CC BY
32Технико-экономические обоснования применения глины в энергоэффективном строительстве
да
о
см
о
О!
о ш т
X
<
т о х
X
Моисеева Валерия Ивановна
студент, кафедра «Проектирование зданий и экспертиза недвижимости», Инженерно-строительный институт, Сибирский федеральный университет, lera.belka.2013@mail.ru
Пирогова Яна Викторовна
студент, кафедра «Проектирование зданий и экспертиза недвижимости», Инженерно-строительный институт, Сибирский федеральный университет, yirogova@mail.ru
Тюменцев Максим Евгеньевич
студент, кафедра «Проектирование зданий и экспертиза недвижимости», Инженерно-строительный институт, Сибирский федеральный университет, maksss97@mail.ru
Паньков Павел Андреевич
студент, кафедра «Проектирование зданий и экспертиза недвижимости», Инженерно-строительный институт, Сибирский федеральный университет, pankov-pavel@mail.ru
Более 10 тысяч лет назад люди возводили сооружения из глины и ее различных дополняющих. Но затем технология ушла на второй план, так как с развитием строительства появились более новые материалы, выигрывающие глину в прочности и долговечности.
В современном мире резко встает вопрос, затрагивающий экологию, энергоэффективность при эксплуатации и ресурсосбережение в разработке проектов. Появились новые принципы возведения, произошло усовершенствование старых, сделан значительный акцент на использовании природных доступных материалов, а также продуктов переработки. Это коснулось и строительной сферы, тем самым дало новый толчок развитию глиняных домов. На данный момент существуют различные техники и методы применения этой горной породы в домостроении: глинобетон; глиночурка; саман; гли-нолит.
Актуальность темы заключается в необходимости развития экономичного малоэтажного строительства с использованием экологичных материалов и продуктов переработки. Ключевые слова: Экологическое строительство, саманное домостроение, энергоэффективность, история развития, достоинства глиноблока.
Введение
Повысились требования к новым и реконструируемым зданиям и сооружениям. На данный момент в мире установился дефицит энергоресурсов, люди стали более заинтересованы в экологичных, ресурсосберегающих домах, но все так же критерием выбора на первом плане остается стоимость выбираемой недвижимости.
Поэтому одним из решений этой проблемы является применение естественных материалов с высоким коэффициентом сопротивления теплоотдаче. Одним их таких как раз и является глина. В комбинации с другими составляющими она дает очень неплохие результаты по прочности, теплопроводности и стойкости к окружающей среде.
Сегодняшние глиняные дома в состоянии в полной мере удовлетворить потребности индивидуальных застройщиков, предоставляя возможность комфортно и удобно использовать здания. Они достаточно массово распространены в странах с высокой экологической культурой таких как: США; Канада; Австралия, Германия или Швеция. Россия, к сожалению, не совсем открыта для таких технологий, но к таким домам мы начинаем относиться с все большей серьезностью и степенью доверия.
Внешний облик таких домов не будет напоминать старинные постройки, на данный момент глиняные стены подвластны практически любой отделке как внутри здания, так и снаружи. Наоборот, используя такой материал можно достаточно необычно выразить архитектурный облик здания, подчеркнуть новизну и отношение к натуральным материалам [1].
Литературный обзор. История развития
Исторический путь развития глиняного домостроения берет свое начало в VII-XVII века на территории различных стран, располагающихся почти на всех континентах земного шара. Более древние постройки, содержащие в себе такой компонент, были найдены на землях Латинской Америки, Северной Африки, Юго-Восточной Азии и на Ближнем Востоке. Технологиями, затрагивающими использование глины в строительстве, также владело население Туркменистана и Ассирии. Глиняное строительство было характерно как для индейской, так и исламской культуры.
Люди того времени находили глину, как оптимальный вариант комфортного, теплого и прочного материала, использование которого не требовало больших затрат на возведение и добычу сырья. В блоки и смеси для создания домов они добавляли самые различные составляющие в зависимости от географического местоположения [2, с. 31-34]. Это могли быть камни и древесные опилки, палки, навоз домашнего скота и бытовые отходы. Но чаще всего глину соединяли с соломой, получая повышение теплоизоляционных характеристик глиняной стены. Пустоты в соломенных трубочках образуют маленькие воздушные прослойки, которые представляют из себя естественный барьер для холода, проникающего во внутрь. Так же наоборот, в таких постройках сохранялась комфортная среда проживания с благоприятным для человека влажностным режимом. Добавление соломы влияет и на трудоемкость возведения, облегчая стену, позволяя производить строительство быстрее. Наши предки пользовались в основном двумя методами использования глины: формированием блоков и заливоч-но-обмазочной смесью на ее основе.
В древних цивилизациях глинистый грунт применялся не только для частного домостроения, но и для культовых сооружений, которые имеют большое значение в наши дни, как уникальные памятники архитектуры.
Великая Китайская Стена, возрастом уже более 4 тысячи лет, изначально задумывалась как полностью глинобитная, и только позже технология начала включать в себя каменную кладку, закрепленную раствором на рисовой основе с глиной и галькой. Спорить о долговечности этого чуда света не приходится, до нашего времени сохранились участки Великой Китайской Стены, которые вполне могут посоперничать с новейшими постройками в пределе прочности.
Ядро Солнечной и Лунной Пирамид, построенных в 300-900 года нашей эры в Мексике, состоит из 2 миллионов тонн глиномассы, очень плотно утрамбованной в прочную несущую конструкцию. В регионах преобладающей засухи, не богатых древесиной, много веков назад единственным выходом было освоение технологии возведения из глины. Существование Теотиуаканских пирамид подтверждает это.
Находки Бронзового Века в Германии многое могут рассказать о применении глинистого грунта для заполнения стен и их отделки в зданиях, имеющих деревянный каркас. Здесь же можно увидеть и более разнообразный подход к технологии использования глины. Появляются глино-плетневые, глиновальковые и турлучные стены.
Глинобитное строительство было известно и во Франции с XV по XIX века нашей эры. Не далеко от города Лион сохранились некоторые жилые дома, возведенные по технологии «Пизе»,
которым уже больше 300 лет. В 1790 и 1791 года Франсуа Куантеро выпустил руководство по глинобитному строительству в 4 частях, в дальнейшем переведенное на немецкий язык. Технология «Пизе» завоевала популярность в Германии и ближайших странах. Автор доказывает, что самым доступным и эффективным способом строительства грунтовых стен является именно глинобитный метод.
Достоинства и недостатки применения глины
Изучение исторического опыта применения глины и саманной технологии в строительстве заставляет задуматься о заимствовании и внедрения их в проекты современных зданий. Опыт исследованных застроек и новые знания о материале сформировали достоинства и недостатки применения глины в сегодняшних проектах. Достоинствами являются:
1. Доступность материала. Практически на всей территории Российской Федерации присутствуют залежи глины. Из чего следует доступная стоимость данного строительного материала. Средняя стоимость по России варьируется от 200-600 руб./м3;
2. Экологически чистый материал. Глина - это осадочная горная порода с отсутствием вредных примесей, которая не выделяет вредных веществ;
3. Подходит для людей с аллергическими заболеваниями. Стены с содержанием глины самоочищающиеся, впитывающие запахи, пыль и пятна;
4. Комфортный микроклимат помещений. По технологии материал самана обладает хорошей гидроскопичностью. Влажность в помещениях всегда остается благоприятной для человека. При повышении уровня влажности в доме стены из самана впитывают излишки влаги и сохраняют [3, с. 17-20]. Если воздух становится сухим, запасы выходят наружу, заменяя при этом дорогостоящую технику кондиционирования и увлажнения;
5. Хорошая звукоизоляция. По причине пористости материала, глина способна сглаживать звуковые волны, защищая от внешних звуковых источников;
6. Рециклинг строительных отходов. Готовые глиняные блоки можно размочить и полученную массу использовать повторно;
7. Пожарная безопасность. При добавлении в саман небольшого процента органических включений заметно повышается огнестойкость. Также производство глиноблоков, например, по технологии РК-250, позволяет достичь огнеупорность;
8. Энергоэффективность. Теплопроводность глиноблоков равняется 0,56 Вт/м0С, когда керамического сплошного 0,81 Вт/м0С. Стены из самана или глиноблоков намного теплее, потребление на м2 изоляции поверхности 15-30 кВт/ч при
х
X
о
го А с.
X
го т
о
ю О
м о
о ш m х
<
m о х
X
стандарте 90 кВт/ч. Расходы в таком доме на отопление с электрорадиаторами уменьшаются в 3 раза.
На ряду с достоинствами следует указать проблемные места, несовершенства применения глины и саманной технологии:
1. Большая толщина стен. Для обеспечения необходимой несущей способности глиняные стены имеют толщину 500-600 мм. Данная ширина забирает полезную площадь дома, что не приветствуется с ограниченным участком;
2. Здания из самана требуют качественной отделки, так как они подвержены влаге;
3. Стены самана подвержены медленному высыханию;
4. Отопление. В местах строительства с холодным климатом необходим полноценный прогрев пола. Эта проблема решаема - возможна установка ракетной печи с установленными каналами в стенах.
Вывод
Приведенные исторические примеры и сопоставление достоинств и недостатков глиняного строительства свидетельствуют о рациональности использования этого природного материала для получения энергоэффективного, недорогого и экологичного решения проекта дома.
Применение глины в проекте сегодня может стать перспективными для малоэтажного частного строительства, направленного на экологич-ность, доступность и уникальный архитектурный облик. Материал является безвредным и дешевым, а различные добавки позволят возводить строения не только в странах сухого климата, но и в средней полосе.
Technical and economic substantiation of clay application in energy efficient construction
Moiseeva V.I., Pirogova Ya.V., Tiumentcev M.E., Pankov P.A.
Siberian federal university
More than 10 thousand years ago, people built structures from clay and its various complementary. Then the technology faded into the background, as with the development of construction newer materials appeared, winning clay in strength and durability.
In the modern world, a sharp question arises, affecting the environment, energy efficiency in operation and resource conservation in the development of projects. New principles of construction appeared, the old ones were improved, a significant emphasis was placed on the use of naturally available materials, as well as processed products. This also affected the construction industry, thereby giving a new impetus to the development of clay houses. At the moment, there are various techniques and methods for using this rock in house building: clay concrete, clay pot, adobe, clay/
The relevance of the topic lies in the need to develop economical low-rise construction using environmentally friendly materials and processed products.
Keywords: Ecological construction, adobe housing construction, energy efficiency, development history, clay block advantages.
References
1. Patrick Webb. From Dust We Come: A Look at Clay // Traditional building. [Electronic resource]. - Access Mode: https://www.traditionalbuilding.com/opinions/a-look-at-clay
2. Evans Y., Smith MD, Smiley L. House from adobe. Philosophy
and practice. - M.: NP "Publishing House" Rodovye Settlement ", 2004. - 342 p.
3. Gernot Minke. Clay concrete and its use. - M.: FGUIPP "Amber
Tale", 2004. - 232 p.
a>
о
CN
0
01
Литература
1. Patrick Webb. From Dust We Come: A Look at Clay// Traditional building. [Электронный ресурс]. -Режим доступа: https://www.traditionalbuilding.com/opinions/a-look-at-clay
2. Эванс Я., Смит М.Д., Смайли Л. Дом из самана. Философия и практика. - М.: НП "Издательство "Родовые поселения", 2004. - 342 с.
3. Гернот Минке. Глинобетон и его применение. - М.: ФГУИПП «Янтарный сказ», 2004. - 232 с.
