Дом с комбинированной структурой 53

Приложения 55

Введение

Почему мы написали эту книгу

В какой-то момент бурного возрождения и раз­вития "альтернативного" метода строительства, начальные быстрые темпы начинают замед­ляться. Экспериментирование и изучение будет продолжаться, но теперь существует основа зна­ний, которые уже были проверены на опыте. На­стольное издание обеспечивает экономичный путь начала распространения таких знаний в печатной форме. Оно также позволяет своевре­менно вносить изменения и дополнения в буду­щем. Итак, пока кто-либо не решит издать офи­циальную, в твердом переплете, "завершенную и несокращаемую библию" строительства из со­ломенных блоков, — вот перед вами первые зерна для помола от двух "соломенных" про­фессионалов.

Как это руководство организовано

Мы разделили основное содержание руковод­ства на две части: Часть 1 содержит описание работ, которые вы можете захотеть сделать до начала строительства; Часть 2 прослеживает процесс строительства. Для обоих вариантов строительства: и с несущими нагрузку, и не не­сущими нагрузку стенами, мы сосредоточим внимание на модели дома, изображенной на обзорном рисунке, расположенном в начале этих двух секций. Мы используем знак А для обозначения мест на обзорных рисунках, кото­рые иллюстрируются более детально в одном из "Шагов", следующих за рисунком. Каждый "Шаг" начинается с нашей попытки кратко описать в общем виде потребности ("За­дача"), возникающие перед строителем на дан­ной стадии процесса. Этот подход отражает на­ше видение данного руководства как подсказки в процессе принятия решений шаг за шагом по пути от ваших первых фантазий до первого (из многих) празднования новоселья. На каждом важном этапе этого процесса суть принятого ре­шения будет обусловлена конкретными условия­ми. Проблема, возникающая перед вами, будет иметь некоторое количество возможных реше­ний. Выбор верного решения для вашей кон­кретной ситуации будет зависеть от большого количества переменных, которые только вы мо­жете правильно определить или оценить.

В расчет принимается следующее:

> ваша финансовая ситуация; > степень вашей занятости; > региональные и микроклиматические факто­ры и другие физические характеристики вашего участка под строительство; > ваша собственная пригодность как работника и ваш уровень навыков в различных областях, > наличие дополнительного добровольца или оплаченной рабочей силы с различными навы­ками;

> степень вашего беспокойства относительно "устойчивости", местной доступности, безвред­ности для здоровья и стоимости жизненного цикла различных материалов; > степень, до которой вы готовы тратить ваше время и труд, чтобы покупать материалы, кото­рые имеют небольшую денежную стоимость или совсем никакой;

> вашим персональным уровнем комфорта от введения более дешевых новшеств (с большим риском, взамен типичной постройки); > вашими эстетическими вкусами и вашей го­товностью оплатить удовольствие. Нет единственного "правильного" пути, как по строить сооружение из соломенных блоков или даже как решить проблемы, которые будут вста­вать перед вами на любой конкретной стадии процесса. Однако, вооруженные чуточкой здра­вого смысла, ясным пониманием каждой задачи и уникальных свойств блоков из соломы как строительного материала, и множеством решений, успешно использованных более ранними строителями, мы можем надеяться сформулиро­вать решение, которое является единственно правильным для нас.

Каждая "Задача" сопровождается аргументиро­ванным хронологическим описанием "Ваши действия", состоящим из мини-шагов, через ко­торые мы предварительно проводим вас при сооружении "модельного" строения. Рисунки и пояснения, которые следуют за "Ва­шими действиями", содержат набор вариантов, которые успешно использовались строителями Значок Ж. используется, чтобы указать, что де­тали изображены менее подробно на обзорном рисунке нашей "модели" и описаны в "Шагах" В данном пособии мы постарались сосредо­точиться на тех аспектах разработки плана и строительства, которые стали особенно важны­ми именно из-за нашего решения строить дом из соломенных блоков.

Введение

Заключительное приложение содержит выдерж­ки из Единого Строительного Кодекса США (отечественный аналог — СНиП), краткие описа­ния результатов программ испытания на сего­дняшний день, источники полезных контактов и информации

Начало...

История строительства жилья из прямоугольных блоков сена или соломы началась благодаря распространению механических устройств — тю-кователей соломы

Прессы для сена, управляемые вручную, были запатентованы в Соединенных Штатах до 1850 г, и уже к 1872 году каждый мог приобре­сти движимый лошадью тюкователь или пресс-подборщик

Около 1884 г имелись уже пресс-подборщики с паровым двигателем, но ранние варианты на лошадиной тяге продолжали использоваться на Великих Равнинах, во всяком случае, до 1920-х годов

Нам, вероятно, никогда не будут известны дета­ли первого здания со стенами из соломенных блоков, давшего приют людям Вероятнее всего, его создателем был поселенец, недавно при­бывший на луга Великих Равнин и отчаянно ну­ждавшийся в быстром и дешевом укрытии от сурового климата. Хотя поселенцы прибыли в Сандхиллз в Небраске позже, чем в другие рай­оны Равнин, однако именно здесь мы находим первое, документированное использование бло­ков для строительства. Однокомнатное школь­ное здание, построенное из блоков сена в 1896 или 1897 г. около Скоте Блафф в Небраске, просуществовало несколько лет, и впоследствии было съедено коровами

Рисунок на этой странице иллюстрирует технику строительства многих ранних зданий. Особенно важным является отсутствие каких-либо верти­кальных столбов, поддерживающих легкую (обычно шатровую) крышу, весь вес которой полностью несут на себе стены из соломенных блоков. Использование этой техники в Небра­ске, наиболее широко распространенное при­мерно с 1915 до 1930, закончилось к 1940 году. Из приблизительно семидесяти документиро­ванных зданий этого периода, тринадцать все еще существовали в 1993 году, и все, кроме од­ного из них (самого старого, 1903) оставались жилыми, либо использовались под склады

И возрождение

Будучи заброшенной в Небраске к 1940, идея строительства из соломенных блоков блуждала в поиске людей, побуждаемых построить недо­рогое, энергоэффективное укрытие. Не умирая совсем, метод появлялся в новых местах, по ме­ре того, как современные исследователи изу­чали либо переизобретали его. В 1973 году статья РЛ Уэльса представила эту идею читателям, активно ищущим альтернатив­ных вариантов. В этом же духе были опублико­ваны в 1979 г две статьи в Mother Earth News, ведущем американском журнале на тему неза­висимого образа жизни. В другой очень важной статье, которая появилась в 1983 г в ведущем журнале по строительству домов, Fine Home-building, описана маленькая, каркасной конст­рукции студия, спроектированная и построенная калифорнийским архитектором Джоном Хам­мондом. В 1987 г в Нью-Мексико, Стив и Нина МакДоналд, воодушевленные статьей, преодо­лев собственные опасения, сами построили чудесный дом, который вскоре привлек внима­ние Матса Мирмана и Джуди Нокс. Под впечат­лением дома и новой философии Нины и Сти­ва, а также на основе работы Дэвида Бэйнбриджа. Мате и Джуди основали исследовательский центр и школу строительства из соломенных блоков, и начали выпуск журнала The Last Straw

Введение

Дом из соломенных блоков семьи Берк, возле Элайенса, штат Небраска, построенный в 1903 году и сохранившийся до наших дней Фото Матса Мирмана

Поддерживаемое сообщениями в таких газетах и журналах как "Нью-Йорк Тайме" и "Нэшнл Джиографик", а также по телевидению, возрож­дение строительства из соломенных блоков раз­вернулось по всему миру. К 1994 году докумен­тировано более 150 зданий, построенных после 1940 в Австралии, Канаде, Чили, Финляндии, Франции, Мексике и США. Новые здания про­должают возводиться в разных климатических зонах и быстрее, чем кто-либо успевает их подсчитывать. Большинство из них находится в сельских районах и построено без контроля властей. Однако, нам известны дома, построенные­

ные по официальному разрешению в городах и поселках Калифорнии, Нью-Мексико, Аризоны и многих других штатов.

