Внимание!
Предложения и заявки заказчиков

Размещение рекламных материалов

коммерческая реализация изобретений - ООО 'Адвансед Девелопмент Проджект' смотреть>>>

Требуются разработки по средствам контроля и ограничения по количеству дисковых операций производимых одним пользователемдля хостинг провайдера. смотреть>>>

Требуются разработки по использованию низкопотенциальной энергии смотреть >>>

Технология глиняного домостроения

 В своё время меня очень приятно поразила книга "Глинобетон и его применение" Гернота Минке, профессора Кассельского университета в Германии, руководителя научно-исследовательской лаборатории экспериментального строительства (издательство «Янтарный сказ», Калининград, 2004 г.).
Удивительно приятная книга как в плане доступности изложения, так и в плане научно-практического наполнения (фотографии, таблицы, формулы, чертежи). Подобная книга может служить детским Букварём для любого взрослого дяди, который любит рассматривать технические картинки и пространственно мечтать…
Так вот, разумеется, что просто невозможно было остаться в стороне от весьма интересной концепции грунтового строительства.

Несколько интересных предложений возникло и у меня.
Технологии грунтового строительства известны уже более девяти тысяч лет и сказать что-либо принципиально новое в этой области весьма сложно. Пришли новые времена, новые строительные материалы и новые инженерные решения, с которыми глинобитным сооружениям очень тяжело конкурировать. Но, разумеется, и они смогут найти свою практическую нишу даже в III тысячелетии.
Традиционные районы применения глинобитного домостроения – это страны третьего мира, исконно бедные, но расположенные в сухом и жарком климате (весь африканский и частично американский континенты, мусульманские и азиатские страны). Например, в Афганистане, Иране доля зданий, построенных из глиносырцовых материалов, превышает 80 %, а в современном Китае двадцать миллионов человек живут в глинобитных землянках и пещерах.
Очень распространено глиняное домостроение среди коренных жителей Африки, т.к. на его возведение не требуется дорогостоящих строительных материалов, прежде всего цемента и древесины. Купольные сводчатые сооружения достаточно просты технологически и подразумевают цельность и единство конструкции, когда стены плавно переходят в крышу без изменения типа строительных материалов.Глобализация мировой экономики неизбежно приводит к очень сильному расслоению мирового сообщества на очень бедных и очень богатых. При этом возникают большие социальные напряжения, вызванные главным образом слишком большим разрывом в уровне жизни населения, объёме потреблённых ресурсов и т.д. В этом явлении кроется одна из причин появления международного терроризма.
Поэтому, если богатые страны хотят более-менее спокойно жить и дальше, им просто необходимо подтянуть бедные страны третьего мира до какого-то приемлемого уровня, "вытащить" их из первобытно-феодального уровня развития. При этом акцент необходимо ставить не на разовой материальной помощи (продукты питания, одежда, списание внешних финансовых долгов и пр.), а на предоставление новых технологий, в т.ч. и в строительной сфере.
Гуманитарная помощь Африканскому континенту в виде спец. миссий ООН может заключаться в организации полевых строительных колонн (бригад), которые в сжатые сроки и с помощью привлечённого местного населения могли бы построить из местного сырья сотни тысяч единиц жилья и подсобных помещений. Именно технологическая мощь
Запада вкупе с механизацией всех работ смогут кардинально улучшить жизненный уровень местного населения без привлечения солидных инвестиций извне.
Практически работа строительной бригады может выглядеть следующим образом.
В район будущей застройки (окраина местной деревни либо совершенно новый участок земли) на нескольких грузовиках выдвигается строительная бригада, состоящая из 5-7 человек.
Разбивается временный полевой лагерь, выгружается и собирается необходимое строительное оборудование, производиться согласование с местными старейшинами плана будущей застройки и осуществляется первичная разметка участка.
Также определяется качественный и количественный состав местных ресурсов (наличие песка, глины, щебня, воды и др.) и производится лабораторный анализ сырья с целью оптимизации технологии строительных работ.
Далее начинается сам процесс строительства.
Основной типовой проект жилого глинобитного здания предполагает возведение купольного сооружения диаметром 4-5 м (полезная площадь около 15 м2), рассчитанный на 2 взрослых и 3-5 детей.
Глиняные постройки обладают высокими гигиеническими характеристиками: они уравновешивают влажность воздуха в помещении и способствуют воздухообмену, позволяют аккумулировать тепло, снижают общее загрязнение окружающей среды (за счёт экономии высокотехнологичных материалов). Глиносырцовые материалы можно всегда использовать повторно, их легко ремонтировать.
