Никола Григоров
Зелен дом (27)

2.1. Строителството на сглобяеми жилищни сгради — устойчиво наложил се модел в световната строителна практика и потребление

Основната отличителна черта на сглобяемите същи (сгради) е тази, че при тяхното построяване се използват предварително изработени елементи и модули, които се сглобяват на място. Този начин на изграждане се извършва по технологията на сухото строителство. В исторически план строителството на сглобяеми къщи бързо се разраства след края на Втората световна война, най-вече поради кратките им срокове на изграждане и възможност за задоволяване потребностите на хората и нормализиране на техния живот след нанесените разрушения от войната на съществуващия сграден фонд. Водещи в това отношение са страните от Западна Европа, но по същото това време този вид строителство се налага и в САЩ, Канада, Скандинавските страни и Русия. В последните десетилетия в страните от Източна Европа, както и в България, с подчертан интерес от страна на потребителите производството на сглобяеми къщи също бързо се увеличава.

В зависимост от географките климатични особености и целевото им предназначение се възприемат различни подходи при избор на типа конструкция на сглобяема къща.

Различават се следните конструкции:

• Скелетно-гредова конструкция

• Панелно-модулни конструкции

• Конструкция с обли дървени материали (трупи)

• Конструкция с метални профили

Скелетно-гредова конструкция

При скелектно-гредовата конструкция скелетът на ограждащото и вътрешно пространство на сградата се изпълнява с греди от дърво, които поемат и тежестта на конструкцията, а фасадните стени представляват предварително изработени и профилирани многослойни панели. Панелите за вътрешните стени, които разделят помещенията на сградата едно от друго, трябва да бъдат по-тънки, за да не отнемат от застроената площ, да изолират шума, да са огнеустойчиви и водоустойчиви, когато се използват за мокри помещения.

При скелетно-гредовата конструкция стените не поемат никаква тежест, а тежестта се поема единствено от гредовата конструкция, което способства за увеличаване живота на къщата. А с оглед да се осигури стабилност и устойчивост на сградата при странични въздействия между вертикалните греди се поставят и хоризонтални такива.

Панелно-модулни конструкции

Приложението на този вид конструкции е една от най-старите технологии за строителство на сглобяеми къщи. Тяхната история води началото си от около 1930 г. в резултат на проведени научни изследвания и тестване на Forest Products Laboratory в Медисън, щата Уискънсин. А през 1937 г. е била построена и първата къща, която и досега се е запазила и е в експлоатация. Какво представляват елементите, изграждащи сглобяемата къща? Това са т.нар. структурно изолационни панели (SIP), които се състоят от дебел пласт изолационна пяна, която е инжектирана между две структурни плоскости и затова ги наричат още „сандвич“ панели. Твърдата синтетична пяна осигурява високи изолационни качества, а структурните плоскости — устойчивост, якост и стабилност на системата. Най-често за структурни плоскости се използват плоскостите от OSB (oriented strand board — повърхностно ориентирани частици) или FCB (fiber cement board — циментови влакнести плочи), а пяната е EPS (expanded polystyrene), XPS (extruded polystyrene) или PUR (polyurethane).

Непосредствено след края на Втората световна война, необходимостта от бързо задоволяване потребностите с жилища за населението на мястото на разрушените такива, се откриват възможности за развитие на строителството на сглобяеми къщи, дори и с по-ниско качество. И именно тогава през 1947 г. са построени сгради, в които за сърцевина се използва гофриран картон с плоскости от шперплат и пресован картон. Пресованият картон се е оказал не достатъчно ефективен и устойчив на атмосферните влияния. Към 1967 г. строителството на сглобяеми сгради продължава, но вече с използването на полистиренова сърцевина и с дървесно-циментови и OSB плоскости.

Структурните изолационни панели са едновременно структурно изграждащ елемент, изолация и външна облицовка, а предварителното им производство, съкращава срока за построяването на сградата. Правилно инсталираните панели, осигуряват пълна термична обвивка на сградата, която поддържа постоянна температура и влажност, води до намаляване на изискваната мощност от енергия за отопление, охлаждане и вентилация.

Конструкция с объл дървен материал (трупи) и талпи (греди)

Къщите, строени от дърво, имат многовековна история, най-вече и поради това, че то е един от първите строителни материали, използвани от човечеството. Но дори и сега, в началото на ХХІ век, когато благодарение на техническия прогрес на пазара на строителни услуги съществува многообразие от съвременни материали, къщите от дърво заемат водещо място в индивидуалното строителство, а дървото — предпочитан естествен материал, носещ уют, топлина и красота.

Строителството на сглобяеми къщи от трупи се извършва най-вече в райони със суров северен климат в гористи и труднодостъпни места. Кръглите цилиндрични трупи с дебелина около 30 см се обелват (осцилиндроват) ръчно със специална брадва с тъпо острие, за да може тънките капиляри на повърхностния слой да се сплескат и да възпрепятстват навлизането на вода в трупите.

Съединяването на хоризонтално разположените трупи в ъглите се осъществява чрез засичане на горния и долния край на трупите с цел осигуряване плътното им притискане един към друг и продължавайки по този начин във вертикална посока, се изграждат стените на къщата.

Дебелината на трупите от 30 cm осигурява много добра изолация през зимата, прохлада през топлите дни и здравословен вътрешен климат. За уплътнение между трупите се използва минерална вата, конопени или други растителни влакна. Под къщата обикновено се изкопава дълбоко мазе не по-малко от 2 m, за да може да се достигне до незамръзналата почва, а стръмният скатен покрив, построен с греди с обшивка от дъски, и двойният таван и под, повишават топлоизолацията на къщата.

Най-често използваните дървесни видове при строителството на къщи от дърво са бор, ела, кедър и лиственица. Дълготрайността на тези къщи при положение че са спазени всички технологични изисквания, не е по-малка от стоманобетонните къщи, като същевременно в продължение на десетилетия те запазват физическите си характеристики и естествения си вид.

В зависимост от начина на оформяне на трупите, се различават руски, норвежки, фински, канадско-американски стил на изграждане на сглобяема къща. Към описания вече начин на изграждане на дом от трупи, който е типично руски стил, следва да се прибави и разнообразната архитектура на изпълнение, която се изразява чрез създаване на красиво украсени с резба перила, чардачни прозорци, капаци на прозорците, балкони и др.

При норвежкия стил трупите от двете страни се заръбват, т.е. отнема се част от дървесината, така че съединението между тях се извършва на плоските им страни, както и чрез трапецовидно изработени нут и федер.

Канадско-американският стил се отличава с това, че използваните трупи за строежа са с различна дебелина — при основите по-дебели, а към горните части на къщата — по-тънки. Това налага индивидуален подбор при сортиране на материала и ръчна обработка на всяко едно дърво. Още една особеност на американските къщи от трупи, са голямото количество и огромни по размер прозорци и врати. Големите прозорци в къщите са предпочитан елемент на сградата в южните щати, а тяхната защита от слънцето се осъществява със силно издадени покриви над външните стени на сградата.

Конструкция с греди

Дървени къщи с конструкция от хоризонтално поставени една върху друга слепени или захванати със скоби греди, обикновено със сечение 15/15 или 20/20 cm, също е надеждна и има висока степен на топлоизолация. Но за разлика от конструкцията с трупи, те се нуждаят от защита от влага чрез импрегниране или специални защитни бои, а също и от облицовка на външните стени. Нещата значително се подобряват, ако използваните греди са произведени по технологията на „слепена дървесина“ и тогава дълготрайността на къщата от греди е колкото и този при къщата от трупи.

Конструкция с метални профили

Носещата конструкция е от метални профили, които се сглобяват чрез болтове или заварки. Изключително устойчиви на земетресения. Тази конструкция позволява изграждането на 4 до 5 етажни къщи.

В общия обем жилищно строителство, сегментът за строителство на сглобяеми къщи се отличава с непрекъснато увеличаващ се относителен цял, което съответства и на предпочитанията на потребителите. Тази тенденция се потвърждава и от следните данни. В Шотландия над половината от строящите се къщи са сглобяеми. Аналогично е положението и в Швеция. И в двете държави нормативно е регламентирано и строителството на 5-6-етажни сглобяеми сгради с конструкция от дърво и отговарящи на изискванията на съвременната архитектура. От страните в Западна Европа, водеща е Австрия с над 35% относителен дял, а в държавите от Източна Европа, макар и с по-малки обеми, също бързо увеличават производството на сглобяеми къщи. Най-добър пример за предпочитанията на този вид строителство се наблюдава в Америка. Американски еднофамилни и двуфамилни жилища от бетон и тухли почти не се строят. И независимо, че при урагани или други природни бедствия, които са често явление в Америка, една сглобяема къща може лесно да бъде разрушена, тя има и предимство, че в много по-малка степен може да застраши живота на обитателите, отколкото при тухления дом. Друга също важна причина е, че средният американец не живее дълго в едно и също жилище, поради своята мобилност и при промяна на местоживеенето в много кратки срокове, той се сдобива с други собствено жилище.

Напоследък съзнанието на хората било от информационните източници, било от това, което става непосредствено около тях в природата, започват да обръщат все по-голямо внимание и да се отнасят сериозно към проблемите по ограничаване на човешките дейности, които увреждат необратимо околната среда. Осъзнавайки, че увреждането се връща като бумеранг, оказващ пряко влияние върху тяхното здраве, те разбират, че могат да влияят чрез продуктите, които притежават, и начина им на потребление при експлоатация.

И ако този продукт са сглобляемите къщи и то в основната си част с вложена в тях масивна дървесина и дървесни плоскости, то изводите, които могат да се направят, са:

Първо — дървесината е възобновяем природен ресурс и количеството, вложено в една сглобяема къща в разстояние на експлоатационния й срок, може да се възпроизведе от 2 до 2,5 пъти при период от 40 години до достигане на пълнодървесност при иглолистните дървесни видове, каквато масивна дървесина обикновено се използва в строителството. Този срок на възпроизводство се увеличава от 4 до 5 пъти за технологичната иглолистна и широколистна дървесина, използвана за производството на плочести материали.

Добивът на обла дървесина и преработката й след това не са съпроводени с отделяне на вредни вещества в атмосферата, а напротив — в нея са акумулирани значителни количества СО².

За сравнение с железобетонното строителство при производството на необходимите цимент, стомана, алуминий се отделят значителни количества вредни вещества и прах в атмосферата и второ, изходните суровини, от които се получават тези строителни продукти са невъзобновяеми, което в един не толкова дълъг бъдещ период води и до тяхното изчерпване. Освен всичко друго производството на тези строителни продукти е и енергоемко.

Или предимствата, произтичащи от сравнението при триадата__, „възобновяемост на суровините — вредност при производството на строителни продукти — енергоемкост на производството“__ са в полза на сглобяемите същи с използване на масивна дървесина и дървесни плоскости.

Второ — как в процеса на експлоатация нашето жилище въздейства върху здравето ни, а също и на околната среда. От извършвани сравнителни анализи е установено, че много по-природосъобразно е да се живее в сглобяеми същи от дърво, отколкото в стоманобетонни монолитни сгради. Комфортът в сградата основно се дължи на отсъствието на вредни емисии и концентрация на химически елементи и второ — на поддържането на оптимална температура, влажност и чист въздух в помещенията.

От друга страна сглобяемите сгради притежават много добри изолационни качества, което намалява значително потреблението на енергия, а оттук и натиска върху околната среда в продължение на целия експлоатационен период на сградата.

Какви най-общо са предимствата на сглобяемите сгради пред другите монолитни или отделно изпълнени тухлено-бетонни къщи

• Използването на дървесината като основен строителен материал прави сглобяемите къщи „зелени“ и „еко“ с добър и здравословен микроклимат в тях.

• Поради изключителните изолационни качества на панелите и елементите, изграждащи конструкцията им, значително се намалява потреблението на енергия за отопление и охлаждане, а липсата на каквито и да било термомостове възпрепятства образуването на конденз.

• Сглобяемите къщи имат много здрава, лека, еластична и устойчива на земетръс конструкция, а същевременно те създават и прекрасни възможности за изпълнението на различни архитектурни виждания и решения.

• Голяма степен на заводска завършеност, при кратки срокове за изработка и монтаж на място, а липсата на мокри процеси и остатъчна влага, ти прави готови за живеене веднага след построяването им.

