Съчетание между стоманобетон, дървесни и други екологични материали в съвременните къщи

Прочетена: 787

Доц. д-р инж. Георги Годинячки, ВСУ „Любен Каравелов“ – София

В съвременните условия проектантите на еднофамилни и двуфамилни жилищни сгради, независимо дали са къщи за постоянно или за временно обитаване, търсят разнообразни решения – от една страна, да удовлетворят желанието на възложителите за комфорт, дълготрайност, използване на екологични и в същото време енергоефективни материали, и от друга страна, крайната цена при реализиране на строежа да е приемлива. В последните години немалко потенциални инвеститори се опитват да разчупят шаблона на къщите, изградени от стоманобетон, тухли и външна изолация от експандиран или екструдиран пенополистирол. Те проучват възможностите за построяване на къща от дървесни материали в съчетание с други екологични материали, или в по-голямата си част тя да бъде от дървесни материали, а използването на стоманобетон да се ограничи, колкото е възможно.

В доклада се представя една възможност за изграждане на двуетажна къща, на която първият етаж се изпълнява монолитно с минимално използване на стоманобетон, а вторият е дървена конструкция в съчетание с други екологични материали – каменна вата, дюшеме, гипсокартон, дървена външна обшивка. В края на доклада се извършва анализ на предимствата и недостатъците на такъв тип строителство.

Конструктивни и
технологични особености

Нулевият цикъл на сградата се изпълнява от стоманобетон по традиционния монолитен начин и с дебелина на външната топлоизолация не по-малко от 10 cm. За предпочитане е да се предвиди избено помещение, намиращо се почти изцяло под котата на терена, в което освен котелна част е удачно да бъдат разположени водомерният възел и електрическият бойлер. По този начин не се налага да се източва бойлерът поради опасност от замръзване на водата, в случай че жилището не се обитава през зимния период. Така се предотвратяват неудобството и излишният разход на вода, а освен това източването на водата от тръбите на първия и втория етаж е лесно и бързо, тъй като водомерният възел е в най-ниската точка.

Първият етаж на сградата се изгражда монолитно. За да се ограничи проникване на влага, е необходимо да бъде изпълнена хидроизолация на основите. Препоръчително е височината на нулевия цикъл да бъде не по-малка от 50-60 cm.

Ограждащите външни стени се изпълняват от качествени тухлени тела с дебелина 38 cm и с нисък коефициент на топло­проводимост (Фиг. 1). При получената дебелина на външните зидове минимум 42 cm заедно с външната мазилка и вътрешен слой от гипсокартон с въздушна междина външна топлоизолация може да бъде изпълнена само на северната и западната фасада.

Стоманобетонните колони по фасадите се проектират така, че единият им размер, който е напречно на тухления зид, да бъде 25 cm. Следователно външната повърхност на колоната е изтеглена навътре с 13 cm спрямо повърхността на зида, което дава възможност за полагане на изолация с дебелина 12 cm върху стоманобетонната колона (Фиг. 1).

Подовата настилка на първия етаж е дюшеме, което се монтира върху бичмета през 50-60 cm. Те се нивелират чрез дървени подложки и се закрепват здраво към стоманобетонната плоча посредством стоманени дюбели. Под бичметата се полагат тръбите на отоплителната инсталация, а между тях се поставя топлоизолация в комбинация от керамзит и минерална вата (Фиг. 2).

Особеност на предлаганото решение е това, че подовата конструкция между двата етажа не е стоманобетонна плоча, а дървен гредоред: Фиг. 3 и Фиг. 4. Само над санитарните помещения се изпълнява стоманобетонна плоча. Стълбището между първия и втория етаж също е от дървен материал.

След завършване на външните и вътрешните тухлени зидове на първия етаж се изпълняват стоманобетонните пояси и греди. Върху тях се изгражда подовата конструкция, състояща се от дървени масивни греди, изготвени от бял бор, и дюшеме от иглолистен материал. Гредите се монтират на осово разстояние една от друга до 40 cm [1]. Конструкторът е определил напречно сечение 8/22 cm (широчина/височина), с което е постигната оптимална работа на гредите на огъване. За предотвратяване на измятане или усукване са поставени напречни диафрагми (разпънки) (Фиг. 4).

