Наружные стены частного дома должны быть:
На стену дома действуют нагрузки в нескольких направлениях. Действующие силы стремятся сжать, подвинуть вбок и повернуть стену .
Сжимающие нагрузки — это вертикальные силы от веса стены и выше лежащих конструкций дома. Эти силы стремятся раздавить, расплющить материал стены.
Малоэтажные частные дома обладают сравнительно небольшим весом. Стеновые материалы, как правило, имеют довольно большой запас прочности на сжатие, что позволяет им выдерживать вертикальные нагрузки частного дома даже при .
Горизонтальные нагрузки и вращающие моменты действуют в результате, например, бокового давления ветра на дом или давления грунта на стену подвала, из-за опирания перекрытия на край стены, из-за отклонения стен от вертикали и других причин. Эти силы стремятся сместить стену или часть стены с занимаемого положения.
Общее правило для стен — чем тоньше стена, тем хуже она выдерживает боковые нагрузки и поворачивающие моменты. Если стена не выдерживает указанные нагрузки, то она гнется, трескается или даже ломается.
Именно малый запас устойчивости к смещению является слабым местом в обеспечении прочности стен частного дома. Величина прочности на сжатие большинства стеновых материалов позволяет сделать для частного дома достаточно тонкую стену, но необходимость, обеспечить устойчивость стен к смещению, часто заставляет конструкторов увеличивать толщину стен .
На устойчивость стен к боковым нагрузкам значительное влияние оказывает конструкция стен и дома в целом. Например, армирование кладки, устройство на стенах монолитного пояса в уровне перекрытий, прочные связи наружных и внутренних стен между собой, а также с перекрытиями и фундаментом, создают силовой каркас здания, который скрепляет стены и противостоит смещающим деформациям стен.
Для того, чтобы обеспечить необходимую прочность и долговечность частного дома при разумных затратах на строительство, необходимо правильно выбрать материал и конструкцию стен, а также конструкцию силового каркаса дома, Этот выбор надежнее всего поручить специалистам — проектировщикам.
В продаже имеются проекты частных домов со стенами из кладочных материалов с толщиной кладки всего 180 — 250 мм. . Толщина может составлять 100 — 200 мм .
Для того, чтобы человек в доме ощущал тепловой комфорт, необходимо выполнить три условия:
Первое условие — температура воздуха в помещении должна быть около +22 о С . Для выполнения этого условия в доме достаточно установить котел или печь необходимой мощности и топить их.
Температура поверхности наружных стен в доме бывает всегда ниже, чем температура воздуха в помещении. Согласно требований санитарно -гигиенических правил, разница температур воздуха и поверхности наружной стены в доме должна быть не более 4 о С — это второе условие.
При указанной разности температур, поверхность наружной стены в доме будет достаточно теплой (+18 о С ). От стены не будет «веять холодом», на поверхности стены не появится конденсат или иней.
Для выполнения второго условия, наружная стена дома должна обладать определенными теплотехническими свойствами. Сопротивление теплопередаче наружной стены должно быть выше расчетной величины, м 2 * о С/Вт . Например, для района г.Сочи эта величина должна быть более 0,66, для г.Москва — 1,38, а для Якутска не менее — 2,13.
Например, наружная стена из автоклавного газобетона (газосиликата) будет теплой и обеспечит тепловой комфорт в доме , при толщине в г.Сочи — 90 мм , в г.Москва — 210 мм ., а в Якутске — 300 мм .
Третье условие — ограждающие конструкции дома должны иметь . Если «одежды» дома будут продуваться ветром, то тепла не будет, какой бы толстой ни была теплоизоляция. Это знает каждый из собственного опыта.
Наружные стены с указанными выше параметрами будут теплыми и обеспечат тепловой комфорт в доме, но они не будут энергосберегающими. Тепловые потери через стены будут значительно превышать действующие в России строительные нормативы.
Для того, чтобы соответствовать нормативам энергосбережения, сопротивление теплопередаче наружных стен должно быть в разы выше . Например, для района г.Сочи — не менее 1,74 м 2 * о С/Вт , для г.Москва — 3,13 м 2 * о С/Вт , и для Якутска — 5,04 м 2 * о С/Вт.
Толщина энергосберегающих стен из автоклавного газобетона (газосиликата) также будет больше: для района г.Сочи — 270 мм ., для Московского региона — 510 мм. для Якутии — 730 мм.
Газобетон (газосиликат) — самый теплый материал для кладки стен. Толщина энергосберегающих стен из более теплопроводных материалов (кирпича, бетонных блоков) должна быть еще больше. (На рисунке выше указано сопротивление теплопередаче кладки кирпичной стены толщиной 2,5 кирпича(640 мм. ) = 0,79 и в один кирпич (250 мм ) = 0,31 м2* о С/Вт . Сравните с приведенными в примерах величинами и оцените, в каких регионах обеспечат тепловой комфорт такие стены?)
Деревянные стены из бруса или бревна также не отвечают требованиям энергосбережения.
Следует заметить, что выполнять требования строительных правил к сопротивлению теплопередаче стен и других ограждающих конструкций дома для частного застройщика не обязательно.
Владельцу дома важнее сократить общие расходы на отопление.
Бывает выгодно поступиться энергосберегающими свойствами стен, но увеличить теплосберегающие параметры перекрытий, окон, систем вентиляции для того, чтобы уложиться в нормы расхода энергии на отопление.
Потери тепла через стены составляют только 20 — 30% от общих теплопотерь в доме.
Не надо забывать про еще одно условие энергосберегающего дома. Дом должен иметь минимальную — стен, перекрытий, окон.
Из приведенных выше данных видно, что стеновые материалы позволяют построить прочные, тонкие и достаточно дешевые стены частного дома. Но такие стены не будут обеспечивать тепловой комфорт в доме или обладать требуемыми энергосберегающими свойствами.
Технологии строительства стен частного дома развиваются по двум основным направлениям:
Следует заметить, что стеновые материалы для однослойных стен имеют посредственные, как механические, так и теплотехнические свойства . Приходится их улучшать различными конструктивными ухищрениями.
Применяют и комбинацию этих двух технологий, когда стены из ячеистых и поризованных материалов дополнительно утепляют слоем высоко эффективного утеплителя. Такое совмещение позволяет сделать кладку стены и слой утеплителя небольшой толщины . Это бывает выгодно из конструктивных соображений, особенно при строительстве дома в холодном климате.
Еще не так давно практически все частные дома строились с однослойными стенами. Толщину стен дома выбирали из условий обеспечения теплового комфорта и мало думали об энергосбережении.
В настоящее время для устройства однослойных стен применяют материалы с достаточно высокими теплоизоляционными свойствами, чтобы дом получился энергосберегающим .
Из чего лучше сделать однослойную стену дома.
Все материалы для однослойных стен имеют пористую структуру и маленькую плотность 300 — 600 кг/м 3 . С уменьшением плотности улучшаются теплосберегающие свойства, но механическая прочность материалов снижается.
