Особенности современных зданий
Продолжение. Начало в СиН от 10 февраля 2009 г.
Напрасное недоверие
К сожалению, даже специалисты не всегда до конца осознают, что здания должны обладать надлежащей прочностью, жесткостью и устойчивостью. В худшем случае такое недомыслие приводит к обрушениям построек, что происходит не только при землетрясениях. В лучшем – к созданию аварийных ситуаций, исправление которых и раздражает, и обременяет, и, бывает, разоряет. Значит, отнюдь не случайно многие люди связывают надежность несущего остова здания с его визуальной солидностью. А посему, как и в стародавние времена, больше доверяют несущим стенам, нежели колоннам или, точнее, каркасным несущим остовам. И напрасно.
Дело в том, что современные каркасы, будучи не хуже стеновых несущих остовов из аналогичных материалов в смысле восприятия нагрузок, в то же время существенно превосходят их в архитектурно-планировочном отношении. Причем это касается каркасов как железобетонных и стальных (для построек различной этажности), так и деревянных (для построек небольшой этажности). Отмеченное превосходство заключается в довольно высокой степени свободы выбора планировочных решений, которые, что практически недостижимо в случае стеновой конструктивной системы, можно трансформировать в процессе эксплуатации дома.
Даешь колонизацию!
Простой вопрос: что мешает больше при нарезке помещений на этаже – несущие стены, снос которых равнозначен самоубийству, или стройные колонны, расстояния между которыми в обычных зданиях могут достигать семи с лишним метров? Ответ очевиден – стены. Поэтому все больше наших многоэтажных строений возводится в каркасном исполнении (фото 1). Это несомненное достижение на пути устранения подспудного неприятия строительных этажерок (колонны плюс перекрытия). Однако малоэтажное жилье до сих пор плохо поддается «колонизации». А ведь в нем можно успешно реализовывать и схему неполного каркаса, когда внутри дома размещают колонны, а по периметру его плана – несущие стены. То же, между прочим, касается и некоторых типов многоэтажных зданий.
Стоит отметить, что опыт даже не самых богатых южных стран свидетельствует: и в коттеджах каркас создает весьма приятные планировочные удобства. На фото 2 – строящийся малоэтажный дом с монолитными железобетонными колоннами и сборно-монолитными перекрытиями в Бейруте. Обратим внимание на то, что в данном случае перекрытия (как и в новых отечественных железобетонных монолитных и сборно-монолитных многоэтажных каркасах) представляют собой плоские диски. Или, иными словами, никакие балки не портят гладь потолка или не торчат над полом в виде нелепых барьеров. Разумеется, подобная малая общая толщина перекрытия дает возможность иметь экономичную высоту этажа.
Забытые балки-балочки
На сборно-монолитные перекрытия вообще-то стоит обратить особое внимание. В бейрутском доме они выполнены из монолитного бетона и легкобетонных пустотных вкладышей. Другой принципиальный вариант подобного типа перекрытий представлен на фото 3. Здесь можно видеть сборные керамические многопустотные вкладыши, которые опираются на сборно-монолитные балки. Интересно, что в целом такие балки формируются из ряда сборных керамических элементов небольшой длины – балочек, арматурных стержней и монолитного бетона. Эти стержни и монолитный бетон являются железобетонным заполнением пазов балочек. Для создания жесткой конструкции достаточной прочности полуфабрикат перекрытия, заливается бетоном. При этом его толщина над вкладышами оказывается равной примерно 3-4 сантиметрам.
Еще в начале семидесятых информация о подобных перекрытиях появлялась в советской строительной литературе. Потом о них стали забывать. И было отчего. Ведь перекрытия из мелкоштучных элементов были «элегантно» повержены сборными многопустотными железобетонными плитами. Дошло до того, что их доставляли на мощных грузовиках на далекие косогоры с целью устройства перекрытий дачных домиков. Конечно, не обходилось без автокранов. Ибо монтировать многопустотные плиты вручную способны лишь рекордсмены по поднятию тяжестей. И то за такую сумму денег, что дешевле притащить на далекий косогор башенный кран вместе со шпалами и рельсами. Стало быть, в малоэтажном строительстве современнее (то есть, по меньшей мере, экономичнее и технологичнее) сборно-монолитные перекрытия, поскольку их в силах устраивать вручную даже подорвавшие здоровье алкоголем и никотином граждане. Если, конечно, они не будут забывать устанавливать, когда надо, опалубку.
Пусть потомкам будет хорошо
Безусловно, перспективны и каркасы из стальных конструкций. На фото 4 – в качестве примера стальной каркас минского бизнес-центра «XXI век». Его перекрытия состоят из главных и второстепенных балок-двутавров, профилированного стального настила и слоя бетона. Имеется фахверк для навески легких стеновых панелей. Надо сказать, что стальные каркасы намного предпочтительнее железобетонных с точки зрения повторного использования и утилизации. Видимо, и по этой причине желательно, чтобы эксплуатация железобетонных скелетов зданий продолжалась гораздо дольше, чем стальных. Поэтому есть смысл добиваться максимально возможной долговечности железобетона. Решению такой задачи способствует, прежде всего, применение высокопрочного бетона и эффективной арматуры (обычной и предварительно напряженной), а также своевременное проведение санации железобетонных конструкций. Если все делать по уму и по совести, то железобетонные каркасы могут исправно служить не одну сотню лет. Однако все усилия строителей пойдут прахом, если творение архитектора морально быстро устареет или окажется не на своем месте. Тогда даже самый хороший несущий остов придется снести.
Стоит также подумать о массовом внедрении сборно-разборных построек, являющихся к тому же трансформируемыми и мобильными. К сожалению, пока такие здания имеют крайне ограниченное применение и воспринимаются людьми в качестве чего-то среднего между юртой и микроавтобусом без колес. Но если мы, жители планеты Земля, не намерены погубить в кратчайшие сроки свою среду обитания, то просто обязаны прекратить засорять ее множеством массивных стационарных объектов. Тем более если они возводятся из экологически опасных и энергетически затратных материалов и изделий. Мы должны ясно себе представлять то, что кроме нас на планете имеют полное право жить, причем долго и счастливо, будущие поколения людей – наши потомки.
Квадратный метр всему голова
льно растрачиваемую при эксплуатации здания энергию, желательно загодя, еще до начала проектирования, определиться с ее удельным расходом. Рекордсменами по экономии энергии являются пассивные дома и био-солар-хаузы. Те и другие придуманы в Германии. На отопление одного квадратного метра пассивного дома можно тратить не более 15 киловатт-часов энергии в год. У био-солар- хауза, которому не нужна принудительная вентиляция, энергопотребление еще меньше. Но такие постройки пока, как говорится, на любителя. В новых и обновленных белорусских многоэтажках удельный показатель расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию должен составлять не более 90–110. С одной стороны, это неплохо, так как в расточительные советские времена и потом, до середины девяностых, он выходил в два с лишним раза больше. Но, с другой стороны, это нехорошо, так как глобальные энергетические и экологические задачи начинают решаться при показателе, равном примерно 40–50. Стало быть, есть к чему стремиться.
Главные хранители тепла
Исполнительный, но бестолковый администратор способен добиться нулевого энергопотребления элементарно просто – вырубив систему отопления дома. Однако неотъемлемая черта современного энергосбережения заключается в том, что, несмотря на его постоянно ужесточающиеся требования, климату в помещениях, тем не менее, положено становиться все более приятным. Значит, особого внимания нынче заслуживают наружные стены. Доля-то этих конструкций во внешней оболочке нормального здания самая заметная. Очевидно, чем ниже удельный расход тепловой энергии, тем выше, как правило, надлежит быть сопротивлению теплопередаче стены. Во многих пассивных домах на Западе, к примеру, оно даже превосходит десять единиц. В наших старых зданиях это сопротивление – всего лишь около одной-единственной единицы, а в новых – только в два-три раза больше. Так что в современных стенах надо использовать эффективную теплоизоляцию, доводя их сопротивление теплопередаче до четырех-пяти единиц. Без такой изоляции в первую очередь каменные стены будут чересчур толстыми, даже если их возводить из неплохих в теплотехническом отношении ячеистобетонных блоков.
И стенам надо уметь дышать
Всяких наружных стен на нашей планете – видимо-невидимо. На фото 5–7 – примеры их европейских конструкций, содержащих эффективную теплоизоляцию. На фото 5 – фрагмент ограждения пассивного дома. По существу, весь объем стены здесь занят утеплителем из каменной ваты, имеющей весьма малую теплопроводность. На фото 6 – трехслойная стена. Ее внутренний слой – из керамических блоков, средний – из каменной ваты, наружный – из кирпича. Между ватой и наружной облицовкой напрашивается исключительно полезная вентилируемая воздушная прослойка. На фото 7 – угол с виду бревенчатых стен. На самом же деле это каркасно-обшивные вертикальные ограждения, которые служат имитацией столь милого многим сруба. Внутри таких стен находится стеклянная вата, гармонично сочетающаяся с деревянными конструктивными элементами.
В последние годы приобретают популярность «дышащие» стены (breathing walls по-английски). Они, будучи гигроскопичными и хорошо пропуская водяные пары, могут оперативно снижать относительную влажность воздуха в помещениях. Кроме того, «дышащие» стены не допускают развития весьма вредного грибка и плесени как на собственной поверхности, так и внутри себя. Неудивительно поэтому, что подобные ограждения исправно служат в так называемых здоровых зданиях (healthy buildings по-английски). Основными компонентами удачных стен подобного рода являются цементно- стружечные и соломенные блоки.
Перегородки-теплоизоляторы
Продвинутые представители человечества часто бывают в разъездах. И могут не тратиться на полноценное отопление своих временно пустующих квадратных метров, если эти метры соответствующим образом обстроены. Во-первых, несущим конструкциям в подобных случаях нелишне обладать достаточной массивностью, чтобы аккумулировать теплоту. Ее главный источник – солнечная радиация, поступающая внутрь здания через светопроницаемые ограждения. И зимой, надо заметить, в наших широтах светило дает кое-какую энергию. Во-вторых, перегородки на указанных квадратных метрах должны содержать эффективную теплоизоляцию. Наилучший вариант подобных ограждений – перегородки с каркасом из легких металлических профилей, обшивкой из гипсокартонных или гипсоволокнистых плит и изоляцией из минеральной ваты. Она, кстати, в данном случае не помешает и междуэтажным перекрытиям.
Если реализовать изложенные условия, то в жилище или его отдельных зонах отопление можно либо отключать вовсе, либо уменьшать его мощность до дежурного уровня. Разумеется, поступать так тем паче стоит в нежилых зданиях. Уместно к тому же подчеркнуть тот факт, что описанные перегородки, являясь сборно-разборными, позволяют по мере необходимости изменять планировку помещений.
Зелень на крыше
Там, где зимы холодные, кровли по возможности логично устраивать с таким уклоном, чтобы на них не задерживался снег. А под скатной кровлей самое место мансарде. Над эффективным утеплителем здесь диффузионная пленка. Она хорошо пропускает наружу водяные пары и в то же время служит слоем дополнительной, нижней, кровельной гидроизоляции. Вдоль ската идет контробрешетка, поперек ската – обрешетка, на которой смонтировано кровельное покрытие: в данном случае керамическая черепица. За счет контробрешетки образуется вентилируемый зазор, благодаря которому осушается пространство под кровельным покрытием.
Черепица и другие качественные кровельные материалы, безусловно, хороши. Но будущее все-таки за кровлями с озеленением, как плоскими, так и скатными. На Западе существует обширный рынок подобных «зеленых» конструкций и их составляющих. Выведено множество сортов растений, для развития которых достаточно тонкого слоя специального почвенного материала, выполняющего попутно функции фильтра и дренажа. Придуманы оригинальные способы водоотвода и орошения. А у нас флора появляется на крышах, как правило, по собственной инициативе и медленно, но верно их разрушает.
(Продолжение следует)
Дмитрий ЖУКОВ, канд. техн. наук
Напрасное недоверие
К сожалению, даже специалисты не всегда до конца осознают, что здания должны обладать надлежащей прочностью, жесткостью и устойчивостью. В худшем случае такое недомыслие приводит к обрушениям построек, что происходит не только при землетрясениях. В лучшем – к созданию аварийных ситуаций, исправление которых и раздражает, и обременяет, и, бывает, разоряет. Значит, отнюдь не случайно многие люди связывают надежность несущего остова здания с его визуальной солидностью. А посему, как и в стародавние времена, больше доверяют несущим стенам, нежели колоннам или, точнее, каркасным несущим остовам. И напрасно.
Дело в том, что современные каркасы, будучи не хуже стеновых несущих остовов из аналогичных материалов в смысле восприятия нагрузок, в то же время существенно превосходят их в архитектурно-планировочном отношении. Причем это касается каркасов как железобетонных и стальных (для построек различной этажности), так и деревянных (для построек небольшой этажности). Отмеченное превосходство заключается в довольно высокой степени свободы выбора планировочных решений, которые, что практически недостижимо в случае стеновой конструктивной системы, можно трансформировать в процессе эксплуатации дома.
Даешь колонизацию!