Дървените греди се монтират върху стоманобетонните пояси или греди чрез разминаване. За дървената конструкция от особена важност е надеждното й присъединяване към стоманобетонната основа [2]. За осигуряване на достатъчна здравина и сигурност на връзката се използват ъглови стоманени планки с дебелина 5 mm, стоманени анкерни болтове с диаметър 12 mm и шпилки с диаметър 14 mm.

Височината на гредите позволява между тях да бъдат положени поне три пласта вата и наличие на въздушен слой, с което се постига много добра ­топло- и шумоизолация.

Вторият етаж представлява скелетно-гредова конструкция, чиито външни и вътрешни стени съдържат следните елементи: долна и горна греда, ъглови колони, вътрешни колони (стойки), разпънки, коси подпори (паянти), щурцове над врати и прозорци, подпрозоречни греди [3] (Фиг. 5 и Фиг. 6).

За конструиране на отделните носещи елементи както на стените, така и на покрива, за постигане на максимална технологичност и улеснение се използва модулно напречно сечение 5/10 cm. При наличие на по-големи натоварвания или при необходимост от строителство на още един етаж може да се приемат модулни сечения 6/12 cm, 7/14 cm или по-големи. На базата на възприетото сечение 5/10 cm се изграждат и по-сложните елементи, както следва:

• столиците на покривната конструкция като съставни слепени греди с широчина 10 cm и височина, кратна на 5 cm в зависимост от натоварването (Фиг. 7);
• ъгловите колони, които се конструират като съставни колони;
• щурцовете над врати и прозорци, също като съставни слепени греди (Фиг. 8).

Скелетните конструкции на стените се изготвят поотделно в хоризонтално положение и във вид на сглобени рамки се изправят и се монтират на местата си, като се закрепват здраво към бетонната основа през основния венец посредством стоманени анкерни болтове с диаметър 12 mm. Разстоянието между вертикалните стойки е до 50-60 cm. Крайните колони на съседните стени, разположени перпендикулярно една на друга, се свързват здраво помежду си – чрез винтове, шпилки или болтове, така че да се образуват съставни ъглови колони [2].

Изградените външни и вътрешни стени се облицоват с плочести материали – циментфазер, OSB, гипсофазер, гипсокартон, шперплат [3]. Във вътрешността на стените, в зависимост от напречното сечение на вертикалните стойки, се полага каменна вата с дебелина не по-малка от 10 cm за топло- и звукоизолация. От външната страна на ограждащите стени се монтира допълнителен пласт топлоизолация от каменна вата с дебелина минимум 5 cm и дифузионно фолио (Фиг. 9). Такъв допълнителен пласт изолация може да бъде положен и от вътрешната страна.

Видът, дебелината и другите характеристики на изолационните материали, както и различните комбинации между тях се определят в зависимост от функцията на стената, нейната дебелина и предвидената енергийна ефективност на сградата. Тези материали трябва да имат достатъчна обемна плътност и да са прикрепени добре, за да се предотврати свличането им надолу [2].

За описаната конструкция на втория етаж и покрива се използва иглолистен дървен материал, като за носещите елементи се предпочита бял бор, а за останалите – смърч. Материалът се фасонира в заводски условия съобразно проектните размери и се изсушава до влажност, чиято стойност не превишава 15%. Защитата на дървесината от биологични повреди, гниене и нападения на насекоми се извършва чрез дълбочинно импрегниране с подходящ консервант в затворена система по метода „вакуум-налягане“ [3]. При рязане на място и разкрояване на отделните елементи срезовете задължително се третират със същия консервант.

Особено внимание се отделя на обезопасяването на комините и изпълнението на електрическата инсталация с оглед предотвратяване на пожар. Отстоянието на първите от дървените елементи е минимум 10 cm (Фиг. 10). Електрическите проводници е добре да се поставят между два пласта гипсофазер, а връзките в разклонителните кутии, в контактите и към осветителните тела да се изпълняват професионално.

Характерни особености на такъв тип сгради

Ако трябва да се аргументира предпочитание към сграда, в която има минимално количество стоманобетон и в по-голямата част се използват дървесни и други екологични материали, е необходимо да се анализират следните важни обстоятелства:

• Дълготрайност на конструкцията и на сградата: Поставянето на този показател на първо място не е случайно. Често задаван въпрос от инвеститорите е относно здравината, сигурността и продължителността на живот на сградата. Обикновеният човек, решил да построи къща за себе си и потомството, се притеснява да не би да се окаже в положението на прасенцата от детската приказка, едното от които построило къщата си от слама, а другото – от дърво. Тук е важна ролята на проектантите – архитекта и инженер-конструктора. Дървените конструкции притежават достатъчна дълготрайност (повече от 100 години) при спазване на определени изисквания при подбора и обработката на материалите, поддържането и експлоатацията на сградата. По отношение устойчивостта на сградите на земетръс и на различните натоварвания конструкторите са наясно, че при правилно оразмеряване и отчитане особеностите на дървесината сградите са достатъчно надеждни през целия период на експлоатация.

• Дървените сгради създават по-силно изразено чувство за спокойствие, топлина и уют. Те дават възможност за постигане на по-висока енергийна ефективност в сравнение с монолитното строителство. Използването на екологични материали и такива с естествен произход е стъпка напред към природосъобразен начин на живот на хората.

• Пожароустойчивост: По степен на горимост дървесината се отнася към групата на горимите материали, които под действието на огън или висока температура се запалват и освен това при отстраняване на огнеизточника продължават да горят или тлеят и се възпламеняват отново [3]. По-висока устойчивост при пожар имат конструкциите и елементите, изготвени от лепени многопластови блокове. Целта на защитата на дървените конструкции от пожар е да се постигне преминаване на дървесината от групата на горимите към тази на трудногоримите материали, които се разрушават само в зоната на прякото действие на огъня, и след спиране на действието му се прекратяват горенето и тлеенето им. Към настоящия момент все още не е внедрен в практиката масов метод за защита на дървесината от пожар поради сложността на технологиите и използването на скъпи и дефицитни антипирени. Една от мерките за защита от пожар е облицоването на дървените стени с негорими плоскости като циментфазер, гипсофазер и др., както и използването на каменна вата от вътрешната и външната страна.

• Прилагането на дървени конструкции дава възможност на проектантите за разнообразни и оригинални обемно-планировъчни решения, за изменение на проектното решение при необходимост, както и при ремонт или усилване. Стените на дървените сгради заемат около 7-10% по-малка площ в сравнение с монолитното строителство, което означава, че при 200 m2 разгъната площ имаме на разположение допълнително още 15-20 m2.

• Стойността на готовата сграда също е важен показател за инвеститора. Етажът, изграден от дървен материал и прилежащите към него допълнителни материали, споменати по-горе, дава благоприятна възможност за снижаване на стойността в сравнение с монолитното изпълнение.

• Недостатъците на дървесината, свързани с гниене, предизвикано от наличие на влага или дървесни гъби, съсъхването, както и опасността от действията на насекоми дървояди могат да бъдат сведени до минимум или премахнати посредством прилагане на съвременни налични технологии и материали за обработка и спазване на изискванията за поддържане на дървените конструкции.

Изводи

Авторът счита, че една съвременна къща, изградена в комбинация от стоманобетон и тухлени тела с дебелина 38 cm за първия етаж и дървена конструкция за втория (или за втория и третия) в съчетание с описаните екологични материали, в максимална степен ще съответства на изискванията на потребителите за комфорт, функционалност, здравина, дълготрайност, екологичност, енергийна ефективност и др.

Може би ако проектантите разполагат с разработена методика и подходяща скала за сравнително оценяване на различни типове къщи, в т.ч. изцяло монолитни, дървени в съчетание с други екологични материали, комбинирани и др., със заложени показатели, които бяха споменати по-горе, това би улеснило в значителна степен инвеститорите при техния избор.

ЛИТЕРАТУРА

[1] De Kristoforo R. J., Hausebuilding: a do-it-yourself guide, Sterling Publishing Co., Inc. New York, 2003.
[2] Годинячки Г., Д. Орешков, Изграждане на стени в сгради със скелетно-гредова конструкция от дървесни материали. Сб. доклади на XV международна научна конференция ВСУ`2015, том II, стр. 368, София, 2015.
[3] Йорданов С., Съвременните български дървени сглобяеми къщи, Символ ООД, София, 2009.

Сподели в социалните мрежи

Автор на 21.07.2017. Категория Анализи, Новини. Можеш да следиш всички коментари и промени по тази публикации през RSS 2.0. Можете свободно да коментирате тази публикация

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *