Т.М. Уртамбаев, Д.В. Цыгулёв Перспективы жилищного домостроения
(Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева, г. Астана, Казахстан)
В последние годы объемы малоэтажного строительства в нашей стране существенно возросли. Причиной этого является желание людей жить в собственном комфортабельном и обустроенном доме, а применение инновационных технологий, позволит вывести малоэтажное строительство на новый уровень, значительно сократив сроки строительства и стоимость.
Доступное и комфортное жилье - программа, имеющая первостепенное значение для общества. От того, в каких квартирах мы будем жить, в какие сады и школы будут ходить наши дети, зависит будущее всех последующих поколений. Красивый двор и уютный подъезд - это не только эстетика окружающего пространства, но и основа воспитания. Осуществление данной идеи становится возможным благодаря инновационным технологиям нового поколения.
В последние годы большинство развитых стран мира, особенно Европы, активно и целенаправленно занимаются вопросами энергосбережения при эксплуатации жилых и общественных зданий, так как стоимость энергоносителей имеет устойчивую тенденцию к росту. При проектировании закладываются высокоэффективные материалы и технологические решения, направленные на теплосбережение. Для Казахстана, отличающегося от Европы более суровыми климатическими условиями, этот вопрос особенно актуален и требует незамедлительно практического решения. Особенно важно, чтобы при небольшой стоимости возведения, жилье отвечало требованиям экологической безопасности, долговечности, энергоэффективности и экономичности в эксплуатации.
Сегодня массовое жилищное строительство действительно стало для государства первостепенным приоритетом. Не секрет, что в сфере эксплуатации жилищного фонда ключевая "болевая точка большое количество ветхих многоквартирных домов, находящихся в предаварийном или аварийном состоянии. Де-факто, многие из них являются непригодными для постоянного проживания, однако финансовые и социально-экономические трудности, которые испытывают казахстанские регионы, не позволяют быстро решить проблему расселения граждан из ветхих многоквартирных домов, количество которых растёт из года в год.
На сегодняшний день можно предложить несколько конструктивных решений данной проблемы.
Во-первых, возрождение домостроительных комбинатов по производству строительных конструкций для крупнопанельных и объемно-блочных зданий, этажностью до 12 этажей.
Актуально для Казахстана и то, что данный тип зданий относится к категории сейсмостойких.
Рисунок 1.Фасад крупнопанельного деревянного здания
На сегодня в Казахстане, с учетом территориально-экономических факторов, возможно возрождение как минимум трёх крупных центров производства на базе имеющихся мощностей Акмолинской, Алматинской и Актюбинской областей.
Крупнопанельные здания - являются одними из самых прогрессивных видов строительства, однако трудовые затраты относительно велики. Это объясняется тем, что помимо монтажа сборных конструкций и работ нулевого цикла, приходиться выполнять ряд отделочных операций и прокладывать инженерные коммуникации. При строительстве объемно-блочных зданий эти затраты сводятся к минимуму.
Рисунок 2.План объемно-блочного здания
Объемные блоки изготавливаются в цехах домостроительных заводов, причем выполняют не только несущие конструкции, но и все работы по отделке и внутреннему оборудованию. Это позволяет в большей степени механизировать работу, повысить качество и снизить стоимость.
Технико-экономические показатели объемно-блочного домостроения близки к крупнопанельному, а по ряду параметров превосходят их:
- на завод переносится около 80% трудозатрат (в крупнопанельном - 40%);
- удельный вес затрат труда на стройке снижается до 25% (вместо 60%);
- число монтажных элементов уменьшается в 4 - 5 раз;
- срок строительства сокращается в 3 - 4 раза;
- трудоемкость на стройке уменьшается в 2,5 - 2,8 раз;
- расход бетона снижается на 25 - 28%.
Преимущества объемно-блочного домостроения не исчерпываются только экономическими показателями. Они дают большой социальный эффект - улучшение труда строителей, качества работ, а в конечном итоге - строительного и эстетического качества наших зданий и сооружений.
Для придания зданиям архитектурной выразительности и индивидуальности, а также с целью решения вопросов энергосбережения, рекомендуется применение современных фасадных систем.
Вторым решением массового жилищного строительства является развитие модульного комплекса зданий малоэтажной застройки.
В настоящее время в домостроении наметилась и реализуется структурная перестройка.
Еще недавно мы были очевидцами широкомасштабного строительства жилых домов из
кирпича и бетона, сегодня оно перестало отвечать современным требованиям. В основу этих требований положено прежде всего высокое качество теплозащиты в сочетании с переходом на рациональные несущие конструкции и более легкие многослойные ограждения с эффективным утеплителем. Унифицируются конструктивные детали и узлы, внедряются новые эффективные материалы, предъявляются повышенные требования к экологии.