Существует несколько видов ячеистого бетона, которые различаются способом создания пор (ячеек). Лучшими свойствами для строительства однослойных наружных стен дома обладает плотностью (марки) 300-500 кг/м 3 .
Блоки из газобетона могут иметь точные размеры, что позволяет класть их на клей с толщиной шва 2 мм. Торцы блоков часто имеют профиль паз — гребень и стыкуются без раствора в вертикальном шве.
Газобетон имеет открытую пористую структуру и поэтому хорошо впитывает влагу, но также легко и расстается с ней.
Поризованная керамика изготавливается из сырья и способом, который похож на производство обычного керамического кирпича. Отличие в том, что в массу на основе глины добавляют компоненты, которые при обжиге образуют поры.
Из поризованной керамики изготавливают пустотелые блоки. Пустотность еще больше повышает теплосберегающие свойства стен из блоков.
Толщина кладки однослойных стен из блоков поризованной керамики 38 — 50 см. Кладку блоков из поризованной керамики ведут на специальный теплосберегающий раствор с толщиной шва 10 -15 мм.
Наружной отделкой однослойных стен, как правило, служит . На стены можно наклеивать облицовочные плиты из природного камня или искусственные изделия. Отделку способом вентилируемый фасад (облицовку по обрешетке) применяют очень редко.
Штукатурку стен из поризованной керамики или керамзитобетона снаружи выполняют традиционным штукатурным составом толщиной около 2 см. Кроме штукатурки, можно выполнить и другими способами (см. ссылку).
Изнутри стены штукатурят или .
Дом с однослойными стенами строить быстрее. В новом доме с однослойными стенами можно начинать жить не дожидаясь отделки фасада. Эту работу можно оставить на потом.
Для устройства стены с утеплением можно применять практически любой кладочный материал — керамический и силикатный кирпич, блоки из ячеистых и легких бетонов, а также из поризованной керамики.
Несущий слой двухслойной стены можно также сделать из монолитного бетона или из дерева — бруса, бревна. Выбор материала намного более разнообразен, по сравнению с однослойными стенами.
Для устройства стен с утеплением применяют материалы с более высокой механической прочностью и плотностью , чем для однослойных стен. Это обстоятельство и позволяет уменьшать толщину кладки двухслойных стен.
Толщина кладки стен от 180 мм. — зависит от свойств используемых материалов, от конструкции стен и коробки дома.
Кладку стен чаще всего ведут на обычный кладочный раствор, заполняя раствором горизонтальные и вертикальные швы. Работа более простая, не требующая от каменщиков особой квалификации.
Механическая прочность материала стен, как правило, достаточна для без проблемного крепления к стенам различных конструкций.
Теплоизоляционные свойства стены зависят в основном от теплопроводности и толщины слоя утеплителя.
Слой теплоизоляции размещают снаружи (двухслойная стена ) или внутри стены, ближе к наружной поверхности (трехслойная стена) .
В качестве теплоизоляции чаще всего применяют плиты из минеральной ваты или полимеров — пенопласта, экструдированного пенополистирола. Реже используют теплоизоляционные плиты из ячеистого бетона и пеностекла, хотя они и имеют ряд преимуществ.
Плиты из минеральной ваты для утепления стен должны быть плотностью не менее 60-80 кг/м 3 . Если для отделки фасада используется , то применяют минераловатные плиты плотностью 125-180 кг/м 3 или плиты из экструдированного пенополистирола.
Утеплитель из минеральной ваты штукатурят паропроницаемым составом — минеральной или силикатной штукатуркой.
Утепление фасада минеральной ватой обычно обходится дороже и с ней труднее работать. Но слой утеплителя из ваты позволяет выходить влаге из стены наружу.
Сплошной слой теплоизоляции снаружи позволяет перекрыть все мостики холода в двухслойных стенах без применения специальных конструктивных ухищрений, которые приходится делать в однослойных стенах.
Общая толщина двухслойных стен (со штукатуркой от 35 см. ) обычно получается меньше , чем у однослойной стены.
Ширина стен фундамента (цоколя) также меньше, что позволяет экономить на их возведении . Это преимущество не относится к трехслойным стенам. Ширина трехслойных стен и их фундаментов обычно не меньше, чем у однослойных.
Наружную отделку двухслойных стен выполняют тонкослойной штукатуркой по утеплителю . Плиты утеплителя, лучше всего из экструдированного пенополистирола, приклеивают к стене. Толщину слоя утеплителя не рекомендуется делать более 150 мм. На утеплитель наносят слой штукатурки толщиной 5-7 мм.
Поверхность стены с тонкослойной штукатуркой более чувствительна к точечным механическим воздействиям , чем у однослойной стены с традиционной штукатуркой.
Для двухслойных стен часто используют вентилируемую облицовку на каркасе . В вентилируемом фасаде плиты утеплителя из минеральной ваты размещают между стойками каркаса. На каркас монтируют облицовку из винилового или цокольного сайдинга, деревянных материалов, или различных плит.
Крепление утеплителя к стенам, устройство вентилируемого фасада — все эти работы состоят из многих этапов и операций, требуют умения, аккуратности и ответственности от исполнителей. Для работ используются разнообразные материалы.
При устройстве двухслойных стен велик риск, что что-то работники сделают не так.
В трехслойных стенах слой высоко эффективного утеплителя размещают внутри кладки или монолита стены. К трехслойным относят также стены с облицовкой слоя утеплителя кирпичом или другими кладочными материалами.
Для устройства трехслойных стен также применяют однорядную кладку из (теплостен, кремнегранит, полиблок). Теплоблоки имеют три скрепленных между собой слоя бетон-утеплитель-бетон.
Продолжение на следующей странице 2:
В прошлом номере мы рассказывали о материалах, из которых чаще всего строят частные дома. Это классика жанра - кирпич и дерево. Но строительные технологии не стоят на месте, сегодня традиционным материалам придумали немало альтернатив: газобетон, пеноблоки и керамический кирпич. И они зарекомендовали себя наилучшим образом.
Газобетон получают при помощи добавления газообразующего компонента в смесь из воды и кремнеземистого материала. В процессе химической реакции в составе образуются поры, заполненные воздухом, которые значительно снижают не только массу плит, но и их прочность. Невысокая прочность газобетонных плит может стать помехой только при строительстве высоких зданий.
Для малоэтажного строительства газобетон - отличный материал. В связи с низкой массой материала для дома в один-три этажа не требуется укрепленный фундамент. Пористая структура плит хорошо удерживает тепло, что значительно снижает расходы на отопление. Долговечность газобетона гораздо выше по сравнению с другими материалами, к тому же такие плиты огнеупорны и предотвращают распространение огня в случае возгорания.
Помимо чисто технологических плюсов у газобетона есть и скрытые преимущества. Во-первых, он дает широкие архитектурные возможности: блоки легко распиливаются под нужный размер и форму, поэтому любая дизайнерская фантазия может быть свободно воплощена в жизнь.
Газобетон выпускается гладкими плоскими плитами, почти не нуждающимися в выравнивании. За счет этого снижается стоимость внутренней и внешней отделки. Наконец, газобетон, в отличие от обычного бетона, легко просверлить, и для монтажа каких-либо конструкций хозяину не придется всякий раз вызывать специалистов.
К недостаткам этого материала можно отнести низкую механическую прочность. По сравнению с плотностью фундамента, газобетон имеет более хрупкую текстуру, поэтому, для того чтобы плиты перекрытия не разрушали газобетонные блоки, в месте стыков их необходимо армировать.
Помимо этого, такой материал обладает малой эластичностью, и в случае деформации фундамента, вся конструкция может пойти трещинами. Для того чтобы этого не произошло, нужно, опять же, дополнительно укреплять места стыков или использовать монолитный ленточный фундамент.
Газобетонные плиты имеют довольно большую ширину, которая «съедает» полезную площадь в доме, это необходимо учитывать еще на этапе проектирования.
Пенобетон - самый распространенный на сегодняшний день материал для строительства частных домов. Он представляет собой смесь песка, цемента, воды и пены. Легкий и теплый, материал удобен в работе, ему можно придать любой размер, он не требует массивного фундамента, и с возведением стен из такого материала справится даже непрофессионал.
Пеноблоки выпускаются большими прямоугольными плитами серовато-белого цвета, и для постройки стены не требуется большого количества, в отличие, к примеру, от кирпича, который выкладывается в несколько слоев. Временные затраты, соответственно, тоже снижаются.
К очевидным плюсам пенобетона можно отнести его низкую теплопроводность, за счет чего снижаются расходы на отопление дома. В случае пожара легкий пеноблок не взрывается, как обычный бетон, и не выделяет токсичные вещества, поскольку в его составе отсутствуют шлаки и щебень.
Пенобетон экологичен, он поддерживает оптимальный микроклимат в доме, прекрасно вентилируется и не гниет, в отличие от дерева. Наконец, благодаря своей пористой структуре, содержащей крошечные воздушные камеры, пенобетон обладает высокими шумопоглощающими свойствами и позволяет сэкономить на дополнительной звукоизоляции.
Основной недостаток пенобетона - его гигроскопичность, т.е., способность впитывать влагу. Избыточная влага в стенах приводит к тому, что дом отсыревает, повышается его теплопроводность, а это чревато появлением плесени. Если за лето бетон впитает много влаги, зимой это может привести к тому, что стены потрескаются. Для того чтобы этого не произошло, необходимо прокладывать паровой барьер: грунтовать стены и шпатлевать их внутренние поверхности.
Покупая пенобетон в качестве основного строительного материала, необходимо документально проверить, какое время он подвергался выдержке. Дело в том, что пенобетон медленно набирает прочность, и со временем процесс его затвердевания не прекращается. Если у производителя нет соответствующих помещений, в которых пеноблоки должны выдерживаться, существует риск купить хрупкий материал, который со временем быстро разрушится.
В процессе внутренней отделки таких домов необходимо учитывать все характеристики пенобетона, и подбирать соответствующие материалы. Для лучшей вентиляции стен нужно использовать навесные гипсокартонные конструкции, под которые помещаются пароизоляционные мембраны.
В зависимости от предпочтений можно отделывать внутренние поверхности деревом, МДФ, акриловыми красками по штукатурке и обоями, но следует помнить, что все эти материалы должны быть обработаны влагозащитными составами.
На первый взгляд, это словосочетание кажется фантастическим и нереальным. Прозрачный бетон, или литрокон - достаточно новый материал, он появился в 2005 году и уже завоевал популярность на рынке строительных материалов благодаря своей прочности и водостойкости.
Прозрачный бетон - композитный материал, который состоит из смеси цементного раствора и стеклянных оптоволоконных нитей, пропускающих свет. Благодаря этому сквозь плиты такого материала можно увидеть силуэты окружающих предметов, и сегодня прозрачный бетон применяется не только для строительства ограждений и суперсовременных зданий, но и для производства аксессуаров: светильников, мебели и т.д.
Количество оптоволокна составляет всего 5% от общей массы плиты, за счет чего она не теряет в прочности, но приобретает исключительно воздушный вид. Прозрачный бетон отличается высокими огнеупорными, износоустойчивыми характеристиками, не впитывает влагу и не разрушается при низких температурах, что делает его перспективным материалом для строительства частных домов.
Литрокон широко применяется для строительства подвалов, кладовых, ванных комнат, т.е. глухих и плохо освещенных помещений. Из прозрачного бетона строят крыши мансард и фасады с внутренней подсветкой. Единственный минус этого материала - пока еще высокая по сравнению с остальными цена.
Прозрачный бетон был разработан венгерским архитектором Ароном Лосконши. Ему первому пришла в голову идея соединить монументальную прочность бетона с невесомой прозрачностью стекла. В итоге получился почти космический материал, идеальный для строительства экстравагантных домов и зданий в стиле хай-тек. Кроме того, из прозрачного бетона выкладывают тротуары и дорожки, которые смотрятся совершено нереально и создают ощущение, будто человек ступает по облакам.
Керамический кирпич получают разными способами: методом пластического формования, сухого прессования, обжига с добавлением опилок и т.д. Благодаря этому достигаются различные свойства кирпича, такие, как пористость, морозоустойчивость, влагостойкость.
Керамический кирпич бывает разных видов: полнотелый, пустотелый и лицевой. Полнотелый, или рядовой, кирпич используется при возведении основных стен и фундамента здания. Он отличается высокой прочностью, морозоустойчивостью и не трескается при перепаде температур.
Пустотелый, или поризованный кирпич обладает меньшей плотностью, но более высокими теплоизолирующими свойствами. Этот материал применяют при постройке внутренних стен и несущих конструкций. Кирпич обработан особым способом и имеет желобки на внешних сторонах. Благодаря этому снижается расход кладочного раствора и появляется возможность идеальной подгонки кирпича друг к другу.
Тепло- и шумоизоляция здания повышается, соответственно, уменьшаются расходы на отопление и дополнительную внутреннюю отделку. Пустотелый керамический кирпич - сравнительно недорогой и доступный материал для частного строительства.
Облицовочный кирпич представлен огромным ассортиментом цветов, форм и фактур. Это декоративный материал, применяемый для отделки фасадов здания и элементов интерьера. При помощи него выкладывают клумбы и дорожки на приусадебном участке, арки и колонны, камины и внутренние стены. Лицевой кирпич может быть стилизован под мрамор, гранит, дерево, гальку и многое другое. Этот материал хорошо знаком и используется в строительстве уже не один десяток лет.
Многообразие строительных материалов на рынке позволяет выбрать оптимальный вариант, подходящий именно вам. Главное, что стоит помнить, - не нужно отталкиваться только от популярности или цены материала. В строительстве важно учесть все составляющие: от климата и особенностей почвы, на которой будет стоять дом, до возможных расходов на дополнительное утепление или отделку.
К минусам керамического кирпича можно отнести, пожалуй, только его стоимость. Также его необходимо приобретать с существенным запасом, т.к. кирпич из разных партий может отличаться по цвету. В остальном, этот материал отвечает самым высоким требованиям на сегодняшний день.
Если ваш дом уже построен, отделан и приносит радость всей семье, можно поэкспериментировать с экзотикой и соорудить у себя на участке ледяной домик. Разумеется, жить в нем вы не сможете, но представьте, сколько удовольствия в зимнее время он принесет всем окружающим!
Для строительства такого дома вам не потребуются сложные инженерные расчеты, дорогостоящие материалы и аксессуары. Готический замок или летающая тарелка? Полет фантазии здесь неограничен. А подсветка из разноцветных фонарей сделает его по-настоящему сказочным.
Для наружной отделки дома применяются самые разнообразные материалы. Здесь, опять же, все будет зависеть от материальных возможностей и стилистических предпочтений.
Отделка сайдингом распространена благодаря его невысокой цене и простоте монтажа. Для такой отделки не требуется дополнительное выравнивание наружных стен. Напротив, сайдинг скрывает косметические дефекты и делает стены ровными и аккуратными.
Натуральный или искусственный камень придает экстерьеру дома благородный вид. Такой материал хорош для тех, кто предпочитает классические решения и придерживается традиционных взглядов. Стоимость природного и искусственного камня отличается в разы, но характеристики у них во многом совпадают.
Штукатурку применяют, в основном, для отделки домов, построенных из кирпича или газоблоков. Это наиболее распространенный вариант отделки на сегодняшний день. Оштукатуренный фасад приобретает дополнительную устойчивость к перепадам температур и влажности. Кроме того, при помощи нее маскируются все швы, трещины и неровности. А при помощи декоративной штукатурки можно создавать различные узоры и элементы декора.
Многообразие строительных материалов на рынке позволяет выбрать оптимальный вариант, подходящий именно вам. Главное, что стоит помнить - не нужно отталкиваться только от популярности или цены материала. В строительстве важно учесть все составляющие: от климата и особенностей почвы, на которой будет стоять дом, до возможных расходов на дополнительное утепление или отделку.
Считается, что камень – лучший материал для постройки загородного дома. Благодаря долговечности, прочности приспособленности практически к любой географической местности камень очень популярен в строительной сфере. Однако действительно ли камень является лучшим материалом?
Несмотря на то что с добычей нефти и газа в России вроде бы все в порядке, цена на энергоносители в нашей стране неуклонно растет. И вот вслед за странами Европы РФ приняла в 2003 году новые нормы теплосопротивления ограждающих и несущих конструкций (СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий").
Но еще до принятия новых СНиПов к нам пришли (и продолжают приходить) новые эффективные строительные материалы и технологии.
Какими же должны быть стены (ограждающие конструкции) дома, чтобы соответствовать нормам строительной теплотехники? Ответ на этот вопрос не совсем однозначен.
Если провести расчеты, то получится, что, к примеру, кирпичная стена должна быть толщиной 2,3 м, а бетонная – 6 м. Следовательно, конструкция стен должна быть комбинированной, то есть многослойной. Причем один "слой" в этом случае будет выполнять несущую функцию, а другой – обеспечивать сбережение тепла.
Определенная сложность заключается в том, что части этого "слоеного пирога" слишком разные по своим физическим и химическим свойствам. Поэтому, чтобы их совместить, приходится придумывать хитроумные технологии строительства.
Какие параметры представляются наиболее важными при выборе материала для строительства энергоэффективного теплого дома? Это, в первую очередь, несущая способность материала, а также его теплоемкость и теплопроводность. Остановимся на последних.
Единица измерения теплоемкости – кДж/(кг·°С) – говорит о том, какое количество тепловой энергии содержится в 1 кг материала с температурой 1 градус Цельсия. Для примера рассмотрим два известных всем стройматериала - дерево и бетон. Теплоемкость первого составляет 2,3, а второго – 0,84 кДж/(кг·°С) (согласно СНиПам II-3-79).
Получается, что дерево гораздо более теплоемкий материал, и для его нагрева потребуется больше тепловой энергии, а при остывании оно отдаст в окружающую среду больше джоулей. Бетон быстрее нагреется и быстрее остынет. Однако эти цифры можно получить только в теории, если сравнить 1 кг абсолютно сухого дерева и 1 кг бетона.
Для строительной практики эти условные значения практически бесполезны, потому что, если сделать пересчет на квадратный метр реальной деревянной или бетонной стены, например, в 20 см, то картина меняется. Приведем небольшую таблицу, в которой для сравнения взят 1 м² стены толщиной 20 см из разных материалов (при температуре 20 °С).
Из приведенных цифр видно, что для нагревания 1 м² бетонной стены на 1 градус придется выработать почти в 20 раз больше тепловой энергии, чем для нагрева деревянной. То есть деревянный или каркасный дом можно протопить до нужной температуры гораздо быстрее, нежели бетонный или кирпичный, потому что вес (масса) кирпича и бетона больше.
Вспомним также, что кроме удельной теплоемкости существует и теплопроводность строительных материалов. Это свойство, характеризующее интенсивность переноса тепла в материале. С увеличением температуры, влажности и плотности вещества коэффициент теплопроводности увеличивается.
Термическое сопротивление однородной ограждающей конструкции, определяемое как отношение коэффициента теплопроводности стенового материала к толщине стены в метрах, должно быть не меньше требуемого сопротивления теплопередаче (зависит от температуры наиболее холодной пятидневки в регионе и других климатических параметров).
Для Московского региона сопротивление теплопередаче находится в пределах 3,1–3,2 м·°С/Вт. А в Новосибирске, где морозы зимой в среднем достигают 42 °С, этот показатель гораздо выше. Также следует учитывать, что в нагревательных процессах принимают участие не только стены, но и вообще все, что находится внутри дома – конструкции перекрытий, полов, окон, мебель, а также воздух. Существенную роль играют архитектурные особенности ограждающих конструкций и наличие "мостиков холода".
Для комфорта в доме важно сочетание достаточной теплоемкости и низкой теплопроводности стенового материала. В этом отношении дереву нет равных. Это также хороший материал для домов сезонного проживания, в которые зимой хозяева приезжают лишь иногда.
Деревянный дом, длительное время не отапливаемый, лучше воспринимает резкое изменение температуры.
Образующийся при включении отопления конденсат частично впитывается деревом. Потом стены постепенно отдают накопленную влагу нагретому воздуху, способствуя тем самым поддержанию в жилых помещениях благоприятного микроклимата.
В строительстве используют хвойные породы: ель, сосну, лиственницу, пихту, и кедр. По соотношению цена/качество наиболее востребована сосна. Ее теплоемкость 2,3–2,7 кДж/(кг· К). Наряду со старинной технологией ручной рубки популярность приобрели и дома, возведенные из оцилиндрованного бревна, профилированного и обычного бруса, лафета, клееного бруса.
Что бы вы ни выбрали, учитывайте общее для деревянных стен правило - чем толще, тем лучше. И тут придется исходить из возможностей своего кошелька, так как с увеличением толщины бревна увеличивается стоимость материала и цена работы.
