Малоэтажные жилые здания из мелкоразмерных элементов

В последнее время в России активно популяризируется малоэтажное домостроение, которое набирает обороты и становится приоритетом государственной жилищной политики. Основную группу таких зданий составляют одно- и двухквартирные дома усадебного типа, в надземной части которых располагают не более двух этажей, а в подземной – один подвальный или цокольный этаж. Резко возрос объем строительства одно- и двухэтажных жилых домов, возводимых по индивидуальным или типовым проектам с использованием мелкоразмерных элементов. Важными достоинствами одноквартирного жилого дома, предназначенного для заселения одной семьей, являются непосредственная связь с природой и высокая степень обособленности жизни семьи. Применение мелкоразмерных строительных изделий, современных строительных материалов и технологий позволяет повысить теплозащитные качества ограждений, увеличить долговечность конструкций, использовать простую строительную технику. Особенностями возведения малоэтажного жилого здания являются сравнительно малый размер объекта, а также возведение здания на средства заказчика и отсутствие мощной строительной техники. Использование мелкоразмерных элементов из местных строительных материалов обеспечит более низкую стоимость. При массовом строительстве конструктивные схемы зданий должны соответствовать требованиям модульной системы, унификации и типизации конструкций и деталей и местным условиям строительства.

В практике проектирования и строительства сложились следующие конструктивные схемы малоэтажных жилых зданий:

• бескаркасная (стеновая) – продольные либо поперечные несущие стены и перекрытия различных типов;

• каркасно-панельная – несущий каркас (колонны и ригели) и крупнопанельные стены и перекрытия;

• объемно-блочная – блоки-комнаты, блоки-квартиры и другие блоки-помещения.

Наиболее распространенными для зданий массового строительства являются бескаркасная и каркасно-панельная схемы. Дома из пространственных объемных блоков возводят из коробчатых блок- комнат, изготовленных с полной отделкой и санитарно-техническим оборудованием. Объемно-блочная схема требует сложной индустриальной базы, поэтому применяется редко. Бескаркасная конструктивная схема наиболее целесообразна для зданий ячейкового типа (жилые дома, общежития, гостиницы). Для стеновой системы могут использоваться конструктивные схемы с продольным, поперечным или перекрестным расположением несущих стен. Каркасно-панельная схема применяется в зданиях смешанного типа, имеющих помещения разных размеров (детские ясли-сады, школы, предприятия торговли, общественного питания, бытового обслуживания, лечебно-профилактические учреждения и др.). Несущая система каркасных домов состоит из стоек, балок, перекрытий и связей жесткости. Стены каркасных домов выполняют из деревянных стоек, обшитых досками снаружи и изнутри, а внутреннее пространство заполняют местными строительными теплоизоляционными материалами (гранулированный шлак, шлаковата, минеральная вата, торфоплиты). Можно применять легкие навесные стены с большими площадями остекления. Для массового строительства применяют каркасы из сборного железобетона.

В современном малоэтажном домостроении из мелкоразмерных элементов для стен используется следующие материалы: кирпичи глиняные, керамические и силикатные (рис. 6.12), пенобетонные или газобетонные блоки; керамзитобетонные (рис. 6.13) или шлакобетонные блоки, блоки из арболита (рис. 6.14) или опилкобетона, местные естественные материалы (известняк, ракушечник, туф).

Рис. в. 12. Кирпичная стена в полтора кирпича (38 см)

Рис. 6.15. Облегченные кирпичные стены:

1 – легкий бетон; 2 – термовкладыш; 3 – воздушная прослойка; 4 – плитный утеплитель; 5 – маяк

Рис. 6.13. Наружная стена жилого дома из керамзитобетонных блоков

Рис. 6.14. Строительный блок из арболита

Кирпичные стены в один кирпич, т.е. толщиной 250 мм, выдерживают любую нагрузку от вышерасположенных конструкций в одно- и двухэтажных жилых домах. Однако из теплотехнических соображений их часто приходится делать толще. Для улучшения теплотехнических свойств кирпичных стен разработаны несколько типов комбинированной кирпичной кладки (рис. 6.15). Кладку кирпичных стен ведут на цементно-песчаном, цементно-известковом или цементно-глиняном растворе. Внутренние сплошные кирпичные стены возводятся толщиной нс менее 380 мм из условия глубины опирания балок перекрытия.

Опилкобетонные стеновые блоки изготавливают в разборных формах. Эти блоки легко деформируются и поэтому неудобны в кладке. Горизонтальные швы опилкобетонных стен армируют металлической сеткой из проволоки диаметром 3–5 мм с ячейками 60–120 мм. Толщина внутренних несущих стен – 30 см, толщина наружных степ принимается согласно теплотехническому расчету. Опилкобетон целесообразнее использовать для строительства различных надворных построек: гаражей, загонов для скота, а также дачных домиков, не предназначенных для постоянного проживания.

Арболит – это разновидность легкого ячеистого бетона, он производится из смеси органических заполнителей (дробленых отходов деревообработки, опилок, щепы, камыша), вяжущего компонента, обычно портландцемента, минеральных добавок и воды. В строительстве он используется в виде стеновых блоков (см. рис. 6.14), панелей и плит. Данный материал успешно прошел все технические испытания и был стандартизирован еще в 1960-е гг. На территории СССР действовало более сотни заводов по производству арболита. В основном его используют для возведения частных домов, одно- и двухэтажных коттеджей (рис. 6.16), дач, бань и помещений общехозяйственного назначения. Готовые стены из арболита не нуждаются в армирования при нанесении штукатурки. Арболит огнестоек, не поддерживает горение. В зависимости от размеров вес арболитовых блоков колеблется от 15 до 32 кг. К минусам арболита следует отнести невысокую прочность и малую водостойкость, поэтому с тены из арболитовых блоков нуждаются в дополнительном оштукатуривании цементно-песчаным раствором либо в защите от природной влаги наружной обшивкой. В жилом домостроении предпочтение следует отдавать арболиту, так как в сравнении с опилкобетоном он обладает более низким весом и лучшей теплоизоляцией. При кладке стен из арболитовых блоков можно использовать известково-цементный раствор.

Шлакобетонные стены можно делать в монолитном или сборном варианте. Блоки могут быть заводского изготовления или заранее изготовленными на стройплощадке. Кладку ведут с перевязкой швов на цементно-песчаном растворе. Возможно изготовление монолитных стен с внутренними пустотами с использованием вкладышей из более легкого бетона, пенопласта, картона. Шлакобетонные стены можно делать с наружной кирпичной облицовкой, которая служит внешней опалубкой в процессе бетонирования.

Стены наружные из газобетонных блоков плотностью D500 с маркой прочности В2.5 возводят толщиной 375 мм, кладка на клею с армирующей сеткой через каждые три ряда (рис. 6.17). Несущие перегородки толщиной 200–250 мм можно делать из газобетонных блоков соответствующих размеров, самонесущие перегородки устраивают из газобетонных блоков толщиной 100 мм, или из кирпича, или деревянные с деревянным каркасом.

Нормами регламентируются только минимальный набор помещений и нижние пределы площадей помещений индивидуальных

Рис. 6.16. Строящийся коттедж из арболитовых блоков

Рис. 6.17. Жилой дом из газобетонных блоков

жилых домов усадебного типа. СНиП 31-02–2001 определяет минимальный состав помещений дома: жилые комнаты, кухня или кухня-столовая, ванная комната или душевая, уборная, кладовая или встроенные шкафы. На рис. 6.18 показана функциональная схема жилого одноквартирного дома. Помещения объединяются в две функциональные зоны: общую (дневной активности) и индивидуальную. Общую зону составляют прихожая, общая комната (гостиная), кабинет, игровая, библиотека, общий санитарный узел, оборудованный унитазом и умывальником. В состав индивидуальной зоны входят спальни, гардеробные, санитарные узлы, оборудованные ванной, душем, умывальником, унитазом, биде. Зонирование помещений в двухэтажном жилом доме предусматривается по вертикали с размещением общей зоны на нижнем уровне, индивидуальной зоны (тихой) – на верхнем.

Рис. 6.18. Необходимый перечень помещений и взаимосвязь между ними для одноквартирного малоэтажного дома

Объемно-планировочная композиция обычного малоэтажного жилого дома может быть четырех видов:

1) первый этаж в одном уровне и чердачное пространство (см. рис. 6.18);

2) первый этаж и мансардный второй этаж, располагающийся в пространстве чердака (см. рис. 5.44, б);

3) два полных этажа, равноценных по площади (рис. 6.19);

4) первый этаж и неполный второй этаж, располагающийся над частью помещений первого этажа.

Реже применяются одноэтажные здания в разных уровнях с несимметричной крышей, двухэтажные здания в разных уровнях с неполной или полной застройкой второго этажа с несимметричной крышей.

Все жилые помещения дома и кухня должны иметь естественное освещение (окна). Максимальная глубина жилых помещений ограничивается 6 м. Высота жилых комнат и кухни должна быть не менее 2,5 м; в климатических районах I и IIа – не менее 2,7 м, в ман-

Рис. 6.19. Строящийся двухэтажный жилой дом из керамзитобетонных блоков:

а – общий вид; б – бетонирование чердачного перекрытия с помощью бетононасоса на автомобильном ходу

сардных этажах – не менее 2,3 м (климатическое районирование разработано на основе комплексного сочетания средней месячной температуры воздуха в январе и июле, средней скорости ветра за три зимних месяца, средней месячной относительной влажности воздуха в июле и сведено в табличной форме в СНИПе 23-01–99 "Строительная климатология").

Основным компоновочным принципом планировки двухэтажных индивидуальных жилых домов является вертикальное разделение пространства. На первом этаже должны располагаться помещения активного времяпрепровождения: гостиная, кухня, столовая, входная группа (тамбур, прихожая), наиболее вместительные летние помещения дома (терраса, веранда). На первом этаже также могут быть размещены жилая комната для пожилых членов семьи, рабочий кабинет. На втором этаже располагаются спальни, тихие рабочие кабинеты, детские комнаты. Общая комната (гостиная) должна быть непосредственно связана с прихожей и по возможности с кухней. Спальни должны проектироваться непроходными и иметь удобную связь с санузлами. При размещении кухни следует предусматривать ее удобное сообщение с общей комнатой, кладовой для хранения продуктов, верандой или террасой, подвалом. Ванные, туалеты и постирочно-моечные помещения в домах с квартирами в двух уровнях следует размещать на обоих этажах одно над другим. Расположение санузлов непосредственно над жилыми комнатами не допускается. Вход в помещение, оборудованное унитазом, непосредственно из кухни не допускается.

Фундаменты под все несущие и самонесущие стены проектируются ленточными. Глубина заложения фундаментов под внутренние стены должна быть не менее 0,5 м. При наличии подвала подошва фундамента заглубляется ниже уровня пола подвала не менее чем на 0,5 м. При строительстве малоэтажного дома на пучинистых грунтах наиболее эффективен плитный фундамент, имеющий пространственное армирование но всей несущей плоскости. Его конструкция представляет собой сплошную или решетчатую плиту из монолитного железобетона.

Цоколь должен выполняться из высокопрочного бетона, кладки из глиняного кирпича или облицовываться плитами из натурального или искусственного камня. Высота цоколя принимается, как правило, не менее 500 мм.

Перекрытия из мелкоразмерных элементов, применяемые в малоэтажных жилых и общественных зданиях, различаются по конструктивным признакам: балочные и плитные; по материалам: деревянные, железобетонные и железобетонные с керамическими вкладышами; по способу производства работ: сборные, сборно-монолитные и монолитные.