Решая жилищную проблему или коммерческие вопросы предпринима-тельства, необходимо проблемы малоэтажного домостроения ставить не в рамки индивидуального, а в масштабе индустриального строительства с широкой гаммой их разнообразия в архитектурном и конструктивном исполнении.
Особое место должны занимать домостроительные комбинаты по производству домов полносборных и из объемных блоков. Серийное проектирование связано с разработкой проектов нескольких зданий, объединенных единством их конструктивного исполнения.
В рамках существующих строительных норм под номенклатурой жилых домов обычно целесообразно разрабатывать набор 2-, 3-, 4-, 5-комнатных одно- или двухквартирных домов.
На протяжении многих тысячелетий древесина прекрасно отвечала всем требованиям жилищного домостроения, а сегодня в сочетании с достоинствами клееных деревянных конструкций и с простотой массового заводского изготовления применение ее позволяет решать количественные и качественные проблемы нового строительства. Дерево как строительный материал, прочный, легкий по массе и в обработке, экологически чистый и относительно дешевый, декоративно выразительный и эстетичный, всегда находил и находит широкое применение.
История оставила нам многочисленные примеры использования дерева в архитектуре прошлого, а также в строительных конструкциях современных зданий и сооружений различного назначения. Еще в середине прошлого века многие общественные, производственные, сельскохозяйственные здания и специальные сооружения, такие как башни, мачты, автодорожные мосты и др., выполнялись, исключительно из дерева. Первые пространственные конструкции типа оболочек и несущие конструкции больших пролетов были выполнены также из дерева.
В последующие десятилетия второй половины XX в., несмотря на уже созданную мощную базу индустриальных конструкций из других материалов (бетон, железобетон, металл), роль дерева и деревянных конструкций не только не снизилась, но и существенно преобразовалась.
К этому времени значительно расширились возможности и области применения дерева в строительстве и архитектуре, чему способствовали достижения технического прогресса, направленные на улучшение свойств древесины, благодаря антисептированию, пропитке антипиренами и использованию водостойких синтетических клеев. Все это позволило делать древесину негниющим и трудносгораемым материалом, с повышенной прочностью и неограниченными возможностями при создании различных архитектурных форм.
Мировая строительная практика не знает ограничений в масштабности и сферах применения клееных деревянных конструкций. Это здания и сооружения различного назначения, многообразной конфигурации в плане и объемно-композиционном решении с различной величиной пролетов и статической схемой работы. Следует отметить, что даже в странах с незначительными лесными ресурсами считают рациональным применение деревянных и в первую очередь - клееных деревянных конструкций. Так, например, в Англии, Дании, Голландии, Франции, где лес является исключительно импортируемым сырьем, уже несколько десятилетий налажена сеть заводов по изготовлению типовых индустриальных конструкций балок, арок, рам, ферм и др., выполненных из клееной древесины. В таких же странах, как США, Канада, Германия, Швеция, Финляндия, традиционным материалом при строительстве зданий и сооружений считается древесина. За длительное время развития традиций деревянного зодчества в этих странах найдены экономичные и целесообразные конструктивные решения, методы производства работ и технологические аспекты заводского изготовления деревянных конструкций. Применение древесины в строительстве является для
них одним из важных рычагов снижения затрат и времени на возведение объекта.
Наибольший интерес в деревянном домостроении представляют дома повышенной заводской готовности: щитовые, панельные, из сборных блоков. Причем панельные дома могут собираться из мелких, средних или крупноразмерных панелей (рисунок 1), а блочные - из блоков на комнату или на квартиру (рисунок 2).
В конструктивном отношении все панельные конструкции из дерева и пластмасс можно разделить на две группы: панели ребристые и панели со сплошным срединным слоем из пенопласта или сотопласта. Преимущественное место среди них занимают панели ребристой структуры, с несущими каркасными и обивочными элементами.
Отличительные особенности таких панелей могут заключаться в количестве обшивок (одна или две), в шаге несущих ребер, в материалах, используемых для обшивок, ребер и утеплителя, в наличии или отсутствии утеплителя, его толщины, вида обрамляющих элементов и конструкции стыков в обшивках и самих панелей.