Испытания ветро- и сейсмоустойчивости были проведены в Аризоне. Измерена степень тепло­изоляции стен из соломенных блоков, а также их огнестойкость. Испытана сопротивляемость стен вертикальным и горизонтальным нагрузкам. Планируется продолжение испытаний. Как нам представляется, результаты этих испытаний про­ложат дорогу широкому использованию несу­щих стен из соломенных блоков в жилых домах. Тем временем, в апреле 1994 г в Тусоне, Аризо­на, Джон Руэз и Хеш Фиск построили (для Мат­са и Джуди) первое, официально разрешенное жилое здание с несущими стенами из соломен­ных блоков. Далее последовали другие такие же дома.

Уникальная комбинация проблем, касающихся окружающей среды, социально-экологических условий и природных ресурсов, которая сложи­лась перед человечеством на пороге XXI века, требует от нас выбора путей, ведущих к устой­чивым системам. И мы рассматриваем идею со­ломенных строений, оставленную нам нашими предками-поселенцами, как один из таких пу­тей — прекрасный младенец, выплеснутый вместе с водой, однако ухитрившийся не погру­зиться в забытье

•*• Первая в США постройка здания из соломенных блоков по официальному раз­решению властей Дом Вирджинии Карабеллы, возле Санта-Фе, штат Нью-Мексико, весна 1991 г

Вопросы и ответы

• Что подразумевают североамериканские строители под словом "блок"?

1 Они обычно имеют в виду прямоугольную связку различных размеров из стеблей расте­ний, удерживаемых вместе двумя или тремя проволочными скрепами или обвитых бечев­кой, и весящую приблизительно от 40 до 95 фунтов (18 — 43 кг). Такие тюки (блоки) обычно состоят из "соломы", сухих, мертвых стеблей, которые остаются после извлечения зерна из собранного урожая хлебного злака. Это — ежегодно возобновляемый дешевый побочный продукт производства зерна хлеб­ного злака, и большие количества его доступ­ны для тюковки во многих частях мира.

• Что составило бы идеальный по "строитель­ным качествам" тюк?

• Он должен быть очень сухим, без зерен, хо­рошо уплотненным, согласующимся по разме­ру и форме, и иметь длину вдвое больше ши­рины. Более подробно это описано ниже.

• Производятся ли такие блоки на местах и повсюду ли они легко доступны?

• Если вы можете работать непосредственно с производителем, вы имеете лучший шанс по­лучения тюков, которые приближаются к иде­альным. В странах СНГ пресс-подборщики имеются практически во всех хозяйствах. Не всегда есть перевязочный материал, хотя он и выпускается.

• Что такое "несущие нагрузку" и "не несу­щие нагрузки" стены из соломенных блоков?

• Несущие нагрузку стены, такие, как в исто­рических домах с шатровой крышей штата Небраска, несут долю веса крыши. Не несущие нагрузку стены — благодаря присутствию дополнительной структуры (каркаса), не несут никакого веса крыши. Более подробно это описано ниже.

• Всегда ли постройка из соломенных блоков, особенно, выполненная с несущими нагрузку

стенами (то есть, стиль штата Небраска), ме­нее дорогостояща по сравнению с традицион­ной?

• Произведенные для условий СНГ расчеты показывают, что себестоимость соломенного оштукатуренного дома с европейским уров­нем комфорта как минимум в 2 раза ниже кирпичного. Слагающие экономии — прессо­ванная солома, которая более чем в 1000 раз дешевле кирпича, легкие стены, которые не требуют мощного бетонного фундамента, су­щественно более низкие трудозатраты и мно­гое др. Следует сказать и о самом главном — соломенные дома позволяют вдвое сэконо­мить на отоплении и кондиционировании. На­конец, это экологически чистые дома, из при­родных материалов, использующие самый безопасный, эффективный и самый дешевый естественный утеплитель и звукоизолятор — солому.

Благодаря такому дому вы сэкономите не только деньги, но и огромное количество сво­их ресурсов и энергии как при строительстве, так при эксплуатации жилища. Тем самым вы внесете свой вклад в сохранение планеты и ее будущее— ведь ваши дети и внуки будут жить именно на ней, не так ли?

