Каркасные сборные дома (Часть 1)

Итак, появилась надежда на то, что в недалеком будущем каждая российская семья получит возможность обзавестись недорогим индивидуальным жильем. Но вот вопрос: каким должен быть «народный российский дом»? Возможно, это будет каркасный деревянный дом индустриального изготовления, тем более что этот тип жилища представляется весьма привлекательным с позиции экономики строительства.

Вначале был каркас

Бытует мнение, что на ранних ступенях развития человек жил в пещерах. Действительно, в некоторых пещерах и гротах, расположенных на территории Евразии, были найдены зоо- и антропоморфные изображения, относящиеся к эпохе позднего палеолита, а вот следов длительного пребывания людей в этих естественных укрытиях почти не обнаружено. Это объясняется тем, что люди в то время вели кочевой образ жизни и использовали пещеры в основном в качестве святилищ и некрополей, а жить предпочитали на открытых местах. Последние данные, полученные учеными, свидетельствуют о том, что еще в раннем палеолите наши пращуры строили временные быстровозводимые жилища каркасного типа. По сути это были легкие шалаши, конструктивную основу которых составлял каркас из толстых сучьев или стволов молодых деревьев, а покрытием служили ветки или куски древесной коры. Много позже, в ледниковый период, в качестве элементов каркаса стали применять кости крупных животных. Длина костей конечностей взрослого мамонта сопоставима с ростом человека, и их часто вкапывали в землю вертикально, подобно столбам, а конструкции перекрытия делали из рогов оленя, сцепляя их между собой отростками. Так появился прообраз стоечно-балочной строительной конструкции.

Спустя тысячелетия стоечно-балочный каркас, но уже из дерева, получил широкое распространение в эпоху неолита и бронзового века и, явившись прототипом более поздних каменных конструкций, нашел свое выражение в классических ордерных системах античной Греции и Рима.

Столь активное и почти повсеместное внедрение в древнюю строительную практику деревянного каркаса объясняется весьма прозаическими причинами: доступность материала и легкость его обработки даже примитивным инструментом, небольшой вес конструкций и простота их сборки, экономия дерева, а также малые трудозатраты в сравнении с возведением других деревянных конструкций, например бревенчатых. Помимо того, данный тип конструкций позволяет строить здания, характеризующиеся не только высоким уровнем комфортности, но и отличающиеся выразительным архитектурным обликом.

Немало замечательных примеров использования деревянного каркаса мы находим в средневековых фахверковых постройках Западной, Центральной и Северной Европы, а также в классической архитектуре Японии, где доведенные до совершенства приемы плотницкого мастерства в сочетании с принципами свободной организации внутреннего пространства позволили создать уникальную архитектурно-конструктивную систему.

Достоинства деревянного каркасного строительства высоко ценили и в более поздние времена, в частности — в эпоху освоения заморских колоний, особенно в Северной Америке, где этот вид конструкций плоть до XIX века был самым массовым в сфере малоэтажного строительства. Это не удивительно, поскольку еще одним важным преимуществом деревянного каркаса является то, что он относится к так называемым «открытым системам» — то есть обеспечивает свободную планировку, позволяет развивать объем постройки как в горизонтальном, так и вертикальном направлениях, дает возможность с минимальными затратами достраивать, перестраивать или иным способом модернизировать здание. Поэтому в несколько модернизированном виде американский каркасный деревянный дом уверенно шагнул и в XXI век.

Ребристая «американская» система

Эта конструктивная схема, до сих пор чрезвычайно широко распространенная в США в малоэтажном жилищном строительстве, основана на традиционных приемах возведения каркасных сборных домов, выработанных еще во времена покорения Дикого Запада. Система достаточно проста, экономична и предоставляет значительный выбор архитектурно-планировочных решений. Она позволяет строить дома с шагом несущих стен до 4, 5 м и высотой до трех этажей.

Однако данную систему нельзя в полной мере считать индустриальной — в промышленных условиях изготавливают только ребра (доски строго унифицированной номенклатуры сечений), которые в виде погонажных изделий поставляются на стройплощадку вместе с листовым обшивочным материалом. Следовательно, применение этой системы требует обеспечения строительства довольно обширным перечнем средств малой механизации и использования труда высококвалифицированных строителей.