Стоит отметить, что опыт даже не самых богатых южных стран свидетельствует: и в коттеджах каркас создает весьма приятные планировочные удобства. На фото 2 – строящийся малоэтажный дом с монолитными железобетонными колоннами и сборно-монолитными перекрытиями в Бейруте. Обратим внимание на то, что в данном случае перекрытия (как и в новых отечественных железобетонных монолитных и сборно-монолитных многоэтажных каркасах) представляют собой плоские диски. Или, иными словами, никакие балки не портят гладь потолка или не торчат над полом в виде нелепых барьеров. Разумеется, подобная малая общая толщина перекрытия дает возможность иметь экономичную высоту этажа.
Забытые балки-балочки
На сборно-монолитные перекрытия вообще-то стоит обратить особое внимание. В бейрутском доме они выполнены из монолитного бетона и легкобетонных пустотных вкладышей. Другой принципиальный вариант подобного типа перекрытий представлен на фото 3. Здесь можно видеть сборные керамические многопустотные вкладыши, которые опираются на сборно-монолитные балки. Интересно, что в целом такие балки формируются из ряда сборных керамических элементов небольшой длины – балочек, арматурных стержней и монолитного бетона. Эти стержни и монолитный бетон являются железобетонным заполнением пазов балочек. Для создания жесткой конструкции достаточной прочности полуфабрикат перекрытия, заливается бетоном. При этом его толщина над вкладышами оказывается равной примерно 3-4 сантиметрам.
Еще в начале семидесятых информация о подобных перекрытиях появлялась в советской строительной литературе. Потом о них стали забывать. И было отчего. Ведь перекрытия из мелкоштучных элементов были «элегантно» повержены сборными многопустотными железобетонными плитами. Дошло до того, что их доставляли на мощных грузовиках на далекие косогоры с целью устройства перекрытий дачных домиков. Конечно, не обходилось без автокранов. Ибо монтировать многопустотные плиты вручную способны лишь рекордсмены по поднятию тяжестей. И то за такую сумму денег, что дешевле притащить на далекий косогор башенный кран вместе со шпалами и рельсами. Стало быть, в малоэтажном строительстве современнее (то есть, по меньшей мере, экономичнее и технологичнее) сборно-монолитные перекрытия, поскольку их в силах устраивать вручную даже подорвавшие здоровье алкоголем и никотином граждане. Если, конечно, они не будут забывать устанавливать, когда надо, опалубку.
Пусть потомкам будет хорошо
Безусловно, перспективны и каркасы из стальных конструкций. На фото 4 – в качестве примера стальной каркас минского бизнес-центра «XXI век». Его перекрытия состоят из главных и второстепенных балок-двутавров, профилированного стального настила и слоя бетона. Имеется фахверк для навески легких стеновых панелей. Надо сказать, что стальные каркасы намного предпочтительнее железобетонных с точки зрения повторного использования и утилизации. Видимо, и по этой причине желательно, чтобы эксплуатация железобетонных скелетов зданий продолжалась гораздо дольше, чем стальных. Поэтому есть смысл добиваться максимально возможной долговечности железобетона. Решению такой задачи способствует, прежде всего, применение высокопрочного бетона и эффективной арматуры (обычной и предварительно напряженной), а также своевременное проведение санации железобетонных конструкций. Если все делать по уму и по совести, то железобетонные каркасы могут исправно служить не одну сотню лет. Однако все усилия строителей пойдут прахом, если творение архитектора морально быстро устареет или окажется не на своем месте. Тогда даже самый хороший несущий остов придется снести.
Стоит также подумать о массовом внедрении сборно-разборных построек, являющихся к тому же трансформируемыми и мобильными. К сожалению, пока такие здания имеют крайне ограниченное применение и воспринимаются людьми в качестве чего-то среднего между юртой и микроавтобусом без колес. Но если мы, жители планеты Земля, не намерены погубить в кратчайшие сроки свою среду обитания, то просто обязаны прекратить засорять ее множеством массивных стационарных объектов. Тем более если они возводятся из экологически опасных и энергетически затратных материалов и изделий. Мы должны ясно себе представлять то, что кроме нас на планете имеют полное право жить, причем долго и счастливо, будущие поколения людей – наши потомки.
Квадратный метр всему голова
льно растрачиваемую при эксплуатации здания энергию, желательно загодя, еще до начала проектирования, определиться с ее удельным расходом. Рекордсменами по экономии энергии являются пассивные дома и био-солар-хаузы. Те и другие придуманы в Германии. На отопление одного квадратного метра пассивного дома можно тратить не более 15 киловатт-часов энергии в год. У био-солар- хауза, которому не нужна принудительная вентиляция, энергопотребление еще меньше. Но такие постройки пока, как говорится, на любителя. В новых и обновленных белорусских многоэтажках удельный показатель расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию должен составлять не более 90–110. С одной стороны, это неплохо, так как в расточительные советские времена и потом, до середины девяностых, он выходил в два с лишним раза больше. Но, с другой стороны, это нехорошо, так как глобальные энергетические и экологические задачи начинают решаться при показателе, равном примерно 40–50. Стало быть, есть к чему стремиться.
Главные хранители тепла
Исполнительный, но бестолковый администратор способен добиться нулевого энергопотребления элементарно просто – вырубив систему отопления дома. Однако неотъемлемая черта современного энергосбережения заключается в том, что, несмотря на его постоянно ужесточающиеся требования, климату в помещениях, тем не менее, положено становиться все более приятным. Значит, особого внимания нынче заслуживают наружные стены. Доля-то этих конструкций во внешней оболочке нормального здания самая заметная. Очевидно, чем ниже удельный расход тепловой энергии, тем выше, как правило, надлежит быть сопротивлению теплопередаче стены. Во многих пассивных домах на Западе, к примеру, оно даже превосходит десять единиц. В наших старых зданиях это сопротивление – всего лишь около одной-единственной единицы, а в новых – только в два-три раза больше. Так что в современных стенах надо использовать эффективную теплоизоляцию, доводя их сопротивление теплопередаче до четырех-пяти единиц. Без такой изоляции в первую очередь каменные стены будут чересчур толстыми, даже если их возводить из неплохих в теплотехническом отношении ячеистобетонных блоков.
И стенам надо уметь дышать
В последние годы приобретают популярность «дышащие» стены (breathing walls по-английски). Они, будучи гигроскопичными и хорошо пропуская водяные пары, могут оперативно снижать относительную влажность воздуха в помещениях. Кроме того, «дышащие» стены не допускают развития весьма вредного грибка и плесени как на собственной поверхности, так и внутри себя. Неудивительно поэтому, что подобные ограждения исправно служат в так называемых здоровых зданиях (healthy buildings по-английски). Основными компонентами удачных стен подобного рода являются цементно- стружечные и соломенные блоки.
Перегородки-теплоизоляторы
Продвинутые представители человечества часто бывают в разъездах. И могут не тратиться на полноценное отопление своих временно пустующих квадратных метров, если эти метры соответствующим образом обстроены. Во-первых, несущим конструкциям в подобных случаях нелишне обладать достаточной массивностью, чтобы аккумулировать теплоту. Ее главный источник – солнечная радиация, поступающая внутрь здания через светопроницаемые ограждения. И зимой, надо заметить, в наших широтах светило дает кое-какую энергию. Во-вторых, перегородки на указанных квадратных метрах должны содержать эффективную теплоизоляцию. Наилучший вариант подобных ограждений – перегородки с каркасом из легких металлических профилей, обшивкой из гипсокартонных или гипсоволокнистых плит и изоляцией из минеральной ваты. Она, кстати, в данном случае не помешает и междуэтажным перекрытиям.
Если реализовать изложенные условия, то в жилище или его отдельных зонах отопление можно либо отключать вовсе, либо уменьшать его мощность до дежурного уровня. Разумеется, поступать так тем паче стоит в нежилых зданиях. Уместно к тому же подчеркнуть тот факт, что описанные перегородки, являясь сборно-разборными, позволяют по мере необходимости изменять планировку помещений.
Зелень на крыше
Там, где зимы холодные, кровли по возможности логично устраивать с таким уклоном, чтобы на них не задерживался снег. А под скатной кровлей самое место мансарде. Над эффективным утеплителем здесь диффузионная пленка. Она хорошо пропускает наружу водяные пары и в то же время служит слоем дополнительной, нижней, кровельной гидроизоляции. Вдоль ската идет контробрешетка, поперек ската – обрешетка, на которой смонтировано кровельное покрытие: в данном случае керамическая черепица. За счет контробрешетки образуется вентилируемый зазор, благодаря которому осушается пространство под кровельным покрытием.
Черепица и другие качественные кровельные материалы, безусловно, хороши. Но будущее все-таки за кровлями с озеленением, как плоскими, так и скатными. На Западе существует обширный рынок подобных «зеленых» конструкций и их составляющих. Выведено множество сортов растений, для развития которых достаточно тонкого слоя специального почвенного материала, выполняющего попутно функции фильтра и дренажа. Придуманы оригинальные способы водоотвода и орошения. А у нас флора появляется на крышах, как правило, по собственной инициативе и медленно, но верно их разрушает.
(Продолжение следует)
Дмитрий ЖУКОВ, канд. техн. наук
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 07 за 2009 год в рубрике мат. и тех.
