Новые современные технологии строительства частных домов, материалы и особенности, обзор

Усиление деревянных конструкций углеволокном

Углеволокно наиболее эффективно на участках, где действуют главные растягивающие напряжения и имеется опасность раскалывания вдоль волокон. К тому же целесообразно их приклеивание на гибкие фанерные стенки в зоне действия поперечной силы.

Обычно углеволокно, либо приклеивается к поверхности, либо вклеивается в предварительно подготовленные пропилы. Второй способ более предпочтителен, когда необходимо сохранить первоначальный вид балок и сделать незаметным само усиление. Незаметность наряду с технологической простотой и высокой скоростью монтажа относят к основным преимуществам армирования деревянных конструкций углеволокном.

Алмазные нанонити

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, при создании троса космического лифта, вполне.

Умные кирпичи

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%.

Строительство дома для постоянного проживания из кирпича

Здания, возводимые из кирпича, представляют собой самые массивные конструкции. Они отлично противостоят воздействию всевозможных природных факторов и, при этом, обладают привлекательным внешним видом. Однако, чтобы возвести собственный дом, из самого на первый взгляд популярного материала – кирпича, придется понести не маленькие финансовые затраты. Но и долговечность такого дома будет ощутимо выше. Если добротный каркасный дом “живет” около 60-70 лет, то дом из хорошего кирпича прослужит более 100 лет

Однако важно отметить, что кирпич тоже бывает разного качества. Поэтому, если вы решили строить из кирпича, уделите отдельное время изучению характеристик материала, чтобы грамотно выбрать качественный

Обращайте особое внимание на морозостойкость кирпича — сколько циклов он способен выдержать (30, 50, 100?)

Строительство дома из кирпичаИсточник sk-mera.ru

Главными достоинствами дома из кирпича являются высокая прочность материала. А по своим характеристикам несущей способности, стена, возведенная из этой разновидности стройматериалов, почти не уступает бетонной. Подобные характеристики идеальны как для малоэтажного загородного строительства, так и для возведения многоэтажных домов. Кроме этого, дом, выложенный из кирпича, не сгорит, не сгниет и не подвергнется усадке.

Только, по уровню сохранения энергоэффективности стены из керамического или силикатного кирпича значительно отстают от других строительных материалов. Для того чтобы обеспечить достаточную энергоэффективность частному дому, кирпичная стена должна иметь минимальную толщину в 120 см. Становится ясно, что строить для постоянного круглогодичного проживания «бункер» с подобными стенами никто не будет, поэтому сегодня все чаще кирпич применяют в качестве облицовочного материала.

Еще одним важным недостатком строительства дома из кирпича является высокая стоимость материала, поэтому важно верно рассчитать свои финансовые возможности, иначе стройка может затянуться на очень долгое время. Резюмируя все вышесказанное, можно сказать, что основными достоинствами кирпича, как строительного материала являются:

Резюмируя все вышесказанное, можно сказать, что основными достоинствами кирпича, как строительного материала являются:

возможность длительной эксплуатации построенного дома;
высокая морозостойкость;
точная геометрия изделий;
хорошее сочетание с любым видом растворов для кладки;
высокая прочность;
эстетичный внешний вид.

Однако, кирпич имеет немало недостатков:

Низкая влагостойкость некоторых видов материала. Например, силикатный кирпич сильно впитывает воду, наглядно это можно заметить, когда во время дождя он приобретает темный оттенок. Такое качество очень влияет на влажность внутри помещения. В связи с этим силикатный кирпич не используют для кладки подвальных и цокольных помещений, не стоит использовать силикатный кирпич и при строительстве дома в регионах с повышенной влажностью воздуха. Для того, чтобы в кирпичном доме не накапливалась влага, нужно должным образом готовить стены. А это дополнительные затраты, которые часто упускают из виду.
Высокая теплопроводность. Для достижения положительных характеристик необходимо прибегать к дополнительным затратам по теплоизоляции стен или их утолщению.
Высокая масса изделия. Кирпич имеет большую массу, что утяжеляет строение и создает еще большую нагрузку на фундамент. Для решения такой проблемы приходится возводить более крепкий и основательный фундамент, а это еще увеличивает затраты на строительство.
Высокая стоимость материала. Он, безусловно, дороже, чем материалы для каркасного строительства. Кроме того, нельзя упускать из виду стоимость транспортных расходов, которая составляет в районе 4% от стоимости объекта. Это прямые затраты, такие как топливо, амортизация, масло, водители и так далее.

