Новые строительные технологии

Новое конструктивное решение стеновых элементов из бруса для малоэтажных домов.

Деревянное домостроение в ближайшем будущем должно стать приоритетным направлением в рамках национального проекта «Доступное и комфортное жилье — гражданам России». Наряду со многими аспектами реализации этого проекта важное значение имеют технические вопросы, в частности — совершенство конструктивных решений деревянных домов.

В настоящей статье предлагается новое конструктивное решение для малоэтажных домов из массивной древесины, разработанное филиалом ФГУП «НИЦ „Строительство“» — ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко.

Известно, что деревянное домостроение развивается в двух основных направлениях:

• — каркасно-панельные дома;
• — дома со стеновыми элементами из массивной древесины.

В последнем направлении обычно применяют три вида элементов: цельнодеревянный брус, клееный брус и оцилиндрованное бревно.

Рассматриваемое техническое решение относится к данному направлению и предлагает новый четвертый вид массивного элемента — толстую профилированную доску (деталь) в сухом состоянии с гарантированной влажностью не более 15%.

Основными недостатками известных элементов являются:

• — технические проблемы с качественной сушкой цельнодеревянного бруса и оцилиндрованного бревна до эксплуатационной влажности;
• — необходимость применения склеивания и увеличенные отходы при механической обработке при изготовлении клееного бруса и в результате — высокая цена.

Технические предложения позволяют решить эти проблемы путем использования профилированной детали толщиной от 95 до 195 мм и шириной от 145 до 195 мм, получаемых из пиломатериалов сечением от 100×150 до 150×200 мм. Профилированную деталь высушивают по экономным режимам сушки, патентованным способом (патент ФГУП «НИЦ „Строительство“» № 2 283 222). На ее плоскостях формируют продольный мелкий зубчатый профиль глубиной 6 мм, что находится в пределах припуска на механическую обработку и изготавливают из низкосортных пиломатериалов хвойных или лиственных пород. Для экономии древесины профилированная деталь может изготавливаться путем сращивания пиломатериалов по длине традиционным способом. Вид профилированной детали и конструктивный элемент дома представлены на рисунке 1.

Формирование поперечного сечения изделий:

Бруса стенового (БС) клееного с глубоким профилем: а — из слоев толщиной до 44 мм; б — из слоев толщиной до 144 мм, склеенных по пласти с облицовочными слоями; в — из слоев толщиной до 144 мм, склеенных на мелкий зубчатый профиль; г — бруса стенового (БС) массивного с мелким или глубоким профилем; д, е — клееных балок перекрытий (БП) и стропил (СП).

Профилированная деталь обладает очевидными преимуществами: за счет использования продольных прорезей в сечении детали до сушки ее продолжительность снижается в 2 раза; наличие прорезей обеспечивает высокое качество сушки и до минимума снижает внутренние напряжения готовой конструкции дома; не требуется дополнительных затрат материала на механическую обработку; в 1,5−2 раза увеличивается зона пропитки сечения детали антисептиками, что практически обеспечивает получение консервированной древесины с гарантией длительного срока службы; широкая возможность использования низкосортных и недефицитных пиломатериалов; за счет зубчатого профиля обеспечивается возможность сборки стеновых элементов домов из деталей без склеивания путем их стягивания, например металлическими стяжками.

Использование для малоэтажных домов двух унифицированных конструктивных элементов: профилированных деталей и металлических стяжек на длину стенового элемента дома обеспечивает простоту технологии изготовления и монтажа, высокую экологическую и сейсмическую безопасность и минимальную стоимость таких домов.

С помощью этих элементов, из которых предварительно собираются все части дома (секции стен, пола, перекрытий и перегородок), легко обеспечивается трансформация размеров дома в зависимости от желания заказчика. Конструкция внутренних перегородок допускает перепланировку дома в процессе эксплуатации с сохранением их несущих функций.

При ограниченных финансовых возможностях заказчика профилированная деталь может быть востребована на рынке как исходный товар для потребителя, решающий значительную часть проблемы доступности жилья. В последствии дом до окончательной готовности может быть доведен силами самого потребителя или специализированной организацией путем закупки на рынке по желанию потребителя необходимых других комплектующих конструкций и материалов (столярных изделий и др.).

В зависимости от климатических условий, размеров и назначения дома (сезонное или круглогодичное проживание) толщина стен, пола, перекрытий, перегородок может быть задана в необходимых пределах.

Для определения экономических показателей выбран для сравнения 2-х этажный дом с мансардным этажом с размерами в плане 9×12 м (6×12 м на мансардном этаже), каркас которого изготовлен в двух вариантах: предлагаемого решения (вариант «А») и широко распространенного — из клееного бруса (вариант «Б»). Общая жилая площадь — 180 м². Толщина стен принята: наружных — 140 мм; внутренних — 70 мм; толщина цокольного перекрытия — 140, междуэтажного и стен мансардного этажа — 70 мм; фундамент — ленточно-блочный; кровля — стропильные фермы (из доски 50×150) с покрытием шиферными листами. При расчетах приняты рыночные цены на материалы, а технологические затраты — по данным действующих предприятий.

Преимущества профилированной доски.

• 1. Используется низкосортный пиломатериал
• 2. За счет прорезей, выполненных до сушки, затраты на сушку пиломатериала снижаются в 2 раза при соблюдении режимов сушки по ГОСТ 19 773
• 3. Не требуется дополнительных затрат материала на механическую обработку по сечению с учетом припусков по ГОСТ 7307*.
• 4. Наличие прорезей снижает возникновение внутренних напряжений, возможных при эксплуатационных воздействиях (высушивание-увлажнение доски)
• 5. Наличие прорезей позволяет увеличить в 2−3 раза зону пропитки сечения доски антисептиками, что практически обеспечивает получение консервированной древесины с гарантиями длительного срока службы
• 6. Запрессовка профилированных досок при помощи металлических стяжек в стеновой элемент гарантирует за счет зубчатого профиля высокую разборную прочность соединения досок (до 20 кгс/см2 на сдвиг), что обеспечивает возможность использования металлических стяжек как инвентарных. Последние целесообразно использовать только для обеспечения высокой сейсмостойкости домов.

Существует еще одно важное возможное направление использование профилированной доски при изготовлении клееных железнодорожных шпал (рис.2).