• Ладно, а что касается термитов?

• Дом, построенный из соломенных блоков, имеет гораздо меньший риск повреждения, чем щитовой с деревянным каркасом, по крайней мере, в Северной Америке и Канаде, так как для обитающих там видов термитов характерно проникать в туннель и поедать твердую древесину. Некоторые строители, тем не менее, проводят стандартную химическую обработку, разве что для того, чтобы защитить деревянную дверь, оконные рамы и мебель. В местах, где термиты — серьезная проблема, в проект фундамента может быть включен ме­таллический противотермитный щит.

• Хорошо, а как насчет спонтанного возгора­ния в стене из соломенных блоков?

Введение

• Спонтанное возгорание может случиться в больших, плотных стогах сена, сложенного в тюки, когда оно еще достаточно зеленое и влажное. Однако, мы не обнаружили доку­ментально ни одного такого случая с соло­менными тюками, сложенными в стену.

• Да, а что относительно пожара?

• Как только блоки покрыты штукатуркой, строительным гипсом, алюминиевой обшивкой или каменной облицовкой, дом из блоков станет чрезвычайно пожароустойчивым (класс F 45). Даже незащищенная стена из со­ломенных блоков показала удовлетворитель­ный результат в испытаниях, проведенных ат­тестованной испытательной лабораторией в штате Нью-Мексико.

• А что можно сказать относительно вредите­лей (то есть, грызунов и насекомых)? Нужна ли специальная химическая обработка для за­щиты от них?

• Так же, как и в домах из дерева, секрет со­стоит в том, чтобы закрыть нежелательным "гостям" пути входа и выхода из ваших стен. Стройте так, чтобы изолировать блоки (включая верхние части стен). Некоторые современ­ные строители используют вкрапления извести в блоки, окунают или обрызгивают блоки жидким раствором извести или буры. Такие меры могут обеспечить дополнительный уро­вень защиты, если техническое обслуживание поверхностей стен недостаточное.

• Подходит ли строительство из соломенных блоков для всех климатических зон?

• Единственный серьезный враг соломы — проникновение и длительное воздействие во­ды, так как при достаточной влажности возни­кающая плесень может разрушить древесные стебли. Сама же по себе высокая влажность не является проблемой, хотя имеется несколь­ко заслуживающих внимания случаев из рай­онов, характеризуемых постоянно высокой от­носительной влажностью. На стенах, непре­рывно подверженных высокой влажности изнутри или снаружи, могла происходить конденсация во время периодов чрезвычайно низких температур.
В таких ситуациях иногда используются барьеры влажности (в действи­тельности, барьеры движения воздуха) на внутренних поверхностях наружных стен. От сильного ливня может защитить подходящая конструкция и детали (например, соответст­вующие навесы крыш) и регулярное обслужи­вание крыши и стенных поверхностей. Так как толстые стены из блоков чрезвычайно хорошо изолируют помещение от внешней среды, идеальный климат для строительства из соло­менных блоков может быть засушливым или полузасушливым, с жарким летом и холодной зимой, но успешные примеры существуют в самых разных климатических зонах.

• Что относительно прочности и долговеч­ности?

• Свидетельства, подтвержденные существованием домов из блоков соломы и сена, построенных поселенцами Больших Равнин еще в 1903 году, неопровержимы — дома из бло­ков, если должным образом построены и со­держатся, могут иметь срок эксплуатации, по крайней мере, 90 лет, даже в районах, где часты сильные ветры. Специалисты по проектированию с защитой от землетрясений предсказывают, что постройки с должным образом скрепленными стенами из блоков будут особенно устойчивы во время землетрясения

• Можно ли использовать эту технику в мес­тах, где действует кодекс строительства?

