144433 (Технологии монолитного строительства жилья)

Введение

Основным направлением развития массового жилищного строительства является сборное, панельное домостроение. Однако более 35% объемов жилищного строительства осуществляется еще недостаточно индустриальными методами. Поэтому индустриальные методы монолитного домостроения рассматриваются как резерв повышения общего уровня дальнейшей индустриализации строительства. [2]

Монолитное строительство – одна из наиболее перспективных технологий возведения зданий, в т.ч. жилых. Основными достоинствами домов, построенных таким методом, являются высокая скорость строительства, гибкость в архитектурно-планировочных решениях и высокая устойчивость к неблагоприятным факторам окружающей среды.

За счет увеличения ширины монолитных зданий (по сравнению с другими) удается не только сэкономить материалы, но и на 20–30% снизить расход тепла на обогрев дома. Монолитное здание практически не имеет швов, что тоже повышает показатели его тепло- и звуконепроницаемости. В сочетании с использованием эффективных утеплителей это позволяет улучшить режим эксплуатации дома в зимнее время, снизить массу и объем ограждающих конструкций (толщина стен и перекрытий существенно уменьшается).

Благодаря своим технологическим особенностям монолитные дома более устойчивы к воздействиям неблагоприятных техногенных и природных факторов. Потому они и более долговечны: если установленный проектировочный срок эксплуатации современных панельных домов 50 лет, то построенных по монолитной технологии – не менее 200.

Цель работы – анализ эффективности внедрения прогрессивных технологий быстрого возведения жилья – монолитного строительства в сравнении с кирпичным.

Задачи работы:

• Провести обзор литературы по технологии монолитного строительства;

• Рассчитать экономические и экологические показатели от внедрения технологии монолитного возведения жилья;

• Провести оценку конкурентоспособности рассматриваемой технологии.

1. Обзор литературы по технологии монолитного строительства жилья

Идея монолитного строительства проста – по тому же принципу заливают фундаменты домов. В масштабе здания это выглядит как возведение конструктивных элементов из бетоносодержащей смеси с использованием специальной опалубки – непосредственно на строительной площадке.

Первые дома такого типа появились в России еще в сталинские времена, однако широкое распространение «монолит» получил в последние 10 лет. Ожидается, что в Москве в нынешнем году «монолитов» будет построено на 10–15% больше, чем панельных зданий. Причиной такой «экспансии» послужили несомненные преимущества монолитных домов по сравнению с панельными и кирпичными. [8]

Само слово «монолит» переводится с греческого как крупный предмет, цельная каменная глыба или сооружение.

Эта технология, ранее использовавшаяся только в индустриальном строительстве, получает все более широкое распространение и в индивидуальном домостроении. В рамках этой технологии можно выделить два главенствующих направления: применение сборно-разборных опалубочных систем и несъемных опалубок из пенополистирола.

Сборно-разборные опалубки широко применяются при возведении многоэтажных зданий жилого и административного назначения. Существует два варианта конструкций домов, выполняемых подобным образом:

Конструкции с монолитными наружными стенами, предусматривающие дополнительное утепление фасадов (наружное), или размещение утеплителя внутри стены при заливке бетона в опалубку.

Монолитный несущий каркас здания с наружными (ненесущими) стенами, выполненными из другого материала, обладающего лучшими, чем у тяжелого бетона, теплоизолирующими свойствами.

Эта технология экономически (по стоимости 1 м² общей площади дома) эффективна только при значительных объемах строительства, например, при возведении нескольких коттеджей или коттеджного поселка. Применительно к отдельно строящемуся дому, такой способ строительства не имеет существенных преимуществ перед кирпичным домом.

Основное преимущество несъемных опалубочных систем заключается в их небольшом весе, несложной технологии и возможности вести строительство без применения тяжелой техники, что и обусловливает популярность этой технологии среди владельцев коттеджей. Широкое распространение получили несъемные опалубки из пенополистирола, представляющие собой пустотный полистирольный блок, состоящий из двух панелей, связанных между собой перемычками из полистирола или другого пластика. После сборки из таких элементов части стены, полость, образовавшуюся между наружной и внутренней панелями, замоноличивают армированным бетоном. Далее собирают следующий участок стены, и технологический цикл повторяется. Преимуществом такого способа является возможность получения за один технологический цикл многослойной стеновой конструкции с достаточным сопротивлением теплопередаче, причем роль утеплителя выполняет сама опалубка.

Пенополистирол является горючим материалом, поэтому особое внимание следует уделить выбору отделочных материалов, как наружных, так и внутренних. Для внутренней отделки обычно применяются гипсокартонные листы, наклеиваемые на полистирол, или штукатурные материалы, предназначенные для работы по пенополистиролу; фасад дома оштукатуривается или облицовывается трудногорючими панельными или плиточными материалами.

Имеющаяся статистика позволяет сделать вывод, что строительство коробки здания с применением описанной технологии оказывается дешевле возведения коробки из кирпича приблизительно на 10 – 20% (в зависимости от проектного решения дома и принятого варианта отделки фасада). [4]

Тяжелый бетон обладает низким значением коэффициента паропропускания, вследствие чего вопрос обеспечения хорошего воздухообмена и вентиляции внутреннего пространства в домах из этого материала стоит особенно остро. Как известно, коэффициент паропропускания характеризует способность материала пропускать газ и пар. В этом плане наилучшим из перечисленных выше материалов является дерево, поэтому комфортность проживания и микроклимат в деревянных домах принимаются за эталон. Деревянные стены обеспечивают дополнительное поступление наружного воздуха (дом «дышит»). В домах с монолитными стенами эта составляющая сведена до минимума, что влечет за собой необходимость проведения конструктивных мероприятий, направленных на компенсацию этого недостатка, вплоть до организации приточно-вытяжной вентиляции, тогда как обычно предусматривается только вытяжная вентиляция. Подобные проблемы могут возникнуть и при использовании в качестве утеплителя пенополистирола, который также отличается низким коэффициентом паропроницаемости. Обычно фирмы, предлагающие технологии несъемной опалубки из полистирола, решают эти вопросы в процессе разработки проекта. Пренебрегать их рекомендациями – значит заранее ухудшить эксплуатационные качества такого жилья.

Упрощенно технологию строительства дома монолитным способом можно представить следующим образом. Непосредственно на стройплощадке монтируются специальные формы – опалубки, повторяющие контуры будущего конструктивного элемента, например, стены, колонны и так далее. В опалубку любых видов по проекту устанавливается арматура и заливается бетон. Сейчас применяется две монолитных технологии: со щитовой опалубкой и с туннельной опалубкой. Последняя дает возможность получить целые блоки квартир и возводить одновременно внутренние стены и перекрытия – любые по высоте, ширине и длине. После остается построить только наружные стены. Такие дома вряд ли можно назвать элитными в полном смысле этого слова из-за их небольшой метражности: площадь однокомнатной квартиры в таком доме не столь впечатляюща – от 50 м.

Щитовая же опалубка менее скоростная, но более мобильная. С ее помощью можно возводить здания каркасного типа без балок. Это открывает массу возможностей: можно построить здание с любым фасадом, любой этажности (и даже разноэтажности) и распланировать квартиры так, как нужно заказчику – любой площади и любого количества комнат. У покупателя такой квартиры есть много вариантов. Можно приобрести ее вообще без перегородок и отделки. В таком случае открывается масса возможностей в планировке и отделки квартиры исключительно на свой собственный вкус. Можно вносить свои предложения и пожелания относительно внутреннего интерьера, количества комнат, перегородок на разных стадиях строительства дома. Даже если покупатель захочет многоуровневую квартиру.

Дальше устанавливается система утепления, коммуникаций (вся электрическая проводка в монолитных домах также делается в момент формирования стен и перекрытий, что сводит к минимуму возможности ее повреждения). Наружные стены могут любыми – и кирпичными, и панельными, и навесными. Преимущество таких домов в том, что их можно строить даже в самом густонаселенном центре города, где панельное или кирпичное строительство просто невозможно. Монолитная технология предполагает возможность совмещения монолита с кирпичом, к которому все так «прикипели» душой. Кроме этого, сочетание бетонный монолит – кирпич обеспечивает монолитным домам стопроцентную звукоизоляцию.

Как известно, делать фундаментальный ремонт в панельных или кирпичных домах стоит только после того, как он даст усадку, а для этого должно порой пройти несколько лет. Все это неактуально для монолита: обустраивать квартиру в таком доме можно сразу, рассчитывая при этом на много лет вперед. Это же относится и к внешнему дизайну всего здания. На монолитные дома не влияют осадки, здесь нет стыков между плитами, которые традиционно считаются самым слабым местом у панельных домов. [9]

Все новое, особенно сегодня, когда все стремятся заботиться о своем здоровье, принято тщательно проверять на предмет экологичности, соответствия нормам санитарных требований. Требования возрастают, если речь идет о жилой квартире. Весь мировой опыт монолитного строительства говорит о том, что монолитное жилье не дает никакого отрицательного влияния на здоровье человека. Доказательством тому является то обстоятельство, что монолитные дома строят сегодня во всех, в том числе и в самых высокоразвитых странах мира, в том числе во Франции, Великобритании, США, Швеции и многих других. Не говоря уже о столицах – Москве и Санкт-Петербурге. Во многих из них живут чрезвычайно богатые люди, которые, как известно, очень трепетно относятся к своему здоровью. Стоит предположить, что выбор их не случаен.