Итак, выходит, что кирпич на фоне ощутимых плюсов имеет существенные минусы, поэтому прежде, чем сделать его основным материалом в строительстве частного дома, стоит четко определиться с финансовыми приоритетами, так как именно от них будет зависеть ваш выбор.

Красивый дом из брусаИсточник comfortoria.ru

Дорожный принтер

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.

Зарубежный опыт

Индивидуальные застройки популярны во всем мире, поэтому в Европе и Америке накоплен интересный опыт такого строительства. В нем преобладают технологии, направленные на быстрое возведение экономичного жилья

Большое внимание уделяется комфорту и экологичности используемых стройматериалов

В Канаде и Финляндии преимущественно используется деревянно-каркасное строительство. В США 95% малоэтажных домов возводятся на деревянной основе. Японские строители чаще используют каркасное строительство. Там же разработана инновационная технология возведения экономичного и долговечного дома в форме купола, для которого используются готовые модули из пенопласта. Такое строение не требует фундамента и собирается за 1 день.

В Германии более половины частного жилья возводится из пористого бетона, большой сегмент составляют каменные и кирпичные строения. Это объясняется дефицитом дешевого древесного стройматериала. Тем не менее страна является крупнейшим экспортером деревянных домов. Отделка стен производится кирпичом либо штукатуркой с последующей покраской.

Дом нужно отапливать, поэтому не стоит на месте разработка проектов новых разновидностей обогрева с вариантами для отопления частного дома. Как альтернатива централизованному или печному отоплению предлагается использование солнечных батарей, инфракрасных излучателей и тепловых насосов, отбирающих тепло земли, воздуха или природной воды. Все больше становятся популярными электрические системы «Теплый пол» и «Теплая панель».

Современные отопительные системы снабжаются «умной» автоматикой, которая позволяет экономить тепловую энергию и даже контролировать обогрев дистанционно, с помощью смартфона.

Большая цепь гавани Константинополя

Wikipedia

Изобретение не совсем древнее, скорее старинное. На протяжении семи веков большая прочная цепь была одним из ключевых элементов тщательно продуманной системы обороны Царя городов, взятом венецианцами лишь однажды — в 1203 году.

У Константинополя имелась отличная естественная защита — он был построен на треугольном мысе из семи холмов и окружен высокой стеной. Южное направление перекрывалось быстрым течением, несущимся по Босфору. Оно делало практически невозможной высадку «десанта» на берег — корабль нереально было удержать на месте, пока сходят войска, тем более в окружении бесчисленных скал и отмелей. С другой стороны бухту заграждала массивная металлическая цепь, предотвращавшая проход любого нежелательного корабля. Она была впервые использована во время арабской осады в 717 году нашей эры.

Wikipedia

Это настоящее чудо средневековой инженерии. Колоссальная цепь длиной 750 м, протянутая между башнями Кентенарион и Кастеллион, состояла из нескольких частей, как зафиксированных, так и подвижных. Подвешенная меж двух мощных башен, она опиралась на 8 массивных пирамидальных плавучих понтонов, прикрепленных к морскому дну для стабилизации. Каждое из эллиптических железных звеньев было 1,20 м в длину и весило полтонны, а каждый понтон выдерживал нагрузку в 920 тонн.

Барьер приводился в действие механически — требовалось всего несколько минут, чтобы открыть или закрыть безопасный проход по глубоководному Золотому Рогу. После установки в нужное положение только ближайшие к башням секции цепи открывались или закрывались в зависимости от необходимости, с использованием огромного колеса, шкивов и гигантского полого противовеса массой 35 тонн, работающего за счет падающей сверху воды (транспортируемой с водонапорной башни и поднимаемой с помощью насоса). Для бесперебойной работы каждого из механизмов требовалось всего три человека. Горстки боевых кораблей, стоящих неподалеку на якоре, было достаточно, чтобы защитить цепь на случай, если противник попытается подобраться поближе и сломать ее.

Статья Георгиоса Анапниотиса 2019 года — это увлекательное чтение при условии абстрагирования от вопиющего националистического подтекста (https://www.academia.edu/39589520/THE_GREAT_CHAIN_OF_THE_GOLDEN_HORN). Автор обоснованно утверждает, что части железных цепей, выставленные в различных музеях Стамбула, не принадлежат оригинальной Великой византийской цепи. Они слишком малы и, скорее всего, происходят из элементов, используемых для закрепления понтонов.

