Деревянная каркасно-панельная технология малоэтажного строения



Малоэтажное строительство развивается стремительными темпами, а технологии, которые применяются при постройке, непрерывно совершенствуются и улучшаются. Поэтому сегодня предметом этой статьи будет являтьсятехнология каркасного домостроения(строительство коттеджей или загородных дачных домов по каркасной технологии), которая по праву считается одной из самых прогрессивных технологий на сегодняшний день.

Ключевые слова:каркасные дома, малоэтажное строительство, сэндвич-панели, быстрое домостроение

Постановка задачи: Цель данной работы заключается в изучении используемых материалов, технологии производства сборных домов и сравнение с другими типами домов.

Введение

По статистике индивидуальных застроек СЗФО более 70 % строений — это каркасные дома [1]. Перечислим главные преимущества домов такого типа:

Во-первых, такие здания строятся быстро и они долговечны (в среднем срок службы достигает до 120–150 лет) [2]. Панели большой площади, различных размеров и конфигураций собираются с исключительной точностью, благодаря чему легко и быстро собираются потом на строительной площадке как строительный конструктор [3].

Во-вторых, их цена выгодно отличается от домов имеющих точно такие же теплотехнические характеристики. В-третьих, здание сохраняет тепло при меньшей толщине стен конструкции. В доме остается сухо и тепло даже в самые сильные морозы.

Ещё одна особенность каркасного строения в том, что, для разных погодных условий, можно обеспечить оптимальное строение и толщину стен возводимого сооружения.

Используемые материалы

В отличии от домов из бруса и бревна каркасный дом не даёт усадок, но продолжает оставаться таким же экологичным и даёт возможность наслаждаться всеми свойствами деревянного дома, так как каркас выполнен из струганной сухой доски [4].

Сокращение затрат на отопление, повышение энергоэффективности дома обеспечивают теплоизоляционные негорючие плиты, которые изготавливаются из каменной ваты [5]. Они экологичны, так как основой базальтовой ваты является натуральный природный материал. К составляющим здорового микроклимата в таком доме, можно еще добавить очень высокую шумоизоляцию. Дополнительное регулирование толщины каменной ваты может обеспечить абсолютный акустический комфорт.

Дополнительную звукоизоляцию, термозащиту, повышенную жёсткость конструкции обеспечивают панели тепло и ветрозащиты [6,7]. Эти панели представляют собой древесноволокнистые плиты. Правильная установка панелей позволяет конструкции “дышать”, обеспечивая стабильную температуру и влажность внутри помещения. Существуют плиты, разработанные с учетом возведения строений в районах как с очень высокими, так и очень низкими температурами, а так же в районах высокой влажности [8].

Для надёжной изоляции утеплителей стеновых панелей от влагонасыщения изнутри помещения используется пароизоляция. Уникальность и самобытность строению придают экологически безопасные отделочные материалы, которые обеспечивают долговечность эксплуатации и ремонтопригодность [9].

Строительствобыстровозводимогопанельно-каркасногодома

Готовый комплект дома состоит из следующих элементов:

– панелей наружных стен и межкомнатных перегородок,

– отдельных элементов перекрытий и стропильной системы,

– комплектующих и крепежных элементов.

Рассмотрим пример панельно-каркасного дома.

Рис. 1. Комплектация панельно-каркасного дома [10]

Фундаментом служит утепленная монолитная железобетонная плита высотой 410 мм, уложенная на песчано-щебеночное основание.

Комплект конструкции:

Конструкции наружных стен — это каркас из бруса размером 45х195 мм (1). Каркас заполнен утеплителем из базальтовой ваты толщиной 200 мм (2). Изнутри каркас обшит пароизоляционным материалом (3) и плитами ОСБ толщиной 12 мм (4), а снаружи утеплителем, толщиной 25 мм (6) и пластинами ветрозащиты, толщиной 25 мм (5). [11–14]

Конструкции внутренних стен– это каркас из бруса размером 45х145 мм. Каркасы внутренних стен заполнены утеплителем из базальтовой ваты толщиной 150 мм. С обеих сторон каркасы обшиты пароизоляционным материалом [15–17].

