CC BY
90
1. Моторный Н., Моторный А. Обоснование работы сваи в грунте и формирование несущей способности свай в процессе её погружения и эксплуатации. THEORETIKAL FOUNDA-TIONS OF CIVIL ENGINERING / Збiрник наукових праць «Теоретичш основи будiвництва. - Warsaw, МАЗ, 2013. - № 20. - С. 501 - 508.
2. Моторный Н., Моторный А., Рубанский В. Влияние технологи изготовления буроиньекционных свай на их несущую способность / Збiрник наукових праць «Теоретичш основи бущвництва. - Warsaw, September, 2012. - № 20. - С. 458 - 466.
3. Улицкий Н. Н., Рывкин С. А., Самолетов М. В., и др. Железобетонные конструкции (расчет и конструирование) издание третье переработанное и дополненное. - К. : Бущвельник, 1973.- С. 70 - 71.
4. ДБН. В.2.1-10-2009. Змша 1. Основи та фундаменти споруд. Основш положення проектування. Кшв. М.Р.Р. та Б.У. 2011. - С. 55.
5. Кныш К. А., Моторный Н. А. Практическое руководство по расчету деформаций оснований и тела земляных плотин за период их возведення и эксплуатации / Научно-технический отчет кафедры Оснований и фундаментов ДИСИ. по договору. - Д. : ДИСИ, 1970. - С. 63.
УДК 728.536:625.712.14
ЗВЕДЕННЯ МАЛОПОВЕРХОВИХ КАРКАСНО-ПАНЕЛЬНИХ БУД1ВЕЛЬ З ВИКОРИСТАННЯМ ДЕРЕВИНИ
О. С. Дьяченко, ас., Л. Ю. Дьяченко, к.т.н., доц.
Ключовi слова: каркасно-панельне буд1вництво, доступне житло, мотел1, сендв1ч-панель, ор1ентовано-стружков1 плити (ОСП), структурна ¡зольована панель (С1П)
Постановка проблеми та н зв'язок iз науковими та практичними завданнями. Актуальнють розширення бущвництва мотелiв зумовлена безперервним ростом потреб у мотельному забезпеченш, пов'язаним iз низкою особливостей суспшьного розвитку. До них належать: шдвищення мобшьност населення у зв'язку з ростом його культурного розвитку, забезпечення транспортних вантажопотоюв; зростання автотранспортного потенщалу Украши. З кожним роком розвиваються мiжнароднi транспортш зв'язки й мiжнародний туризм, також виникае необхщшсть прискореного й широкого обмiну науковою шформащею й передовим досвщом шляхом проведення конференцш i нарад; оргашзаци виставок, фестивалiв в Украшг
Через перенаселення великих мют i непомiрну вартють мiського житла одночасно iде активне формування позитивного iмiджу замiського проживання. Основш надп покладають на розвиток сфери котеджного домобудування. Вiдповiдно, розвиток шдус^ального малоповерхового будiвництва зумовлений потребою в доступному житл в замюьких зонах великих i малих мют Украши, необхщнютю зведення в короткий термш будинкiв рiзного призначення, житлових мютечок для вiйськовослужбовцiв i жителiв районiв, що перебувають в особливих i екстремальних умовах.
У зв'язку зi стрiмким збiльшенням темпу зростання будiвництва на будiвельному ринку з'являються новi матерiали, сучаснi технологи, що дозволяють у бiльшостi випадкiв за високо! якостi будiвель значно скоротити час !х зведення.
У разi створення замiського будинку зазвичай виникае бажання побудувати його швидко. При цьому хочеться, щоб жити в ньому було комфортно: тепло, тихо i зручно. I поеднати щ бажання сьогодш цiлком можливо. На допомогу приходять технологи швидкого зведення будiвель iз дерев'яних каркасно-панельних конструкцш.
Аналiз останнiх дослiджень i публжацш. В Укра1ш особливою популярнiстю користуються швидкозведенi будiвлi, що споруджуються з легких огороджувальних конструкцiй. Це пояснюеться тим, що вони дозволяють швидко i з мiнiмальними тимчасовими i фiзичними витратами зводити будiвлi рiзноl поверховостi, рiзноl форми i розмiрiв, при цьому термiн служби таких будинюв не менше 25 роюв. Унiкальна технологiя дерев'яного каркасно-панельного будiвництва була розроблена у США понад швстолотя тому i вiдтодi постiйно вдосконалюеться i оптимiзуеться, забезпечуючи ефективнють i економiчнiсть будiвництва.
У 1960-х роках архтоктори прогнозували, що на початку XXI стол^тя бшьшють людей буде жити в збiрно-модульних житлах, побудованих за фантастично коротю термiни. 1х
прогнози збуваються: комфортабельне, економiчне i конкурентоздатне будiвництво будiвель за термш вiд декiлькох днiв до швтора мiсяця — реальнiсть наших дшв. Скорочення будiвельного циклу за технолопею швидкого зведення каркасно! будiвлi вiдбуваeться завдяки тому, що бущвля поставляеться на будiвельний майданчик iз заводською готовнiстю до 95 %. Такий будинок, по-перше, вимагае зведення бшьш полегшеного фундаменту, що значно економить кошти забудовника. По-друге, вш доставляеться на мiсце монтажу у виглядi набору деталей (кожна мае свш номер згiдно з проектом), i кiлька людей складають його, як конструктор. Основними iз швидко зведених вважають: будинки з готових модулiв iз високою заводською готовшстю, включаючи вбудовану побутову технiку, iнженернi мережi i навiть меблi; з великих панелей; каркасного типу; з незшмною опалубкою (з ефективного утеплювача); з укрупнених елеменлв. Можливi i поеднання цих типiв конструкцiй в одному будинку.
Близько 80 % ушх швидкозведених будинкiв у свт будуються каркасно-панельним способом. Залежно вщ технологи виробництва конструкци будинку подшяються на три основнi види: максимально! заводсько! готовностi, де стiна поставляеться вже з обробкою, а каркас «вшитий» у стши; частково! готовност (несуча рама iз змiцнювальною обшивкою); каркас, виготовлений на мсщ i заповнений (фахверк). Побудованi таким чином будинки називаються: панельш, каркасно-щитовi, каркасш. Сучаснi панельнi конструкци комплектуються вже на шдприемств^ включаючи всi необхщш компоненти.
Основою для панельного бущвництва е рамна конструкцiя i обшивка, прошарок стiн i по-поверховий монтаж. Сучасш панельнi конструкци, як правило, комплектуються вже на шдприемств^ включаючи вш необхiднi наповнювачi: утеплювач, внутршню гiдроiзоляцiю та зовнiшнiй в^розахист.
Внутрiшня i зовнiшня обробка виробляються на мiсцi. На завершення в стши вбудовуються вшна i зовшшш дверi. Термiн вiд початку складання до готовностi «пiд ключ» — приблизно п'ять тижшв [2].
Спорудженя дерев'яних каркасно-панельних будинкiв почалося ще в позаминулому столiттi в Ившчнш Америцi, де отримало швидке поширення. Сьогоднi цей спосiб застосовуеться у США, Канадi i на пiвночi Свропи практично повсюдно (рис. 1).
Рис. 1. Квартал дерев'яних будинкгв каркасно-панельног конструкцИ. Фгнляндгя
У нашш кра!ш технолопя дерев'яного каркасно-панельного бущвництва може широко застосовуватися для бущвництва доступного житла в мiстах i сiльськiй мiсцевостi, для оперативного зведення зручних i недорогих будинкiв для переселенщв, у мiсцях катастроф, зведення вахтових селищ, вшськових казарм i т. п. Використовуючи унiверсальнi конструкцп, можна будувати комерцiйнi та промисловi об'екти: готелi, магазини, ресторани, офюи, склади, ангари i т. п.