Чтобы соответствовать необходимой теплотехнической норме, бревно (оцилиндрованное или ручной рубки) должно быть диаметром не меньше 28 см, а профилированный брус – толщиной не меньше 24 см. Тогда дом можно не утеплять снаружи.
Между тем наиболее распространенный размер профилированного бруса – это 20×20 см, длина до 6 м. Так что застройщику придется сразу посчитать и решить, стенки какой толщины возводить: 20×20 см с последующим утеплением минеральной ватой и обшивкой (сайдингом, вагонкой, фасадными панелями) или более толстые без утепления и обшивки.
Отдельно скажем про обычный (не профилированный) брус размером 15×15 см. Он очень популярен в дачном строительстве, но тем не менее дом для круглогодичного проживания из такого материала лучше не строить. Он годится разве что для небольшого летнего садового домика. Однако внешний вид такого домика вряд ли вас порадует.
Как ни старайся законопатить щели между венцами, а они все равно появляются вследствие коробления и неравномерной усадки древесины. Птицы растаскивают конопатку для устройства гнезд. Под косым летним дождем стена промокает насквозь, а о промерзании зимой и говорить не приходится.
Если вы все-таки выбрали этот вид постройки, то вначале дождитесь осадки нового сруба (полгода или год) и приступайте к его наружному утеплению и обшивке. Оптимальной будет навесная система утепления (вентилируемый фасад). Отметим, что изнутри деревянные стены утеплять нежелательно и даже вредно.
Несколько превосходит массивный брус и оцилиндрованное бревно по прочности и твердости. За счет своей слоистой структуры изделие не подвержено образованию трещин и короблению, устойчиво к гниению. Тем не менее теплотехнические характеристики клееного бруса лишь немногим лучше, чем обычного соснового бревна.
В доме из бруса, где стены имеют толщину 20 см, можно жить и зимой. Однако отопление потребует больших затрат. Требованиям СНиП 23.02–2003 "Тепловая защита зданий" (для средней полосы Ro = 3,49 м²·°C/Вт) такое жилье также не соответствует.
Между тем стоимость домов из клееного бруса варьируется в пределах 40–80 тыс. руб. за м². Возникает вопрос, а стоит ли тратится сперва на стены толщиной 20 см, а потом на утепление и обшивку?
Да и жалко закрывать весьма декоративную поверхность клееного бруса навесным фасадом. Так что тут нужно крепко подумать. Для сравнения, дом из бревна ручной рубки обойдется в 40–70 тыс. руб. за м², средняя стоимость дома из оцилиндрованного бревна и профилированного бруса составит около 20–25 тыс. руб. за 1 м².
С помощью специальных дюбелей к стенам крепят теплоизоляционные плиты из базальтовой ваты. Чтобы в утеплитель не проникала атмосферная влага, плиты затягивают супердиффузионной гидроветрозащитной мембраной (пленкой).
Такие мембраны защищают фасад от дождя, снега, конденсата и ветра. В то же время они хорошо пропускают пар, поступающий изнутри дома. Далее к стенам с определенным шагом прибивают направляющие рейки для крепления отделочного материала.
Отделкой может служить виниловый сайдинг, деревянная вагонка разной ширины и толщины, блок-хаус (строганая доска, выполненная в виде сегмента оцилиндрованного бревна) и другие материалы. Важно вверху и внизу оставить продухи для обеспечения циркуляции воздуха в вентиляционных каналах, образованных деревянными направляющими рейками.
Быть может, не все знают, но каркасная конструкция – одна из древнейших. Пример тому – фахверковые дома, имеющие жесткий несущий каркас из стоек, балок и раскосов. Пространство между элементами каркаса наши предки заполняли своего рода утеплителем – камышом или соломой, смешанными с глиной, или более надежным материалом – кирпичом-сырцом.
Каркас покрывали дегтем, чтобы не гнил, а глиняное заполнение штукатурили и белили. Часть каркаса обычно оставалась на виду, поэтому фахверковые дома имеют характерный черно-белый вид. Теплотехнические характеристики такого дома превосходны, летом в них прохладно, а зимой тепло. На сегодняшний день вариантов каркасной технологии существует очень много.
Многие страны, в первую очередь северные, внесли свою лепту в их создание и развитие: это Канада, США, Германия, страны Скандинавии. Однако принцип все тот же: деревянные или металлические стойки, объединенные горизонтальной обвязкой, снаружи обшивают листовыми материалами (ориентированно-стружечными, цементно-стружечными плитами, водостойкой фанерой и т.п.). Внутреннее пространство заполняют эффективным утеплителем – минеральной базальтовой ватой.
С внутренней стороны монтируют пароизоляционную пленку, снаружи натягивают гидро-ветрозащитную мембрану. Далее следует декоративная отделка стен.
Построенный по всем правилам каркасный или каркасно-панельный дом послужит вам верой и правдой не одно десятилетие. Каркасные и каркасно-панельные дома могут быть частично или полностью выполнены из элементов заводского производства, привезены на стройку и быстро собраны на месте. Для них не нужны мощные фундаменты, подойдут свайные и буронабивные конструкции.
Каркасный дом может принять любое обличье и выглядеть как деревянный, кирпичный, каменный, оштукатуренный. То же самое можно сказать и про внутреннюю отделку. Выбор огромен: ДВП, штукатурка, гипсокартон, обои, покраска, деревянная вагонка, панели и другие материалы. В недрах каркасных стен удобно размещать коммуникации, электропровода, трубы отопления, что положительно сказывается на дизайне интерьера.
После монтажа оборудования и завершения отделки каркасный дом полностью готов к проживанию. Если вы бываете в своем загородном доме наездами, на выходных и каникулах, альтернативы каркасному строению практически нет. Его можно быстро, буквально за вечер, прогреть.
Но если отопление выключить, "ледниковый период" настанет так же быстро. Это происходит потому, что, в отличие от бетонной и кирпичной, каркасной стене практически негде удерживать тепло. Даже деревянная обшивка не справится с этой функцией в силу своей малой массы.
А у минеральной ваты другое призвание: она играет роль надежной границы между двумя температурными средами – холодной внешней и теплой внутренней. Так что нагреть каркасный дом впрок не получится. Что же до цены, то общее правило "Дешево хорошо не бывает" действует и здесь.
Излишняя экономия на стройке неуместна. Цена квадратного метра сильно зависит от производителя строительных элементов, от дальности расстояния до стройплощадки, зарплаты рабочих. В среднем сданный под ключ дом обойдется примерно в 19–24 тыс. руб. за 1 м² общей площади.
Глиняный кирпич всегда был символом чего-то стабильного и нерушимого. Действительно, кирпич прочен, морозостоек, невосприимчив к атмосферным воздействиям. А вот теплотехнические показатели материала оставляют желать лучшего.
1. Полнотелые изделия:
2. Пустотные кирпичи с долей пустот от 5 до 40 %. Сюда же можно отнести и облицовочную продукцию.