Основной тип балочных перекрытий малоэтажных зданий до недавнего времени был по деревянным балкам (см. рис. 5.28). Деревянные перекрытия применяют преимущественно в местах, где древесина – местный строительный материал. Простейшая конструкция междуэтажного деревянного перекрытия состоит из деревянных стандартных брусковых балок прямоугольного сечения, черепных брусков квадратного сечения, стандартного щитового наката, слоев толя и звукоизоляции, а также дощатого пола, укладываемого по лагам. Все остальные конструктивные решения перекрытий являются разновидностью данной основной схемы. Так, при замене деревянных балок на железобетонные эта принципиальная схема не изменяется: балки имеют тавровое сечение, т.е. сечение, аналогичное сечению деревянной балки с черепными брусками. По железобетонным балкам укладывают гипсовые, легкобетонные или керамические накаты из плит (рис. 6.20, 6.21). Железобетонные балки таврового сечения изготавливают для пролетов 4,8 и 6,0 м

Рис. 6.20. Сборное перекрытие по железобетонным балкам (вариант 1):

а – междуэтажное; б – чердачное; 1 – лаги; 2 – упругая прокладка; 3 – дощатый пол; 4 – песок не менее 20 мм; 5 – деревянный каркас; 6 – толь; 7 – железобетонная тавровая балка; 8 – плита гипсовая или легкобетонная; 9 – утеплитель; 10 – пароизоляция

Рис. 6.21. Сборное перекрытие но железобетонным балкам (вариант 2):

а – междуэтажное; б – чердачное; 1 – железобетонная тавровая балка; 2 – двухпустотный легкобетонный вкладыш; 3 – песок не менее 20 мм; 4 – стяжка из легкого бетона; 5 – линолеум по прослойке из холодной мастики из водостойких вяжущих; 6 – утеплитель; 7 – пароизоляция

высотой 220–260 мм, а для пролета 6,6 м – 300 мм. Применение вкладышей 2 (см. рис. 6.21) в конструкции перекрытия позволяет располагать непосредственно на них пол из рулонных материалов, например из линолеума, предварительно устроив подготовку основания под такой пол.

При конструировании чердачных перекрытий по железобетонным балкам (рис. 6.20,6) необходимо позаботиться о том, чтобы не создавались мостики холода, вызывающие отсыревание внутренних поверхностей потолка. Железобетонные балки, выступающие в зону чердака, необходимо утеплять минераловатным войлоком или обсыпкой из материала, примененного в качестве утеплителя чердака.

Решение сборного варианта перекрытия, показанного на рис. 6.21, может быть выполнено в сборно-монолитном варианте (рис. 6.22). Недостатком таких перекрытий является сложность бетонирования промежутков между блоками, в которых уложены арматурные каркасы.

В прошлом находили применение перекрытия по металлическим балкам двутаврового профиля с использованием в качестве межбалочного заполнения дощатого наката или сборных железобетонных плит высотой 90; 120; 150 мм. Заполнение пространства между балками из неорганических материалов и защита балок от непосредственного воздействия огня позволяли получать перекрытия необходимой долговечности и огнестойкости.

Рис. 6.22. Сборно-монолитное перекрытие по монолитным железобетонным балкам со сборными легкобетонными вкладышами

Глубина опирания железобетонных балок на стены принимается не менее 180 мм, для металлических балок – не менее 200 мм. Для создания жесткости и устойчивости перекрытия концы балок связываются друг с другом и со стенами стальными анкерами.

Если малоэтажное жилое здание возводится не очень далеко от завода железобетонных изделий, то лучше применять для перекрытия сборные железобетонные многопустотные плиты толщиной 220 мм (см. рис. 5.24) или плоские сплошные панели толщиной 120 и 160 мм. Но в этом случае потребуется подъемная строительная техника.

Часто делают междуэтажные и чердачные перекрытия в монолитном варианте. Эти перекрытия долговечны, огнестойки, обеспечивают возможность создания горизонтальных жестких диафрагм, необходимых для обеспечения пространственной устойчивости, и достаточно экономичны. По плитам или настилам в соответствии с назначением помещений настилают чистые полы.

Перекрытия из полистиролбетона (рис. 6.23), недавно появившиеся в нашей стране, отличаются небольшим весом, что обусловливает малые нагрузки на несущий каркас и фундамент здания. Кроме того, они обладают высокими физическими, термическими и акустическими свойствами, а также легкостью монтажа.