Дерев'яний каркасно-панельний будинок — джерело затишку i тепла, символ благополуччя i родинностi, мiсце вiдпочинку, наповнене особливою атмосферою комфорту, гармони i
чистоти.
Порiвнянно з традицшними капiтальними, будiвлi, зведенi за технолопею швидкозведеного дерев'яного каркасно-панельного будiвництва, мають безлiч переваг. Перш за все, варто вщзначити здешевлення будiвництва за рахунок скорочення транспортних витрат, термшв будiвництва, економп на будiвельнiй технiцi та фундаментi (на вiдмiну вiд стандартних, швидкозведенi конструкци не вимагають глибокого фундаменту або застосування спещальних будiвельних матерiалiв). Це гарантуе швидку вiддачу вiд вкладених кош^в.
Також швидкозведенi дерев'янi каркасно-панельнi будiвлi вирiзняе простота i висока швидюсть монтажу, легкiсть пiдгонки пiд клiматичнi умови.
Метою статтi е аналiз архiтектурно-конструктивного рiшення при зведеннi малоповерхових каркасно-панельних будiвель з використанням деревини.
Виклад матерiалу. З огляду на актуальнють проблеми дослiджено застосування ушкально1 технологи - технологи дерев'яного каркасно-панельного будiвництва.
Особливостi конструкци каркасно-панельних будiвель. Всi швидкозведенi каркасно-панельнi будiвлi мають несучi та огороджувальнi конструкци, якi i е основними. Каркас виконуеться з дерев'яних профiлiв.
Каркасно-панельну технологЮ виготовлення дерев'яних будинкiв вирiзняють повна заводська готовнiсть панелей до складання на будiвельному об'ектi. Ц панелi мiстять у собi елементи каркаса (стшки), обшивки (зовшшньо1 i внутршньо1) й утеплювач. Обшивки панелей можуть бути виконаш з рiзних матерiалiв, починаючи з орiентовано-стружковоl плити (OSB) або цементно-стружково1 плити (ЦСП) i закiнчуючи традицiйними дерев'яними оздоблювальними матерiалами (вагонка, блок-хаус) [1].
Каркас будiвлi. Головним несучим елементом швидкозведено1 каркасно-панельно1 будiвлi е прямокутний високомщний каркас iз дерев'яних профiлiв. Каркас мае вертикальш стiйки i горизонтальш прогони для крiплення зовшшньо1 i внутршньо1 обшивки, для встановлення вшон, дверей i внутрiшнiх перегородок. Дерев'яш частини каркасу, як правило, обробляються вогнезахисним складом (рис. 2).
Рис. 2. Дерев'яний каркас швидкозведеного каркасно-панельного будинку
Огороджувальт конструкци, до яких належать стши, по^вля, перекриття, дверi i тощо, служать для обмеження будiвлi i подiляються на зовшшш i внутрiшнi. Зовнiшнi конструкци захищають будiвлю вiд рiзних клiматичних факторiв, у той час як внутршш призначенi для подiлу внутрiшнього простору будiвлi. Залежно вiд матерiалу, юнуе два типи огороджувальних конструкцiй: збiрнi конструкцil i сендвiч-панелi.
Збiрна конструкщя (полистового складання) виконуеться на мющ на готовому каркасi. Каркас iз дерев'яними прогонами обшивають зовнi профлистом або негорючими цементно-стружковими плитами, по^м у комiрки, утворенi прогонами, закладають утеплювач в один або
декiлька шарiв. Далi каркас покривають пароiзоляцiйним матерiалом (плiвкою), обшивають дошками, а по^м внутрiшньою обшивкою, яку вибирають залежно вiд вимог замовника (рис. 3).
Переваги полистового складання полягають у невисокш щш, а недoлiки — в трудомюткост процесу.
Рис. 3. Зовншня стта дерев'яног каркасно-панельног будгвлг: 1 -гтсокартонний лист (ГКЛ) t = 12,5 мм; 2 - паро1золяц1я («1зоспан B»); 3 - негорюча цементно-стружкова плита (ЦСП) t = 10 мм; 4 - сттка каркаса - 40 х 140 мм;
5 - целюлозний утеплювач t= 140 мм; 6 - негорюча цементно-стружкова плита (ЦСП) t = 12 мм; 7 - втро-, вологозахисна паропроникна мембрана («1зоспан А»); 8 - зовншня обробка (сайдинг, блок-хаус, цегла, штукатурка) Примтка: При улаштувант фасадног штукатурки, поверх втрозахисту (поз. 7) влаштовуеться додатковий шар i3 фасадног м^нераловатног плити, що служить основою для
штукатурного шару
Сендвiч-панелi - легк огороджувальт конструкци, що складаються i3 внутршнього i зовшшнього облицювальних лис^в, мiж якими мютиться шар утеплювача. Пiдбiр сандвiч-панелi здшснюеться з урахуванням рoзмiрiв каркаса. Асортимент «сендвiчiв» досить широкий, вони мають рiзну довжину i ширину, рiзнoманiтну кoлiрну гаму. Цей будiвельний матерiал мае хoрoшi теплoiзoляцiйнi i шумoiзoляцiйнi властивoстi, невелику вагу, дoвгoвiчний i екoлoгiчний.
В oснoвi каркасно-панельно! технологи лежить використання конструкцшних теплoiзoляцiйних панелей SIP (structural insulated panel). Така панель складаеться i3 двох oрiентoванo-стружкoвих плит OSB (oriented strand board), мiж якими як утеплювач вклеений шар твердого шнополютиролу. 1стотною вщмшнютю плит OSB вiд iнших плитних матерiалiв (ЦСП, ГВЛ, вoдoстiйка фанера), яю теж використовуються для виробництва панелей, е те, що мщшстш властивосп i здатнiсть утримувати кршлення забезпечуються в даному випадку не стшьки присутнiстю сполучного, скiльки характером розподшу трiски.
Плита складаеться з пошарово-перехресно oрiентoванol трiски завдовжки до 14 см, що поеднуе в ra6i висок показники мiцнoстi й еластичносп. Таким чином, шурупи утримують не щшьшстю сполучного, а цими численними тонкими трюками, oрiентoваними в площиш, перпендикулярнiй oсi крiпильних елеменпв. Невеликi габарити модульних панелей SIP зумовлеш стандартними рoзмiрами OSB-плит (2,5 х 1,25 м). Товщина oстаннiх досягае 25 мм, чого цшком достатньо для забезпечення мiцнoстi панелей, придатних для зведення стiн, перекритпв i даху [3].
Сендвiч-панелi широко застосувуються. Щоб краще розглянути !х плюси, пoрiвняемo швидкoзведенi будiвлi з сендвiч-панелей i капiтальне будiвництвo. Безумовно, е низка вщмшностей, але е й деяю пoдiбнoстi. Для каштальних забудов використовують камiнь, цеглу, бетонш плити та iншi будiвельнi матерiали. Застосування таких матерiалiв коштуе досить недешево. Сендвiч-панелi дозволяють зводити будiвлi i споруди рiзних призначень, яю мiцнiстю i надiйнiстю нiтрoхи не поступаються бущвлям, зведеним iз традицшних матерiалiв. Але при цьому бущвництво обходиться набагато дешевше. До того ж, сендвiч-панелi пoрiвнянo з шшими будiвельними матерiалами мають набагато меншу вагу, в результат чого фундамент не вщчувае великого навантаження.
Екoнoмiя при панельному будiвництвi пoмiтна й у виконанш монтажних рoбiт. Незважаючи на те, що монтаж сец^ч-панелей повинен здшснюватися фахiвцями, вiн не вимагае спещального дорогого обладнання. У каттальному будiвництвi таких витрат не 48
уникнути.