Глиняные материалы резко снижают издержки при строительстве, они идеально подходят для строительства собственными силами.
В отличие от классических технологий возведения глиняных строений, использующих глинобитный кирпич (нубийские своды, афганские и персидские купола), когда укладка кирпича производится по достаточно сложным кривым без применения опалубки, я предлагаю применить принципиально новую технологию строительства по мягкой опалубке.
Рабочим материалом будет выступать не глинобитный кирпич, а пластинчатые маты из глинистого грунта, уложенные многослойно с взаимным перекрытием и общим внутренним армированием. При этом сечение купола переменное: нижнее основание в среднем в 2 раза толще верхней части купола.
Возможно также формирование наружных рёбер жёсткости и водоотливов.
Итак, на месте будущего строительства производят частичную выемку грунта по внутренней площади дома на глубину 0,5-0,8 м.
Рыхление грунта, а также его транспортировку за пределы периметра лучше всего осуществить с помощью средств малой механизации (мото-фреза, минитрактор с ковшом, бур), хотя можно использовать и неквалифицированный труд местных аборигенов.
Если выбранный грунт придатен для последующего использования в строительстве (известковый и песчаный грунт, супесь, суглинок, глина) и не содержит глинозёмистых включений, то после соответствующей обработки (нормализация, отощение или обогащение глиной) он будет использован в качестве стенового материала при строительстве купола. Если по каким-либо причинам грунт не пригоден для указанных выше целей, то его можно использовать для отсыпки близлежащей территории и обустройства отмостков. Т.о. у нас получится купольное здание, частично заглублённое в землю, что в условиях жаркого или очень жаркого климата позволит создать достаточно комфортные условия для обитания его жильцов. Тёплый воздух, неизбежно получающийся при нагреве глиняных стен купола жарким солнцем, будет скапливаться в верхней части купола, тогда как в подземной зоне обитания людей будет сохраняться определённая свежесть и влажность воздуха.
После изготовления и зачистки котлована в него устанавливается мягкая опалубка.
Она представляет собой надувную резиновую конструкцию соответствующего профиля с центральным внутренним шестом-опорой. После подачи воздуха компрессором надувная опалубка приобретает свою рабочую форму, а центральный шест с опорной пятой придаст необходимую жёсткость и снимет часть нагрузки с эластичной резиновой оболочки.
Наиболее приемлемой формой свода является отнюдь не сферическая форма купола, а некая кривая, образованная т.н. оптимальной кривой, которая несколько отличается от сферической формы, кривой цепи или параболы.
В этом случае возникают только сжимающие напряжения в стене и отсутствуют растягивающие. Сосредоточение силы от собственной массы находится в центре каждого сегмента купола и имеют равные значения.
Если кривая купола проходит снаружи от оптимальной как нижняя часть сферы, то возникают кольцевые растягивающие напряжения, которые ведут к разрушению конструкции. Если кривая купола проходит внутри оптимальной формы как кривая цепи, то возникают кольцевые сжимающие напряжения.
Эти напряжения не опасны, если в куполах не устраивать больших оконных и дверных проёмов. Купол рекомендуется размешать внутри оптимальной кривой, в особенности верхнюю часть конструкции.
Это позволяет избежать растягивающих кольцевых напряжений, которые вызывают ветровые и другие нагрузки.
Вынутый из котлована грунт дозировано засыпается в бетономешалку принудительного действия с бегунами, куда также добавляются (по мере надобности и при наличии) песок либо глина, мелкие камни, измельчённая солома, пластификатор-разжижитель, вода и всё это очень тщательно вымешивается до консистенции густотёртой пасты.
Далее с помощью шнека раствор выдавливается на вальцы, прокатывается в ленту и разрезается на квадратики оптимальных размеров (ориентировочно 500 х 500 х 40 мм).
Получившиеся глиняные плитки выкладываются стык в стык по поверхности мягкой резиновой опалубки в один слой. По мере укладки тонкие глиняные плитки успевают достаточно подсохнуть под палящим солнцем и покрыться сетью мелких усадочных трещин (трещины "раскроются").
Новый слой глиняных плиток укладывается с некоторым смещением таким образом, чтобы центр плитки приходился на место стыковки четырёх плиток предыдущего слоя. Свежая и смоченная с внутренней стороны водой глиняная плитка, аккуратно уложенная и утрамбованная деревянным молоточком, закроет практически все старые раскрывшиеся трещины.
В этом и заключается преимущество многослойной глиняной конструкции перед классической из сырцового кирпича либо глинобитной – практически полное отсутствие усадочных трещин, высокая однородность и монолитность конструкции, гладкая как наружная, так и внутренняя поверхности. После нанесения 3-4 слоёв глиняных плиток вся поверхность купола армируется с помощью тонких капроновых нитей.
Для этого в верхней части купола монтируется круглая рамка для центрального светового фонаря (открытого либо стеклянного) диаметром около 800 мм с нанизанными по периметру капроновыми нитями. Нити на катушках вручную взаимно переплетаются, образуя крупноячеистую сетку, плотно прилегающую к куполу. Далее сетка вновь обкладывается несколькими слоями глиняных плиток и оказывается внутри стеновой конструкции. При необходимости армирование можно повторить. Т.о. производится двойное армирование купола: микроармирование фиброй (солома, опилки) и макроармирование цельной крупноячеистой сеткой.
Количество слоёв глиняных плиток должно увеличиваться к низу основания купола, что обусловливается более высокой статической нагрузкой. Наличие боковых окон не предусматривается.
Вместо них будет единая центральная стеклянная линза светового фонаря, расположенная в вершине купола. Даже при его небольшом диаметре внутренняя освещённость купола в южных широтах будет вполне достаточной (особенно если побелить внутренние стены извёсткой) и в то же время не слишком палящей.
При возведении купола в его стены изнутри необходимо устанавливать закладные детали в виде металлических колец с большой опорной поверхностью. Впоследствии на них можно крепить различную бытовую утварь – шторы, которые поделят купол на комнатки, либо цеплять на кольца гамаки, детские люльки, развешивать бельё и продукты питания (початки кукурузы, кувшины с водой, молоком и т.д.).Дверной проём купола выполняется в форме небольшого цилиндрического свода из стандартных квадратных глиняных плиток по разборной жёсткой опалубке.
Входной цилиндрический свод как бы усиливает основной купол в месте дверного проёма, а также является своеобразным тамбуром или воздушным клапаном, который с помощью матерчатых дверей (штор) позволяет отсечь горячий и пыльный наружный воздух.
Последний слой глиняных плиток должен изготовляться с использованием каких-либо гидрофобизирующих добавок (в идеале – на основе кремнийорганических жидкостей класса ГКЖ-10, 11, 12), которые придадут наружной поверхности купола необходимые водоотталкивающие свойства. И хоть в жарких странах за год выпадает сравнительно мало осадков, но сильные кратковременные ливни способны вызвать эрозию и размыть поверхности купола, а следовательно – и необходимость его ремонта. Для стока дождевой воды можно сделать сточный желоб, расположив новый слой плиток ступенчато (а не затирая его к предыдущему слою) диагонально под некоторым углом к основанию. Целенаправленный сток дождевой воды позволит собирать её в небольшие резервуары либо направлять её под корневую систему плодовых деревьев.
Это позволит на несколько недель решить вопрос с водой, что для жаркого и сухого климата немаловажно.
После завершения укладки плитки на верхней части купола можно приступать к демонтажу опалубки и её монтировании на новом участке, тогда как укладка плитки у основания свода может продолжаться. Это позволит более рационально использовать рабочую силу (как профессиональную, так и подсобную).Строительство куполов необходимо начинать сразу же после окончания сезона дождей и продолжать до тех пор, пока будет возможность. Главным препятствием может стать слишком высокая температура воздуха и засуха, а также нехватка воды для приготовления глиняного раствора. Поэтому необходимо принять некоторые превентивные меры хотя бы для обеспечения строительства технической водой.
Для этого 1-2 грузовика должны ещё до сезона дождей объехать все районы будущих застроек и провести взрывотехнические работы: пробурить шпуры, заложить ВВ и с помощью направленных взрывов создать сеть мелких водоёмов, которые впоследствии наполнятся водой. Водоёмы должны быть по возможности глубокими, с малой площадью поверхностного испарения воды и находиться в местах естественного скопления воды (в низинах, на пути стока ручьёв). Сеть мелких земляных резервуаров не только гарантированно обеспечит водой строительные работы, но в будущем будут служить местным жителям источниками влаги, облегчающими существование в жаркой и пустынной местности. Для снижения испаряемости воды с поверхности искусственных водоёмов можно применить плавучие экраны из полиэтиленовой плёнки с пенопластовыми буйками по периметру. Идеальный вариант – разведение водорослей (н-р, ряски), которые не только укроют водную гладь своими листиками, но и будут служить прекрасной пищей как для людей, так и для животных.