В качестве обшивок панелей используются листовые материалы, такие как древесно- стружечные плиты, фанера (ФСФ), древесно-волокнистые плиты, цементно-стружечные плиты, гипсокартонные листы (ГКЛ), гипсоволокнистые плиты (ГВЛ). Несущие ребра могут быть выполненных из досок, брусков, полос фанеры или древесно-стружечных плит, фанерных швеллеров, а также комбинированными двутаврового или коробчатого сечения, склеенными из досок или досок и древесно-стружечных плит, древесно-волокнистых плит, фанеры. Выбор того или иного типа несущих ребер, а также материала обшивок зависит не только от экономических показателей этих материалов, но в большей степени связан с принятой тех-нологией изготовления панелей, поскольку стоимость в целом панели или дома определяется в большей степени конструктивно-технологическими параметрами, от которых зависит трудоемкость изготовления конструкций и масштабность строительства домов.
Обшивки из фанеры, ПС, ДВП могут приклеиваться к ребрам, выполненным из любых названных выше материалов. К ребрам из досок или брусков обшивки практически из всех вышеназванных материалов могут прикрепляться гвоздями или шурупами. Листы ЦСП, ГКЛ, ГВЛ прикрепляются к ребрам только гвоздями или шурупами. Длина панелей может быть принята "на пролет", т. е. на длину участка, равную расстоянию между ближайшими стенами, на которые опирается панель, и на всю длину дома, т. е. быть неразрезной на всем участке между крайними наружными стенами. В последнем случае промежуточными опорами для панели перекрытия служат несущие внутренние стены. Шаг несущих ребер назначается из условия прочности обшивки при местном изгибе, а также необходимости создания требуемой жесткости и несущей способности панели.
Панели внутренних и наружных стен выполняются также по принципу ребристой системы, только несущие ребра в них расположены не в продольном, а в поперечном направлении.
Конструктивными элементами панели являются две обшивки, несущие вертикальные ребра, горизонтальные обвязочные ребра и оконные или дверные заполнения. В целях утепления (для панелей наружных стен) и повышения противопожарных требований, внутренние полости в панелях стен заполняются эффективным несгораемым утеплителем в виде прошивных листов или минераловатных плит.
Рассматривая вопросы проектирования и расчета современных индустриальных конструкций из дерева и пластмассы, нельзя оставить без внимания освещение наиболее прогрессивных видов соединений, применяемых сегодня, а именно: клеевые соединения, соединения на металлических зубчатых пластинах (МЗП), вклеенных стальных стержнях, клеестальных шайбах, вклеенных шпонках и др.
Все указанные соединения могут быть выполнены исключительно в заводских условиях, технология изготовления их хорошо подвергается механизации и даже автоматизации, и поэтому они могут быть рекомендованы при изготовлении многих индустриальных конструкций и их элементов. Общей характерной особенностью названных соединений в их работе под нагрузкой (за исключением МЗП) является монолитность, т. е. отсутствие
податливости, что приводит к повышенной их несущей способности и жесткости.
Одним из важнейших требований, предъявляемых к клеям в деревянных конструкциях, является обеспечение надлежащей прочности. Это требование реализуется тем, что предел прочности клеевого шва должен быть не менее предела прочности древесины на скалывание вдоль волокон и на разрыв поперек волокон. Выполнение этого условия снимает вопрос расчета клеевого шва как такового, за исключением некоторых особых случаев. В большинстве случаев расчетной проверке подвергается цельная древесина на площади клеевого шва, поскольку клеевой шов обеспечивает монолитность и прочность соединения. Другой особенностью клеевых соединений является то, что клеевой шов позволяет распределить действующее усилие на всю площадь шва, т. е. на сравнительно большую площадь, что в наилучшей степени отвечает основному требованию соединениям - так называемому "принципу дробности".
Поэтому же принципу и соединения на МЗП находятся в предпочтительном положении.
Большое количество "гибких"зубьев в МЗП позволяет исключить опасность хрупкого скалывания древесины соединяемых элементов, заменив эту работу вязкой податливостью при смятии древесины и изгибе зубьев.
Рисунок 3.Конструктивные узлы соединений панелей здания
Вертикальные стыки стеновых панелей должны быть тщательным образом заделаны эластичными герметиками или пенопластами. Конструкция стыка должна обеспечить воздухо- и водонепроницаемость, достаточную теплоизоляцию и свободу линейных (температурных) деформаций панели. Между собой панели должны иметь надежное крепление (рисунок 3).
Крепления панелей наружных и внутренних стен должны обладать необходимой прочностью, быть удобными при монтаже. Для полносборных деревянных домов наилучшим образом перечисленным требованиям отвечают крепления панелей при помощи металлических деталей и болтов.
Опирание кровельных щитов на панели перекрытия необходимо производить через опорный деревянный брус (или доску на ребро), который позволяет более равномерно передавать давление со стропильных ног на панели перекрытия по всей длине здания.