В малоэтажных домах из мелко- размерных элементов перегородки также устраивают из мелкоразмерных элементов и изделий (см. рис. 5.30), а в домах со стенами из местных материалов (ракушечника, туфа, дерева и др.) перегородки целесообразно возводить из этих же материалов. Межквартирные перегородки по сравнению с межкомнатными должны обладать повышенной звукоизоляцией. К перегородкам, ограждающим кухни и санузлы, предъявляют требования повышенной влагостойкости и гигиенической отделки. В зависимости от материала перегородки бывают кирпичные (см. рис. 5.30, б), из пустотелых керамических и легкобетонных камней, деревянные, из древесно-стружечных и древесно-волокнистых плит, гипсовые и гипсошлаковые, из легких и ячеистых бетонов, из стеклоблоков (см. рис. 5,32, в) и стекло-профилита (см. рис. 5.30, г). Однослойные перегородки из строганных досок толщиной 40–50 мм наиболее просты в устройстве. Между собой их соединяют в шпунт или при помощи шипов диаметров 10–15 мм, которые устанавливают с шагом 1 – 1,2 м в заранее просверленные отверстия в шахматном порядке. Доски устанавливают торцами на главные балки (см. рис. 5.26), или на поперечные балки, опирающиеся на череп-

Рис. 6.23. Перекрытие из полиетиролбетона

ные бруски главных балок, или на вспомогательные балки (лежни), опирающиеся на поперечные балки.

При возведения проемных каменных стен малоэтажных зданий используют несколько вариантов конструктивных решений перемычек: клинчатые, арочные, сборные железобетонные, рядовые и армокаменные. Клинчатые и арочные перемычки в настоящее время используют редко из-за трудоемкости их возведения. Для перекрытия оконных и дверных проемов шириной до 5,4 м в степах рекомендуется использовать сборные брусковые, брусковые усиленные, плитные или монолитные железобетонные перемычки, которые должны опираться на простенки не менее чем на 120 мм в самонесущих стенах и на 250 мм в несущих стенах. Сечения перемычек кратны размерам кирпича. Рядовые перемычки перекрывают проемы шириной до 2 м. При их изготовлении под нижний ряд камней укладывают арматуру из круглой или полосовой стали. Арматуру (не менее одного стержня на ширину камня) укладывают в слои цементно-песчаного раствора толщиной 30 мм. Концы стержней заводят в простенки не менее чем на 0,25 м. Армокаменные перемычки используют для перекрытия проемов шириной более 2 м. Они отличаются от рядовых тем, что армируются сварными каркасами. Арматурные каркасы закладывают в вертикальные швы кладки камней.

Венчающие кирпичное здание карнизы проектируются из кирпича путем напуска рядов кладки до 80 мм в каждом ряду с общим выносом не более половины толщины стены, из карнизных железобетонных плит, заделываемых в нижележащую кладку с помощью металл ических анкеров (рис. 6.24), из деревянных элементов – кобылок.

Рис. 6.24. Конструкции карнизов кирпичных зданий:

а – кирпичные карнизы: 6 – сборные железобетонные карнизы; 1 – сборные консольные железобетонные плиты; 2 – прижимной уголок; 3 – штырь; 4 – анкер; 5 – стальной кронштейн; 6 – ограждение; 7 – кронштейн; 8 – железобетонный брус

В индивидуальном жилом доме желательно запроектировать чердачную двух- или четырехскатную крышу с устройством стропильной системы (см. рис. В.5). Уклон скатов крыши принимается для глиняной черепицы – 35–45; волнистых асбестоцементных листов – 18–40; для кровельной стали – 18–24; для металлочерепицы – более 14.

На рис. 6.25 показаны конструктивные решения наиболее широко применяемых двухскатных крыш. Наслонные стропила применяются в двухпролетных зданиях со средней несущей стеной. При пролете стропильной ноги более 4,8 м (рис. 6.25, б) под нее подводят подкос, который позволяет уменьшить сечение стропильной ноги. При симметричном расположении внутренних опор верхний прогон не совпадает с коньком крыши. В этом случае в схему вводят горизонтальную схватку. В верхней части стропильные ноги попарно соединяются накладками из досок или внахлест. Висячие стропила передают нагрузку только на наружные стены (рис. 6.25, г-ж, 3.17). Для восприятия растягивающих усилий нижние концы стропил соединяют затяжкой. Верхние концы стропил опираются только друг на друга. Висячие стропила удобны для домов с небольшими мансардами. Для обеспечения жесткости конструкции крыши вдоль конька стойки соединяют прибитыми крест-накрест досками через один шаг. Если применены висячие стропила, то связи устраивают по стропильным ногам.