К другим особенностям «американской» ребристой системы следует отнести сравнительно малый шаг несущих стен, из-за чего область ее применения исчерпывается жилищным строительством, причем формообразование жилых домов ограничивается прямоугольными в плане постройками и всегда с вертикальными стенами. Кроме того, возведение таких зданий предполагает выполнение ленточных фундаментов или заливку фундаментной плиты, что удорожает строительство. Наряду с этим «американская» ребристая система требует обязательной зашивки каркаса листовым материалом, ограничивая, таким образом, возможность выявления тектоники постройки и снижая ее архитектурную выразительность. Это, в свою очередь, влечет за собой дополнительные затраты на декорирование фасада. Существенным недостатком ребристой системы считается увеличенный в сравнении с другими каркасными конструкциями расход древесины. Из-за частого шага несущих ребер (0, 4-0, 6 м) этот показатель составляет 0, 10-0, 11 м(3) на 1 м(2) площади.

Фахверковая система «Герренальб»

Несмотря на то, что принципиальная конструктивная схема этой системы, разработанной архитектором К.-Г. Гетцем (Германия, Карлсруэ), восходит к традициям средневековой европейской фахверковой архитектуры, она в большей степени ориентирована на индустриальное производство, нежели «американская» ребристая. Кроме того, «Герренальб» отличается большей свободой выбора планировочных решений, так как шаг несущих стоек увеличен до 2, 5 м. Это стало возможным благодаря применению в системе элементов каркаса из клееной древесины и металлического крепежа в узлах их соединения. Введение в систему новых материалов не только повысило эксплуатационные свойства конструкции, но и позволило сократить сроки ее возведения и снизить расход древесины до 0, 083-0, 095 м3 на 1 м2 общей площади. Наряду с этим, для возведения конструкций дома по системе «Герренальб» вполне достаточно фундамента столбчатого типа, что снижает потребление бетона.

Система «Герренальб» позволяет строить дома, отличающиеся выразительным архитектурным обликом, прекрасно гармонирующим с природным окружением, но все же ее формообразующие возможности не намного больше, чем у ребристой системы. В силу этой причины «Герренальб» используется только при строительстве жилых домов.

Среди других недостатков системы следует отметить применение длинномерных (до 9 м) неразрезных стоек и балок, что требует использования подъемных механизмов и специального транспорта.

«Финская» стоечно-балочная система

Архитектор из Хельсинки И. Вайнио предложил свою версию фахверковой системы. Он увеличил шаг несущих стоек до 3, 75 м и перешел на квадратную сетку опор, которая может свободно развиваться в двух направлениях — горизонтальном и вертикальном. При этом поперечные и продольные основные балки (ригели) перекрытия унифицированы и в отличие от фахверковой системы находятся вместе с вспомогательными балками на одном уровне. Это дает возможность устанавливать унифицированные сборные щиты стен и перегородок в любом месте плана. Такие нововведения, обеспечивая большую степень индустриализации и универсальности (открытости) системы, позволяют уменьшить расход древесины до 0, 075-0, 093 м(3) на 1 м(2) общей площади здания средней величины.

Описанные выше проектные принципы получили дальнейшее развитие в каркасной системе «Модули» — арх. Гулихсен, Паласмаа (Финляндия, Хельсинки).

Эта система является уже полносборной, поскольку не только стены и перегородки, но и перекрытия выполнены в виде отдельных сборочных единиц. Помимо того, в основу системы положен кубический модуль, что позволило унифицировать элементы перекрытий, стен и перегородок, сократив номенклатуру сборочных изделий до двух десятков. Уменьшение стороны модуля до 2, 35 м дало возможность снизить вес сборочных изделий до 50 кг и при необходимости полностью отказаться от подъемных механизмов. Монтаж может производиться силами владельца дома в короткие сроки. За счет уменьшения пролета между стойками несколько снизился расход древесины и составил 0, 073-0, 091 м(3) на 1 м(2) общей площади.

При всех положительных свойствах, формообразующие возможности обеих систем не только не приобрели приращения, но наоборот, сузились. Причина — использование очень «жесткой» и однообразной модульной схемы. В результате область применения той и другой систем не выходит за рамки возведения одно-двухэтажных жилых домов с плоской кровлей. 

Комментировать