3. Поризованные кирпичи, в том числе крупноформатные кирпичи-камни. Низкий коэффициент теплопроводности последних достигается за счет замкнутых воздушных пор, а также особой структуры материала с пустотами в форме сот.
Если принимать в расчет стены толщиной 510 мм или 640 мм, покрытые необходимым слоем "теплой" штукатурки, то до нормы дотягивают лишь эффективные керамические изделия. Стены из полнотелого и условно-эффективного кирпича нуждаются в дополнительном утеплении.
Для решения этой задачи предлагается три варианта: устройство штукатурной теплоизоляционной системы, монтаж навесной фасадной системы утепления (вентилируемый фасад) и возведение трехслойных стен с теплоизолирующей прослойкой. Дом из кирпича хорош для постоянного проживания. Кирпичные конструкции "дышат", то есть способны обеспечить воздухообмен в толще стен, и имеют солидную тепловую инерцию.
Нагревшись, такая стена долго держит тепло даже при минимальном отоплении, постепенно отдавая его в окружающее пространство. То есть если вдруг сломается отопительный агрегат, то можно будет длительное время продержаться до приезда специалистов–ремонтников в более-менее комфортной атмосфере.
Ячеистый бетон – термин собирательный, объединяющий мелкопористые строительные материалы на основе минерального связующего (извести, цемента). Сюда относятся крупноформатные блоки из газобетона, газосиликата, пенобетона и пеносиликата. В самостоятельную категорию выделяют пенополистиролбетон.
Структура перечисленных материалов образована мелкими воздушными порами (ячейками). Именно они придают изделиям из ячеистого бетона высокую теплоизоляционную способность и сравнительно небольшую объемную массу.
Стены, возведенные по технологии однорядной блочной кладки, не требуют дополнительного утепления. Мощный фундамент им также не нужен. По своим экологическим и прочим характеристикам этот материал близок к дереву, но выгодно отличается от него тем, что не горит и не деформируется при изменении влажности. При этом по своим теплотехническим показателям стена из ячеистого бетона превосходит кирпичную.
Ячеистые бетоны подразделяются на теплоизоляционные (плотность до 400 кг/м³, пористость 92 %), конструкционно-теплоизоляционные (плотность 400–800 кг/м³, пористость 82 %) и конструкционные (плотность 800–1400 кг/м³, пористость до 66 %).
То есть чем выше плотность материала, тем ниже его теплоизоляционная способность. Именно мелкопористая структура обеспечивает материалу при относительно небольшом весе хорошую тепло и звукоизоляционную способность, а также паропроницаемость (что вообще не свойственно монолитным бетонным конструкциям).
Если говорить о качественных газобетонных изделиях, то для строительства загородного дома следует использовать блоки плотностью не ниже 500 кг/м³. Такие газобетоны изготавливают на крупных высокотехнологичных производствах. Блоки отличает геометрическая точность и соответствие реальных характеристик материала показателям, заявленным производителем.
Чтобы стены из газобетона получилась нужного качества, кладку ведут на специальном минеральном клее. Это обеспечивает толщину швов всего 1–3 мм (для сравнения, кладка на цементно–песчаном растворе дает швы 12–15 мм).
При этом существенно снижаются теплопотери, ведь толстые швы – это настоящие "мостики холода", через которые тепло уходит из дома. Пенобетон более доступен по цене, нежели газобетон (для сравнения, первый обойдется в 1300 руб./м³, а второй – 2800 руб./м³), поэтому многие застройщики обращают к нему свои взоры.
Но дело в том, что пенобетонные блоки можно производить на особых мобильных установках довольно-таки кустарным способом. Поэтому их изготовлением часто занимаются предприятия малого бизнеса. Для получения мелкопористой структуры используют особые вещества – пенообразователи.
По преимуществу это дубильные экстракты кожевенной промышленности, разные щелоки и т.д., то есть органические соединения, которые имеют ограниченный срок хранения и разную способность к пенообразованию.
Чтобы снизить себестоимость продукции, производители вместо кварцевого песка применяют заменители в виде промышленных отходов: золу-унос, шлаки и т.д. Твердение блоков происходит в естественных условиях. Процесс протекает неравномерно, вызывая усадочные деформации.
Все это приводит к, мягко говоря, расплывчатым техническим характеристикам конечного продукта. Материал обладает достаточной прочностью и хорошо сохраняет тепло, но при условии изготовления по всем правилам.
Пенополистиролбетон (от 3500 руб./м³) имеет ячеистую структуру, которая образуется за счет специально обработанных полистирольных гранул. Полимерные "зерна", состоящие на 90 % из воздуха, обеспечивают пенополистиролбетону самые высокие среди ячеистых бетонов показатели по теплосбережению.
Коэффициент его теплопроводности составляет 0,055–0,175 Вт/м²·°С. К тому же это наполнение обладает водоотталкивающей способностью, что повышает водостойкость материала в целом. В этом обзоре мы рассмотрели основные, наиболее распространенные строительные материалы и технологии.
Начиная строительство собственного жилья, хочется выбрать самый дешевый материал для постройки дома – в целях максимальной экономии. Но погоня за низкой ценой стройматериалов может вылиться как в дорогое содержание в дальнейшем, так и в удорожание всего строительства в целом. Как же построить дешевый дом?
Итоговый ценник на строительство зависит от нескольких факторов. Материалы здесь играют важную, но не единственную, роль. Итак, строительная смета будет включать:
Если же делать монолитную заливку, потребуется большое количество древесины на опалубку. А работая в одиночку по выходным, строительство затягивается на неопределенный срок, что тоже не всегда экономически выгодно.
Бытует мнение, что материалы, сделанные собственными руками, будут гораздо дешевле приобретенных у производителя. Конечно, существуют рецепты разных марок бетона, можно самостоятельно сложить стены из соломы или даже сделать засыпку каркаса опилками.
Это экономически оправдано в случаях:
Итак, наиболее дешевые варианты строительства:
Внешний вид дома их этих материалов довольно неказист. И если обыграть соломенные стены или выглядывающие чурбачки довольно просто, поверх арболита придется делать еще и стяжку. Еще один существенный минус самодельных материалов – они недостаточно прочные. Но это проблема всех каркасных домов. Чтобы повесить полки или установить кухонный гарнитур, нужно еще на этапе строительства предусмотреть закладные доски.
Если по здравом размышлении от самостоятельного производства решено было отказаться, стоит присмотреться к ценам на рынке. Какой же строительный материал самый дешевый? Как ни парадоксально, практически любой:
Качественно собрать сруб может не каждый плотник, поэтому придется учитывать еще и стоимость работы строителей. Это же касается и кирпичного дома – перекос кладки выльется в масштабное выравнивание стен.
Так что при выборе материалов нужно учитывать и стоимость работ с ними. Например, газобетон укладывается на специальный клей, за счет чего зазоры между блоками минимальны.
Это позволяет сэкономить на чистовой отделке, но требует от строителей внимательности. Пенобетон не отличается качеством геометрии – блоки могут быть перекошены и отличаться по размерам. Работать с таким материалом неприятно, выводить стены по уровню сложно.
