Строительство жилого дома с применением трехслойного деревянного стенового элемента

При изучении поставленных вопросов в любой отраслевой дисциплине необходимо опираться на историю той или иной науки. «Современную эпоху можно понимать только сквозь тысячелетия» - писал академик Д.С. Лихачёв. Поэтому, приступая к изучению данной проблемы, мы руководствовались накопленным историческим опытом человеческой цивилизации, настоящим и возможностями человека в строительстве.

Современные требования, в частности СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», задают высокий уровень теплосберегающей способности здания. В поисках эффективного решения разработан трехслойный деревянный стеновой элемент. Этот стеновой элемент по форме не отличается от традиционного монолитного или клееного бруса. Однако в предлагаемом стеновом элементе нашли применение два давно известных и широко применяемых в строительстве материала. Один материал – дерево – используется для обеспечения несущей способности конструкции, а второй – вспененная пластическая масса различной химической природы – используется как утеплитель.

Конструктивно стеновой элемент представляет собой предварительно сформированный жесткий каркас, который собирается из двух боковых ламелей с равномерно расположенными по всей длине каркаса поперечными вставками и теплоизоляционным вкладышем. Выбор конкретного соотношения толщины наружных ламелей и толщины слоя теплоизоляционного вкладыша в предлагаемом стеновом элементе задается в зависимости от назначения (жилое здание, сухое складское помещение, торговый комплекс, нежилой объект), этажности, усло-вий эксплуатации, месторасположения в соответствующей климатической зоне и т.д.

Применение нового стенового материала позволяет обеспечить выполнение комплекса предъявляемых к современному жилому зданию требований:

• -    по необходимой прочности и сохранению несущей способности;

• -    по сопротивлению теплоотдаче ограждающей конструкции (стены), удовлетворяющему современным требованиям;

• -    по защите от атмосферных воздействий и достижению необходимого уровня комфорта;

• -    по приданию соответствующих декоративных качеств с возможностью последующей отделки, обеспечивающей реализацию облика здания, предусмотренного архитектурным про -ектом.

Практическое применение в строительстве жилых домов нового стенового материала обеспечивает тепло и надежность здания, значительно уменьшает энергозатраты на его отопление.

Одним из главных достоинств стенового элемента является то, что каждый слой его конструкции является воздухопроницаемым, что позволяет дому «дышать».

Еще одним преимуществом использования стенового элемента является то, что он практически в 2 раза легче стандартного деревянного бруса. Это преимущество позволяет использовать под строительство домов из предлагаемого стенового элемента мелкозаглублен-ные фундаменты.

Рис.1. Строительство дома

Благодаря использованию специализированных программ индивидуального компьютерного проектирования все этапы производственного процесса от проектирования до изготовления взаимосвязаны и могут осуществляются по единой технической документации . Поэтому дома из предлагаемого стенового элемента поступают на стройплощадку в виде готово -го к возведению комплекта.

Кроме того, все элементы дома: сруб, стропильная система, стыковочные узлы соединений стен и пр . могут выполняться в заводских условиях и доставляться к месту строитель -ства комплектом. Поэтому дом возводится быстро, без дополнительных подгонок «по месту», а это значительно сокращает как сроки, так и трудовые затраты на строительство.

В данное время в одном из районов г.Улан-Удэ строится дом по предлагаемой технологии (рис. 1).

Стоимость стенового элемента 8 т.р./ м3. Стоимость квадратного метра дома из предлагаемого стенового элемента 8-10 т.р. Срок возведения одноэтажного дома площадью 120 квадратных метров составляет 3 месяца. В дальнейшем при выходе на запланированные объемы производства цена изделий и домов в целом будет снижаться на 35-40%, кроме того, будут снижаться и сроки возведения дома до 1 месяца. Для развития данной технологии необходимо на первом этапе финансирование в объеме 5-6 млн.руб.для приобретения необходимого оборудования.

В заключение необходимо отметить, что применение предлагаемого нового стенового элемента позволяет вдвое снизить расход древесины, значительно сократить потребление энергоносителей при эксплуатации дома, разнообразить ассортимент на рынке индивидуального жилищного строительства.

Обследование жилого дома из трехслойного стенового элемента на теплопроводность

Кадр 1. Определение температур в горизонтальном направлении

Кадр 2. Определение температур в вертикальном направлении

График 1. Изменение температур по горизонтальному направлению

График 2. Изменение температур по вертикальному направлению

График 3-D распределения температур по поверхности фасада

Обследование жилого дома из стандартного деревянного бруса

График 3.Изменение температур

Кадр.3. Дом из бруса 18*18

по вертикальному направлению

Кадр 3. Определение линий температур в вертикальном

График .3-D распределения температур по поверхности фасада направлении

Обследование жилого дома из полнотелого кирпича толщиной 64 см, с облицовкой из силикатного кирпича

Кадр.4

График 4.Изменение температур по горизонтальному направлению

Кадр 4.Определение линий температур в горизонтальном направлении

График 4.График 3-D распределения температур по поверхности фасада

В конце хотелось бы немного сказать о перспективах данного проекта. Здания, построенные по данной технологии, возможно взять за основу экологически чистого проекта «Дом-термос» с подводом ветряной и солнечной электрической энергии. В таком доме используется для отопления и горячего водоснабжения солнечная энергия, применяются локальные системы очистки стоков и их регенерация для повторного хозяйственного использования. Единственным потребляемым ресурсом будет питьевая вода.

Применение технологии домов-термосов приведет к значительному снижению энергопотребления жилой застройкой, что актуально в условиях нашей республики.

Вывод . Для определения теплозащитных свойств стены из трехслойного деревянного стенового элемента был проведен замер температурного поля фасада здания в горизонтальном и вертикальном направлениях. Измерения проводились тепловизиром, средняя температура на поверхности наружного фасада составила -18^оС, при температуре наружного воздуха -26^оС. Также проведены сравнения трех типов наружных стен зданий: 1) трехслойный деревянный стеновой элемент; 2) стандартный деревянный брус; 3) полнотелый кирпич толщиной 64 см, с облицовкой из силикатного кирпича. Преимущества теплозащитных свойств стен из предлагаемого трехслойного деревянного стенового элемента решили подтвердить расходом угля на обогрев здания за отопительный сезон (см. табл.1).

Таблица 1 Сравнительные характеристики. Пример дом 7,5х10 общей площадью 127м2

Трехслойный
стеновой элемент	Брус
42	100
3,847	1,49
7 300	18 700

Наименование параметра сравнения

Вес 1 м2 стены, кг

Коэффициент теплосопротивления стены,

R т , м²∙град/Вт

Количество тепла на обогрев дома,

Qт, кВт∙ч/год

В таблице сравниваются только стены. Все остальные параметры считаются равными. Теплопроводность фрагмента стены из трехслойного стенового элемента – 0,041 Вт/м∙град.