Стропильная система утеплена базальтовой ватой, толщиной 250мм (8).

Для межэтажных перекрытий использован сухой струганный брус 70х195, для звукоизоляции использован утеплитель из базальтовой ваты, для настила чернового пола использованы плиты ОСБ толщиной 18 мм [18,19].

Окна и двери стеклопластиковые, двухкамерные, белые с обеих сторон.

Для кровли использована металлочерепица.

Для отделки фасада предлагается выбор: силикатная многослойная штукатурка (7), отделочная доска имитатор бруса (8), лицевой кирпич [20].

Внешняя отделка дверных и оконных проёмов (9), отделка потолка крыльца и свесов карнизов.

Примерный срок строительства дома по панельно-каркассной технологии 3–4 месяца.

Процесс производства

Ключевыми этапами производства комплекта быстровозводимого дома являются [21–23]:

– подборка сырья: сухая струганная доска, проверенная на отсутствие дефектов.

– подборка доски по геометрии;

– торцовка (на соответствие с чертежами проекта);

– сборка стеновых сэндвич — панелей (выставление направляющих для укладки электрического кабеля, формирование оконных и дверных проемов, реализация иных конструктивных особенностей проекта согласно чертежам);

– подготовка стеновых панелей для последующей чистовой отделки;

– изготовление элементов стропильной системы;

– изготовление балконов, навесов и перекрытий;

– изготовление карнизов, наличников, нащельников, торцевых досок;

– упаковка и маркировка элементов комплекта дома, подготовка к транспортировке.

Непрерывный контроль качества

Для обеспечения контроля качества, на всех этапах изготовления элементов дома, производители используют комплексные системы контроля качества, комплексные методы управления процессами производства, специальное программное обеспечение, конструкторские пакеты [24,25]. Важнейшим из технологических условий становится поддержание необходимой температуры и влажности в производственных и складских помещениях.

Многоуровневый контроль качества и использование исключительно экологически безопасных материалов позволяет получить безупречно функционирующий, энергоэффективный дом, отвечающий современным экологическим стандартам.

Технология сборки

Строительство загородных каркасных домов — быстрый, но ответственный процесс. Чтобы быстровозводимый дом был красивым, комфортным и энергоэффективным — эта работа должна выполняться профессионалами.

Каркасные дома не только прекрасно защищены тепло- и звукоизоляцией, но и не пропускают влагу, а вот воздух свободно проходит наружу, тем самым поддерживая здоровый микроклимат внутри дома, создавая ощущение уюта и комфорта.

В том случае, когда соблюдена технология строительства каркасного дома, постройка не подвержена усадке. Благодаря особенности строения каркаса нагрузка равномерно распределяется по всем его узлам, тем самым обеспечивая высокую прочность и устойчивость всей конструкции.

Примечательно и то, что каркасные дома могут иметь стены закруглённые практически с любым радиусом, открывая новые возможности для проектирования и дизайна будущих зданий, при этом, не теряя вышеперечисленных характеристик.

Идеальная геометрия каркаса позволяет производить энергоэффективные стеновые панели высокой заводской готовности с герметичным контуром. Воздухопроницаемость стен в таком случае абсолютно исключена, что делает дом теплым зимой и прохладным летом.

Отличие каркасно-панельных домов от иных

1. 80 % заводской готовности, что значительно уменьшает значение человеческого фактора на площадке
2. Герметичный контур — эта бесшовная технология, созданная на основе каркасной, позволяет максимально избежать появления «мостиков холода».
3. Скорость сборки. Изготовленные на заводе панели монтируются обычным краном действительно прямо с колес. Затем их стягивают специальными болтами — и приступают к устройству стропильной системы, на этот этап редко уходит больше недели.

Сравним каркасно-панельные, кирпичные, газобетонные, дома из клееного бруса и оцилиндрованного бревна:

Таблица 1

Сравнение технологий по типу домов [26–31]

Тип дома	Трудоёмкость,%		Срок монтажа домокомплекта (на готовый фундамент)	Сезонность строительства
	завод	стройка
Каркасно-панельный	80	20	1 неделя	Круглый год
Оцилиндрованное бревно	60	40	2–3 недели	Круглый год
Клееный брус	70	30	2–3 недели	Круглый год
Газобетонный дом	0	100	2–3 мес.	Весна-осень
Кирпичный дом	0	100	3–4 мес.	Весна-осень

Таблица 2

Продолжение. Сравнение технологий по типу домов [32–35]

Тип дома	Срок усадки стен, год	Старт отделки после окончания строительства, мес.	Начало комфортного проживания от заключения договора
Каркасно-панельный	-	1	1–1,5 мес.
Оцилиндрованное бревно	2	3	1 год
Клееный брус	0,5	1	2–3 мес.
Газобетонный дом	1	6	1–2 года
Кирпичный дом	2	6	1–2 года

Каркасно-панельное строительство — один из самых распространенных на Северо-Западе видов деревянного домостроения. Во-первых, сказывается благоприятный опыт скандинавских и канадских строителей, возводящих свое жилье в схожих с нашими климатических условиях — в основном это каркасные и каркасно-панельные дома. Во-вторых, наш регион традиционно является сосредоточением крупных и средних производств деревообработки и домостроения.

Заключение

При сравнении каркасно-панельных домов по технологии, выявили, что срок монтажа домокомплекта в разы меньше чем у рассмотренных типов домов. В отличие от газобетонных и кирпичных домов сезонность строительства круглогодично. Каркасно-панельный дом не подвержен усадке. 80 % дома собирается на заводе, что обеспечивает высокую прочность и устойчивость всей конструкции.

Литература:

1. Деревянные клееные конструкции: между прошлым и будущим. // Журнал Архитектура и строительство Сибири. 2003. № 11–12. С. 34- 36.
2. Ковальчук Л. М. Эксплуатационная надежность деревянных клееных конструкций. // Журнал «ПГС», М.: 2004. № 10. С. 17–18.
3. Штефко И., Райнпрехт Л. Современное деревянное строительство. Перевод со словацкого. // М.: Издательство «Ниола-Пресс», 2006. 184 с.
4. Сидоренко Ю. В., Коренькова С. Ф. Строительные материалы: учебное пособие. // Журнал Современные проблемы науки и образования. 2009. № 1. 35 с.
5. СТО 36554501–002–2006. Деревянные клееные и цельнодеревянные конструкции. Методы проектирования и расчета. ФГУП «НИЦ «Строительство». // М.: ФГУП ЦПП, 2006. 73 с.
6. Леонович О. К. Судникович С. П. Производство строительных деревянных конструкций повышенной биостойкости для домов каркасного типа. // Журнал Актуальные проблемы лесного комплекса № 37 -2013, БГИТА, г. Брянск, РФ — 26 с.
7. Ковальчук Л. М. Технология изготовления и надёжность деревянных конструкций. // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. 1988. № 8. С. 24–28.
8. Жаданов В. И., Дмитриев П. А. Крупноразмерные плиты на основе древесины для покрытий зданий. // Известия вузов. Строительство. 2003. № 6. С. 4 -10.
9. Казакова В. В. Композиционные принципы взаимосвязи интерьера малоэтажного дома и ландшафта 2006 -174 с. //Научная библиотека диссертаций и авторефератов disserCat.
10. Народный дом.URL:http://diacan.ru/assets/images/news/tehnol_karkas1.jpg
11. Канчели Н. В. Строительные пространственные конструкции. // М.: АСВ, 2003. 212 с.
12. Кутухтин Е. Г., Спиридонов В. М., Хромец Ю. Н. Справочник проектировщика. Легкие конструкции одноэтажных производственных зданий. 2-е изд., перер. И доп.// М.: Стройиздат, 1988. 263 с.
13. Ломакин А. Д., Мартинец Д. В., Прилепский Е. А. Клееные деревянные конструкции в сельскохозяйственных зданиях. // М.: Стройиздат, 1982.104 с.
14. Муравьев Ю. А. Новые облегченные конструкции для возведения производственных зданий.// М.: Стройиздат, 1974. 136 с.
15. Вдовин В. М., Карпов В. Н. Индустриальные панели наружных и внутренних стен для полносборных деревянных домов, депон. //ВННИИНТПИ, вып.1, per. № 11841, М. 2001 г.
16. Вдовин В. М., Карпов В. Н., Исследование индустриальных панелей полносборных деревянных домов с клеегвоздевым соединителем обшивок и ребер, депон. //ВННИИНТПИ, вып. 1, per. № 12061, М., 2008 г.
17. Житушкин В. Г. Исследование работы крупноразмерных плит покрытий с клеефанерным каркасом // Научн. техн. Реф. Сб. ЦИНИС. 1979. Сер. 8. Вып. 12. С. 41–43.
18. Романов Н. Т. Технология древесных пластиков и плит. // М., Лесная промышленность, 1965. 500 с.
19. Жаданов В. И., Гребенюк Г. И., Дмитриев П. А. Большеразмерные совмещенные плиты из клееной древесины и пространственные конструкции на их основе: //Монография. Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2007. 209 с.
20. Рекомендации по проектированию панельных конструкций с применением древесины и древесных материалов для производственных зданий. // ЦНИИСК им. Кучеренко. М.: Стройиздат, 1982. 120 с.
21. Быковский В. Н., Соколовский Б. С. Деревянные клееные конструкции. // М.: Машстройиздат, 1949. 150 с.
22. Губенко А. Б. Изготовление клееных деревянных конструкций и деталей. / /M.-JL: Гослесбумиздат, 1957. 347 с.
23. Казаков Ю. Н. Зарубежный опыт использования быстровозводимых зданий при реконструкции объектов строительства. 50-я Междунар. Науч.-техн. Конф. Молодых ученых и студентов: тез. докл. СПб., 1997. С. 110 114.
24. Жаданов В. И., Дмитриев П. А., Шведов В. Н., Столповский Г. А., Украинченко Д. А. Патент РФ на изобретение № 2353830. Кл. F 16 В 13/00. Соединение деревянных элементов строительных конструкций. Опубл. 27.04.09. Бюл. № 12. 6 с.
25. Шебаков В. А. Сборно-монолитное каркасное домостроение. // М.: 2004. 134 с.
26. Гельман Е. Сборно-разборные здания складывающегося типа. // Журнал На стройках России. 1985. № 7. С. 24- 27.
27. Котельников В. С. Современный каркасный дом своими руками. // М: Феникс, 2015 г. 270 с.
28. Левадный В. С., Самойлов В. С. Строительство каркасного дома. // М.: Аделант, 2009. — 352 с.
29. Рональд Майер. Коттедж. Строительство и отделка. // М: «Ниола-Пресс», 2009. 312 с.
30. Дмитриев П. А. Конструкции из дерева и пластмасс. Специальный курс. // Оренбург: ИПК «Газпромпечать», 2002. 192 с.
31. Казаков Ю. Н. Индивидуальные жилые дома. Справочное пособие. // СПб.: Книжный мир, 1999. 272 с.
32. Перельмутер A. B., Сливкер В. И. Расчетные модели сооружений и возможности их анализа. // Н.: ДМК Пресс, 2007. 600 с.
33. Жаданов В. И., Украинченко Д. А. Экспериментальные исследования совмещенных стеновых панелей на деревянном каркасе при действии длительных нагрузок. // Журнал «ПГС», М.: 2010. № 5. С. 51- 53.
34. Информационные проспекты ООО «СТОД» завод «Талион-Терра», 2008.
35. Piazza M., Tomasi R., Modena R. Strutture in legno: Materiale, calcolo e progetto stcondo le nuove normative europee // Stampato da Legoprint S. p.A., Lavis (Trento). 2008. 734 p.