Наивысшая степень индустриального строительства полносборных домов может быть достигнута путем использования объемных блок-секций. Блок-секция представляет собой объемный элемент с различной внутренней планировкой и оборудованием, с полной отделкой помещений, обеспеченный электропроводкой и отопительными приборами. Такие блоки могут предназначаться для строительства быстромонтируемых помещений различного назначения:
жилых домов, столовых, магазинов. На строительную площадку они могут быть доставлены по железной дороге или автотранспортом и установлены на фундамент с помощью автокрана в процессе производства строительно-монтажных работ. Создавая различную блокировку нескольких блок-секций, можно добиться желаемой компоновки помещений и многообразной внешней архитектуры в зависимости от назначения здания.
Большинство регионов Казахстана испытывают недостаток строительной древесины. Для этих регионов решением массового малоэтажного жилищного строительства целесообразно вести по пути применения комплексных сэндвич-панелей и объемных блок-секций аналогичной конструкций. За основу разработки номенклатуры изделий из комплексных сэндвич-панелей оптимально принять номенклатуру деревянного домостроения. Конструкция комплексной сэндвич-панели объединяет в себе стандартную ограждающую сэндвич-панель с внутренним стальным каркасом из тонкостенных гнутых профилей. Стыки панелей в данном случае рекомендуется выполнять на болтовых соединениях.
Комбинирование индустрии развития деревянного домостроения и использования комплексных сэндвич-панелей позволит вывести малоэтажное строительство на новый уровень, значительно сократив сроки строительства и стоимость.
К преимуществам домов из сэндвич панелей можно отнести то,что дома из сэндвич панелей изготавливаются на заводе, после чего их остается только доставить и собрать. Этот фактор позволяет провести строительство в кратчайшие сроки, а также значительно сэкономить на отделке дома. Последний фактор обусловлен тем, что сэндвич панели обладают поверхностью, не требующей дополнительной обработки - шпатлевки или штукатурки, и выпускаются уже окрашенными в выбранный заказчиком цвет.
Но экономическая выгода таких товаров, как сэндвич панели, не означает, что данный материал не обладает другими преимуществами. Потребительские качества сэндвич панели уникальны.
Дома сэндвич панелей имеют низкие показатели поглощения влаги, обладают отличными теплоизоляционными свойствами. Именно поэтому, дома сэндвич панелей имеют такую популярность при строительстве в регионах с низкими температурными показателями (например, на севере Казахстана). Быстровозводимые здания из таких материалов, как сэндвич панели, практически универсальны, что также делает их строительство выгодным и популярным.
Сэндвич панели (в том числе и сэндвич панель ПВХ) и быстровозводи-мые здания - это очень экологичный материал. В настоящее время, когда так нарушена экология нашей планеты, этот фактор, подтвержденный многочис-ленными исследованиями, крайне важен.
Таким образом, учитывая все преимущества таких изделий, как сэндвич панели, экономическую целесообразность использования быстровозводимых зданий, строительство быстровозводимых зданий становится наиболее популярным и доступным, а широта использования сэндвич панелей - неограниченной.
ЛИТЕРАТУРА
1. Степанов И.С. Экономика строительства.- М.: Юрайт-Издат, 2007.- 620с.
2. Вдовин В.М. Конструкции из дерева и пластмасс. - Ростов н/Д: Феникс, 2007. - 344,[1]с.
: ил. - (Высшее образование).
3. Калугин А.В. Деревянные конструкции. - М.: АСВ, 2003. - 224с., с илл.
Уртамбаев Т.М., Цыгулёв Д.В.
Тұрғын үйлер салуық болашақ дамуы
Жұмыста конструктiвтi ерекшелiктерi мен материал сыйымдылығы колданылған тұрғын құрылысы мәселелерiнiң заманауи шешiмдерi қамтылған.
Жұмыстың басты мақсаты - тұрғын мәселесiн шешу және техникалық экономикалық көрсеткiштер саласына инновация енгiзу мақсатында тұрғын ғимараттар құрылысының тиiмдi әдiстерiн құрастыру.
Urtambaev T.M., Zyguev D.V.
Prospects of housing housing construction
The paper contains a modern solution to the problem of housing with design features and materials.
The main objective of the work - to make an effective method for the construction of residential buildings in order to solve the housing problem and innovation in the field of technical and economic indicators.
In addition, we have emphasized the important role in addressing this problem by means of industrial housing, namely, the home of high operational availability. Have been described methods for solving problems with small, medium or large-size panels. Also presents the use of commercial units at an apartment or house. To solve this problem, the authors collected the necessary data, summarizing them more accurate description.
Conclusions on the work of scientific and practical interest, since they have solve the housing problem, which can be used in the practice of actual project construction organization.
Поступила в редакцию 12.05.11 Рекомендована к печати 31.05.11