Ще однiею перевагою сендвiч-панелей е невелик часовi витрати. Швидкозведенi будiвлi будуються за лiченi мiсяцi, у той час як для каштального будiвництва знадобиться набагато бiльше часу. Модульш будинки i швидкозведенi будiвлi не вимагають глибокого фундаменту, оскшьки панелi легкi та не здiйснюють тиску на будiвельну конструкцiю, що теж дозволяе значно заощадити час i кошти. До того ж будiвництво iз сендвiч-панелей може здiйснюватися практично в будь-якш клiматичнiй зонi, оскшьки вони мають хорошi гiдроiзоляцiйнi властивосп.
Сендвiч-панелi можуть бути збiрними. У такому випадку в едину конструкщю !х складають на будiвельному майданчику. Це дуже зручно для транспортування: його легко можна здшснити на автомобш.
«Сендвiчi» вирiзняються ще й хорошою шумоiзоляцiею, що досягаеться в результат використання утеплювача — мшерально1 вати. Крiм зведення стiн i покрiвлi, сандвiч-панелi широко застосовують як теплоiзоляцiйний й облицювальний матерiал.
Вони мають: висок теплоiзоляцiйнi та вогнетривю властивостi, стiйкiсть до несприятливого зовшшнього середовища й екологiчнiсть. Цей матерiал вiдповiдае всiм санiтарним нормам, а полiмерне покриття внутршньо1 поверхнi можна тддавати багаторазовому очищенню, що дозволяе з усшхом застосовувати його у харчовш промисловостi.
Для зовшшньо1 обшивки сендвiч-панелей використовують профiльованi тоню оцинковаш листи iз захисним полiмерним покриттям. Внутрiшнiй шар панелей може бути виконаний з вати целюлозно1, пiнополiуретану, пiнополiстиролу або мшерально1 вати. Близько 95 % сендвiч-панелей, вироблених в усьому свiтi, мають наповнювач пiнополiуретан. За багатьма показниками вш перевершуе всi iншi матерiали, за винятком показникiв горючостi. В Укра1ш найбiльшого поширення набули панелi з мшерально1 або целюлозно1 вати, оскшьки щ матерiали належать до класу негорючих i вiдповiдають укра1нським пожежним нормам. Крiм того, мiнераловатнi панелi практично не вбирають воду, проте за теплопровщшстю вони дещо поступаються шшим наповнювачам. Пiнополiстирольнi панелi в 1,5 — 2 рази легш^ шж мiнераловатнi (за однаково1 товщини), мають кращi теплоiзоляцiйнi властивостi, проте !х рiвень пожаростiйкостi значно нижчий.
Вибiр огороджувальних конструкцiй залежить вiд: термоiзоляцiйних характеристик швидкозведено1 будiвлi; опору теплопередачi в зимову пору, а також вщ теплостiйкiстi в лiтнiй перюд. Найбiльш поширенi огороджувальнi конструкци для «теплих» будiвель — сендвiч-панелi i полистового складання, а для «холодних» — профiльований сталевий лист.
Недолжи. Багато сучасних матерiалiв, що застосовуються в каркасному будiвництвi, можуть бути небезпечш для людини. Так, орiентовано-стружковi плити (OSB) як сполучне мiстять фенолформальдегiднi смоли, через що вщбуваеться емiсiя формальдегiду в пов^ря житлового примiщення. У виробництвi мшеральних ват так само застосовуються фенолформальдепдш смоли, крiм цього, мiнеральнi вати е джерелом канцерогенного пилу. У недолши можливо усунути шляхом замши OSB на плити ЦСП або СМЛ, а також використанням шнополютиролу як утеплювача або целюлозного утеплювача замють мшерально1 вати. При варiантi зовнiшнього утеплення пiнополiстирольними плитами також неможлива емюя хiмiчних добавок у житлове примщення [1; 4; 5].
Висновки. Порiвнянно з традицiйними капiтальними, швидкозведенi каркасно-панельнi будiвлi мають безлiч переваг. Перш за все, це здешевлення будiвництва за рахунок скорочення транспортних витрат, термiнiв будiвництва, економи на будiвельнiй технiцi та фундамент (на вiдмiну вiд стандартних, швидкозведеш конструкци не вимагають глибокого фундаменту або застосування спещальних будiвельних матерiалiв). Значна економiя на опаленнi за рахунок видатних теплозбершальних характеристик, а також швидкозведеш каркасно-панельш будiвлi мають привабливий зовнiшнiй вигляд i не вимагають додатково1 обробки. Це гарантуе швидку вiддачу вiд вкладених кош^в.
Також швидкозведенi каркасно-панельнi будiвлi вирiзняе простота i висока швидкiсть монтажу, легюсть пiдгонки пiд клiматичнi умови (рис. 4, 5).
Вщмшш особливосп будiвель, споруджених за технологiею швидкозведеного каркасно-панельного буд1вництва [1]:
• складання може здшснюватися практично в будь-яких погодних умовах i в будь-якому ^мап;
Рис. 4. Загальний вид каркасно-панельного будинку
Рис. 5. Схематичний план каркасно-панельного будинку: Експлжащя примщень: 1 - хол з мт-кухнею 32,3 м2; 2 - котельня 4,3 м2; 3 - кабинет 8,9 м2; 4 - кабинет 6,6 м2; 5 - коридор 4,3 м2; 6 - ванна комната 4,3 м2. Загальна площа будинку: 60,7 м2
• швидкозведеш каркасно-панельш будiвлi зручш у транспортуванш i не вимагають
особливих умов завантаження i розвантаження. Крiм того, вони володдать високою мщшстю, стшюстю \ високими акустичними \ теплслзоляцшними характеристиками;
• порiвняно мала питома вага каркасного будинку дозволяе зводити його на полегшений
фундамент (гвинтовi палi, буронабивнi палi, малозаглиблеш стрiчковi фундаменти). Термiн монтажу одноповерхового будинку каркасно-панельно! конструкци площею 30 — 70 м2 стаиовить зазвичай 3 — 5 дшв;
• промислове виробництво каркасно-панельних будинкiв iз використанням спецiалiзованих матерiалiв гарантуе високу якiсть кожно! деталi, що пiдвищуе якiсть складання будiвель i надiйнiсть з'еднань.
ВИКОРИСТАНА Л1ТЕРАТУРА
1. Адам Ф. М. Особенности монтажа быстровозводимых зданий. Монтажные и специальные работы в строительстве / Ф. М. Адам. — М., 2001. — С. 12 — 16.
2. Теория и практика использования быстровозводимых зданий / А. Н. Асаул, Ю. Н. Казаков, В. Л. Быков, И. П. Князь, П. Ю. Ерофеев. — СПб, Гуманистика, 2004. — 463 с.
3. Булгаков Н. Архитектурное проектирование энергосберегающих, комфортных жилых домов. Информац. материалы / Н. Булгаков. — М., 2000. — 42 с.
4. Дорошенко Д. Каркасный дом по канадской технологии. — СПб. : Питер, 2011. — 208 с.
5. Левадный В. С., Самойлов В. С. Строительство каркасного дома. — М. : Аделант, 2009. — 352 с.
УДК 622.4:532.595.2
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В СКРВ ЧИСЛЕННО-АНАЛИТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
Ф. А. Корсун, к. т. н.
Ключевые слова: подземная система распределения хладоносителя (ПСРХ); система кондиционирования рудничного воздуха (СКРВ); теплообменник высокого давления (ТВД); гидрораспределитель (ГР); гидравлический удар (ГУ); переходные процессы
Проблема. Для обеспечения микроклимата в глубоких шахтах Донбасса применяются системы кондиционирования рудничного воздуха (СКРВ) с теплообменником высокого давления. Но при передаче холода на глубокие горизонты рекуперативным путем возникают большие потери холода. Предлагается замена ТВД (теплообменника высокого давления) на