Если в экологическом плане сравнивать монолитное домостроение и панельное, то они практически ничем не отличаются. И там, и там тот же бетон, в монолитном доме его даже меньше. Просто один льют на производстве, а другой – непосредственно на объекте. Чтобы максимально улучшить экологическую обстановку в квартире, монолитные дома обкладывают кирпичом. Это не только красиво, но и регулирует влажность внутри дома: кирпич лучше впитывает влагу, чем бетон.

И еще один немаловажный вопрос: стоимость квартир в монолитных домах. Стоимость метра жилой площади в монолитном доме давно уже сопоставима со стоимостью метра в панельном. В последнее время квартиры в панельных домах даже дороже. Самые дешевые, а значит, и самые доступные монолитные дома, где внешние стены формируются из бетонных панелей. Иногда, чтобы сэкономить и предложить покупателям более доступное жилье, для формирования внутренних стен используется гипсокартон. Но жить в помещении с практически абсолютной акустикой мало кого прельщает, поэтому покупатели вынуждены самостоятельно возводить кирпичные стены.

Сравнивая монолитное жилье с кирпичным, можно отметить следующее. Благодаря пористой структуре у кирпича наилучшая тепло- и звукоизоляция.

Наибольшее распространение получили два типа кирпича: керамический (глиняный) и силикатный, производимый из известково-песчаной смеси с различного рода добавками.

Силикатный кирпич пользуется невысокой популярностью, т. к. хорошо впитывает влагу и, как следствие, обладает сравнительно невысокой морозостойкостью. Кроме того, силикатный кирпич отличается от керамического повышенной плотностью и пониженными теплоизоляционными характеристиками, стеновые конструкции получаются более тяжелыми, что требует сооружения фундамента повышенной прочности.

Глиняный кирпич по структуре может быть полнотелым или пустотным. Пустоты в материале организуются при его формовании и могут быть сквозными или несквозными. Пустотные кирпичи легче полнотелых, а кладка из них обладает лучшими теплоизоляционными свойствами. Уменьшение массы кирпича, обусловленное наличием пустот, позволяет производить камни большего размера, чем стандартный (250х125х65 мм). Использование полуторных (250х125х88 мм) и двойных (250х125х138 мм) кирпичей дает возможность снизить расход кладочного раствора, а также сократить время, необходимое для возведения стен. [3]

Сплошная кирпичная стена, удовлетворяющая требованиям СНиП II-3–79, даже при использовании только пустотных крупноформатных кирпичей, должна иметь толщину 0,8 – 0,9 м. В то же время, конструктивная прочность ограждающих конструкций 1 – 3-этажного здания достигается при значительно меньшей толщине стен. Существует несколько путей минимизации объема используемого материала при одновременном обеспечении конструктивной прочности и требуемых теплоизоляционных характеристик сооружения.

Использование крупноформатных блоков из поризованной керамики со специально организованной пустотностью. Наличие микропор снижает плотность и улучшает теплоизоляционные характеристики керамики. При этом прочностные характеристики таких изделий достаточны для возведения несущих стеновых конструкций. Использование подобных материалов позволяет соблюсти последние требования строительной теплотехники при толщине стен 51 – 64 см.

Применение колодцевых кладок с последующим заполнением образующихся полостей эффективным утеплителем. Между наружной (фасадной) кладкой, толщина которой, как правило, 125 мм, и внутренней (несущей), толщина которой выбирается из конструктивных соображений (чаще всего 250 мм), организуются связи из кирпичных перевязок. Такая конструкция позволяет уменьшить расход кирпича, а помещенный внутрь стены утеплитель обеспечивает необходимые теплофизические свойства. Общая толщина таких стен может составлять 51 – 64 см (в зависимости от толщины применяемого утеплителя).

Применение различных систем наружного утепления фасадов. В этом случае толщина кладки и материал (тип и сорт кирпича) выбираются только из соображений прочности конструкции, а необходимый уровень теплоизоляции обеспечивается системой утепления. Общая толщина стеновой конструкции с системой утепления может составить 40 – 45 см.

Использование новых марок кирпича, обладающих пониженной объемной плотностью и, как следствие, низким коэффициентом теплопроводности.