• В сельских округах многих среднезападных и западных штатов только люди, живущие в или около самых крупных городов должны получить разрешение на строительство и пройти проверку, которая подтвердит соответствие с Единым Строительным Кодексом США (или одним из других кодексов), как это при­нято законодательством. В этих местах от строителей домов часто все еще требуют использовать несущий нагрузку каркас для поддержки крыши, а блоки — только как изоля­ционное покрытие или наполнение. В Аризоне и Нью-Мексико уже были проведены некото­рые испытания, которые показали количественно, что блоки могут благополучно использоваться в несущих стенах. См. Приложение 2, "Строительный Кодекс,

Вопросы и ответы

Испытания, Исследования и разработка" в конце книги для допол­нительной информации.

• Накладывает ли использование блоков ог­раничения на дизайн дома?

• Если используется несущий каркас, чтобы держать вес крыши, ограничения невелики. Можно, очевидно, строить многоэтажное зда­ние с заполнением соломенными блоками или обкладывать огромное одноэтажное зда­ние не несущей нагрузку стеной из блоков. Однако если кто-либо хочет использовать стены как несущие вес крыши, необходимо серьезно рассмотреть особые свойства и ха­рактеристики блоков как несущих единиц. Сжимаемый характер блоков предполагает разумные ограничения на следующее:

1) высота стен (обычно, максимум, из 7 ря­дов дважды или трижды перевязанных блоков, уложенных плашмя);

2) количество, ширина и местоположение проемов;

3) длина стропил или стропильных ферм;

4) вес систем крыши.

Там, где требуется больше места, чем это можно свободно обеспечить одноэтажным квадратом или прямоугольником (приемлемой длины), строители обратились к "изогнутым прямоуголь­никам" (например, L-формы, U-формы или дизайнам домов, полностью окруженных двора­ми) Еще один вариант — это создать дополни­тельное жилое пространство под "убежищем крыши" (например, мансарда).

Можно использовать крыши разнообразных сти­лей, но наименее желательна, пожалуй, плоская крыша, окруженная со всех четырех сторон па­рапетными вертикальными стенами. Постройка такого потенциального корыта над стенами из соломенных блоков вызовет неприятности.

Являются они несущими или нет, стены из блоков неизменно толще, чем стены стандартных деревянных домов или каменная кладка. По ощущениям, они больше напоминают двойной саман или набивную кладку. В от­личие от стен из земляной кладки, они не мо­гут фактически быть оставлены постоянно от­крытыми, но имеется

широкий выбор покрытий (например, штукатурка на цементной ос­нове, глиняно-песчаный раствор, металличес­кие или виниловые покрытия, деревянные па­нели или облицовка, панели на основе гипса или гипсовая штукатурка). Многие постройки из соломенных блоков имеют внешние стены, покрытые по-разному изнутри и снаружи.

• Толстые стены из блоков могут хорошо вы­глядеть и давать хорошее самочувствие и обеспечивать хорошую изоляцию, но не тре­буют ли они покрытия крышей слишком боль­шого неиспользуемого внутреннего простран­ства?

• Одна из неизбежных трудностей с толстыми стенами, если они дважды изолированные, с двойным каркасом, каменные, глинобитные, самановые или из соломенных тюков, это то, что для создания одного и того же полезного внутреннего пространства, что и с тонкими стенами, вы должны расширить фунда­мент/пол и построить крышу большей площа­ди. Например, представьте, что типичный кар­касный дом со стенами толщиной 18 см имеет площадь 139 квадратных метров (по внутрен­нему размеру). Чтобы получить такое же внут­реннее пространство с толстыми оштукатурен­ными стенами из соломенных блоков толщи­ной 61 см, нам нужно было бы увеличить площадь фундамента на 15%. Но разве это так много для того, что мы получим взамен, включая прекрасные широкие внутренние по­доконники?

• Будет ли обогрев и охлаждение дома из соломенных блоков стоить меньше, чем типичного каркасного или из каменной кладки с такими же внутренними размерами, формой, изоляцией потолка и солнечной ориентацией?

• Так как типичная конструкция в бывшем Союзе редко дает R-числа стен больше 4 [5?] (в США — 20; см. Приложение 1, "Что такое R-число?"), очевидно, нагреть и охладить хо­рошо построенный дом из соломенных блоков со стенами, имеющими значения R от 40 до 50 (в зависимости от наружного покрытия, плотности блоков, толщины стен и т.д.), будет гораздо дешевле, чем типичный дом.

