Начнем мы, пожалуй, с вопросов лингвистических. Дело в том, что наряду с понятием «монолитное строительство» специалисты довольно часто употребляют термины «кирпично-монолитное» или, например, «панельно-монолитное домостроение». Чтобы при чтении статьи не возникло никаких двусмысленностей, дадим некоторые пояснения. Собственно говоря, чисто монолитных жилых домов не бывает. Из бетона выполняют лишь несущие элементы здания, а наружные стены могут быть практически любыми: панельными, кирпичными и т. д. (пожалуй, единственный материал, использование которого в данном случае нецелесообразно, – это дерево). В связи с этим словесные комбинации типа «кирпич-монолит» и «панель-монолит» вполне закономерны и могут употребляться без всяких ограничений. Однако в этой статье мы все-таки ограничимся термином «монолитное строительство», поскольку посвящена она прежде всего особенностям создания конструктивных элементов загородных домов. Что касается материалов для возведения стен, то они будут рассматриваться в рамках других публикаций, соответственно, затрагивающих вопросы кирпичного, панельного домостроения и т. д.
Строительный формализм
Технологию монолитного домостроения можно описать следующим образом: в специальные формы-опалубки, которые имеют контуры будущего конструкционного элемента, устанавливают железную арматуру и заливают бетон. Когда он застывает, элементы опалубки разбирают и переносят на следующий этаж либо навсегда оставляют внутри конструкции (при использовании так называемой несъемной опалубки). Выбор типа опалубки зависит от характера бетонируемых конструкций, соотношения их геометрических размеров, принятой технологии производства работ, климатических условий и др. Чаще всего в загородном домостроении используется все-таки несъемная опалубка.
Возведение несущих конструкций с использованием несъемной опалубки представляет собой своего рода контаминацию двух технологий: монолитного домостроения и строительства из пустотных блоков или крупноразмерных панелей. Блоки (панели) в данном случае выполняют функции опалубки, однако, в отличие от сборно-разборной системы, они не демонтируются по достижении бетоном необходимой прочности, а становятся частью стены.
Несъемная опалубка может изготавливаться из разных материалов: тканой металлической сетки, железобетонных и керамических плит, соединенных с основной конструкцией с помощью анкеров, асбестоцементных, стальных или пластмассовых листов, древесно-стружечной плиты (ДСП). В последнее время большой популярностью пользуется несъемная опалубка из пенополистирола (пенопласта), а также ДСП.
Бетон в пенопласте
Пенополистирол представляет собой материал белого цвета, на 98% состоящий из воздуха, который заключен в миллиарды микроскопических тонкостенных клеток. Этим и обусловлены его превосходные теплоизоляционные свойства. Исходным компонентом пенополистирола является стирол – природное экологически безопасное вещество, содержащееся в растительных смолах и даже в некоторых продуктах питания.
Элементы пенополистирольных опалубок могут быть выполнены в виде блоков (наиболее распространенный вариант) или панелей. Блок из пенополистирола представляет собой две пластины, соединенные между собой специальными стяжками. Внутреннее пространство заполняется бетоном, который после затвердевания образует монолитную стену. В качестве армирующих элементов обычно используются вертикальные и горизонтальные стержни из арматуры. Стяжки должны выполняться из такого материала и такой формы, чтобы обеспечить геометрическую неизменяемость стен во время бетонирования. Иными словами, выдерживать давление свежеуложенной бетонной смеси. Для этих целей в пенополистирольных блоках применяют два материала: пенополистирол и специальный пластик (например, полипропилен). Использование стяжек из пластика предпочтительнее, поскольку пенополистирольные элементы требуют более бережного обращения при бетонировании.
Основным элементом блочной системы является базовый стеновой модуль нескольких типоразмеров. Кроме того, система обычно включает угловые блоки, торцевые заглушки, а также дополнительные элементы, например блок с выступом для кирпичной кладки, конический блок и др. Чем шире номенклатура, тем больше возможностей получает архитектор при решении пластики фасада. Поскольку блоки являются мелкоштучными элементами, с их помощью можно довольно легко строить дома со сложными криволинейными планами – эркерами, закругленными углами и т. п. Монтаж блоков осуществляется по принципу кирпичной кладки со смещением, что позволяет обеспечить требуемую жесткость стены.
По мнению специалистов, основным преимуществом применения технологии несъемной опалубки из пенополистирола является возможность возведения многослойной ограждающей конструкции с необходимым сопротивлением теплопередаче за один технологический цикл. То есть стена получается сразу «теплой» и не требует утепления.