Для освещения, проветривания и выхода на кровлю устраиваются слуховые окна с заполнением проемов жалюзийными решет-

Рис. 6.25. Конструктивные решения двухскатных крыш:

а, б – наслонные стропила для одноэтажных двухпролетных зданий; в – наслонные стропила для четырехпролетных зданий; г, д – висячие стропила для одноэтажных однопролетных зданий; е – висячие стропила для мансардных однопролетных зданий; ж – то же для ломаных крыш; з – то же для мансардных двухпролетных зданий

ками, располагаемые на высоте 1,2 м от чердачного перекрытия на скатах крыши (см. рис. 6.17, В.5, в – д). В малоэтажных домах применяют, как правило, чердачные скатные крыши с наружным организованным (см. рис. 5.45) или неорганизованным (см. рис. 6.24, а) отводом воды. Информация о выборе кровельного материала представлена в подпараграфе 5.3.6.

Современные лестницы в малоэтажных жилых домах – коттеджах являются украшением фасада и внутреннего интерьера, совмещают в себе функциональное назначение с эстетическим. По форме в плане лестницы подразделяются на прямолинейные, с поворотом прямых маршей (рис. В.12, см. рис. 5.41), криволинейные, с поворотом криволинейных маршей, круговые, винтовые (см. рис. 5.40). В плане забежные ступени имеют переменную ширину и представляют собой трапецию либо треугольник (см. рис. В. 12). Забежные ступени выполняются ради экономии места, когда не хотят устраивать промежуточную площадку, или из архитектурно-эстетических соображений.

По способу опирания ступеней на несущие элементы выделяют лестницы на сплошном основании (плитном, грунтовом), на косоурах, на тетивах (рис. В.13); консольные па стенах или столбах: консольные винтовые на стойке, с опиранием на стены, с опиранием на стойки, подвесные (к поручням, перекрытиям, стенам), цепные сборно-разборные, комбинированные. Тетива представляет собой доску, устанавливаемую на ребро.

Применение лестниц с разной высотой ступеней не допускается. Высота ограждений лестниц должна быть не менее 0,9 м. Предусматривать на путях эвакуации винтовые лестницы и забежные ступени не рекомендуется. Для изготовления лестниц используют древесину, металлы, бетон, натуральный камень, стекло, пластик, керамические изделия, а также комбинации материалов. Древесина – наиболее традиционный и распространенный материал для изготовления лестниц любой конструкции и дизайна в одноквартирном доме. Для изготовления несущих конструкций внутренних лестниц и их отделки применяются мягкие породы древесины (сосна, лиственница), полутвердые (береза) и твердые (дуб, бук, клен, кедр, ясень и др.). Толщина деревянной проступи зависит от ширины марша. Для ступени длиной 900; 1000; 1200 мм следует использовать доски толщиной 40; 50; 60 мм соответственно. Бетонные лестницы, изготавливаемые в условиях строительной площадки, применяются как наружные, использующие естественный рельеф местности, или по насыпному утрамбованному грунту. Древесина, ограниченно применяемая для изготовления наружных лестниц, требует дополнительной обработки антисептиками. Необходимо учитывать возможность обледенения ступеней в зимнее время. Для повышения безопасности лестниц поверхности проступей выполняются рифлеными.

При проектировании винтовых лестниц следует исходить из того, что ширина проступи посередине марша не может составлять менее 200 мм, а на расстоянии 150 мм от центральной стойки должна быть не менее 100 мм. При использовании винтовой лестницы в качестве основной внутри квартирной проступь выполняется длиной не менее 800 мм и не более 1100 мм, а проем в перекрытии должен иметь диаметр не менее 2 м. Существует много видов конструкций винтовых лестниц и способов крепления ступеней (рис. В. 14).