остаётся для всех изделий, сделанных в одной и той же форме, строго одинаковой. Кроме того, поверхность рабочего органа при качаниях в нижнем положении касается верха формы и всегда неизменна.

Нагрузки на поверхность формуемого изделия, рабочего органа и формы на один -два порядка меньше, чем при изготовлении в закрытых формах сжатием т.к. эти нагрузки при правильном выполнении процесса приблизительно равны пределу прочности, пределу текучести этого материала в свежеотформованном состоянии, а этот предел не превышает для любых масс типа суглинков, супесей, жестких бетонных смесей и тому подобных материалов 10-15 кг/см2. Общеизвестно, что при достижении предела прочности происходит выжимание уплотняемой массы из-под рабочего органа. На этом и основан процесс зонного нагнетания. Совмещаются процессы созидания и разрушения. Для получения сопоставимой плотности в закрытых формах давление возрастает на один два порядка. Такой же и даже менее прочный кирпич-сырец прессуют при давлениях от 150 до 250 кг/см2. В замкнутой форме нельзя заставить течь ни один материал, даже воду, но можно создать любое давление, однако вода останется водой и будет течь без давления, а прочность суглинка не превысит указанные 10-15 кг/см2.

Из-за уменьшения прилагаемых нагрузок на один два порядка, применения форм равных по объёму изготовляемым изделиям (а не в 1,5-5 раз больших как в традиционных процессах), исключения дозирования и необходимого для этого оборудования (ввиду превращения самой формы в дозатор), устранения или облегчения контроля за качеством изделий, снижается в разы стоимость и вес оборудования и оснастки, а также расход энергии на единицу изделия при одновременном повышении качества и простоты обслуживания оборудования

Составы для изготовления стабилизированных блоков.

В грунтоблоки можно добавлять разнообразные стабилизирующие вещества (торф, опилки, цемент, зола, хвоя и т.д.). Но наиболее оптимальным для повсеместного рассмотрения свойств стабилизированных грунтоблоков применяют цемент (как наиболее известное вещество). К тому же применение цемента не только придаёт грунтоблокам водоотталкивающие свойства, но и уменьшает усадочный эффект.

Различные "рецепты" изготовления грунтоблоков позволяют рассчитывать и изготавливать фундаментные, стеновые, облицовочные блоки. Не секрет, что стены дома можно укладывать из сырцового кирпича (нестабилизированного грунтоблока - чисто из грунта), а внешний слой делать из стабилизированных грунтоблоков либо плиток.

Каркасные стены.

Суть эффективных строительных технологий заключается в комбинированном использовании конструктивных и теплотехнических материалов. Отличительной особенностью таких домов является разделение ролей, которые играют разные материалы: конструктивные материалы предназначаются только для обеспечения необходимой прочности конструкций, теплоизоляционные материалы рассчитаны на создание теплового барьера, отделочные материалы служат для обеспечения необходимой гигиены и декоративности отделываемых объектов.

Все несущие части дома - фундаменты, стены, перегородки, стропильная система кровли - выполняются из конструктивных материалов: железобетона, кирпича или деревянного (металлического ) каркаса. Но их количество и способ устройства (в отличие от зданий предыдущего поколения, где конструктивный материал выполнял одновременно функции теплоизоляции) рассчитываются только на обеспечение необходимой прочности здания.

...