Как результат – стоимость работ выше.
Не стройматериалами едиными можно сократить расходы на возведение собственного дома. Чтобы максимально сэкономить, необходимо:
Если рынок строительных материалов предлагает на выбор несколько видов, это замечательно. Ведь в этом случае можно сопоставить все преимущества и недостатки и приобрести материалы, сочетающие низкую цену и хорошее качество.
Общие характеристики, на которые нужно обращать внимание:
Рассмотрев самые популярные из стройматериалов, можно выбрать для себя наиболее подходящий вариант.
Дома из бруса считаются самыми экологичными и одними из лучших по поддержанию оптимального микроклимата. Деревянная постройка отличается преимуществами:
Но и недостатки у такого строения тоже есть. Так, очень важно качество буквально каждого бревна – непросушенное дерево начнет крутить, возможно появление продольных трещин, торцы должны обязательно «затюкиваться» топором для предотвращения переувлажнения дерева вследствие осадков. Если же отступать от классической обработки бревен в пользу использования современных антисептических и антипиреновых растворов, дом перестает быть экологически чистым.
Готовые комплекты стоят дорого, собрать же недорогой сруб из леса-кругляка могут только профессионалы. Ведь придется подгонять каждое бревно! К тому же, в регионах с холодными зимами толщина стен деревянной избы должна составлять не меньше 50 см для обеспечения минимальных теплопотерь в отопительный сезон. Найти бревна такого диаметра тоже влетит в копеечку.
Чтобы дать дому «дышать», его нельзя утеплять пенопластом, только паропроницаемой минеральной ватой. А чтобы утеплитель не промокал, обязательно устраивают вентилируемый фасад. Для внутренней отделки также существуют определенные ограничения – лучше использовать современные паропроницаемые мембраны, если планируется обшивка дома гипсокартоном или вагонкой.
Но ведь сруб красив в своем первоначальном виде. Чтобы получить уютный и не продуваемый дом, нужно регулярно проверять и конопатить щели в стенах. Особое внимание уделяется системе угловых замков – простая врубка в полдерева не обеспечит нужную изоляцию и приведет к образованию холодных участков.
Кирпич обладает отличной теплоемкостью. Это значит, что при запуске отопления дом будет долго прогреваться, но потом так же долго остывать. Для постоянного проживания – отличный вариант. А вот для дачного дома, посещаемого на выходных, это станет нерациональной тратой денег на отопление. Ведь пока дом прогреется, уже нужно уезжать обратно в город.
Для одноэтажных зданий будет достаточно стен в 1,5 кирпича. Но такая толщина стен совершенно не подходит для зим, где температура опускается до -20 градусов.
Чтобы не увеличивать расходы на кирпичную кладку, дом придется утеплять снаружи. Что особенно приятно при строительстве кирпичных зданий – можно использовать любой утеплитель! Так, выбрав пенопласт толщиной всего 5 см, можно снизить теплопотери дома с 125 кВт*ч на квадратный метр до 53 кВт*ч за отопительный сезон. Другими словами, можно вдвое сократить расходы на отопление.
К недостаткам кирпичных домов можно отнести:
Эти строения обладают всеми преимуществами и недостатками кирпичных домов. При этом имеют и свои особенности:
При этом цена на кубический метр кирпича и газоблока практически одинакова. А учитывая необходимость утеплителя по фасаду, преимущества газобетона перед керамическим кирпичом довольно призрачна. Зато за счет больших размеров блоков возводить дом довольно просто, чем и обуславливается невысокая стоимость работ.
Для тех, кто действительно стеснен в средствах, каркасное строительство является настоящим спасением. Дом на деревянном каркасе с минеральным утеплителем получается в разы дешевле всех предыдущих вариантов. И вот почему:
Но, несмотря на явные преимущества каркасного строительства, предпочтение все равно отдается кирпичной кладке. Все из-за не менее существенных недостатков:
С другой стороны, подойдя к строительству каркасного дома с умом и не экономя на стройматериалах, можно получить хорошее и надежное строение, которое прослужит не одно десятилетие. А в будущем каркасник так же просто разобрать и поставить на его месте капитальный кирпичный дом.
Построить же маленький и уютный домик можно за несколько месяцев, и тому подтверждение – это видео:
Последствия пребывания людей на Земле усугубляются с каждым днем. Наше потребление энергии растет и становится только хуже. Население также растет, что создает серьезную нехватку пространства, воды и еды. Наконец, и природа оказывает серьезное влияние на города по всему миру. Для решения ряда таких проблем необходимы инновационные изменения в сфере старых строительных технологий, которые сделают будущее красивым, чистым и, самое главное, пригодным для жизни.
Большинство современных людей считают бамбук декоративным материалом. Но на самом деле это невероятный строительный ресурс. Бамбук растет быстро, он прочнее стали и устойчивее цемента. Поэтому Penda, архитектурная студия в Пекине, Китай, хочет использовать бамбук в качестве основного ресурса для строительства целого города.
Этот город будет устойчивым, экологически чистым и недорогим. Здания будут строить, связывая бамбуковые пучки вместе, перевязывая их веревкой. Используя такую технику, Penda думает, что сможет построить город, который вместит 200 000 человек к 2023 году.
Как только общая структура будет завершена, можно будет с легкостью добавлять горизонтальные и вертикальные блоки. Кроме того, комнату или даже целое здание из бамбука можно будет разобрать без особых усилий, а бамбуковые прутья всегда можно использовать повторно.
Насколько нам известно, алмазы - самый прочный минерал, который встречается в природе на Земле. Это делает алмазы прекрасным строительным материалом при должном подходе.
Ученые Пенсильванского университета создали инновационные алмазные нанонити, которые в 20 000 раз тоньше человеческого волоса. При этом алмазные нанонити считаются самым прочным материалом на Земле (и, возможно, в целой Вселенной). Помимо тонкости и прочности, они также невероятно легкие.
Исследователи смогли создать эти нити ультратонких алмазов, применяя чередующиеся циклы давления к изолированным молекулам бензона в жидком состоянии. В результате этого рождались кольца атомов углерода, которые были упорядочены в цепи.
Такие нанонити, возможно, вряд ли будут использовать в повседневном строительстве, но в амбициозные проектах, например, вполне.
Аэрогель - не новый материал. Его обнаружили еще в 1920-х годах. Он создается в процессе удаления жидкости из геля и замещения жидкости газом. В процессе этого, вещество становится сверхлегким, поскольку на 90% состоит из воздуха. Для изоляции оно подходит идеально. Аэрогель использовали для изоляции трубопровода в промышленных зонах и даже на марсоходе.
Aspen Aerogels хочет использовать аэрогели для домашней изоляции. Компания создала продукт под названием одеяла Spaceloft, с которыми довольно просто работать из-за их веса и тонкости. Несмотря на свою легкость, эти одеяла в два-четыре раза превосходят по изоляционным свойствам традиционные изоляции из стекловолокна или пены.