Getty

После двух неудачных попыток преодолеть могучую цепь (хотя только 10 византийских и союзных кораблей защищали ее) Мехмет II совершил тот же подвиг, что и Игорь из Киевской Руси пятью веками ранее — его воины перетащили часть флота по суше.

Ottoman Imperial Archives

22 апреля защитники Константинополя с ужасом увидели, как 70 легких галер Амзы-бея вошли в гавань. Когда 29 мая 1453 г. Константинополь пал, некоторые из его защитников и местные богачи попытались бежать морем из Золотого Рога, но оказались в ловушке, поскольку управляющие цепью операторы в башнях либо сбежали, либо были убиты. — Silvia Serra

3d-панели

Новые технологии в строительстве не обошли стороной и возможность 3D печати. 3D-панели – это усовершенствованная сборка каркасно-щитовых домов. Панели представляют собой монолитные плиты, имеющие армированную сетку с каждой стороны. Соединяются при помощи стержней из металла, проходящих насквозь.

Особенности

Главной особенностью 3D-панелей является их способ производства. В 3D-принтер загружаются строительные отходы, смешанные с цементом. По завершению процесса печати, на выходе получается готовая стена. Такой процесс не только быстр в производстве, но и дешев. Поэтому технология используется для создания бюджетных зданий.

Напечатанные стены получаются пустотелыми. Заполнение пространства осуществляется с использованием пенобетона, поэтому стены со всех сторон оборудованы армированной сеткой.

Строительство каркасного дома из 3D панелейИсточник chrome-effect.ru

Плюсы и минусы

Плюсы использования данной технологии строительства частных домов:

низкая стоимость при покупке стандартных панелей;
малый вес конструкции;
возможность строительства в любое время года;
минимальный вред для ландшафта;
низкие показатели потери тепла.

Минусы технологии:

стоимость увеличивается, если заказывать панели по индивидуальным чертежам;
в теплоизоляции могут завестись вредители;
необходимость создания продвинутой вентиляции;
шумоизоляция;
при сильных воздействиях (например, землетрясение) дом может рухнуть, чего не случится с каркасным домом, построенным по канадской технологии.

Дома из бруса

Строения из бруса по современной технологии – это сниженные трудозатраты и более короткое время строительных работ

Строения из бруса по современной технологии – это сниженные трудозатраты и более короткое время строительных работ. Деревянные дома из бруса могут быть выстроены из следующих материалов:

Профилированный брус – это сухая древесина, обработанная и обрезанная с четырех сторон промышленным образом. Изготовители сразу предлагают готовые конструкции стыковочных узлов, соединений, проемы дверные и оконные. Брус профилированный отличается отменной плотностью прилегания элементов, поэтому не требуется дополнительной прокладки. Оперативность обеспечивается простой выкладкой бруса друг на друга с попутным стягиванием металлическими шпильками. А вот для надежности рекомендуется законопачивать пазы в угловой части замка.
Клееный брус – материал, который имеет не только современный дизайн, но и отличается высокими прочностными, качественными характеристиками. Изготавливается из хвойной древесины, распиливаемой на доски, которые потом высушиваются и склеиваются посредством прессов с обязательным разносторонним расположением волокон. Такой брус считается лучшим потому что не боится влаги, не дает усадки, трещин и никак не реагирует на температурные колебания. Брусовой дом из клееного материла можно пускать под отделку сразу по завершении строительства. Минус только один – дорогая цена материала.
Лафет – это тип полубруса, сделанный из бревна, опиленного только с двух сторон. На двух других идут пропилы под замок «шип-паз». Соединение осуществляется «норвежским» способом – в процессе усушки брус заклинивается в чашке собственным весом, за счет чего достигается отменная прочность, и сохраняются высокие энергосберегающие качества дома.

Достоинства строений из бруса многочисленны:

Оперативность сборки;
Можно воплотить в жизнь любые, даже самые сложные проекты;
Отменные показатели теплоизоляции;
Минимальное время на усадку или полное отсутствие такового;
Сниженные трудозатраты.

Минусов тоже достаточно:

Высокая цена;
Невозможность перепланировки дома из бруса.

Панельное строительство

Технология получила бурное развитие в конце прошлого века за счет оперативности проведения всех этапов работ

Технология получила бурное развитие в конце прошлого века за счет оперативности проведения всех этапов работ. Наличие готовых элементов позволяет без особых задержек ставить дома, процесс напоминает сборку конструктора, элементы производятся заводским образом.

Условия применения панельного строительства имеют свои особенности:

Сфера применения технологии распространяется не только для сооружения многоэтажных домов общественного заселения, но и для частного домостроя, где требуется возвести здание в 2-4 этажа. Технология подразумевает применение двух типов жилых домов: каркасных, безкаркасных.

Каркасники также имеют два варианта застроя: полный каркас или внутренний. Первые представляют собой пространственный каркас, в образовании которого участвуют опоры внешнего типа и ребристые панели, причем каркас образуют поперечные и продольные элементы. Второй вариант – это конструкция без опорных колонных панелей. Несущими выступают внутренние колонны, берущие на себя всю нагрузку. Оптимальная величина пролета в этом случае 500-600 см. Продольная часть каркаса представляется колоннами, шаг которых составляет не более 300 см. Допустимая этажная высота 280 см, ригельные и колонные элементы совмещаются и соединяются посредством сварных швов. Колонна покрывается консолями из двутавровой стали. Высота каркасных строений высчитывается в зависимости от назначения здания.

Основные этапы строительства

Выбор основания зависит от этажности здания, типа грунта и прочих нюансов

Этапы панельного строительства:

Работы с фундаментом. Выбор основания зависит от этажности здания, типа грунта и прочих нюансов. При работе с облегченными панелями (СИП) предпочтительнее облегченные фундаменты, при работе с тяжелыми ж/б панелями основание выбирается мощное и заглубленное.
Гидроизоляция фундамента, обработка защитными средствами деревянных, металлических деталей, монтаж нижнего бруса.
Обустройство цоколя, укладка пола первого этажа.
Обустройство каркаса или монтаж первого этажа посредством возведения панельных элементов, скрепление деталей сваркой.
Установка межэтажных перекрытий по периметру этажа.
Утепление, гидроизоляция строения.

Сооружение всех последующих этажей производится так же, как монтаж первого

Укладка кровли. Работы выполняются с учетом весовой нагрузки на панели.
Монтаж окон, дверей, кровельного покрытия.
Отделочные работы.

Данная технология имеет свои преимущества и недостатки, плюсы панельного многоэтажного дома следующие:

Повышенная скорость сборки здания;
Возможность снижения размеров строительной площадки за счет работы «с колес», то есть материал подвозится от производителя и сразу монтируется на объект, не загромождая стройплощадку;
Минимальный набор приборов и оборудования для монтажа сборных конструкций.

Недостатки панельного домостроя:

Невысокие теплотехнические показатели в сравнении с другими материалами;
Недостаточная звукоизоляция;
Малейшие отступления в технологии соединения стыков приведут к образованию щелей;
Сниженная сейсмостойкость многоэтажек панельного типа;
Зависимость планировки от производимых панельных элементов (это касается только крупнопанельных домов).

Технологии немецких строителей

Для домов, возведенных в Германии, характерно, прежде всего, использование высококачественных материалов, способных простоять на протяжении многих лет. Именно поэтому немецкая технология строительства домов становится все более популярной в нашей стране.

Она предполагает возведение каркасных домов с деревянным «скелетом» и проложенных в нем утепленных панелей, способных выдержать самые суровые зимы. Основным преимуществом данной технологии является скорость возведения зданий.

Дом строится в течение всего нескольких месяцев. При этом он обладает следующими преимуществами:

— теплотой благодаря проведению правильной теплоизоляции, что позволит значительно сэкономить на его отоплении зимой;- длительным сроком эксплуатации;- экологической безопасностью из-за использования безвредных для окружающей среды материалов;- эстетической привлекательностью, которая отличается минимализмом;- простотой и легкостью эксплуатации в связи с продуманностью планировки комнат.

Технология CLT

Родина технологии Cross Laminated Timber (CLT) находится в Австрии. В CLT можно проследить идеи, заимствованные из технологии производства фанеры и клееного бруса. От фанеры CLT отличается тем, что склеиваются не листы шпона, а отдельные ламели (высушенные доски), такие же, какие используются и в производстве клееного бруса.

Ламели укладываются несколькими слоями, перпендикулярными друг другу, и склеиваются под прессом, оказывающим нагрузку на панели с четырех сторон. СLT-панели могут состоять из трех и более (до 12) слоев, при этом толщина панелей будет колебаться от 60 до 350 мм. Прочность CLT-панелей позволяет использовать их не только в качестве стен, но и в качестве перекрытий.