Введение

• Так как соломенные блоки — материал с относительно низкой массой, будут ли они хороши в пассивной солнечной конструкции?

• Основные физические компоненты идеальной пассивной солнечной конструкции включают соответствующую термическую массу (чтобы накапливать и освобождать тепло в 24-часовом цикле) и изолирующее внешнее покрытие, чтобы сократить потерю тепла нару­жу. В конструкции из соломенных блоков над­лежащее размещение материалов с большой массой, типа штукатурки, глиняной массы,

ь.Фото Ирины Сухий ч

кирпича, бетона, плитки, самана или набивной земли, вовнутрь структуры обеспечит необходимую тепловую массу, в то время как толстые, хорошо изолирующие стены из соломенных блоков снизят потери тепла из-за проводимости. Соломенные блоки снаружи, земля изнутри — и мы выигрываем, планета выигрывает.

•f Соломенные блоки Деревня Маяк возле Челябинска, Россия, 1994 г

• С точки зрения максимальных преимуществ и минимальных недостатков внешних стен из соломенных блоков, существует ли идеальный размер простого прямоугольного здания?

1. Это, возможно, очень узкий взгляд на то, насколько большим или маленьким должно быть сооружение, но ряд факторов указывает на размеры, которые обеспечат внутреннее полезное пространство примерно в 111 квадратных метров. Здание этого размера имеет площадь потолка, примерно равную площади внутренней поверхности внешних стен, так что число R, которое вы получите при укладке блоков, оптимально соотносится с площадью потолка, которую нужно создать (из пиломатериалов) и изолировать. В то же время, имея внутреннее помещение площадью 111 кв. мет­ров, мы достигли точки, когда площадь необ­ходимой "подкладки" только на 16% больше, чем для дома, использующего каркас и стены толщиной 18 см. Такому дому из соломенных блоков потребуется фундамент площадью до 139 кв. метров.

Часть 1

До начала строительства

Блок — это блок. Это.,

Сено или солома?

Термин "сено" используется, чтобы описать материал, который получается в результате срезания некоторых растений, когда они еще зеленые, и частичной сушки до того, как его убирают с поля. Сложенный в стога или тюки, пока не понадобится, этот пищевой продукт скармливается животным, в отличие от соломы — сухих, мертвых стеблей растений, обычно хлебных злаков, которые удаляют с поля после того, как зерно собрано. Большая часть этого дешевого, с низкими пищевыми качествами, побочного продукта сжигается или вносится в почву, и лишь небольшой процент из имеющегося тюкуется. Хотя тюкованное луговое сено использовалось и исторически, и не­которыми современными строителями, солома — более предпочтительный (и вообще бо­лее дешевый) материал, который к тому же менее подвержен разложению.

Параметры блоков

В Северной Америке блоки бывают разнообразных размеров и форм, но для строительства наиболее часто используются небольшие прямоугольные блоки. Они бывают с двумя или тремя обвязками. Обвязки могут быть из проволоки, полипропиленового шнура или натурального волокна.

Строители, в основном, предпочитают полипропиленовый шнур; проволока используется реже, поскольку она ржавеет. К веревке из натурального волокна обращаются в последнюю очередь из-за обычно низкого предела прочности и подверженности гниению. В каркасных моделях строители обычно используют дважды и трижды обвязанные блоки и укладывают их и плашмя, и на торец. Для проек­тов с несущими стенами строители предпочитают более плотные, более широкие, с тремя обвязками, блоки, уложенные плашмя. Существуют, однако, успешные примеры использования несущих, дважды обвязанных блоков, уложенных плашмя, и несущих, трижды обвязанных блоков, уложенных на торец. Обычно встречающиеся в практике республик

СНГ блоки имеют размер 40 х 60 х 100 см, или близкий к этому, с двумя обвязками, весом 16-28 кг, в зависимости от усилия прес­совки и влажности.