Дом для жизни. Современные технологии малоэтажного строительства.

Несмотря на кризис мировой экономики, малоэтажное домостроение по-прежнему остается одним из самых динамично развивающихся направлений жилищного строительства. Многообразие технологий возведения малоэтажного жилья затрудняет выбор той из них, которая наиболее выгодна в каждом конкретном случае. Тем более, что одни и те же методы строительства нередко фигурируют под разными названиями.

Объем одной публикации не позволяет рассмотреть полный цикл строительства дома от фундамента до конька кровли, поэтому в данной статье мы ограничимся анализом вариантов возведения «коробки» здания. Как показывает практика, для комфортного постоянного проживания семьи из 3-4 человек вполне достаточно дома площадью 200 - 300 м 2. На частные жилые дома такого типоразмера мы и будем ориентироваться. Загородные дворцы, как и дачные домики, рассчитанные на проживание в летний период, не рассматривались, хотя многие из приведенных ниже технологий с успехом применяются и в этих, столь разных, областях строительства.

Частные жилые дома должны отвечать целому ряду требований, важнейшими из которых являются прочность и надежность конструкции, комфортные условия проживания, высокие теплоизоляционные характеристики ограждающих конструкций, ну и, само собой разумеется, - привлекательный облик здания. Вопреки распространенному мнению, долговечность не относится к числу объективных факторов, определяющих конструктив «родового гнезда». В стремительно меняющемся мире вкусы, интересы и просто отношение к жизни (а, значит и к жилью) наших детей и внуков разительно отличаются от «понятий» их «предков», поэтому строить дом в расчете на то, что потомки будут столетиями жить в этом сооружении - представляется затеей довольно таки сомнительной.

Впрочем, сколько застройщиков, - столько и мнений. Никто не рискнет утверждать, что керамический кирпич плохой строительный материал, и при наличии финансовых возможностей, времени и желания добротный кирпичный дом вполне может оказаться наилучшем вариантом осуществления вашей мечты. Ну а как быть, если финансы ограничены, жизненные обстоятельства вынуждают завершить строительство в кратчайшие сроки, но, конечно же, не в ущерб качеству? Тогда следует обратиться к технологиям каркасного строительства.

Единство и многообразие КАРКАСНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ.

Каркасное домостроение — прогрессивная строительная технология, опыт применения которой насчитывает более ста лет. Наиболее широкое распространение она получила в Северной Америке (США и Канада). По некоторым оценкам в этих странах до 80% частного малоэтажного жилья приходится на долю домов каркасной конструкции. Возможно, поэтому в нашей стране данная технология получила название «канадской.

Каркасные дома строят не только за океаном. Они весьма популярны в Германии (около 30% малоэтажной застройки) и других странах Западной Европе. Отсюда еще одно название: «немецкая технология». Каркасное домостроение пользуется большим спросом в Финляндии, климат которой близок к российскому, Швеции («финская» и «шведская» технологии) и Норвегии, что лишний раз подтверждает пригодность зданий этого типа к эксплуатации в самых разных климатических зонах.

В нашей стране коттеджи, построенные по каркасной технологии, обычно именуют каркасно-панельными или каркасно-щитовыми домами, реже — каркасно-деревянными. Невзирая на многообразие терминов, отличия между этими технологиями не являются принципиальными, а связаны, в основном, с производственными особенностями.

С некоторой долей условности можно сказать, что под канадской и финской технологиями обычно (но не всегда) понимается поэлементное строительство непосредственно на стройплощадке, а дома, возведенные по такой схеме, именуют каркасно-щитовыми. Сравнительно невысокая масса элементов, из которых собирается дом, во многих случаях позволяет отказаться от применения тяжелой техники.

Немецкая технология предполагает не только изготовление комплектующих, но и сборку крупных панелей стен (с оконными и дверными проемами) и кровли в условиях промышленного предприятия. Высокий уровень заводской готовности, достигающий 80-90%, и максимально возможная точность изготовления панелей обеспечивают быстроту и качество сборки дома, который в этом случае имеет все основания называться каркасно-панельным. Значительные габариты и вес панелей, скорее всего, потребуют применения подъемного крана.

Забегая вперед скажем, что панели изготавливаются в соответствии с индивидуальным проектом, поэтому аналогии с панельными «хрущебами» в данном случае совершенно неправомочны.

