Согласитесь, что даже мечтать построить теплый “каменный” дом за 24 ч чересчур смело. Не говоря уже о том, чтобы предлагать подобное. И все же именно такое заявление мы услышали из уст руководителей одной российской фирмы - “ТЕПЛОСТЕН”. Прежде чем оно прозвучало, в течение нескольких лет велась апробация новой технологии. Наш рассказ мы и посвятим описанию разработанной специалистами фирмы системы скоростного возведения домов.

Система скоростного домостроения

Технология, позволяющая быстро строить дома, базируется на применении целого ряда современных решений. Перечислим их:

• мелкозаглубленные монолитные железобетонные фундаменты;

• монолитный пространственный каркас здания;

• стены из теплоэффективных блоков;

• сборные перекрытия;

• быстросборные коммуникации;

• быстросборная стропильная конструкция;

• утепленная кровля;

• быстровозводимые перегородки;

• готовые элементы оформления фасада, входных ступеней, балконов, цоколей, дорожек.

Большое значение для быстрого возведения домов имеет и рабочая сила. Строительство ведется специализированными бригадами высококвалифицированного персонала по поточной методике, с использованием сетевых графиков. И конечно же, обязательно применяются современные эффективные материалы, механизированный инструмент, оригинальные приспособления и инженерное оборудование.

А теперь расскажем подробнее о каждом из перечисленных пунктов, а также о том, как они были реализованы во время показательного строительства (на заранее подготовленном ленточном фундаменте).

Фундамент и пространственный каркас

Здание возводят на мелкозаглубленном монолитном железобетонном фундаменте (он обходится в 2-2,5 раза дешевле заглубленного ниже уровня промерзания), отлитом как единое целое с пространственным каркасом. Основной принцип конструирования такого фундамента заключается в создании жесткой горизонтальной рамы, которая на 40 см заглублена в грунт и не менее чем на 20 см над ним возвышается. Такая рама позволяет успешно перераспределять неравномерную деформацию грунтов.

При сооружении фундамента по периметру прокладывают траншею глубиной 60 см и шириной 40 см, внутри создают песчаную подушку высотой 20 см. Далее в эту траншею устанавливают инвентарную щитовую опалубку. В нее помещают арматурный каркас будущих лент (пруток укладывается в 4 нитки) с выпусками под будущие колонны каркаса. Затем производится заливка бетона. Через 2-3 дня (когда бетон схватится) опалубку снимают, к имеющимся в верхней части ленты выпускам приваривают арматуру колонн и горизонтальных балок пространственного каркаса. Эту арматуру также заключают в инвентарную опалубку и заливают бетоном. В результате получается железобетонный пространственный каркас, намертво связанный с лентой фундамента.

Одновременно с каркасом вокруг фундамента отливают отмостку из монолитного бетона. Перед началом работ цокольную часть ленточного фундамента утепляют экструдированным пенополистиролом (например, “Пеноплэкс”) толщиной 40 мм. Аналогичный слой эффективного утеплителя укладывают на грунт под отмостку. Получившаяся утепленная конструкция позволяет не только уменьшить проникновение влаги в основание фундамента, но и практически исключить промерзание грунта под ним (при условии, что дом в зимнее время постоянно отапливается).

При проведении перечисленных бетонных работ можно использовать привозной бетон марок М200-М500 и подавать его на место бетононасосом (его аренда обойдется примерно в 18 000 руб. за одну смену). Можно приготовить бетон и на месте, применив мобильную смесительную установку (МСУ; разработка фирмы “ТЕПЛОСТЕН”). Это оборудование способно подавать бетон с помощью героторного насоса и гибкого рукава в любое место. Без подобной техники с отливкой бетонного каркаса справиться трудно.

И еще несколько слов о пространственном каркасе. Он получается довольно мощным. Столбы и балки имеют сечение от 20 × 13 (угловые) до 20 × 20 см. Кроме того, благодаря его применению можно убить сразу нескольких зайцев. Во-первых, он повышает группу капитальности строения. Во-вторых, позволяет возводить дома в районах с повышенной сейсмичностью или угрозой затопления. В-третьих, резко увеличивает скорость строительства - в частности, сооружать мансардный (или второй) этаж, не дожидаясь окончания кладки стен первого (что и было осуществлено на строительной площадке). Именно каркас несет все основные нагрузки.

Следует отметить, что работы по сооружению фундамента и каркаса заняли примерно 2 рабочих дня и были проведены ровно за 28 сут до начала основного этапа строительства - бетону требовалось набрать необходимую прочность.

Читать дальше…

Загрузка дров

Печи – теплоаккумуляторы.

К таким печам относятся прежде всего т.н. русские печи. Их масса в несколько тонн чрезвычайно долго прогревается, но так же долго и остывает. В старину - печь была центром избы, вокруг которой собственно и было жизненное пространство. В современных условиях печи – теплоаккумуляторы «из кирпича» потеряли свою актуальность и остались лишь в самых отдаленных лесных деревнях.

Современные печи – теплоаккумуляторы используют в качестве рабочего тела воду, чья теплоемкость несомненно выше чем теплоемкость кирпича, а транспортировать тепло с помощью воды можно достаточно далеко, в самые удаленные комнаты дома. Печь может быть любой, но обязательно с теплообменником (котлом), в котором подогревается вода. Так же неотъемлемая часть такой системы - хорошо утепленный бойлер на несколько тонн воды.

Мы знаем, что в среднем для отопления 1 кв.м дома требуется ок. 100 Ватт/час (или 360 Кдж), то для всего дома (в 100 кв. метров) потребуется ок 36.000 КДж/час. Литр воды имеет теплоемкость 4,2 Кдж/градус Остывая, например с 75 градусов до 25, литр воды отдаст нам 210 Кдж. Т.е. для отопления дома нам потребуется 36.000 / 210 = 170 – 200 литров воды в час. (Без учета тепловой инерции самого дома). Если мы заранее нагреем, например 2-3 тонны воды достаточно быстро и интенсивно до 75 градусов, то затем сутки – полтора можно печь не топить.

Однако природу не обманешь, и мы таким образом лишь пытаемся облегчить себе жизнь за счет того, что не надо постоянно подбрасывать дрова в печь. Человечество всерьез обеспокоено этой проблемой - как развязать человеку руки и позволить ему не быть истопником хотя бы 10-15 часов, что бы не замерзать ночью от холода и не пополнять запас топлива в печи. Поэтому оно изобрело

Печи длительного горения

Такие печи обеспечивают длительное поступление тепла, но не за счет его накопления, а за счет большого запаса дров самой печи. Т.е. в печь сразу закладывается увеличенный запас дров и в печи обеспечивается такой режим, при котором горит лишь часть дров, а остальные - лишь дожидаются своей очереди. Обычно это обеспечивается перекрыванием заслонки поддувала (ограничением подачи кислорода в топку) и перекрыванием трубы (уменьшением тяги). В этом случае горит (вернее тлеет) только столько древесины, на сколько хватает кислорода. Остальная же часть древесины подвергается процессу перегонки без доступа воздуха и при нагреве выделяет горючие газы, которые собственно и сгорают в топке, имеющей отдельный приток кислорода. Такие печи называю газогенераторными или пиролизными. Наиболее распространены из таких печей - Булерьян и Печь Бутакова. Это печи воздушного отопления. И они очень популярны среди дачников, посещающих свои дома наездами зимой. Они быстро прогревают помещение и после перевода их в экономичный, газогенераторный режим, снабжают дом теплом всю ночь, а иногда и сутки.

По сравнению с теплоаккумулирующими печами газогенераторные печи гораздо компактнее. По сравнению с простыми отопительными - экономичны и не требуют постоянной подпитки топливом.

Преимущества газогенераторных (пиролизных) печей: Очень высокий КПД (75-85%), экономичность, большая продолжительность горения на одной заправке дров (6-20 часов), возможность закладки дров без прерывания процесса горения.

Недостатки: Только воздушное отоплении, высокие требования к дымоходу (гладкий, прямой, утепленный, высокий…), высокие требования к топливу для экономичного горения, капризность настроек…

Среди ряда «клонов» газогенераторных печей типа «Булерьян» выделяется печь под названием «Стропува» (производится в Литве). Ее принцип работы построен точно так же, как у т.н. индейской свечи. В высокую металлическую «колонну» печи закладываются дрова или любое другое топливо (торфяные брикеты, прессованные опилки, просто дрова, уголь и пр.) практически на всю высоту колонны. Дрова разжигают сверху и печь закрывают. Воздух для горения подается сверху, непосредственно в зону горения, с помощью телескопической трубы. По мере сгорания топлива, зона горения опускается все ниже и ниже, вслед за ней опускается и воздухоподающая труба. Интенсивность горения регулируется заслонкой.

Фактически, печь «Стропува» представляет собой запас дров, медленно сгорающий сверху. На дровах печь работает без перезарядки до 2 суток, на угле – до 5 суток.

Достоинства печи «Стропува» - высокий КПД, высокая безопасность, экономичность, компактность, возможность работать с водяным отоплением.

Недостатки - довольно большие габариты, невозможность добавления топлива без остановки печи, довольно громоздкая процедура загрузки и разжигания топлива.

Как видим, все «долгоиграющие» отопительные печи построены по принципу однократной загрузки топлива с последующим его сжиганием «по очереди». Такой принцип требует все же присутствия «истопника» и периодическое пополнение печи топливом, пусть всего и раз-два в сутки. Это является некоторым недостатком печей длительного горения. Хотелось бы иметь дровяную печь, работающую так же, как и газовый котел, котел на жидком топливе. Или хотя бы котел на пеллетах. Т.е. что бы цикл «заправка – горение» продолжался много дней, в идеале – весь отопительный сезон. Интенсивность горения можно было бы автоматизировать, в зависимости от нужд. А запас топлива в печи должен быть пополняем без прекращения режима горения и в любое время.

Таким образом, мы приходим к идее дровяной печи с автоматической загрузкой дров. Причем - не стандартизированных по размеру (как пеллеты, например), а обычных. Я не готов сейчас предложить готовую схему или чертежи печи с автоматической загрузкой дров, поскольку это пока только идея и разработка, то готов рассмотреть некоторые исходные постулаты для ее создания.

Печь с автоматической загрузкой дров.

Печь c автоматом загрузки дров наверняка должна использовать режим относительно интенсивного горения, поэтому сама топка - будет достаточно компактной. Основную сложность будет представлять конструирование механизма подачи дров. Ведь дрова обычно заготавливают по такой схеме. Бревно пилят на чурбаки, длиной примерно 2/3 - ¾ длины топки печи. Затем чурбаки колют на чурки. Чурки укладывают в поленницы на сушку, желательно не менее чем на 2 года. Топить свежеспиленными или сырыми дровами невыгодно. Основная часть тепла при их горении идет на испарение воды из самих же дров. Чурки весьма разнородны и их подачу в печь весьма трудно автоматизировать.

Решение этой проблемы видится в изменении способа заготовки дров. Бревна надо пилить не на довольно длинные и тяжелые чурбаки, а на «блины», диски толщиной 10-15 сантиметров. Операция по колке дров - исключается. Если при распилке исключать самые сучковатые места (оставляя их для камина, например), то получатся достаточно круглые дрова – диски. А круглое, как известно, может катиться и значит эти дрова могут закатываться в топку, при определенных условиях.

Команду на «запуск» в топку очередного диска можно давать от датчика температуры, она начнет снижаться, когда предыдущий «блин» прогорает. Или от веса печи, и т.д. Интенсивность горения также можно регулировать автоматически, стандартными методами - заслонкой поддувала, шибером.

Запас дров – дисков можно расположить на специальных наклонных полках – стеллажах и пополнять его в любой момент. Если принять расчетные цифры, то для суточного отопления потребуется примерно 30-50 поленьев – дисков. И построив достаточно большой стеллаж, можно обеспечить печь топливом на много дней. Тем более, что всегда есть возможность пополнить «обойму».

Мне кажется, печь с автоматической загрузкой дров - имеет все шансы на существование, хотя конечно, над многим еще предстоит подумать…

Шаг первый

Строительство фундамента
После грубой работы бульдозера, снявшего растительный слой, производим выравнивание котлована под фундамент вручную. С помощью обыкновенных совковых лопат, рейки и уровня получена ровная горизонтальная поверхность. Пользоваться эскалатором было весьма-таки трудно, ведь грунт склонен к обвалу, поэтому пришлось работать вручную.

На выровненном ложе котлована из брусков постпоены “лестницы” - основа будущей опалубки.

Разметка под фундамент

К внутренним сторонам “лестниц” вертикально прибиваются доски, образуя т.н. “песочницы”. Промежутки между ними образуют ребра жесткости с нижней стороны фундаментной плиты, на которые опираются несущие стены.

“Песочницы” заполняются крупным песком, который обильно поливается водой. Затем песок тщательно трамбуется. В результате получается очень плотная поверхность, на которой обувь не оставляет отпечатка.

Уплотненный песок закрывается толстой полиэтиленовой пленкой, которая крепится к доскам степлером. В жаркую погоду пленка становится эластичнее и хорошо натягивается.

Читать далее…

Дом из блоков 7 на 7

Начну с описания проекта.
Вашему вниманию представлено строительство дома на обычном дачном участке в городской черте размером 6 соток. Там уже имелся хороший ленточный фундамент внешними размерами 6,8х7 метров. На его основе я разработал проект двухэтажного дома для круглогодичного проживания 2-3 человек. В проекте учитывалась возможность в будущем пристроить к дому гараж с дополнительной комнатой над ним, а также веранду.

Высота фундамента была увеличена. Стены выкладывались из пенополистиролбетонных блоков D400 на клею. Армировались через ряд. Проемы перекрывались уголками. Все перекрытия выполнялись из деревянных балок. Высота потолков в чистоте 260 см. Силовая консольная конструкция на первом этаже позволила уменьшить пролеты балок перекрытия с 6 до 3 метров и создать единое пространство гостиной и кухни.

Предусмотрен совмещенный санузел, частично располагающийся под лестницей, раздельный вход во все помещения. Лестница на второй этаж одномаршевая, с уклоном 38 градусов, на третий (чердак) - 52 градуса. На втором этаже планируется устройство двух комнат. Чердак планируется утеплить и сделать жилым. Уклон крыши 38 градусов. Планируется устройство автономной системы водоснабжения и канализации, отопление - на первом этапе дровяным, затем газовым котлом мощностью 15-20 кВт.

Общая площадь двух этажей - 74,4 кв.м., с чердаком - около 100 кв.м., что примерно равняется площади 3-4 комнатной квартиры.
Идейной основой для такого проекта послужили городские двухэтажные дома из шлакоблоков 50-60 годов постройки (”народная стройка”). Главная мысль заключалась в том, чтобы построить некий аналог городской квартиры со всеми условиями для проживания, потратив в 3-4раза меньше средств.

Еще фотоснимки

График точки росы

Рачительный хозяин, покидая дачу после горячих выходных, закроет наглухо окна, двери… А к следующему выходному прикатит и удивляется: новые окна, современные стеклопакеты, а все напрочь застыли, покрылись инеем изнутри. Натопил дом, и потекли окна, заслезили влагой подоконники, стены…

Почему так? А вот почему: виновата точка росы.

Тебе известно, Мастер, что воздух может содержать в себе определенное количество влаги. А известно ли тебе, что количество этой влаги, содержащейся в 1 кубометре воздуха, не может превышать определенного значения? Причем, что самое коварное, в зависимости от температуры воздуха меняется и та грань, то максимальное количество воды, которое способен удержать в себе воздух.

Для примера, воздух с температурой минус 20 градусов способен удержать в себе 100 грамм воды. Да не смейся ты, я просто для примера, чтобы сам процесс физический понять. Точное количество влаги можешь спросить у тындекса, он все знает.

Так вот, а воздух с температурой плюс 20 градусов - 200 грамм. То есть, более теплый воздух способен удерживать больше влаги. А теперь представь себе ту дачу, в которой хозяин гулял два дня. Тепло, ухи наварил, чаю накипятил… еще кой-чего. Воздух у него 200 грамм воды накопил в себе.

Домой подался, на работу надо, все везде плотно закрючил, уехал. А дача-то не топится! Воздух стынет. И в какой то момент больше уже не способен удерживать в себе все 200 грамм. Вот она, истина настала, вот она, точка росы подступила. Излишки влаги из воздуха стали конденсироваться, собираться в капельки, туман по хате пошел.

И, естественно, на окна оседать стал. Тут хоть десятикамерный стеклопакет ставь, все равно инеем покроется. Мало того, еще и обои отвалятся, полы вспучатся.

Я к чему про эту точку вспомнил? Да к тому, что у меня, например, никогда в моем доме окна не замерзают, в любой мороз. А значит, и не текут, и не гниют, и не портятся, не коробятся уже 3 десятка лет. Потому что, во-первых, дом я не выстужаю, а во-вторых, наружные рамы никогда не уплотняю. Только внутренняя, зимняя рама с уплотнителями ставится.

И что происходит? А то, что у меня воздух в межрамном пространстве медленно, тихонько меняется через неплотности, замещается новыми порциями наружного воздуха. Холода это не приносит, потому что вентиляция эта очень медленная, щели мелкие. Но влажность воздуха в межрамном пространстве всегда соответствует той, которая необходима, чтобы не опуститься до точки росы.

Ведь, подумай: закрыли плотно, заделали все щели в наружных рамах. А потом поставили зимние, и опять оклеили, уплотнили. Какой воздух остался между рамами? Правильно, 200 грамм. А пришли морозы, остудили его через стекла, и вот те на, принимай изморозь на окнах, ни фига не видать…

А идею хочешь, Мастер? Сделай свой стеклопакет, два стекла уплотни да закачай меж ними МОРОЗНЫЙ воздух, градусов под 40. Он там потом все равно согреется, но влажность останется такой, что уже не сможет сконденсироваться даже при минус 40 за бортом!…

Схема балки Деревягина

Как известно, лучшее сечение балки - соотношение ее сторон (в сечении) 7 : 5 . Это сечение достаточно условно и редко когда соблюдается. Обычно используют тот пиломатериал, который есть. Прогиб балки в основном зависит от высоты балки, чем от ее ширины. Т.е. выгодно наращивать балку в высоту, чем просто пропорционально утолщать её. Это просто приведет к утяжелению самой балки и перерасходу материала с незначительным усилением ее несущих свойств.

Круглая балка также имеет свои недостатки. Так например, она может выдержать в итоге бОльшую нагрузку, чем прямоугольная того же сечения, но она имеет гораздо больший прогиб. Поэтому если вам важна именно прочность, невзирая на форму балки (например при перекрытии хозяйственных помещений, навесов и пр.), то лучше использовать круглую балку. Если вам нужен плоский потолок и внешний вид - то прямоугольную.

Но и прямоугольную балку можно значительно усилить путем наращивания ее высоты. До определенных пределов, разумеется, пока не появится тенденция на боковой изгиб балки.

Непосредственная укладка одной балки на другую формально удваивает несущую способность балки. Такого же результата можно добиться и простым укладыванием двух балок рядом друг с другом.

Однако известна схема, которая позволит используя все те же две балки фактически учетверить несущую способность балки (и соответственно межэтажного перекрытия в целом). Это так называемая балка Деревягина. Я к сожалению е знаю предистории ее изобретения, но в данном случае это и не важно.

Как упоминалось выше, если две балки уложить друг на друга, это удвоит несущую способность. И балки эти будут работать каждая сама по себе, передавая нагрузку от верхней к нижней. При этом происходит небольшой сдвиг нижней грани верхней балки относительно верхней грани нижней балки. Это естественно, поскольку даже при одинаковом прогибе и образованию балкой дуги относительно некого гипотетического центра (у каждой балки свой центр), внутренние и внешние части балок имеют разный размер радиуса изгиба (на толщину балки). Соответственно, при неизменной длине балки (отрезка дуги), разница длин граней становится очевидной, так как они соприкасаются разными гранями (одна внешней, другая внутренней) . Т.е. балки работают порознь, каждая сама по себе.

Если же устранить возможность смещения балок относительно друг друга при прогибе, балка становится гораздо жестче. Соответственно значительно уменьшается ее прогиб под нагрузкой. Использование этого эффекта позволит наращивать балки при устройстве межэтажного перекрытия используя стандартный пиломатериал.