• Не замърсяват околната среда по време на производството на панелите и елементите в предприятията и след това при монтажа на място върху предварително подготвения значително опростен и изчистен фундамент.

• В сравнение с монолитните сгради са около 5 пъти по-леки, което позволява строителството им да се извършва в отдалечени и труднодостъпни места и терени.

• Независимо, че по качество, устойчивост и дълготрайност, сглобяемите къщи са сравними, а в някои отношения и с по-добри показатели, с останалите видове строителство на индивидуален дом, тяхната цена е по-ниска и конкурентна.

Предимствата на дървените сглобяеми сгради при сеизмични натоварвания се изразяват в следното:

• при земетръс могат да се наблюдават увреждания или повреди, но рядко сградите се срутват, тъй като дървото притежава малка маса (тегло);

• при земетръс разклащането е много по-малко, отколкото при сгради с други строителни материали;

• механичните съединения на дървото оказват по-скоро пластичност, а не толкова ронливост или признаци за отчупване и дори и при земетресения с голяма сила, основната конструкция се запазва, което говори за нейната голяма издръжливост и товароподемност.

Към строителството на сглобяемите сгради и тяхната експлоатация има многобройни изисквания, които могат да се групират във функционални, технически и икономически.

• Функционалните изисквания са насочени към осигуряване на максимални удобства при експлоатация с цел гарантиране необходимите санитарно-хигиенни и микроклиматични условия за обитаване, в зависимост от предназначението на сградите и на отделните техни помещения и степента им на комфорт.

• Техническите изисквания в голямата си степен се използват още по време на проектирането, а впоследствие и със строителството на сглобяемите сгради в съответствие с определените закони, правилници и наредби. Те са в посока на гарантиране здравината и устойчивостта на конструкцията, дълготрайността, влагоустойчивост и пожароустойчивост на конструктивните елементи и детайли. Конструкцията на сградата трябва да осигурява определените с нормативи устойчивост на вертикални и хоризонтални натоварвания и на изискванията за сеизмична устойчивост, а ограждащите елементи (външни и вътрешни стени, подове и тавани), трябва да бъдат изпълнени от такива материали, които освен здравина на конструкцията, да осигуряват и необходимите звукоизолационни, хидроизолационни и топлоизолационни качества. Обемно плановите решения на сградите също така трябва да бъдат съобразени и с градоустройствените планове на селищата, в които се изграждат те.

Обемно плановите решения на сградите, също така трябва да бъдат съобразени и с градоустройствените планове на селищата, в които се изграждат те.

• Икономическите изисквания са за осигуряване на конкурентна стойност на строителството на сглобяеми сгради при сравними, а в някои случаи и с по-добри качествени характеристики спрямо монолитно построени сгради както в краткосрочен период от време, така и в дългосрочен. Към икономическите ползи могат да се прибавят и екологичните ефекти от влагането на възобновяеми ресурси при производството на строителни материали на база на дървесина, както и на възможностите да се живее в екологичен „зелен“ дом.

Най-голямо значение при изпълнение на техническите изисквания има видът на конструктивната система, която се използва за строителството на сглобяемите сгради. Тя е и тази, която поема външните натоварвания, а чрез панелите се осигуряват и изолационните им свойства.

Изработваните многослойни панели за външни (фасадни) стени на сглобяемите сгради биват с носещ скелет и без носещ скелет. Панелите с носещ скелет основно се състоят от носещи греди и колони в скелетно-гредовата конструкция, които поемат вертикалните и хоризонтални натоварвания, външна облицовка, изолационен слой, вътрешна облицовка и съответно от двете страни на външната и вътрешната плоскости — декоративно защитни покрития.

Облицовъчните платна както за вътрешните, така и за външните стени на панелите най-често се изпълняват от дървесни плочести материали ПДЧ (плочи от дървесни части), OSB (плочи с ориентирани дървесни частици), ПДВ (плочи от дървесни влакна), технически шперплат, гипсокартон, гипсофазер и др. Когато вътрешните платна са от дървесни плоскости, то те предварително се обработват антисептично (срещу влага и разрушители) и антипиренно (за по-голяма огнеустойчивост). За изолационен материал, запълващ пространството между фризовете на рамката, се използва стиропор, термофен, стъклена вата, шлакова вата и др.