Основой стеновой конструкции, которая фактически представляет собой «слоеный пирог», служит жесткий и прочный каркас из специально высушенной (влажность не более 18%) древесины хвойных пород. Как правило, элементы каркаса обрабатывают специальными антисептическими (фунгицидными) препаратами, которые обеспечивают их долговременную защиту от гнили и плесени, а также антипиренами (противопожарная пропитка) повышающими огнестойкость древесины. Некоторые производители вместо традиционного деревянного бруса используют более современные материалы, например, брус и двутавровые балки из LVL (Laminated Veneer Lumber) - высокопрочного строительного материала, который фактически представляет собой многослойный клееный шпон.

С наружной стороны каркас стен обшивают плитами OSB(Oriented Strand Board) – прочного влагостойкого материала из прессованной ориентированной стружки, негорючими цементно-стружечными плитами (ЦСП) или плитами «Аквапанель наружная» (КНАУФ). Плиты закрывают паропроницаемой ветрозащитной мембраной поверх которой устраивают наружную отделку.

Изнутри каркас зашивается гипсокартонными листами (ГКЛ) или плитами OSB, по которым устраивают внутреннюю отделку (обои, окраска, плитка, декоративные штукатурки и т.д. и т.п.). Такие материалы, как вагонка или блокхаус успешно совмещают функции внутренней обшивки и отделки; в этом случае отпадает надобность в использовании ГКЛ. Пространство между наружной и внутренней обшивкой каркаса заполняют эффективным теплоизоляционным материалом в качестве которого чаще всего используют огнестойкие плиты из минерального (базальтового или стеклянного) волокна. Неотъемлемым элементом каркасной технологии является пароизоляция, которая располагается между утеплителем и внутренней обшивкой. Герметичный пароизоляционный слой предотвращает увлажнение утеплителя и деревянного каркаса, поэтому от качества его выполнения зависит эффективность теплоизоляции и срок службы элементов каркасной системы.

На начальном этапе каркасное домостроение было прерогативой плотницких бригад, которые возводили «канадские дома», что называется, «по месту». В последние десятилетия ситуация изменилась. «Шабашные» бригады, укомплектованные специалистами из ближнего зарубежья, по-прежнему не страдают от отсутствия работы, но значительная часть каркасных домов теперь выпускается на промышленных предприятиях, оснащенных достаточно современным оборудованием, что позволяет получать совершенно иной уровень качества.

В области промышленного производства каркасно-деревянных сооружений наиболее продвинутой является технология MiTek, разработанная компанией MITek Inc. USA. Данная технология представляет собой комплексное решение для автоматизированного проектирования и производства деревянных строительных конструкций различного назначения.

Программное обеспечение MiTek позволяет в кратчайшие сроки выполнить как полный расчет каркасного дома, так и расчеты отдельных конструкций (стропильные конструкции, балки перекрытий, стеновые панели, конструкции опалубки и т.п.). Помимо статического расчета и конструирования деревянных ферм программный комплекс выдает рабочую документацию в виде чертежей деревянных элементов, монтажных чертежей, соединений и т.д.

Наряду с программным обеспечением MiTek поставляет на рынок технологические линии для производства каркасных домов, а так же оборудование для производства отдельных позиций. Совместимость роботизированных модулей с программным комплексом MiTek позволяет передавать информацию о геометрии деревянных конструкций напрямую из программы, что полностью исключает вероятность ошибок, обусловленных пресловутым человеческим фактором, и обеспечивает исключительно высокую точность изготовления.

В настоящее время каркасно-деревянные технологии представляются наиболее предпочтительным вариантом строительства жилья, предназначенного для постоянного проживания самодостаточных и вполне разумных граждан, относящих себя к среднему классу, но при этом не обремененных статусными предрассудками типа «каркас — это жилье Ниф-Нифа, а настоящий бизнесмен должен жить в доме из кирпича.

Еще раз напомним, что великое множество американских миллионеров (включая звезд Голливуда) проживает в каркасно-щитовых домах и совершенно не комплексует по этому поводу.

С точки зрения экономики строительства преимущества «каркаса» более чем очевидны.

очень высокая скорость возведения «коробки» здания.

стоимость комплекта материалов и монтажа ощутимо (примерно в 1,5 раза) ниже.

чем аналогичные показатели кирпичного, бревенчатого дома или брусового дома.

гладкие и ровные внутренние и наружные поверхности исключают необходимость проведения штукатурных работ и других мокрых процессов, что значительно удешевляет и ускоряет отделку здания.

каркасный дом во много раз легче кирпичного или рубленного, что позволяет использовать более экономичные мелкозаглубленные фундаменты.

полезная площадь дома выше, чем у аналогов из традиционных материалов за счет меньшей толщины стен.

великое множество готовых опробированных проектов позволяет свести к минимуму затраты на услуги архитектора и проектировщика.

Некоторые производители указывают стоимость дома и сроки возведения без учета работ по устройству фундамента. Это совершенно нормальный маркетинговый ход, просто нужно понимать, что строительство дома в течение, допустим, одной-двух недель, предполагает наличие готового фундамента. По вполне понятным причинам вариант с установкой дома стоимостью более 1 млн руб. на цементнопесчаные блоки мы не рассматриваем.

Реальная раскладка по срокам может выглядеть, например, так. Прежде всего, нужно выбрать готовый или заказать индивидуальный проект, в максимальной степени отвечающий вашим предпочтениям. Выбор готового проекта — дело недолгое, а вот создание индивидуального проекта потребует намного больше времени. После этого в цехах предприятия в соответствии с утвержденным проектом начинается изготовление элементов конструкции каркасного дома. Одновременно на участке, отведенном под застройку, выполняются работы нулевого цикла, после завершения которых на объект доставляются изготовленные элементы конструкции и начинается их монтаж на готовом фундаменте.

Длительность полного цикла строительства зависит от сложности проекта, выбранных вариантов отделки и множества других факторов, но в большинстве случаев продолжительность работ составляет от двух-трех месяцев до полугода. Следует отметить, что отсутствие мокрых процессов позволяет выполнять строительство коробки и отделку при отрицательных температурах (устройство фундамента желательно завершить до наступления холодов.

Эстетика каркасного домостроения.

С позиций архитектуры, дизайна и естественного стремления всякого застройщика построить дом, которого нет ни у кого, каркасные технологии открывают ничем не ограниченное поле деятельности. Возможна практически любая внешняя отделка под дерево, кирпич, дикий камень, а также штукатурка, сайдинг и т.п. поэтому даже дома, построенные по одному проекту, могут выглядеть настолько по-разному, что стороннему наблюдателю никогда не придет в голову мысль о близком родстве этих сооружений. Готовый проект — вариант очень выгодный, но совершенно не обязательный.

Современные технологии проектирования и производства каркасно-щитовых домов позволяют реализовывать самые смелые замыслы архитекторов. Впрочем, даже в достаточно отдаленные времена каркасное домостроение позволяло создавать истинные шедевры архитектуры. Наглядным подтверждением этого утверждения могут служить сохранившиеся до нашего времени американские особняки в викторианском стиле, значительная часть которых построена именно по каркасно-щитовой технологии.

Не существует ограничений и на выбор внутренней отделки: обои, окраска, вагонка, керамическая плитка и разного рода панели, - вот далеко не полный перечень отделочных материалов, применяемых в каркасном домостроении. При этом каркасно-щитовые конструкции не подвержены усадке, поэтому к отделочным работам можно приступать сразу после завершения монтажа «коробки». Еще одно преимущество заключается в том, что все инженерные коммуникации (отопление, водопровод, канализация, электропроводка и т.п.) обычно устраивают внутри стен.

С эксплуатационной точки зрения огромным достоинством современных каркасных домов является их высокая энергоэффективность. Правильно спроектированный и построенный каркасный дом работает подобно гигантскому термосу: он прекрасно удерживает тепло, крайне медленно (всего на несколько градусов в сутки) выстывает даже в самые сильные морозы, а и в летнюю жару внутри такого дома длительное время сохраняется комфортная температура, что обеспечивает огромную экономию на кондиционировании.

При надлежащем уходе каркасно-щитовой дом (опять же: правильно спроектированный и правильно построенный из качественных материалов) прослужит не менее полувека, а скорее всего и гораздо дольше.

Существует еще одна разновидность каркасного домостроения, известная под аббревиатурой ЛСТК (легкие стальные тонкостенные конструкции). Конструктив сооружений, возведенных по этой технологии, очень напоминает уже знакомые нам каркасно-щитовые дома, но имеет одно важное отличие: несущий каркас здания и стропильная система выполнены не из дерева, а из тонкостенных металлических профилей и термопрофилей.

Эти элементы обычно формируют из холоднокатаного стального оцинкованного листа толщиной не более 2-3 мм. Термопрофиль отличается от обычного профиля наличием перфорации в виде узких продольных просечек, расположенных в шахматном порядке. Прорези обеспечивают снижению теплопроводности профиля в поперечном направлении, что влечет за собой улучшение теплоизоляционных свойств конструкции в целом и исключает образование мостиков холода.

Элементы каркаса, изготовленные на промышленном предприятии в соответствии с проектом, доставляются на строительную площадку, где и производится окончательная сборка металлоконструкций. Собранный каркас обшивают подходящим листовым материалом (ЦСП, ЦСП, ГВЛ, ГКЛ и т.д.), а внутреннее пространство стеновых панелей заполняют эффективным утеплителем (обычно для этой цели используют все те же плиты из минерального волокна.

ЛСТК присущи все достоинства каркасно-щитовых технологий. Кроме того, использование только негорючих материалов является залогом максимально высокой пожарной безопасности конструкций этого типа.

По некоторым оценкам срок службы каркасных домов на основе легких металлоконструкций может достигать 50 и более лет. Ориентировочная стоимость домокомплекта составляет 12-15 тыс. руб. за 1 м 2. а стоимость готового жилья – до 20 тыс. руб. за 1 м 2.

ЛСТК широко используются для строительства производственных, складских и хозяйственных помещений, выставочных и торгово-развлекательных центров, спортивных сооружений и т.п. В частном секторе доля сооружений этого типа пока еще невелика, но востребованность ЛСТК для строительства малоэтажного (до трех этажей) жилья растет с каждым годом. Благодаря небольшому весу и пожарной безопасности конструкции на базе ЛСТК с успехом применяются для надстройки мансардных этажей на существующих зданиях.

Еще одна технология быстрого возведения малоэтажного жилья базируется на использовании в качестве основных элементов стеновых и кровельных конструкций SIP-панелей (от Structural Insulated Panel – конструкционная теплоизоляционная панель), которые представляют собой сэндвич-панели с сердечником из пенополистирола толщиной от 100 до 200 мм, обшитым с обеих сторон плитами ОSB-3. В один из торцов панели вклеивается калиброванный деревянный брус, который при сборке дома входит в паз соседней панели, сто обеспечивает прочность соединения и исключает образование мостиков холода. Все слои SIP склеиваются между собой полиуретановым клеем под высоким давлением на специальном оборудовании и отличаются высокими прочностными, а также тепло- и звукоизоляционными характеристиками.

Дома из SIP-панелей нередко именуют «канадскими домами», а саму технологию строительства - «канадской», но, в отличие от каркасно-щитовых «канадских» домов, SIP-технология является бескаркасной. Все нагрузки воспринимаются обшивкой панелей и соединительными деревянными брусками, которые и играют роль силового каркаса. Свою долю «прочности» вносит и пенополистирол, который очень хорошо противостоит нагрузке на сжатие. Панели изготавливаются в условиях промышленного производства, что позволяет обеспечить высокое качество и точность геометрических размеров.

стоимость домокомплекта на 30-40% ниже чем у кирпичного дома.

использование недорогого мелкозаглубленного фундамента.

высокие темпы строительства.

расходы на отопление в несколько раз ниже, чем у аналогичных домов из кирпича или бетона.

отсутствие усадки.

ровные стены упрощают и ускоряют отделочные работы.

высокая прочность и сейсмостойкость конструкции.

огромный выбор современных отделочных материалов как для внутренней, так и для внешней отделки.

проектный срок службы до 80 лет (некоторые производители заявляют даже 100 лет.

Потенциальных застройщиков обычно волнуют два вопроса: «Не являются ли SIP-панели пажароопасными, и как у них обстоят дела с экологичностью»? С точки зрения пожарной безопасности дом из SIP-панелей не слишком отличается от бревенчатого или брусового аналога. При производстве плит OSB-3 применяют специальные добавки, затрудняющие горение.

Экологический аспект также не вызывает особых опасений, но только в том случае, если для изготовления панелей применяются качественные материалы, имеющие сертификаты соответствия. Косвенным подтверждением безопасности этой технологии может служить тот факт, что в США из SIP строят многоквартирные жилые дома (до 9 этажей), больницы, учебные заведения и т.д.

Искусственный материал на основе минеральных вяжущих и кремнеземного заполнителя, содержащий большое количество (до 85%) воздушных пор (ячеек) размером 1-1,5 мм называется ячеистым бетоном. Фактически это целая группа материалов, обладающих сходными свойствами, но несколько отличающихся технологией производства. Не вдаваясь в подробности, скажем, что существует два типа ячеистого бетона: пенобетон и газобетон (он же газосиликатный бетон, автоклавный ячеистый бетон.

В состав пенобетона входит цемент, тонкомолотый кварцевый песок, вода и пенообразователи, которые придают этому материалу ячеистую структуру. Подготовленная смесь поступает в формы, где и происходит твердение материала. Пенобетон схватывается при нормальных условиях, что позволяет вырабатывать его непосредственно на строительной площадке.

Технология производства автоклавного газобетона намного сложнее. Тщательно перемешанный раствор, приготовленный из портландцемента, негашеной извести, песка, воды и алюминиевой пудры, заливают в формы, в которых на протяжении нескольких часов происходит первичное схватывание ячеистого бетона. Поры образуются пузырьками водорода, который выделяется в результате химической реакции между известью и алюминием. После выстаивания блоки нарезают струнами в товарный размер и подают в автоклав, где на протяжении нескольких часов выдерживают их при температуре 180-200?С и давлении 10-12 кг/см 2. Автоклавная обработка позволяет получить поризованный строительный материал с совершенно определенными характеристиками. Следует отметить, что необходимость применения сложного и громоздкого оборудования полностью исключает возможность кустарного производства газобетонных блоков, поэтому они поступают на строительный объект только в готовом виде.

Благодаря наличию многочисленных пор ячеистый бетон обладает прекрасными теплоизоляционными характеристиками и высокой паропроницаемостью. Он не содержит химических добавок и не выделяет никаких вредных соединений. Плотность этого материала может составлять от 300 до 1200 кг/м 3.

С увеличением плотности прочность ячеистого бетона возрастает, но теплоизоляционные характеристики снижаются. По этой причине блоки марки D300 (цифра обозначает плотность) применяются почти исключительно в качестве теплоизоляции и непригодны для возведения несущих стен, а для строительства малоэтажного (до трех этажей) жилья чаще всего используются газобетонные блоки D400-D500, которые отличаются оптимальным соотношением прочностных и теплоизоляционных свойств.

Автоклавный газобетон несколько дороже, но при одинаковой плотности его прочностные характеристики примерно в два раза выше, чем у пенобетона. Кроме того, газобетонные блоки обычно выигрывают и по геометрическим параметрам. Достаточно сказать, что ведущие производители газосиликатных блоков выдерживают размеры своей продукции с точностью до десятых долей миллиметра. Такие блоки можно укладывать на специальный клей с толщиной швов всего 1-2 мм. Дело в том, что теплопроводность кладочного раствора во много раз выше, чем теплопроводность ячеистого бетона, поэтому, чем тоньше шов — тем ниже уровень тепловых потерь.

Преимущества ячеистого бетона.

высокие теплоизоляционные характеристики, позволяющие при разумной толщине стен обойтись без дополнительного утепления.

высокая паропроницаемость: дом из газосиликата «дышит.

негорючий и огнестойкий материал, не выделяющий при нагревании токсичных химических соединений.

обширная номенклатура типоразмеров, наличие дугообразных блоков, перемычек, балок, элементов перекрытий и т.п.

экологически чистый материал, производимый из натуральных ингредиентов.

разнообразие готовых проектов.

Особенности строительства из ячеистого бетона.

