Инновационные каркасно-обшивные технологии.

В последние годы каркасно-обшивные технологии получили новый импульс в связи с усовершенствованием каркасных систем (объемных модулей) и крупноразмерных панелей (конструктивных модулей).

Каркасы: дерево и металл.

Каркасно-щитовые технологии на основе деревянного каркаса, относят к инновационным технологиям так называемого быстрого строительства, когда объект собирается (как «кубик») на участке в кратчайшие сроки.

Конструктивные или объемные технологические модули, - как правило, собираются на конвейере в заводских условиях (до 90% заводской готовности), затем они доставляются на строительную площадку.

Основой дома является деревянный каркас[19], представляющий собой монтажный объемный модуль из балок, брусьев и ферм. Каркасно-обшивная технология является наиболее жесткой и статичной, так как содержит большее количество соединений в обвязочных балках. Усиление жесткости деревянного каркаса позволяет возводить здания до 5этажей включительно общей площадью до 1500м². При этом конструктивная «усадка» зданий практически исключена.

Фундамент, используемый при деревянном каркасе, - ленточный монолитный либо с ростверком по буронабивным сваям.

Непосредственно перед монтажом модульного дома на поверхности предварительно утрамбованной песчаной подушки котлована сооружается съемная щитовая опалубка для ленточного армированного фундамента. На фундамент по всему периметру укладываются бетонные блоки цоколя с металлической сеткой между швами. Между блоками верхнего ряда закладываются фрагменты деревянных брусьев, которые необходимы для соединения обвязочного бруса с жилым модулем. Бетонные блоки имеют отверстия для вентиляции и подвода инженерно-технических коммуникаций, установленные по линии расположения внутренних стен и перемежаются с деревянными брусьями для их жесткого крепления со стенами.

Поверх гидроизоляционного слоя к закладным брусьям крепится обвязочный брус, и устанавливаются готовые объемные модули. Основанием модуля служит рама из клееного деревянного бруса, внутри которой укладываются клееные деревянные фермы.

Пространства между брусьями заполняют утеплителем, а нижняя часть рамы зашивается водостойкой фанерой. Верхнюю плоскость рамы закрывают фанерой шпунтовой. Части подготовленного основания с предполагаемыми мокрыми процессами проходят дополнительную обработку гидроизоляционными препаратами.

После подготовленного таким образом основания объемного модуля приступают к монтажу каркаса стен и перегородок.

Стены с деревянным каркасом состоят обычно из стоек сечением 50х100 или 150х150 мм и обвязок, соединенных в рамы и усиленных раскосами.

В каркасно-щитовых домах изнутри используется пароизоляционная мембрана, а для защиты от ветра и проникновения влаги снаружи внутрь стены используется ветро-гидрозащитная мембрана, пропускающая влагу изнутри наружу (Рис.13.1). Все коммуникации скрыты под листами обшивки.

Деревянный каркас обшивается древесностружечными плитами ОСП (или OSB), между которыми закладывается утеплитель. В качестве утеплителя обычно используются негорючие базальтовые плиты, типа Rookwool. Лицевая сторона плит ОСП имеет ветрозащиту и пароизоляцию с нанесенным на ее поверхность отделочным слоем (кирпич или плитка, декоративные фасадные штукатурки, искусственный камень, виниловый сайдинг и др.).

Внутренняя сторона плит может быть обшита листами фанеры, поверх которых прикреплены гидроизоляционные гипсокартонные (ГКЛ) или гипсоволокнистые (ГВЛ) листы.

Основанием для перекрытия модуля служит деревянная ферма из клееного бруса, внутри которой заложен утеплитель. Снизу перекрытие обычно подшивается пароизолирующей пленкой и гипсоволокнистыми (ГВЛ) листами.

Стропильные конструкции также могут быть модульными, выполненными с применением металлических соединений элементов.Основные элементы модуля представляют собой обрешетку и стропила (стропильные фермы), передающие нагрузку на стены и внутренние опоры.

Жилые дома на основе деревянного каркаса и объемных пространственных модулей строятся высотой до 2-3-х этажей.

При всех достоинствах объемно-модульных (крупно-модульных) технологий с использованием пространственных модулей следует назвать определенную ограниченность архитектурных решений. К преодолению этого существенного недостатка призваны служить более сложные объемно-модульные системы, используемые для перекрытия большепролетных пространств (например, бассейнов, зимних садов и др.).

Каркасы, используемые в объемно-модульных технологиях, могут быть как деревянными (например, клееный брус), так и выполненными из металла.

Металлический каркас. Строительные технологии на основе каркасов из легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК) составляют до 80% всего жилого строительства в развитых странах. Технология монтажа зданий на основе ЛСТКстала быстрым решением для строительства зданий малой и средней этажности.

В основе ЛСТК - несущие термопрофили. ЛСТК отличаются универсальностью изготовления в заводских условиях, из них возможно строительство стен, перекрытий, стропильных конструкций и т.д. а также перегородок, междуэтажных перекрытий и стропильных балок (Рис.13.2).Стеновые панели с теплоизоляционными материалами, перекрытия и другими конструктивные элементы и детали могут быть смонтированы заранее.

Металлические антикоррозийные профили каркаса способны выдерживать большие нагрузки, имеют достаточно малый вес, конструктивные элементы точно подогнаны друг к другу и имеют свой порядковый номер, что позволяет собирать все детали и даже вносить необходимые коррективы в сборку прямо на строительной площадке. Тщательность соединения элементов гарантируют успешную работу всей конструкции на изгибающие усилия, что делает возможным их эксплуатацию в разнообразных условиях климата и даже на Крайнем Севере, не исключая районы с повышенной сейсмической активностью (до 9 баллов по шкале Рихтера).

Вследствие малой нагрузки на несущие конструкции технологии ЛСТК позволяют осуществлять не только новое строительство, но и проводить реконструктивные мероприятия устаревшего жилого фонда без отселения жильцов, например, при надстройке мансардного этажа над 5-этажными жилыми домами.

Термопрофиль - это легкая стальная балка с перфорацией. Перфорационные отверстия на стальной поверхности могут быть нанесены со смещенным шагом, что необходимо для исключения так называемых «мостиков холода» и обеспечения высокой термоустойчивости всей конструкции.