Исключительный теплоизоляционный эффект снижает затраты на обогрев и кондиционирование помещений. Более дешевый обогрев дает возможность отказаться от дорогостоящих отопительных систем. Кроме того, два слоя сплошного утеплителя пенополистирола позволяют избежать тепловых разрывов и мостов, типичных для обычных рамных стен из дерева или металла.
Необходимо также отметить, что несъемная опалубка из пенополистирола обеспечивает идеальное отвердение бетона. При ее использовании нет необходимости прибегать к помощи специальных отвердителей в холодное время года. Благодаря оптимальному режиму отвердения достигается более высокая прочность бетона на сжатие.
Впрочем, при всех своих достоинствах пенополистирол имеет и некоторые недостатки. В частности, он обладает повышенной горючестью, поэтому особое внимание следует уделить выбору отделочных материалов, как наружных, так и внутренних. Для внутренней отделки обычно применяются гипсокартонные листы, наклеиваемые на полистирол, или штукатурные материалы, предназначенные для работы по пенополистиролу; фасад дома оштукатуривается или облицовывается трудногорючими панельными или плиточными материалами. Вообще, по несъемной опалубке из пенополистирола могут применяться самые разные отделочные материалы как снаружи, так и изнутри: от штукатурки, гипса, винилового или любого другого покрытия до кирпичной или каменной облицовки.
В связи с тем, что внутренним слоем ограждающей конструкции является пенополистирол, у жильцов могут возникнуть трудности с креплением на стенах полок, шкафчиков и т. п. Дюбели должны достигать бетонного слоя, для чего необходимо учитывать длину крепежных элементов, а их месторасположение соотносить с конструктивными особенностями ограждающей конструкции (чтобы не попасть только в слой пенополистирола или в воздушные пустоты).
Стружечная альтернатива
Несъемная опалубка из ДСП существенно отличается от пенополистирольной. Крупноразмерные стеновые элементы из ДСП соединяются друг с другом через определенное расстояние с помощью Х- и У-образных металлических или полимерных профилей. Из ДСП изготавливаются все настенные, потолочные и специальные элементы. В зонах, подвергающихся строительно-физическим нагрузкам, используются деревянные каркасные плиты, связанные цементом (ЦСП).
Поскольку ДСП и ЦСП не являются теплоизоляционными материалами, ограждающая конструкция, получаемая по данной технологии, требует утепления. При изготовлении панелей на заводе между деревянными каркасными плитами устанавливается арматура в соответствии с требованиями расчетов несущей способности. Также в заводских условиях монтируется по проекту электропроводка и устанавливаются инженерные коммуникации. Таким образом, практически готовая панель (со всеми коммуникациями и арматурой) доставляется на стройплощадку, где остается только ее смонтировать и залить во внутренние пустоты бетон. Поверхности всех элементов опалубки полностью готовы для покраски, побелки или другой отделки.
«За» и «против» монолита
Монолитное загородное домостроение имеет множество преимуществ по сравнению с иными технологиями: быстрый монтаж конструкций, возможность возведения зданий практически любой конфигурации, умеренная цена. Стены, выполненные по монолитной технологии, практически не имеют швов, поэтому не возникает проблем со стыками и их герметизацией. Из характеристик монолитного дома особое значение имеют его жесткость и прочность.
Впрочем, приходится признать, что при всех достоинствах технология монолитного домостроения не лишена и некоторых недостатков. Поскольку практически весь производственный цикл перенесен на строительную площадку под открытым небом, капризы погоды могут затруднить производство монолитных конструктивных элементов. Также необходимо учитывать, что тяжелый бетон обладает низким коэффициентом паропропускания, вследствие чего вопрос обеспечения хорошего воздухообмена и вентиляции внутреннего пространства в домах из этого материала особенно остр. Как известно, коэффициент паропропускания характеризует способность материала пропускать газ и пар. В этом отношении наилучшим из перечисленных выше материалов является дерево, поэтому комфорт проживания и внутренний микроклимат в деревянных домах принимаются за эталон. Деревянные стены обеспечивают дополнительное поступление наружного воздуха (дом «дышит»). В домах с монолитными стенами эта составляющая сведена к минимуму, что влечет за собой необходимость проведения конструктивных мероприятий, направленных на компенсацию этого недостатка, вплоть до организации приточно-вытяжной вентиляции, тогда как обычно предусматривается только вытяжная. Подобные проблемы могут возникнуть и при использовании в качестве утеплителя пенополистирола, который также отличается низким коэффициентом паропроницаемости. Обычно фирмы, предлагающие технологии строительства с несъемной опалубкой из полистирола, решают эти вопросы в процессе разработки проекта. Пренебрегать их рекомендациями – значит заранее ухудшить эксплуатационные качества жилья.