Выбор будущей площадки под строительство очень важен и ответственен. И здесь важно прислушиваться не только к пожеланиям местных жителей, но также учитывать опыт и знания профессиональных строителей из бригад. Следует брать во внимание возможность будущего затопления строений разливами рек, основание под зданиями (скальный либо песчаный грунт), розы ветров, миграции животных, политико-экономические аспекты и многое другое.Если, например, возможность затопления жилища всё же остаётся, то необходимо предусмотреть превентивные меры – не производить заглубление купола в грунт, а строить его на некотором насыпном возвышении. Должны быть в постоянной готовности глиняные блоки для быстрого закупоривания (закладывания) входного проёма купола с тем, чтобы вода не смогла проникнуть вовнутрь. Вход и выход в здание при затоплении будет осуществляться через верхний световой фонарь с помощью верёвочной лестницы и по сточным желобам. Т.о. можно будет спокойно пережить половодье в 2-3 м от уровня горизонта.При строительстве в сейсмоактивных районах планеты купольное здание с круглой формой, по сравнению с прямоугольной, обеспечивает гораздо большую устойчивость, т.к. круглый фундамент выполняет функцию жёсткой круговой балки, а фундамент, стены и крыша прочно связаны друг с другом (в принципе – составляют единое целое) и должны выдерживать большие возникающие усилия сдвига и изгиба.
Кладка стен, выполненная на глиняном растворе высокой прочности, в которой полностью отсутствуют трещины и швы и которые дополнительно армированы на макро- и микроуровне, будет обеспечивать целостность здания при самых высоких колебаниях грунта (предположительно вплоть до 8-9 баллов по шкале Рихтера).
Для районов с очень жарким климатом можно рекомендовать при строительстве куполов использовать глиногазобетон, который, хотя более трудоёмкий в изготовлении и дорогостоящий, но зато обладает высокими теплофизическими параметрами. К тому же не помешало бы ежегодно после сезона дождей производить наружную побелку купола мелом либо известью с целью повышения его солнцеотражающих свойств.Главное достоинство "глиняного куполостроения" заключается в крайне низкой себестоимости этого процесса, а также его простоте и технологичности. Работать по мягкой опалубке можно научить любого бедуина, а запасы глины на земле практически безграничны.Строительные бригады миссии ООН должны только начать массовую застройку в провинциях, они должны показать все преимущества новых технологий, отобрать и обучить своему ремеслу наиболее способных работников из числа местных жителей с тем, чтобы те впоследствии продолжили начатое дело самостоятельно, хотя и при поддержке из "метрополии". При достаточной организации труда темпы строительства могут быть очень впечатляющими – до 100 тыс. куполов в год и более.Но с Африкой мы разобрались. А как же быть с цивилизованной Европой, для которой глиняное купольное домостроение мало пригодно, главным образом из-за более влажного климата и недостаточных теплофизических характеристик глиняного материала. В этом случае очень подойдёт новая современная тенденция постройки биологического жилья, когда всё здание обволакивается (засыпается) со всех сторон грунтовой кровлей толщиной 20-80 см с защитным слоем из декоративной травы (сверху) и полиэтиленовой плёнки (изнутри). Подобный биодизайн очень гармонирует с окружающеё средой, позволяет экономить значительные ресурсы на отопление здания, а также на текущие профилактические ремонты.Если пожертвовать паро- и воздухопроницаемостью глиняного купола в угоду его полной защиты от влаги, то можно предложить напылить на наружную и внутреннюю поверхности купола (разумеется, после полного высыхания всего глиняного массива) тонкий слой полиэтилена.
Для этого можно использовать ручной пистолет, в который одновременно подаются гранулы полиэтилена и нагретый до температуры плавления полиэтилена воздух (от пропановой горелки). Такому куполу, имеющему наружное пластиковое покрытие, уже не страшны никакие дожди.
А внутреннее напыление необходимо для того, чтобы предотвратить насыщение глины водяными парами и связанное с этим процессом гниение и появление плесени. Вместо напыления полиэтилена можно также применить любую кальматирующую поры пропитку глубокого проникновения (в т.ч. и пенетрирующего действия), хотя это будет и более дорогостоящее решение.
Концепция глиняного домостроения может быть дополнена отдельными элементами из разработки № 18 "БИОрепродуктивная зона с элементами гелиоэнергетики" либо войти в структуру данной разработки как самостоятельная единица.

Я думаю, что глиняное домостроение ещё не раскрыло всех своих потенциальных возможностей и за ним стоит великое будущее.                                                          


 


/"ТРАКТАТЪ об уменьшении энтропии", т. II, тема № 67/
     

Комментарии   

 
#2 Димон 16.02.2010 18:01
Попробуем в этом году, если получится себе такой дом построю. Первый этаж глинобитный а второй либо солома либо саман определим по факту. Поможете советом в процессе?
Цитировать
 
 
#1 Ваниту 01.12.2009 19:13
Очень актуально! Жаль книгу эту нигде не могу найти :(
Цитировать
 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Комментарии