|
|
  |
Перейти на главную Материалы
Армирование бетонаВсегда находились люди, которые бросали вызов современной строительной промышленности и всей её парадигме и предпочитали строить сами из местных материалов, на основе традиционных методов. Во время движения «Назад к Земле» в 60-х и 70-х годах, тысячи людей строили дома сами, используя имеющиеся в наличии ресурсы, без профессиональной помощи, специального обучения и денег. Они черпали вдохновение и помощь из работ и примеров таких современных первопроходцев, как Хелен и Скотт Ниаринг (напр. «Жить хорошей жизнью») и Кен Керн («Дом, Построенный Своими Руками», и т. д.). Из-за энергетического кризиса середины 70-х, внимание людей было приковано к эффективности использования природных ресурсов и энергии в домах. В то время было проведено огромное количество исследований и написано много трудов по строительству с использованием пассивного солнечного коллектора, альтернативных энергосистем и приемлемом потреблении энергии, поддержка которых потом исчезла из-за правительственной политики и апатии людей в 80-е гг. В этот период продолжались экспериментальные работы строителей с традиционными взглядами, хотя, в прессе об этом писалось теперь не так уж часто. В конце 80-х гг. на юго-западе США снова возникла деятельность вокруг повторного открытия строительного метода из снопов соломы. Некоторое время, этот метод был популярен в штате Небраска в начале 20-го века. В Тусоне, Мэтс Мирмэн и Джуди Нокс основали организацию «Назад к Снопам», которая занималась популяризацией этой утончённой и недорогой строительной системы. Приблизительно в то же время, мы — Линда и Ланто — вдохновлённые земляными домами в Великобритании, которые простояли века, построили первый саманный коттедж в Орегоне. Интерес к этому методу строительства стен не из дерева, который, как оказалось, очень подходит для холодного дождливого климата, стал причиной основания компании «Коб Коттедж Компани», и, совсем недавно, «Североамериканской Школы Натурального Строительства». В это время Роберт Лапорт, основавшийся в штате Айова, объединил два традиционных метода — каркасных конструкций из дерева (из Японии и Европы) и белой глины (из Германии), — используя солому с коркой из глины, в качестве изолирующего заполнения и вёл семинары по натуральному строительству домов по всей Америке и за её пределами. Персидский архитектор Надер Халили основал Институт Cal-Earth, центр в Южной Калифорнии, занимающийся развитием и обучением системе строительства из земли. Дэвид Истон, тоже из Калифорнии, писал об утрамбованных монолитных земляных стенах, которые он строил в то время, как другие экспериментировали с прессованными земляными блоками. К началу 1990-х гг., десятки людей и небольших организаций в Соединенных Штатах исследовали, адаптировали и продвигали альтернативные методы строительства. В основном, эти провидцы продолжали свою работу независимо, не зная о существовании других. Когда на юго-западе возник бум вокруг соломенных конструкций, привлекая интерес таких национальных газет, как Нэшнл Джиогрэфик (National Geographic), Нью-Йорк Таймс (New York Times), и Файн Хоум билдинг (Fine Home-building), и, по мере увеличения количества семинаров по натуральному строительству и обучению людей, «эксперты» начали узнавать друг о друге и встречаться лично. В 1994 «Коб Коттедж Компани» организовала в Орегоне проведение первого Коллоквиума по Натуральному Строительству, на который были приглашены строители и преподаватели по натуральному строительству со всей страны. Семинар длился одну неделю. Основной смысл этого мероприятия заключался в том, чтобы люди познакомились друг с другом, а также — с целью обмена опытом о различных строительных методах. Это была первая попытка объединить разрозненные знания и методы в единую систему. На первом съезде, а затем и на всех остальных Коллоквиумах по натуральному строительству, состоялись семинары, посвящённые методам строительства стен из самана и глины, крыши из дёрна и соломы и фундамента (в т. ч. бутовые котлованы), стен сухой кладки и стен из утрамбованных мешков с землёй. Лекции и презентации со слайдами стали вдохновением для всех, поскольку люди получили информацию о переработанных материалах, проектировании с использованием природных сил, бамбуке, системах сточных серых вод, совместном проживании, создании священного пространства, строительных нормах и правилах, компостных туалетах, реформе архитектурного образования, о парообразовании и т. д., были освещены сотни других тем. Быстро росли и украшались разноцветной глиной традиционные юрты из деревянных конструкций и с соломенными сводами. Произошло столкновение и слияние различных идей и техник, которые были объединены в гибридные структуры, включающие строительство сводов и стен из снопов соломы/самана коттеджи и мазанки из снопов соломы/самана/светлой глины/ на каменном и земляном фундаменте. В результате таких коллоквиумов, многих других собраний и сотрудничества людей, заинтересованных в натуральном строительстве, выяснилось несколько моментов. Во-первых, несмотря на то, что мы выбираем различные техники или аспекты натурального строительства сами, в основном нами движут одни и те же мотивы, и наш личный опыт является частью большого общего объёма знаний. Во-вторых, мы не одиноки. Чем больше людей об этом узнаёт, тем больше растёт интерес и поддержка со стороны увеличивающегося сообщества строителей-владельцев, квалифицированных строителей, дизайнеров, активистов, педагогов, писателей и специалистов по охране окружающей среды. И в третьих, в наших руках концентрируется большая сила. Сила наших идей и общих действий может повлиять на мышление общества и его отношение к строительству и использованию ресурсов. Мы помогаем создать общество, для которого в Соединенных Штатах натуральное строительство когда-нибудь снова станет нормой так, как это есть сейчас в большинстве стран мира. В этом обществе люди из любых городов в США будут одобрительно кивать на новый дом из самана с соломенной крышей. Глинобитный дом в Орегоне Глинобитный дом в Орегоне — это подход к земляному строительству, разработанный в Орегоне в 1990 годах и который сейчас используется по всей Северной Америке. В нём сосредоточено лучшее не только из технологии английского самана, но также из строительных техник, которые используют в Африке, Европе, Азии и которыми пользовались коренные американцы до прихода белого населения. Существование самана насчитывает тысячелетия традиционного строительства. Его использовали в самых древних, постоянных местах обитания человека. На протяжении долгого времени мы строили для себя жилища именно из самана, вероятно, поэтому, наша генетическая память хранит сведения о том, как это делать. Даже фотография саманного здания у большинства из нас может вызвать сильные эмоции, вид нашего первого коттеджа похож на неожиданный взгляд в другой мир, который, как ни странно, кажется очень знакомым. Глина рассказывает о нашей роли в природе, семье и обществе, почему мы чувствуем то, что чувствуем, о том, чего нам не хватает в жизни. Глина служит открытием, ключом к более здравому миру, к которому мы стремимся. Некоторые из этих вещей становятся очевидными ещё до того, как мы, на самом деле, станем ногами в грязь. В этой главе описывается история глинобитного строительства и как был создан Орегон. Мы расскажем, как возник Орегонский саман, чем он отличается, что в нём хорошо и что плохо. Мы также поведаем о том, как строили свой первый саманный коттедж Линда и Ланто. Краткая история самана Необожжённая земля является одним из старейших строительных материалов на планете, она использовалась для строительства первых постоянных жилищ человека около десяти тысяч лет тому назад. Во все времена на всех континентах земля использовалась в качестве строительного материала, поскольку имеет разнообразный состав и доступна повсеместно. Земля, как строительный материал, может принимать различные формы и существовать в виде самана, прессованной земли, соломы-глины и мазанки. Саман или английский термин COB используется для обозначения строительства из земли, без формового кирпича, и деревянных конструкций. Подобные формы строительства свойственны всей Северной Европе, Украине, Среднему Востоку и Арабскому полуострову, некоторым регионам Китая, и Сахаре в Африке, и юго-западу Америки (где саман знают, как «пудлинг» или «саманную кладку ровными рядами»). Неизвестно, когда и как именно саманное строительство возникло в Англии, но известно, что здания из глины в Англии строили ещё до начала 13 века. Саман стал нормой во многих регионах Британии уже к 15 веку. Так продолжалось до тех пор, пока в середине 1800-х, индустриализация и дешёвая транспортировка не сделали кирпич очень доступным. Саман был особенно типичен на юго-западе Англии и в Уэльсе, где почва состоит из песчаной глины, а другие строительные материалы, такие как камень и дерево, редкость. Английский саман делали из субстрата, смешанного с соломой, водой, а иногда песком, дроблённым глинистым сланцем или кремнием. Часто добавляли местный мел, иногда известь. Объём глины в смеси составлял от 3 до 20 процентов, в среднем — всего лишь около 5-6 процентов. Смесь обычно приготовляли следующим образом: либо люди месили ногами, или такие тяжёлые животные, как например, быки, месили копытами. Застывшую грязевую смесь поднимали вилами и клали на каменный фундамент, а рабочие притаптывали на стенах. За один день «слой» самана увеличивал высоту стены от 15 до 90 см., но, в среднем, обычно 45 см. Его оставляли сохнуть на две недели, а потом наносили новый слой. Иногда поверх каждого нового ряда клали солому. По мере высыхания, стены снова основательно зачищали железом, делая их ровными и прямыми, а толщина стены достигала от 50 до 90 см. Таким образом, высота стен могла доходить до 7м, но, обычно, намного ниже. Проёмы для дверей и окон делали, по мере возведения стен, с каменными или деревянными перемычками, поставленными выше. Многие глинобитные коттеджи были построены бедными землевладельцами и рабочими, которые зачастую работали сообща. Группа из нескольких мужчин, работая вместе 1 день в неделю, за сезон могли закончить дом. Коттедж, который начинали строить весной, покрывали соломенной крышей и белили осенью, и жильцы могли въехать в него до начала зимы. Часто ждали следующего года, чтобы снаружи покрыть известково-песчаной штукатуркой, чтобы было достаточно времени для высыхания стен. Саманные амбары и другие надворные сооружения иногда оставляли неоштукатуренными. Но саманные здания не были исключительной привилегией непритязательных крестьян. Многие городские дома и большие поместья, построенные из самана до того, как стал доступным обожжённый кирпич, великолепно сохранились до сегодняшнего дня. Среди них — Хэйес Бартон (Hayes Barton), где родился сэр Вальтер Роли, который так обожал дом своего детства, что предложил последующему владельцу выкупить его за «ту сумму, в которую его (владельца) совесть оценит дом». В конце 90-х гг. в одном только графстве Девон насчитывалось около 20 тысяч саманных домов и 20 тысяч флигелей, которыми пользовались люди. И всё же, к концу 19 века саманное строительство в Англии стали считать примитивным и отсталым, и, как большинство традиционных ручных методов, оно становилось всё менее популярным. На протяжении 20-го века, однако, общественное мнение медленно эволюционировало вспять до тех пор, пока традиционные саманные коттеджи с соломенными крышами не стали цениться, как приличные, историчные и живописные. В период между Первой Мировой войной и 80-ми, в Англии практически не строили дома из самана, а большую часть специализированных знаний, традиционные строители унесли с собой в могилу. Однако, всё-таки сохранилось достаточно информации для возрождения традиций саманного строительства, которое началось с 1980-х гг., основательно подогретое интересом к истории и стоимостью древних саманных домов. Возрождение строительства из английского самана началось с автобусной остановки, построенной реставратором Альфредом Говардом в 1980-х. С тех пор в Англии из самана стали строить всё больше и больше зданий, особенно в Девоне. В 1994 в прессе появилось много статей о Кевине Мак-Кейбе и его двухэтажном саманном доме с 4 спальнями, возможно, первый за 70 лет жилой дом из самана в Англии. Информационный бюллетень Девонской ассоциации земляного строительства за 1999 г. насчитывает сорок примеров новых или недавно значительно отреставрированных саманных зданий. В 2002 г. Кевин Мак-Кейб закончит строительство нового трёхэтажного дома из самана общей площадью 280 кв. м. и толщиной стен в 90 см. Возрождённая этими людьми методика строительства очень напоминает методику строительства их предков. Они смешивают Девонский песчаный глинозём с водой и соломой, а затем вилами укладывают смесь на стены, хорошенько утаптывая. Обычно толщина стен 60 см, они прямые, укладываются слоями, каждый слой высотой до 45 см. Эра техники внесла незначительные изменения в традиционный процесс: вместо быков для смешивания самана МакКейб и другие используют трактор и часто заменяют глинозём на песок или «шиллет», мелкий гравий из дроблённого глинистого сланца, чтобы уменьшить усыхание и трещины. Кроме строительства и ремонтов, проводится достаточно много исследований по английскому саману. Альфред Говард, например, построил экспериментальные стены, с целью тестирования различных видов подпочвы. Ларри Киф, бывший инспектор консервации зданий, составил каталог сотен старых саманных зданий и стал экспертом по причинам разрушения/сохранения саманных стен. Ларри является одним из основателей уникальной программы Плимутского Университета, посвящённой поддержке и продвижению земляной архитектуры, которая стала спонсором семинаров по земельному строительству, а также нескольких международных конференций. Однако, большинство из этих наработок были сделаны совсем недавно. Даже в середине 1990-х получить достоверную информацию по саманному строительству было практически невозможно. Рождение орегонского самана Десять лет тому назад земляное строительство было почти неизвестно на северо-западном побережье Америки. В регионе, известном величиной, долголетием и разнообразием своих хвойных лесов — и своими дождями — строительство из дерева кажется вполне естественным. Климат прохладный и влажный, а древесина — тёплая и сухая. Ну кому захочется строить из грязи? Несомненно, с приходом весны эти люди оказались бы живущими в большой грязной луже. В 1985 мы с Линдой предприняли научно-исследовательское путешествие в Уэльс и Ирландию, где обнаружили два земляных дома в самом экстремальном варианте холодного сырого климата. Как сказал нам владелец одного из них, что находится в графстве Корк, Ирландия, это был фермерский дом, а в данный момент, в нём обитают животные. Побережье Корка — это вечно сырые, туманные, прохладные, природные джунгли без деревьев — земля папоротников, водопадов, мхов и лишайников. Второе здание находится в Западном Уэльсе. Давным-давно заброшенный, но с уцелевшей крышей этот земляной коттедж стоит на пустынном, мокром, ветреном мысе, выступающем в свирепствующие воды Северо-Атлантического океана. На Уэльских мысах сильный резкий ветер подрезает деревья до кустов, припадающих к земле, склоняющихся в подветреную сторону. Ничто не вырастает больше 6 м. В отличие от сырого уединения Ирландской фермы, это — участок горизонтальных дождей, пропитанный солёными брызгами ураганных ветров. Мы взяли пробы стен каждого здания, перенёсшего разную погоду, и восхищались прочностью, стойкостью и сухостью самана. Если саман смог выстоять в таких условиях, разве не может он точно так же сохраниться на северо-западе Тихоокеанского побережья, где населённые регионы относительно спокойны и каждое лето и осень бывает несколько месяцев сухой теплой погоды? Коттедж Грув в Орегоне, где мы живём, находится на 10 градусов южнее Уэльса. Всё из континентальных штатов США находятся южнее любой точки Великобритании, где земляные здания существуют тысячами до широты южных Алеутских островов и в климате немногим лучше. Поразительна сила предрассудка над здравым смыслом. Пребывая в полной уверенности, что три миллиона владельцев деревянных, кирпичных, стеклянных, стальных, алюминиевых и бетонных домов по всему северо-западу, конечно же, правы, а земляное здание — глупая идея, мы откладывали любые попытки ещё в течение четырёх лет. Почему-то давление общественного мнения было слишком большим. Каждый раз, при упоминании о земляном здании, нас поднимали на смех или спокойно переубеждали. К счастью, в 1989 г. мы отпустили чувства на волю, отбросили предосторожность и принялись за работу. Нашим первым саманным проектом стал дом 3 на 4 м — маленькая квадратная хижина с саманными стенами, 40 см толщиной и 2,1 м высотой. Поскольку, на тот момент, мы не смогли найти ни литературы по строительству из самана, ни кого-то, кто строил из него, мы строили, основываясь на наших ограниченных наблюдениях и моём опыте использования земли, в качестве строительного материала для печей. Свойства орегонского самана Лишь несколько лет спустя, когда мы строили пятый или шестой по счёту коттедж из самана, мы поняли насколько велика разница между английским или африканским саманом и что наш метод имеет значительные преимущества перед традиционными. Наша система, которую мы назвали «Орегонский саман,» быстро развивалась и вскоре стала ещё более выгодной и по сей день продолжает совершенствоваться по мере роста популярности и приобретения опыта. Исторически так сложилось, что в основном в саман добавляли очень мало соломы или не добавляли вообще, а та солома, которую использовали, была чересчур короткой и плохого качества, чему есть вполне логическое объяснение — сто лет тому назад солома была дорогой. Напротив, техника изготовления орегонского самана предполагает использование самой длинной, прочной соломой, имеющейся в наличии. В отличие от самана, изготовленного традиционным способом, для Орегонского самана тщательно подбирают пропорцию песка, добавляя лишь то количество глины, которое необходимо для того, чтобы структура держалась. Поэтому, саман даёт очень маленькую усадку при высыхании. Акцент на точном подборе пропорций, в соответствии с качеством компонентов, порождает удивительную прочность. Строитель может высекать прочные и, в то же время, тонкие земляные выступы, а внутренние перегородки могут быть 5-ти сантиметровыми. При использовании Орегонского самана, прочность конструкции увеличивается за счёт (а) постройки стен выборочной толщины, по необходимости, и за счёт (б) изгиба стен, где это представляется возможным. Сам процесс напоминает выращивание здания в противовес насильственному соединению частей. Особое внимание мы уделяем превосходным геометрическим формам Природы — как получить прочность обойдясь минимумом материала — и используем их. Обычно, в результате, получается серия стен, изгибающихся подобно длинным, незакреплённым спиралям, соединенным короткими, плотными закруглениями. В орегонском самане, каждый тонкий слой земляной смеси последовательно прикрепляется к предыдущему за счет «вплетения» соломы в трёхмерный внутренний текстиль. Каждый слой оставляют в виде грубого куска, с отверстиями и дерном, чтобы можно было основательно прилепить следующий слой. Структурно критические части выкладывают саманными «кирпичиками», которые лепят руками и бросают строителям, а они уже лепят их на нужное место, присоединяя и прикрепляя их к нижнему ряду. Орегонский саман позволяет специальные изменения в дизайне. Поскольку строительство ведётся постепенно, вручную, можно постоянно вносить коррективы. Изменения, предложенные стройплощадкой, материалами, умением строителей или самим эволюционирующим зданием, практически всегда повышают качество, а иногда эти изменения происходят, благодаря вдохновению или волшебству. Некоторые изменения, сделанные в последнюю минуту, можно протестировать, оценить, не вносить вообще или подправить. Окружающая среда растворяет углы в скульптуре и строительстве, используя чувствительные, адаптирующиеся смеси базовых ингредиентов для изготовления мебели, арматуры/оправки и форм, с которыми мы живём. Преимущества самана Как и любой другой строительный материал, саман хорошо приспособлен для одних условий, и плохо для других. Естественно, вы захотите иметь возможность выбирать материалы и строительные системы, которые наиболее отвечают вашим конкретным условиям. Так вот, для начала ниже приведены достоинства самана и некоторые предостережения. Мы также просим вас принять во внимание тот факт, что этот метод строительства в Северной Америке новый и что многие предположения на сегодняшний день ещё не проверены. Саман защищает от температурных изменений Практический метод состоит в том, что тепло протекает в саман со скоростью 2,5 см в час, таким образом, чтобы полностью передать эффект тепла или холода стене толщиной в 60 см. понадобится 24 часа. В довольно солнечных условиях, стена толщиной в 30 см может сохранять в здании прохладу днём и тепло ночью. В местах с очень высокой дневной температурой, например, в сухом континентальном климате, массивные стены из самана ослабляют жару, впитывая её на протяжении дня, а потом отпуская каждую ночь, по мере понижения температуры. Там, где много солнечных дней, а ночи холодные (даже если в солнечные дни – холодно), большая тепловая масса самана будет вбирать и сохранять энергию солнца, а потом отдавать её в течение нескольких часов или даже дней. Саман – это хороший выбор, в плане сохранения тепла также для тех мест, где воздух нагревается, а земля остаётся холодной, как в жаркие весенние или летние дни на большей территории Канады и в США, на запад от Скалистых гор, выше 38 параллели. Это верно и в том случае, если тёплые ночи длятся недолго, при условии, что постоянная температура земли на площадке ниже 10°С. Особенно выгоден саман для строительства полов, которые постепенно забирают тепло из комнат и хранят его на протяжении дней или недель. Саман дополняет пассивную солнечную энергию Он выгоден в домах с солнечными коллекторами, поскольку хорошо сохраняет солнечное тепло, особенно, когда из него сделаны полы и внутренние стены, покрытые сверху тяжёлой штукатуркой из натурального материала. Саман имеет среднюю плотность, его удельная плотностью от 1.2 до 1.9, а его изоляционные характеристики намного лучше, чем у камня, кирпича или бетона (более детально см. главу 6). Легко вылепить органические формы Саман – это идеальный строительный материал для домов с неправильными, изогнутыми, органическими формами. Одна и та же площадь ощущается, как большая при криволинейном, толстостенном, нежели прямолинейном пространстве. Таким образом, можно смоделировать крошечные уютные пространства, которыми удобно пользоваться и которые защищают и соответствуют личным потребностям в пространстве. Это лучше, нежели создавать контейнеры для нейтрального использования. Криволинейные строения занимают меньше пространства и соответственно нуждаются в меньшем отоплении/охлаждении, меньше ухода за ними и меньше ресурсов. Отпадает необходимость в углах В таких местах, как например район Великих Долин, где холодные ветра – это проблема, обтекаемые круглые формы из самана уменьшают проникновение холодного воздуха. В то время, как из-за квадратных форм, вокруг дома создаётся область сильно высокого или низкого давлений – тёплый воздух выходит, а холодный заходит вовнутрь через крошечные трещины – более круглые здания не имеют выступающих в холодный ветер углов. Внутренние углы – это самые холодные места в доме, поскольку усиливается скорость ветра и тепло быстрее покидает дом. Саман вознаграждает временем и творчеством, но не деньгами Саман – это хороший выбор, если у вас не хватает денег, но есть много времени. Научиться использовать саман достаточно просто, в основном, применяя на практике. Очень мало таких вещей, которые нельзя было бы исправить или переделать. В худшем случае – вы теряете время, но не деньги. Саман имеет свойство поглощать шумы Саман имеет плохую звукопроводимость, его применяют там, где внешние шумы – от дорог, железных дорог, взлётных полос, фабрик – представляют проблему. Саман поглощает не только внешние шумы, но также и внутренние, например, в домашней мастерской или музыкальной студии. Кроме того, благодаря свойству поглощать шумы, саман очень хорошо подходит для моделирования поверхностей. Саман хорош там, где другие земляные техники непригодны Саман часто используют там, где нежелательно применение других земляных техник, например, вместо кирпича-сырца в регионах с прохладным климатом и повышенной влажностью, вместо спрессованной земли, если техника чересчур дорогая или с ней неприятно работать, или мало материала, чтобы построить плетень. Работа с саманом безопасна для неопытных строителей Отпадает необходимость использовать инструменты или электрооборудование на участке. Процесс строительства – безопасен, поскольку нет тяжёлых компонентов, острых углов или токсических химикатов. Пироги из грязи не пугают людей – новичков в строительстве. Материалы знакомы, поэтому почти невозможно сделать что-то неправильно или испортить. Саман демократичен Поскольку саман делают вручную (подходит для руки любого размера), строительство становится возможным для женщин, детей, пожилых и слабых людей, в то время, как другие методы строительства предназначены для сильных энергичных молодых людей. Бетонные блоки, куски фанеры, мешки с цементом – предполагается, что вы активны, здоровы, у вас хорошо развиты мышцы и в отличном состоянии спина. Напротив, саман подходит для людей с разной силой – можно использовать любой размер и вес «кирпичика» для строительства. Кусок может состоять из любого количества материала, который вы можете слепить. Не нужно поднимать ничего тяжёлого. Саман вырабатывает уважительное отношение к стройплощадке Строительство из самана может продвигаться медленно, хорошо продуманно и увеличиваться постепенно, что практически заставляет строителей обращать внимание на саму площадку. Когда вручную копаешь материал для строительства, зачастую прямо рядом с домом, это способствует развитию внимания и наблюдения. Здания, построенные таким способом, имеют намного больше шансов соответствовать эстетике, экологии и микроклимату участка. Саман обладает огнеупорностью В зонах частых пожаров, в лесах и регионах с сухим климатом, местное управление часто требует чтобы для строительства крыши пользовались не воспламеняющимися материалами. Если крыша сделана из самана и земли, то и остальная конструкция не загорится. Саман защищает от ветра В регионах с частыми ураганами, циклонами и торнадо, прочность самана защищает – как будто вы прячетесь в подвале. В таких условиях, окна нужно делать как можно меньших размеров и держать закрытыми. Также следует или делать тяжёлую земляную крышу, или надёжно прикреплять её к стенам. Отдаленные участки под застройку – это не проблема Саман – это хорошее решение для отдалённых участков, куда трудно доставлять стройматериалы или где лес и другие обработанные материалы стоят дорого. Саман имеет большую прочность Построенные традиционным способом саманные здания, которые поддерживались в хорошем состоянии, простояли, без капитального ремонта, века, а возможно и тысячелетия. Дома из деревянных каркасов, которые строят сейчас, часто нуждаются в капремонте уже через 10-15 лет (существует веская причина, по которой невозможно оформить кредит на 40 лет: кредиторы не хотят рисковать предоставляя кредит на сорок лет, потому что дом может развалиться уже через 30 лет). В каких случаях саман непригоден Нет такого метода строительства, который подходил бы для всех случаев жизни, и есть ситуации, когда саман нужно использовать с осторожностью или не использовать вообще. Процесс натурального строительства начинается с тщательного осмотра участка, в т. ч., анализируется его климат и микроклимат, поверхность и подземная геология, а также наличие на участке стройматериалов (см. главы 5 и 9). Обычно, мы не рекомендуем использовать саман для строительства основных конструкций постоянного места обитания в следующих случаях: В некоторых регионах с холодным климатом В климате с очень холодными, тёмными зимами, на северных склонах, или на участках, которые получают мало солнечного тепла зимой, саман с высокой термальной массой может сработать против вас. Это места, где система отопления, с помощью солнечной энергии намного менее эффективна. В холодную погоду, когда небо затянуто тучами, «тепловая батарея» в тяжёлых саманных стенах уходит вниз, и для нагрева дома, построенного полностью из самана, потребуется больше энергии, чем для дома с более утеплёнными стенами. Однако, саман, всё-таки, можно использовать, если стены утеплены снаружи. Внутренние стены и полы из самана, аккумулирующие солнечные стены (стена Тромба) и встроенная мебель эффективно сохраняют тепло и регулируют температуру внутри хорошо утеплённой оболочки. Чтобы достичь такого эффекта, в Онтарио и Дании мы проводили эксперимент с утеплением соломой наружных стен саманных домов. В долинах где случаются наводнения Несмотря на то, что стены из самана имеют удивительную способность противостоять обычной влажности и погодным условиям, наибольшую угрозу их стабильности представляет длительное или повторяющееся увлажнение. Не стройте основные конструкции из самана в долине разлива реки, в местах образования сезонных ручьёв и потоков воды, или на берегу моря ниже границы прилива/шторма. В регионах с высоким сезонным уровнем осадков, где, время от времени, вода образует лужи или просто течёт по земле, стройте свой саманный коттедж на хорошем высоком фундаменте и обеспечьте первоклассную дренажную систему (см. главу 10). Для более детального рассмотрения самана и вреда, который наносит ему вода, см. Приложение 3. В регионах, где нет глины или грунта Если поблизости нет грунта или воды, саман может оказаться не самым разумным выбором. Хотя, обычно, стандартная практика в строительстве современных зданий предполагает транспортировку всех материалов за сотни миль от места строительства, в плане экологии — здесь мало здравого смысла. Для строительства натурального здания, мы стремимся использовать те материалы, которые находятся на участке или находятся в непосредственной близости от него. В зонах с высокой сейсмической активностью Из-за землетрясений, под угрозой разрушения находятся все здания, и саманные — не исключение. Хотя, саман и является более прочным и стойким во время землетрясений, чем кирпич-сырец и другая неармированная кладка (см. Приложение 4), всё-таки, он менее безопасен, чем, такие, скажем, очень лёгкие, пластичные/гибкие стройматериалы, как бамбук и сталь. Хорошая стратегия проектирования в зонах землетрясений включает строительство саманных стен общей высотой в один или два этажа, использование стоечно-балочных конструкций для поддержания крыши и строительство очень толстых у основания, выразительно конусообразных, закруглённых в одной плоскости, местами с контрфорсами саманных стен. Также используйте лёгкие кровельные конструкции. Мы применили все эти стратегии в Калифорнии, в т. ч., на участке, который находится практически на вершине Ущелья св. Андреаса, а также ездили посмотреть на саманные дома в Новой Зеландии, уцелевшие после неоднократных больших землетрясений. В домах, где отопление необходимо лишь, время от времени Когда зданию, где проводятся торжественные мессы, дают охладиться, проходит много времени, прежде, чем оно снова нагреется. В более прохладном климате саман намного больше подходит для строительства теплиц и домов, в которых постоянно поддерживают тепло, нежели для больших зданий, для домов, которые редко используются, например, классных комнат, церквей и залов для проведения собраний. Саман в гибридных натуральных домах Саман легко комбинировать с широким спектром других природных строительных материалов, и существует много причин, по которым вы могли бы рассмотреть строительство «гибридной» конструкции, а не конструкции полностью из самана. Самая простая причина — это теплопроводность. Особенно в очень холодном, облачном, зимнем климате зачастую желательно утеплять внешние стены не саманом, а чем-то другим. Хорошим решением может быть обшивка соломенными снопами снаружи, а пол, внутренние перегородки, встроенная мебель, книжные полки, ниши и арки строить из самана. Саман обеспечивает сохранение тепла и регулирует температуру. Даже для регионов с мягкими зимами, комбинированные дома из соломенных снопов и самана могут хорошо подходить. Мы работали над несколькими коттеджами с покрытыми соломой стенами, выходящими на северную сторону и саманными — на юг или на сторону попадания прямых солнечных лучей. Таким образом можно избежать большой массы не обогреваемого, выходящего на северную сторону самана, который, в противном случае, будет уносить тепло вашего дома. Ещё одна причина для комбинирования самана с соломой — это скорость строительства. В общем, стены из соломы строятся намного быстрее, чем из самана. Это очень заметно по большим зданиям. Закончите ли в строительство дома за один сезон или нет, может зависеть от того, используете ли вы солому для строительства стен. Саман нужно использовать в тех случаях, когда его особенности дают наибольшее преимущество: для термальной массы и прочности на сжатие, и для его лепных качеств. Например, круглые окна из самана, ниши или полки могут быть влеплены в дыры, оставленные в стене из соломы или из практически любого другого материала. Наличие местных стройматериалов, естественно, влияет на проект здания. Если, в той или иной местности, — скудные запасы глины или песка, строить весь дом из самана не имеет смысла. Но вы можете легко добыть достаточно сырья для функциональных декоративных элементов, таких как камин из самана или стены Тромба. И наоборот, количество самана, необходимое для смеси, можно уменьшить за счет вмуровывания в стену других местных материалов, имеющихся в наличии. Чтобы сэкономить время на смешивание и чтобы стены из самана высыхали быстрее, мы вмуровывали в стену камень, ломаные куски бетона, и пакетную сборку cord-wood, иногда объём камня во внутренних стенах и скамейках доходил до 70 %. Без сомнения, дом, построенный полностью из самана прекрасен, но использование нескольких техник строительства создаёт богатство различных форм, текстуры и материалов. Гибридные здания— это хороший способ узнать больше разных вариантов и сравнить их. Майкл недавно разработал проект и помог построить маленькую хижину с фундаментом из прессованной земли, стенами из самана, соломенных снопов, мазанки, и лёгкой соломы/глины, крышей из бамбуковых связок, пола из формованного кирпича-сырца и разнородной штукатурки на грунтовой или известковой основе. Благодаря этой конструкции, у нас были неограниченные возможности учиться и сейчас она служит, в качестве компактной демонстрации различных вариантов натурального строительства. Комбинирование разных строительных систем, обычно, требует дополнительной осторожности в плане проектирования конструкций. Разные материалы по-разному реагируют на факторы, начиная с изменения влажности, температуры и заканчивая землетрясениями. Они также по-разному ведут себя со временем. Например, саман, по мере высыхания, даёт вертикальную усадку, соломенные снопы могут значительно осесть, а вот размеры деревянных колонн — практически не меняются. Поэтому, прежде чем делать крышу в доме с несущими стенами из самана, соломенных снопов и с застеклённой террасой балочно-стоечной конструкции, вы должны убедиться, что саман полностью высох, а снопы были предварительно достаточно сжаты. Подобный анализ применим, при добавлении самана к существующей деревянной конструкции. Уделите особое внимание тем местам, где соединяются стены из разных материалов. Обычно, необходимо нечто вроде механического соединения или шплинта. Если у вас возникла идея скомбинировать саман с деревом, см. раздел в главе 14 о том, как прилепить саман к дверным и оконным рамам. Мы также разработали несколько систем присоединения саманных и соломенных стен. Если разные системы возведения стен будут нарушать структурную целостность здания, чрезвычайно важным является целостность фундамента. Возможно, вы захотите использовать армированный фундамент, например, залить бетоном вместо использования бетонных или каменных блоков. Также примите во внимание непрерывную связующую балку из прочной древесины или бетона, которая поддерживает стены вместе вверху под крышей, или под основной стеной, поверх бутового фундамента. Очень важно учесть эти факторы в сейсмически опасных зонах. Сравнительная характеристика самана и соломенных снопов
Бетон, как и все каменные материалы, хорошо сопротивляется сжатию и плохо растяжению. Поэтому неармированный бетон целесообразно применять в деталях и конструкциях, работающих исключительно на сжатие, — фундаментных и стеновых блоках. Однако большинство строительных конструкций — балки, плиты перекрытий и кровель, фермы, лестничные марши и площадки, балконные плиты и др. — под действием нагрузок и собственной массы изгибаются. Если балка положена на две опоры, она прогнется так, что верхняя, вогнутая часть ее будет сжиматься, а нижняя, выпуклая,— растягиваться. У балконной плиты, зажатой с одной стороны в стену, растягиваться будет верхняя часть. Опоры линии электропередачи или освещения изгибаются под действием ветра и массы проводов, изгибаются и колонны от сложного действия различных факторов. Во всех этих случаях в бетоне появляются трещины в растянутой зоне и конструкция разрушается. Недаром поэтому, когда древние строители возводили из кирпича перекрытия, они делали их сводчатыми: весь свод работает на сжатие, которого кирпичная кладка не боится. В бетонных конструкциях, чтобы избежать разрушения, стали закладывать стальную арматуру. Получается удачное сочетание — в сжатой зоне хорошо работает камень — бетон, в растянутой — усилие разрыва воспринимает арматура, имеющая значительно большую, чем бетон, прочность. В колоннах арматура помогает бетону сопротивляться сжатию, а если колонна изгибается, арматура работает на растяжение. Такое сочетание материалов оказалось возможным потому, что поверхность арматуры хорошо сцепляется с бетоном и образуется монолитное тело. Мало того, ведь любой материал от нагревания расширяется, от охлаждения сжимается. Оказалось, что коэффициент температурного расширения у стали и бетона одинаков. А это значит, что и при температурных деформациях монолитность армированного бетона (или железобетона) не нарушается. Арматура, воспринимающая растягивающие или сжимающие усилия, называется рабочей. Но кроме усилий растяжения в железобетонной конструкции появляются еще и скалывающие усилия, действующие по всей толщине изделия. Чтобы ослабить их воздействие на бетон, особенно вблизи опорных частей конструкции, ставятся еще и вертикальные арматурные элементы — хомуты или каркасы. Кроме этого, чтобы соединить воедино стержни рабочей арматуры между собой и каркасами, имеется монтажная арматура. При монтаже отдельные железобетонные конструкции устанавливают в нужное положение и для создания единого целого соединяют между собой сваркой. Для этого на концах изделий имеются так называемые закладные стальные детали, которые замоноличены в плоскости поверхности изделия. Чтобы закладная деталь была надежно связана с бетоном изделия, она имеет металлические анкеры, уходящие в глубь бетона. Для подъема и перемещения изделия служат так называемые монтажные петли, также надежно заанкеренные в тело бетона. Есть еще одно важное преимущество совместной работы бетона и стальной арматуры: арматура помогает бетону воспринимать усилия растяжения, а бетон, укрывая арматуру от внешнего воздействия воздуха и влаги, предохраняет ее от коррозии (ржавления), а во время пожара — от быстрого разрушения. Усилия растяжения максимальны во внешних слоях бетона и поэтому арматуру нужно ставить как можно ближе к поверхности изделия. Но, с другой стороны, чтобы предохранить ее, она должна быть закрыта слоем бетона, который называется защитным. Для изделий небольшого сечения, эксплуатируемых в помещениях (панели и настилы перекрытий, стеновые панели и т. д.), толщина защитного слоя составляет 10—15 мм. На заводах ЖБИ арматуру при формовании изделий обычно укладывают рабочие бригады формовщиков. Поэтому они должны четко представлять себе, как будет работать будущая конструкция, точно знать качество и расположение в теле бетона всех арматурных элементов и закладных деталей. Рабочие формовщики должны укладывать в форму закладные детали, предварительно проверив, хорошо ли приварены анкеры, обеспечивать создание защитного слоя необходимой толщины. Металл арматуры хорошо сцепляется с бетоном только будучи очищенным. Если арматурные стержни запачканы маслом или смолой, сцепления уже не будет. Поэтому нужно быть осторожным при смазке формы и укладке в нее арматуры. Бывали случаи, когда по незнанию будущей работы конструкции (как она будет изгибаться, растягиваться) или по нерадивости рабочих арматуру в прямоугольных прогонах укладывали не в будущей растянутой зоне, а в сжатой, из-за чего на стройках происходили аварии. Арматура поступает в формовочный цех из арматурного уже не только приготовленной в соответствии с проектом, но и очищенной от грязи и ржавчины. Но бывает, что заготовленные арматурные элементы долго пролежали в запасе на открытом воздухе, прежде чем попасть в дальнейшую работу. Небольшой налет ржавчины на относительно толстом стержне не отражается на прочности конструкции: находясь в бетоне, эта ржавчина исчезает, не нарушая сцепления металла с бетоном. Но если арматура покрыта слоем отслаивающейся ржавчины, не следует использовать ее; если такой ржавчиной покрыты небольшие участки, их нужно отбить молотком; если заржавлена значительная часть арматуры, отправить ее на исправление в арматурный цех. Предварительно-напряженные конструкции. Введение в бетон арматуры предохраняет его от разрушения в растянутой зоне. Но трещины в нем все же возникают. Даже при небольшом раскрытии эти трещины не всегда желательны, например когда требуется повышенная водонепроницаемость бетона. При создании же конструкций для больших пролетов эти конструкции делаются неоправданно громоздкими, тяжелыми, а ширина раскрытия трещин становится недопустимо большой. Чтобы избежать этого, стали применять предварительное напряжение. Сущность его заключается в том, что уложенная в форму рабочая арматура растягивается, а после того как бетон затвердеет и его сцепление с металлом достигнет необходимой величины, натяжение арматуры отпускается. Сжимаясь, арматура в будущей растянутой зоне конструкции создает обжатие. После установки конструкции на место искусственное обжатие под действием эксплуатационных загрузок снимается, появляется растяжение, но уже значительно меньшее. Метод предварительного напряжения позволил применять арматуру повышенной прочности и при относительно небольших сечениях бетона изделий перекрывать значительные пролеты. В настоящее время плиты, балки и фермы пролетом более 9 м делаются предварительно-напряженными. Перекрытие же пролета в несколько десятков метров без предварительного напряжения бетона приводит к технически недопустимому утяжелению конструкции. Укладка, натяжение и отпуск напрягаемой арматуры делаются силами формовочной бригады. Выполняющему эти операции персоналу необходимо следить за правильностью натяжения. Чем менее натянута арматура, тем больше она в работе приближается к ненапрягаемой, что может вызвать деформацию конструкции в эксплуатации вплоть до аварии. Арматурная сталь при растяжении удлиняется (вытягивается) до известного предела прямо пропорционально напряжениям. Но по достижении определенных напряжений дальнейший даже незначительный их прирост вызывает уже резкий прирост удлинений. Величина напряжений, соответствующая этому пределу, называется пределом текучести стали. За этим пределом металл некоторое время продолжает вытягиваться без приложения дополнительной нагрузки: он «течет». Разрушение высокопрочных стержневых сталей происходит вскоре за пределом текучести. Для низкопрочных сталей период текучести невелик, металл опять начинает сопротивляться нагрузкам и разрушается при более высоком напряжении, которое называется временным сопротивлением при растяжении. Для армирования железобетона применяют арматурную сталь стержневую горячекатаную и проволочную холоднотянутую. Стержневая арматура в зависимости от ее прочности и других свойств (относительное удлинение, хрупкость) подразделяется на классы от А-1 до А-У и Ат-У1. Внутри каждого класса арматура делится на марки. Например, самая слабая сталь А-1 имеет марку СтЗ. Из такой стали изготовляют в настоящее время монтажную арматуру и петли. Она не хрупкая, что очень важно для безопасности переноса готовых конструкций. Если стрежни стали СтЗ имеют круглую форму, то стержни всех других классов и марок выпускают профилированными, т. е. с выступающими поперечными ребрами. Профилирование делается для того, чтобы увеличить сцепление стержня с бетоном. Проволочная арматура делится на обыкновенную проволоку и высокопрочную, круглую и периодического профиля. Для предварительно-напряженных конструкций, как правило, применяются стержневая арматура классов А-1П и выше и высокопрочная проволока. Чем выше прочность металла, тем меньше его расходуется на армирование конструкций. Наибольшей прочностью обладает проволока, особенно небольших диаметров. Она наиболее экономна по расходу металла. Но применение проволоки очень трудоемко: прочность каждой проволоки мала, и чтобы заармировать какую-то конструкцию, нужно заготовить, уложить, закрепить и натянуть 100 и более проволочек. Чтобы использовать высокую прочность проволоки, из нее теперь свивают так называемые пряди — из 7 проволок каждую. Металлургические заводы выпускают пряди диаметром 4,5—15 мм (из проволоки диаметром 1,5—5 мм), а из прядей свивают двухпрядные канаты. Применение прядей намного упрощает работу по армированию (вместо 100 проволок нужно уложить, например, 14 прядей, или 7 канатов). Трудоемким процессом является также армирование и ненапрягаемой стержневой арматурой. Чтобы соединить между собой рабочие и монтажные стержни, хомуты, их ранее связывали в пересечениях тоненькой и мягкой (отожженной) вязальной проволокой. Это было и трудоемко, и задерживало весь процесс изготовления изделия. В настоящее время вся эта арматура сваривается электрическим током в плоские сетки (сварка идет в пересечениях стержней) на специальных контактных машинах. Это не только существенно снизило затраты труда на соединение стержней, но и упростило укладку арматуры в форму: для обычных плоских плит укладываются 1—2 горизонтальные сетки. В массивных высоких изделиях в опорных частях закладываются вертикальные сетки вместо прежних хомутов. Кроме этого, соединенные сваркой в одно целое стержни арматуры лучше сцепляются с бетоном (заанкериваются в нем). Сетки изготовляют в арматурных цехах заводов ЖБИ. В настоящее время метизная промышленность приступила к выпуску товарных (на продажу) сеток, плоских и в рулонах. Классификация конвективных систем печей. Автономная канализация. Автономные системы электроснабжения. Энергоэффективные приборы. Выращу мочалку пушистую и мыло душистое…. Перейти на главную Материалы |