Здания из блоков

Блоки могут быть изготовлены из различных современных материалов.

Газо- и пенобетонные блоки – легкие, «дышащие». Тепло сберегают лучше, чем кирпич. В такие стены можно легко забить гвозди, что облегчает внутреннее обустройство дома. К недостаткам относится склонность накапливать влагу, а также пониженная прочность, по сравнению с кирпичом или бетоном.
Пенополистирольные блоки используются для строительства так называемых термодомов. Заказчик будет обеспечен теплым домом, затраты на отопление окажутся ниже в 2-3 раза по сравнению с кирпичными домами. Стоимость материала небольшая.

Существует и ряд минусов. Повышенная влажность внутри строений, соответственно, потребуется приточно-вытяжная вентиляция. Высокая влажность и минусовые температуры на улице оказывают разрушающее воздействие на пенополистирол, поэтому он быстро приходит в негодность.

Каркасные здания

Это перспективное направление находит все более широкое применение у частных застройщиков. Строительство дома займет от 1 до 3 месяцев.

Возведение каркаса начинается после заливки фундамента. Конструкция представляет собой балочные элементы в различных сочетаниях. Их устанавливают горизонтально, вертикально и в определенных местах по диагонали.

Существуют два варианта каркасных элементов:

деревянные;
металлические.

Металлические элементы по-другому называют ЛСТК (легкая стальная тонкостенная конструкция). Детали из металла обладают большей прочностью, но с ними сложнее иметь дело при строительстве. Сверление отверстий, сварочные работы усложнят процесс.

Когда легкий каркас готов, можно приниматься за обшивку.

Если каркасный дом возводился с помощью деревянных элементов, можно использовать фанеру, цементно-стружечные (ЦСП) или ориентированно-стружечные плиты (ОСП). Их необходимо заполнить утеплителем. Это может быть керамзит, пенобетон или другие теплоизоляционные материалы.
Если при строительстве использовалась методика ЛСТК, то внутри каркаса располагают слои тепло- и пароизоляции. Наружная и внутренняя стороны обшиваются листовым материалом.

Свойства клееного бруса

Этот новый материал чаще всего используется для возведения домов и бань. Новые современные технологии строительства не всегда отличаются дешевизной. Клееный брус относится к материалам в какой-то мере элитным. Поскольку стоит он довольно-таки дорого, хозяйственные сооружения из него возводят редко. Основным достоинством этого нового материала являются прочность и точно выверенные геометрические формы. Благодаря особой конфигурации клееного бруса, собирать дома из него очень легко. К тому же, в отличие от профилированного, такой материал не дает усадки. Возведенные из него здания выглядят очень современно и аккуратно.

Однако у клееного бурса есть один небольшой недостаток. Дело в том, что в процессе его изготовления применяется клей. В результате ухудшается такой важный показатель, как экологическая чистота.

Новые технологии в строительстве домов, предполагающие использование клееного бруса, особой сложностью не отличаются

Однако, при выборе самого этого материала специалисты советуют обязательно обращать внимание на производителя. Покупать такой брус стоит только у проверенных компаний

Материал, купленный у никому не известной фирмы, может оказаться некачественным. В этом случае собранные даже с соблюдением всех рекомендаций стены впоследствии могут дать усадку, потрескаться, начать подгнивать и т. д.

ТИСЭ

Технология индивидуального строительства и экология – так расшифровывается аббревиатура ТИСЭ. Этот метод строительства по-другому называют «переставная опалубка». Его автор – российский конструктор Р.Н. Яковлев.

Одна из самых экономичных методик. В данном случае необходимое оборудование и стройматериалы стоят недорого, работы не требуют электричества. Стены и фундамент обладают высокой прочностью и хорошими теплосберегающими свойствами. Построить такой дом можно своими силами, ограничившись двумя-тремя помощниками и не обращаясь за помощью к специалистам.

При заливке фундамента по ТИСЭ используется разработанный для этой технологии бур. Стены здания будут состоять из блоков, которые формируются непосредственно в ходе строительства. Для этого устанавливается специальная форма в том месте на стене, где должен располагаться блок. Затем в нее заливается бетон или другой наполнитель. После его затвердевания форму переносят на другое место и действия повторяются

Новейшие технологии в строительстве