Одеяла Spaceloft также позволяют парам воды проходить через них, а также являются огнестойкими, как ни странно. Хотя дома, обернутые аэрогелем, не будут такими же огнестойкими, как дома в «451 градус по Фаренгейту», этот тип изоляции должен уменьшить количество домашних пожаров.
Проблема в том, что аэрогель намного дороже традиционной изоляции, хотя и сэкономит деньги на счетах за энергию на длинной дистанции. Кроме того, не все дома можно с легкостью модернизировать этим материалом. Такие одеяла лучше всего подойдут для старых домов, либо новых, которые будут специально устроены для изолирования аэрогелем.
Прокладка дороги занимает много времени. В среднем один работник может проложить 100 квадратных метров в день, используя традиционные методы. Дорожные принтеры вроде Tiger Stone могут сократить этот процесс, «распечатывая» до 300 квадратных метров булыжной мостовой в день.
Другой RoadPrinter RPS может укладывать до 500 квадратных метров в день. От одного до трех операторов кормят кирпичами машину. Затем толкатель сортирует кирпичи в узор, словно ковер. В этот момент гравитация берет свое и машина укладывает кирпичную дорогу. Затем похожий на каток валик придавливает кирпичи к месту.
Эти принтеры работают на электричестве и не содержат множества движущихся частей, что делает их простыми в использовании и обслуживании. Кроме того, они не создают много шума, особенно по сравнению с традиционными методами мощения дорог.
Конечно, основное различие между большинством дорог и теми, что укладывают эти печатные машины, в том, что они кладут кирпичи, булыжник или плитку вместо асфальта. Тем не менее блочные дорогие даже лучше, чем асфальт, поскольку они фильтруют воду, расширяются при замерзании и служат дольше.
Большая проблема с крупной инфраструктурой в том, что нет эффективного способа в ней перемещаться. Люди ходят всегда с одной скоростью и на определенное расстояние. И в каждом лифте зачастую лишь одна движущаяся кабинка. Если вам приходилось использовать лифт в большом здании, вы знаете, что иногда ожидание смерти подобно.
Немецкий производитель лифтов ThyssenKrupp планирует избавиться от этих проблем. Вместо использования кабелей он предлагает пустить лифты на основе магнитной левитации (маглевы). Тогда они смогут передвигаться как вертикально, так и горизонтально. Это также позволит использовать больше одной кабинки на шахту, что сэкономит время ожидания.
Наконец, магнитные лифты будут потреблять меньше энергии, что тоже хорошо для окружения. В 2016 году ThyssenKrupp планирует испытать новую лифтовую систему в здании в своем исследовательском кампусе.
Одна из самых частых жалоб на солнечные панели заключается в том, что они большие, этакое бельмо на глазу, и недостаточно мощные. Чтобы изменить это, несколько исследователей работают над солнечными батареями, которые настолько малы и гибки, что ими можно будет нарисовать на поверхности. На самом деле команда исследователей из Университета Альберты создала солнечные элементы в виде спрея с наночастицами цинка и фосфора.
Если каждый домовладелец распишет свою крышу такой солнечной краской, то сможет вырабатывать более чем достаточно энергии для дома, уменьшив таким образом зависимость от ископаемого топлива. Кроме того, солнечная краска дешевле в производстве, чем традиционные . Солнечные батареи, используемые в этой краске, пока не очень эффективны, но ученые работают над этой проблемой.
Согласно прогнозам Организации Объединенных Наций, к 2050 году на Земле будет больше 9,6 миллиарда человек. Это на 2,3 миллиарда голов больше, чем у нас сегодня. Кроме того, предполагается, что 75% населения мира будет жить в городах, что усугубит наши проблемы с отсутствием свободного пространства в этих самых городах.
Один из способов решить эту проблему - строить вертикальные города. Уже есть несколько предложений по вертикальным городам, которые можно построить в Сахаре, Объединенных Арабских Эмиратах (ОАЭ) и Китае.
Эти вертикальные города будут с гигантскими зданиями, которые будут обеспечивать людей жилыми домами, рабочими местами и магазинами. К примеру, итальянская фирма Luca Curci Architects собирается строить 189-этажное здание в ОАЭ. Оно сможет вместить 25 000 человек с магазинами и офисами. Поскольку людям не нужно будет покидать здание, это позволит решить проблему пространства и снизить уровень выброса углерода.
Такие мегаздания будут самоподдерживающимися и зелеными. Поскольку они большие, по всей площади стен можно разместить солнечные батареи. Также они будут использовать геотермальную энергию и собирать дождевую воду.
Когда район начинает затапливать, воде некуда стекать. В городе с этим еще хуже, потому что там меньше почвы для поглощения воды. Чтобы уменьшить угрозу наводнений, британская компания Tarmac создала асфальт под названием Topmix Permeable.
Большинство типов бетона позволяет воде впитываться в землю, но лишь 300 миллиметров в час. Topmix позволяет пропускать 36 000 миллиметров воды в час, а это порядка 3300 литров в минуту.
Вместо того чтобы использовать песок для бетона, Topmix включает кусочки гранитного щебня, упакованные вместе. Вода просачивается через эти кусочки гранита, а после поглощается почвой, утекает в канализацию или собирается в водный резерв. Помимо уменьшения шанса затопления, Topmix сможет поддерживать улицы сухими и безопасными. Кроме того, воду можно направить в резервуары и использовать для нужд.
Проблема проницаемого бетона в том, что его можно использовать лишь в местах, где не слишком холодно. Холодная погода приведет к расширению бетона, что его уничтожит. Он также будет дороже обычного бетона, но на длинной дистанции города могут сэкономить деньги за счет снижения затоплений.
Взглянув на Smart Bricks разработки Kite Bricks, несложно заметить их сходство с кубиками Lego. Эти строительные кирпичи имеют ручки сверху и могут соединяться подобно кусочкам Lego. Умные кирпичи удерживаются на месте при помощи арматуры и бывают самых разных форм.
Вместо использования цемента, такие кирпичи скрепляются вместе сильным двусторонним адгезивом. Изнутри здания к кирпичам можно прикрепить съемные сменные панели. Эти панели можно убрать при необходимости. Имеются также кубики для выстраивания полов и потолков. В центре блоки пустые, их можно заполнить при необходимости изоляцией, трубами и электропроводкой.
Такие кирпичи могут привести к улучшенному контролю тепла, гибкости в производстве и снижению стоимости производства на 50%.
В поиске инновационных методов строительства, Гарвардские исследователи обратились к природе за вдохновением, в частности, к термитам. Термиты могут строить большие структуры в отсутствие центрального управления. С этой целью они просто несут кусок грязи на место первой строительной площадки. Если она занята, несут к следующему месту.
Проект TERMES использует ту же идею роевого строительства, но использует маленьких роботов. Эти простые недорогие дроны строят структуры, следуя первоначальному дизайну и выкладывая блоки в первое же доступное место, пока структура не будет завершена. Рой совсем не требует вмешательства человека после постановки первоначальной задачи.
Такой род идеально подошел бы для строительства конструкций в опасных местах, в космосе или под водой. Он также мог бы делать черную работу, экономя время людей.