Контактните декоративни защитни покрития — мазилки, посипки, облицовки с фолио, бои и др., се нанасят по традиционните методи с грундиране и лепило или други свързващи вещества, чрез които се гарантира устойчивост срещу влагата и атмосферните влияния. Когато за декоративно защитни покрития се използват сачак, метални или пластмасови ламели, сайдинг и др., то те се монтират към предварително поставени дървени или метални скари.

При многослойните панели за фасадни стени без носещ елемент, носещите греди и колони са избегнати и натоварването се поема от стените (панелите), а съединението между тях се извършва чрез съединителни кантове от дърво или метални профили. А иначе в структурно отношение използваните панели по нищо не се различават от панелите с носещ скелет.

Панели за вътрешни стени. В зависимост от тяхната функция, те се произвеждат по-тънки от ограждащите панели и по този начин не отнемат пространство от полезната застроена площ. Тяхната дебелина все пак трябва да бъде достатъчна, за да се изолира шума между помещенията, да са с добра огнеустойчивост и да са водоустойчиви, когато се използват в мокри помещения. И тук, използваните панели са два вида в зависимост от конструктивната система на сградата — с носещ скелет и без носещ скелет, а декоративно защитното покритие е същото както при вътрешните стенни панели.

Строителството на сглобяеми сгради с отделни елементи (модули). Отличителен белег на този вид строителство за изграждане на носещи и покривни конструкции, наподобяващ зидария с тухли, е чрез използването на предварително изработени елементи [Schädle Patric (45)]. Тези елементи се състоят от две паралелни дървесни плоскости (слепена дървесина или шперплат), по средата в междинното пространство между тях свързани с вертикални мостове от масивна или слоеста дървесина (носещи летви). Изграждащите елементи са с размери: дължина 1,0 m, височина 0,5 m и при системите за външни стени с дебелини 0,16 m, 0,24 m и 0,30 m. Вертикалните мостове в модулния елемент са на разстояние от 0,25 m с пера (лястовичи опашки), надстърчащи над плоскостите с 3 cm, които се вкарват в жлебовете на другата плоскост и по този начин се извършва свързването. Връзките допълнително се подсигуряват и с кламери.

За горното и долното захващане на стенните елементи има прагове, в които те се свързват. На разстояние от 3 m в конструкцията се поставят греди, които пречат на стенните елементи да се огъват при натоварване, перпендикулярно на вертикално изградената стена.

Максималното тегло на един елемент е 25 kg. Междинното пространство на елементите се запълва с топлоизолационен слой.

Този вид строителство в Германия е получил разрешение от строителния надзор още през 2007 г.

Разновидност на този принцип на строителство на дървени сглобяеми сгради е и начинът, при който модулните части за стени, покриви и тавани се произвеждат от паралелно, кръстосани или под прав ъгъл слепени слоести плоскости, а самите плоскости са произведени от слепени дъски от иглолистна дървесина. Така слепените слоести плоскости наподобяват производството на шперплат от слепени фурнирни листове и затова между строителните специалисти в Германия така полученият продукт наричат „Brettsperrholz“ или „шпервани дъски“. Модулите са с размер от 62,5 cm и при изграждането на стената те се свързват с вертикално подредените дъски в конструкцията.

Приложението на шперваните дъски в строителството на сглобяеми сгради прави възможно и използването им за производство на едроплощни панели за стени, тавани и покривни елементи. Като голямо форматни плоскости, те поемат хоризонталните и вертикални натоварвания и участват в изграждането на самата конструкция.

Високата степен на заводска завършеност съкращава времето за строеж. Шперваните дъски се слепват паралелно или под прав ъгъл, при което дебелината на слоевете и броя на отделните слоеве са в зависимост от изискванията. А размерите на произвежданите строителни панели могат да варират в зависимост от предназначението им до 20 m дължина, 5 m широчина и дебелини между 5 и 30 cm. Възможно е строителните елементи да се произвеждат и с определена кривина.

Желанието за отказ от приложението на лепила и метални свръзки при производството на панели, се извършва чрез дюбели от широколистна дървесина, осъществяващи връзката между шперваните дъски и кантованите дъски, изграждащи рамката. Така получените елементи могат да бъдат доставени директно на строежа.