Например, если сделать балку из бруса 150 х 150 мм (стандартный, вобщем, случай), длиной 6 метров, расположив их через каждый метр, то нагрузочная способность будет около 250-300 кг на 1 кв. метр перекрытия. Если удвоить количество балок (на той же площади), уложив их через 0,5 метра или положив друг на друга, то нагрузочная способность возрастет до 400 – 500 кг/м2 . Но если использовать балки сечением 150 х 300 мм, то нагрузочная способность перекрытия будет уже около 1000 кг/м2. Но где же вы найдете такой брус? А если и найдете, стоить он будет просто нереально дорого.

Но такую же балку можно изготовить самостоятельно (что вобщем и сделал Дереевягин).

В нижнюю балку врубаются нагели или шканты (шпонки). Ориентация волокон древесины шпонок - перпендикулярно плоскости грани балки. В верхней балке так же вырезаются отверстия под шпонки. При соединении обеих балок шпонки с небольшим натягом входят в обе балки и связывают их. Теперь смещение одной балки относительно другой невозможно, и они стали фактически одной цельной балкой.

Это классическая схема балки Деревягина. И как видите, она достаточно трудоемка в исполнении, даже при наличии современного инструмента (фрезера, дисковой пилы или электрического лобзика). Поэтому не часто можно увидеть вживую такую балку.

Но обеспечить взаимную неподвижность балок в составе балки Деревягина можно и другими способами.

Во-первых, это клей. Современная промышленность предлагает настолько хорошие клеи для дерева, что при попытке разъединить склеенные детали, рвется и расщепляется обычно сама древесина, нежели место склейки. Но для качественного склеивания требуется хорошая подготовка деталей. В частности они должны быть абсолютно сухими (влажность не более 8-12 %), абсолютно гладкими (оструганными). Да и склейка ведется с использованием большого количества струбцин или прессов. Поэтому изготовление балки Деревягина в условиях самостоятельного дачного строительства кажется маловероятным.

Второй способ - использование резьбовых шпилек для стягивания двух балок между собой. (Тут можно использовать и клей). Обе балки сверлятся насквозь, например через каждые 25-30 см в шахматном порядке, и стягиваются резьбовыми шпильками. Это будет достаточно качественная замена шкантам, но и дорогая. И тоже достаточно трудоемкая, поскольку гайки шпилек придется заделывать заподлицо внешним граням балки. А значит придется сверлить еще и расширенные отверстия под них.

При некоторых условиях можно использовать т.н. глухари – длинные винты – саморезы с головкой как у болта. Но под них тоже надо будет сверлить отверстия. И сами глухари большого размера - удовольствие не дешевое.

Вот что действительно нельзя рекомендовать для балки Деревягина - это использование гвоздей. Дело в том, на сбитые гвоздями балки будут действовать как раз силы, направленные на вытаскивание гвоздя из нижней балки и его изгиб. А гвозди слабы на оба эти параметра. Они прекрасно вытаскиваются из дерева и хорошо гнутся. По этой же причине шпилечное соединение балок - не самый лучший вариант. Хотя шпилька или глухарь не будут «вылезать» из балки, то они они могут гнуться и к тому же твердый метал будет сминать древесину вокруг себя.

Самый простой способ изготовить балку Деревягина, на мой взгляд, можно с использованием круглых (цилиндрических) нагелей (шкантов). В их качестве могут выступить, например, напиленные черенки для лопат. Их можно купить готовые, в большом количестве и недорого. Сверлить отверстия под них можно с помощью широких сверел для дерева, которые называются пёрка. Можно использовать, конечно и фрезы. Единственный инструмент, которые потребуется - электрическая дрель.

Что бы отверстия в балках идеально совпадали друг с другом, можно изготовить несложный Н-образный шаблон (см. рисунок). Тогда в одной балке сверлят отверстия используя одну сторону шаблона, а в другой - другую. И отверстия совпадут совершенно точно.

При сборке балки желательно использовать и клей для дерева (особенно для закрепления нагелей). С торцов нагеля необходимо снять небольшую фаску, что бы нагель точнее вошел в отверстие.

Таки способом можно достаточно быстро и качественно сделать балку Деревягина и устроить в доме очень надежное и выносливое межэтажное перекрытие.