Ячеистый бетон, как и подавляющее большинство традиционных строительных материалов, нуждается в защите от разрушительного воздействия атмосферных факторов. Наиболее экономичным и быстрым способом отделки ровной кладки из газобетонных блоков является использование легкой тонкослойной штукатурки. Штукатурка должна обладать гидрофобными свойствами, а ее паропроницаемость должна быть не ниже, чем у газобетона. При строительстве загородных коттеджей большой популярностью пользуется облицовочная кладка лицевым кирпичом. В этом случае между основанием из ячеистого бетона и кирпичной облицовкой обязательно устраивается вентиляционный зазор, обеспечивающий удаление водяного пара, который на протяжении всего отопительного периода диффундирует из помещения наружу через толщу стены.

Все материалы этой группы отличаются невысокой прочностью на изгиб. Для минимизации деформационных нагрузок и предотвращения образования трещин необходимым условием является устройство монолитного фундамента. Самым надежным следует признать фундамент в виде монолитной железобетонной плиты, но вполне пригодны и такие варианты, как монолитный ленточный фундамент на песчаной подушке или столбчатый фундамент, обвязанный монолитным железобетонным поясом. Окончательный выбор в пользу той, или иной конструкции может быть сделан только после проведения геологических изысканий на участке застройки.

Крупноформатные керамические поризованные блоки — продукт для нашей страны сравнительно новый, хотя в Западной Европе этот материал применяется почти полвека, и в настоящее время значительная часть жилых зданий в ЕС возводится из керамических блоков.

Важнейшим преимуществом керамоблоков является низкий коэффициент теплопроводности (0,14—0,26 Вт/м 2 0 С), что позволяет возводить из этого материала однослойные стены без утеплителя, в полной мере отвечающие требованиям строительной теплотехники. Благодаря низкому показателю теплопроводности, обусловленному наличием пустот и многочисленных пор в теле этого материала, он и получил второе свое название: «теплая керамика». Кроме того, поризованная керамика, - ближайший, кстати, родственник классического керамического кирпича, является экологически чистым продуктом и имеет капиллярную структуру, позволяющую стене «дышать», что создает благоприятный климат в помещении и обеспечивает оптимальный влажностный режим стеновых конструкций. Продукты этой группы производятся в соответствии с ГОСТ 530-2007 «Кирпич и камень керамические. Общие технические условия.

Самый крупный керамический блок размера 14,3 НФ (510х250х219 мм) заменяет 14 кирпичей нормального формата (НФ), но благодаря высокой пустотности он остается легким по весу и простым в технике кладки. Это позволяет увеличить темпы кладки в несколько раз, а малый вес стеновых конструкций, построенных из таких блоков, снижает нагрузку на фундамент, что дает возможность упростить его конструкцию, а, следовательно, и стоимость.

Преимущества «теплой» керамики.

высокие темпы кладки, обусловленные большими (в сравнении с обычным кирпичом) размерами поризованных блоков.

экономия раствора (пазо-гребневое соединение крупноформатных блоков позволяет обойтись без использования раствора в вертикальных швах.

высокая марка прочности (М100-150) дает возможность использовать поризованные керамические блоки для кладки несущих стен многоэтажных жилых домов.

выполнение требований современных норм по теплосбережению без дополнительного утепления (однослойная конструкция стены.

ровная поверхность кладки снижает расход штукатурки, а также упрощает и ускоряет выполнение отделочных работ.

длительный срок службы, сравнимый с аналогичными показателями традиционного керамического кирпича.

Фактически, конкуренцию «теплой» керамике может составить только автоклавный газобетон, поскольку, как мы уже говорили, только эти два материала позволяют возводить однородные стены, не нуждающиеся в дополнительной теплоизоляции. При этом средняя плотность изделий из поризованной керамики выше, а теплоизоляционные характеристики, соответственно, ниже, чем у газосиликата, поэтому стена из «теплой» керамики (при прочих равных условиях) должна быть толще на 20-30%. А значит, и ширина ленточного фундамента из тяжелого бетона должна быть чуть больше. Кроме того, поризованные керамические блоки примерно на треть дороже газобетонных блоков.

Означает ли это, что поризованная керамика хуже автоклавного газобетона? Вовсе нет! Просто необходимо рассматривать полный набор характеристик строительного материала, обращая особое внимание на те свойства, которые играют главенствующую роль в каждом конкретном случае.

Каждый выбирает для себя.

Источник: Журнал «Технологии Строительства» 1-2, 2013.

Текст: Павел Колосов.

Другие публикации Строительный Эксперт.