ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО ВАРИАНТА УСТРОЙСТВА ВНЕШНИХ СТЕН ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ МАЛОЭТАЖНЫХ ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ

В настоящее время сектор малоэтажного домостроения в России находится в стадии динамичного развития и, как правило, направлен на освоение территорий пригородов и сельскохозяйственных районов. В первую очередь тенденция роста объемов малоэтажного жилищного строительства связана с тем, что строительство малоэтажных зданий значительно менее затратное в сравнении с возведением жилых зданий повышенной этажности [1].

В настоящее время появилось большое количество вариантов стеновых ограждающих конструкций, начиная с традиционных (кирпичные, шлакоблочные и др.) и заканчивая модульными, каркасными и др. Предложения, большая часть из которых нашли широкое применение в практике малоэтажного строительства, различаются по материалам, конструктивным решениям и, следовательно, по себестоимости, трудоемкости и технологии изготовления. Кроме того, варианты стеновых ограждений различаются и по продолжительности их возведения, долговечности функционирования без изменения их потребительских свойств. Разнятся они и по методам их изготовления - непосредственно на стройплощадке или предварительно, в заводских условиях.

Все многообразие стеновых ограждающих конструкций с позиции технологии их возведения и конструктивных особенностей можно систематизировать в следующие шесть групп: из мелкоштучных элементов; монолитные с применением несъемной и съемной опалубок; деревянные; каркасные; каркасно-панельные, панельные; комбинированные.

В работе представлено комплексное сравнение стен каркасных и бескаркасных конструкций. Проанализировав рынок строительных технологий, которые наиболее востребованы в России, было отдано предпочтение восьми строительным материалам входящих в основу конструктивного исполнения несущих стен: деревянный каркас, СИП-панели, пеноблок, легкие стальные тонкостенные конструкции (ЛСТК), ракушечник, кирпич, блок из известняка.

Подбор конструкции стены ведётся исходя из равных требований:

• к внешнему виду – фасадная отделка под кирпич;
• к внутреннему виду – под чистовую отделку;
• к теплотехническим характеристикам – толщина утеплителя подбиралась исходя из равных условий строительства;
• к свойствам материалов – размеры, коэффициент теплопроводности.

К важнейшим задачам при выборе технолого-конструктивного решения ограждающей конструкции стен следует отнести критерий выбора и выбор ограничений при переборе вариантов. К критерию выбора, который должен определить или согласовать заказчик проекта, можно отнести один из следующих показателей: стоимость возведения стен, продолжительность или сроки строительства, долговечность, пожаростойкость, экологичность и даже такой вкусовой показатель, как престижность. Ограничениями могут выступать эти же показатели после выбора из них какого-либо критерия. При переборе вариантов, естественно, должны учитываться также и сопутствующие затраты как по финансам, так и по времени. Например, при выборе той или иной технологии следует учитывать и сопутствующие затраты на дополнительное утепление, на потерю времени, связанную с технологическими перерывами, например усадка сруба до его отделки и т.п. После выбора технологично-конструктивного решения стен, как, впрочем, и по другим фрагментам дома (полы, кровля, крыша и др.), окончательное решение должно быть принято после рассмотрения различных вариантов технолого-организационных решений. Аналогично необходимо рассматривать и другие виды технологий, применяемых при возведении конкретного объекта, т.е. осуществлении моделирования технологических процессов по всему объекту строительства. Критерием выбора конструктивно-технологического решения объекта должны быть снижение себестоимости квадратного метра, общей площади при условии, конечно, выполнения ограничений по термическому сопротивлению объекта, его пожаростойкости, долговечности и ремонтопригодности.

Для выбора наиболее целесообразного варианта конструктивного исполнения несущих стен малоэтажного гражданского здания для массового коттеджного строительства, были отобраны самые распространённые варианты несущих стен применительно к объекту представителю. Каждая из анализируемых конструкций стен была оценена по пятибалльной шкале по каждому из 20 параметров, которые можно условно разделить на 5 групп:

Физические параметры: 1. Фактическое сопротивление теплопередаче; 2. Огнестойкость – III степень; 3. Экологичность; 4. Шумоизоляция; 5. Наличие горючих материалов.

Условия строительства: 1. Возможность строительства и нормальной эксплуатации в различных регионах; 2. Строительство на сложных рельефах и нестабильных грунтах; 3. Сезонность строительства (не включая фундамент); 4. Возможность строительства в районах с повышенной сейсмической опасностью; 5. Влияние погодных условий; 6. Транспортные расходы; 7. Доставка в труднодоступные районы.

Дополнительные работы/реконструкция: 1. Дополнительные работы перед внутренней чистовой отделкой после возведения коробки; 2. Изменение фасадной отделки; 3. Прокладка инженерных сетей; 4. Специальные требования к несущим конструкциям здания, дополнительные работы.

Экономические параметры: 1. Полезная площадь внутренних помещений при наружных размерах дома 10,8х11,7 м; 2. Стоимость строительства под чистовую отделку.

Вероятностные параметры: 1. Изменение геометрии, свойств несущих конструкций здания под воздействием внешних факторов и времени; 2. Вероятность ошибки как следствие человеческого фактора.

Также для того чтобы выбрать относительно более целесообразный вариант устройства фасадных стен, нами были выполнены соответствующие расчёты и проведено исследование. Вычислительный эксперимент по исследованию стоимости и трудоемкости работ по устройству восьми вариантов фасадных стен на 2-х этажном коттеджном здании включает формирование 8-ми вариантов проектов производства работ возведения стен 2-х этажного коттеджного здания, утепляемого распространенными системами теплоизоляции. Вычислительный эксперимент по исследованию технико-экономических показателей, включает следующие варианты устройства фасадных стен: 1-й вариант - кирпичная стена с облицовкой кирпичом; 2-й вариант - стена из пеноблока с облицовкой кирпичом; 3-й вариант - стена из ракушечника с облицовкой кирпичом; 4-й вариант - стена из известнякового блока с облицовкой кирпичом; 5-й вариант – стена из деревянного каркаса; 6-й вариант – стена из СИП-панелей; 7-й вариант – стена из клееного бруса; 8-й вариант – стена из лёгких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК) с заполнением минеральной ватой.

Задача вычислительного эксперимента: получить статистические данные для исследования изменения ожидаемых технико-экономических показателей (стоимости, трудоемкости и продолжительности выполнения работ) по устройству фасадных стен. Проведение эксперимента выполняется способом моделирования упомянутых технико-экономических показателей для объекта-представителя.

Модели формировались таким образом, чтобы под рассматриваемый объект строительства избиралась возможная фасадная система с учетом нормативных требований, требований пожарной безопасности, теплотехнических и конструктивных особенностей.

Расчёты по объёмам работ основных процессов при возведении ограждающих конструкций по всем вариантам, были использованы в калькулятивных и технологических расчётах с построением графика выполнения работ. Затем были выполнены сметные расчёты. Согласно графика продолжительности работ, наиболее продолжительный период устройства ограждающей стены имеет вариант из известняка-ракушечника – 47 дней, наименее продолжительное время имеет вариант со стенами из СИП-панелей. Наиболее трудоёмкими вариантами возведения фасадных систем, является способы устройства фасадных стен из деревянного каркаса, клееного бруса и по технологии ЛСТК, а наименее трудоёмким является устройство фасадной стены  из пеноблока.

Все технико-экономические показатели по устройству различных вариантов фасадных стен сведены в таблицу 1.

Таблица 1

Технико-экономические показатели по различным вариантам фасадных систем

Затем в результате обработки исходных данных, были составлены сметы на 8 видов фасадных систем. Все варианты фасадных систем, были сформированы в соответствии с назначением здания, системы утепления и его высоты. Далее были проанализированы сметные расчёты, согласно которой самым дорогостоящим вариантом устройства ограждающих конструкций (стен) являются варианты с устройством несущих стен из клееного бруса и деревянного каркаса, а также из лёгких стальных тонкостенных конструкций, а наименее дорогостоящими являются варианты с конструктивным исполнением несущих стен из местных строительных материалов, это стены из известняка (крупного блока), ракушечника, а также из СИП-панелей. Дополняя сравнительную оценку устройства несущих ограждающих конструкций (фасадных стен)  также по 20-ти различным показателям, позволила нам выделить наиболее рациональные конструктивно-технологические решения стен основным материалом, которых являются: СИП-панели и стена из лёгких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК).