CC BY
12
Науковий вкчшк', 2007, вип. 17.4
3. ТЕХНОЛОГ1Я ТА УСТАТКУВАННЯ Л1СОВИРОБНИЧОГО КОМПЛЕКСУ
УДК674. 093.02 Доц. Л.Н. Горбачова, канд. техн. наук;
проф. В.М. Максимiв, д-р. техн. наук; студ. 1.М. Стефанишин - НЛТУ Украти, м. Львiв
ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ ХАРАКТЕРИСТИК СТ1НОВИХ ЕЛЕМЕНТ1В ДЕРЕВ'ЯНОГО ЗРУБУ
Розглянуто основш блоки проблемних питань у дерев'яному домобудуванш. Надано основш характеристики конструкцшних елементiв стiни, яю формують ïï товщину.
Ключов1 слова: дерев'яне домобудування, конструкцiйнi елементи, теплотех-нiчнi характеристики, будiвельнi матерiали, товщина стiн.
Assoc. prof. L.N. Horbachova; prof. V.M. Maksymiv; stud. I.M. Stefanyshyn -
NUFWT of Ukraine, L'viv
Determination of basic descriptions of wall elements wooden frame
The basic blocks of questions of problems are considered in a wooden house-building. Basic descriptions for elements of constructions are given walls which form its thickness.
Keywords: wooden house-building, elements of constructions, heating engineering descriptions, build materials, thickness of walls.
У дерев'яному домобуд1внищш застосовуються, здебшьшого, три вь дом1 архггектурно-буд1вельш системи: домобудування з цiльноï деревини, каркасне й панельне.
Активна динамжа дерев'яного домобудування й широкий спектр його сощально-регюнальних особливостей створюють низку проблем, що може бути представлено декшькома основними, оргашчно пов'язаними блоками. Науково-методичний блок проблем характеризуемся гострим дефщитом фундаментальних дослщжень мiстобудiвельно-архiтектурних i сощально-ти-полопчних аспеклв малоповерхового житла в сучасних умовах. Вщсутне системне вивчення виробничих i типолопчних переваг рейтинпв на державному й регюнальному рiвнях; не визначенi об'ективш критерiï вiдповiдностi регламентованих i рекомендованих конструктивних систем малоповерхових житлових будинюв до реальних потреб у них. Не сприяе розвитку втизня-ного дерев'яного домобудiвництва нерозвиненiсть сучасного каталожного проектування; вщсутшсть системи незалежноï експертизи нових матерiалiв для дерев'яного домобудiвництва. Спостерiгаеться роз'еднанiсть i слабка зат-ребуванiсть наукового й проектного потенщалу домобудiвництва.
У блоцi нормативних проблем учет вщзначають неадекватнiсть норма-тивноï бази стану та перспективам домобудування; вщсутшсть обгрунтовано1" системи параметрiв якост малоповерхового житла й методiв 1'хньо1' оцiнки; не-достатне методичне забезпечення оцiнки якостi нових деталей i конструкцш на основi деревини, як застосовуються у дерев'яному домобудуваннi.
Блок виробничих проблем багато в чому визначаеться проблемами перших двох блоюв i характеризуеться вiдсутнiстю системно-програмного забезпечення розвитку домобудiвництва на всiх структурних рiвнях (кра1на, регiони й т.д.); неадекватшстю структурно-технологiчних схем виробництва динамiцi ринкового попиту. У цей час вщзначаеться дефщит сучасних рiзно-манiтних технологш дерев'яного домобудiвництва. Вiдчуваеться нестача дос-вiдчених фахiвцiв, виробничники роз,еднанi не тшьки у своему професiйному середовишд, але й з iншими учасниками процесу дерев'яного домобудiвниц-тва (дослщники, проектанти, будiвельники й iн.).
Найактуальнiшi сьогоднi проблеми квалiфiкованого шформацшно-до-вщкового забезпечення домобудування, наукових дослiджень з технологи та особливостей дерев'яних елеменлв i конструкцiй з врахуванням питань комплексного використання деревини, впровадження нових ефективних матерь ашв, шдвищених вимог до екологи, енергозбереження та ш
У цей час у домобудiвництвi намiтилася й реалiзуеться структурна пе-ребудова. Ще недавно ми були очевидцями широкомасштабного будiвництва житлових будинюв iз цегли й бетону, сьогодш воно перестало вiдповiдати сучасним вимогам. В основу цих вимог покладено, насамперед, високу яюсть теплозахисту в з'еднанш з переходом на ращональш несучi конструкци й лег-шi багатошаровi огородження з ефективним утеплювачем.
Основними конструкцiйними елементами для дерев'яного домобудування з цшьно! деревини е рубаш та оцилшдроваш колоди i профiльований брус, як формують стiни зрубу. Товщина стши буде залежати вiд виду мате-рiалу, розмiрно-якiсних характеристик стiнових елеменлв та iн. i повинна за-безпечувати нормативнi параметри внутрiшнього середовища житлових при-мiшень згiдно ДБН 79-92 Житловi будинки для шдивщуальних забудовникiв Укра1ни, СНиП 2.08.01-89 "Жилые здания, СНиП 11-3-79* Строительная теплотехника". Традицшним i найбiльш розповсюдженим з'еднанням колод i брусiв у зруб е замок з залишком - "в обло".
Вiд геометричних параметрiв з'еднувальних елементiв - поздовжнього пазу колоди (ширина якого е товщиною стши), чашки (рис. 2) - залежать теп-лостiйкiсть, естетичний вигляд будiвлi i об'ем вiдходiв сировини при вироб-леннi стшових елементiв.
Для визначення необхщно! товщини стши, яка забезпечить комфортш умови проживання в будинку необхщно провести теплотехшчний розрахунок будiв-лi. Розрахунок втрат тепла проводиться з врахуванням температури i вологостi зовнiшнього середовища i в серединi примiшення, теплотехшчних властивостей буд1вельного матер1алу та шших чинниьав.
Рис 1. З'еднання Так, зпдно з ДБН 79-92, температура повиря вну-
КОЛОд "в обло" лп о/^
трiшнього середовища припустима у межах 17-28 °С. Температура зовнiшнього середовища залежить вiд клiматичних умов регь ону, в якому призначене будiвництво; для розрахунку товщини стiни прий-маеться найхолоднiша п'ятиденка цього регюну - найжорсткiшi умови, яким
Науковий вкник, 2007, вип. 17.4
буде шддаватись ця споруда. Ця методика прийняття температур рекомендуемся тшьки для розрахунку температурних характеристик котеджiв - де-рев'яних будинкiв, призначених для постшного проживання; для розрахунку дачних будиночюв i будинкiв тимчасового проживання вибiр розрахункових температур вщбуваеться спираючись на iншi умови середовища згiдно нор-мативiв i бажання замовника. Волопсть приймаеться залежно вщ регiону бу-дiвництва та зони вологость
Рис. 2. З'еднання сттових елементiв:
d - диаметр оцилтдрованоХ колоди; Ь - ширина поздовжнього паза - товщина стти; с - висота паза
В Укршт двi зони вологостг нормальна i суха (див. рис. 2, СНиП 113-79. Строительная теплотехника).
Втрата тепла через зовнiшнi огородження визначаеться за формулою:
0 = Б • к • (1 вн -1 з) • 10-3, кВт, (1)
де: Б - це площа розрахункового огородження, м2; к - коефiцiент теплопере-дачi огородження, Вт/(м -°С)
к:
1
1
§1 5п 1
+— +... + — +-
Х1 Х п а зовн.
(2)
а вн
авн - коефщент тепловiддaчi внутршньо! поверхнi огородження,
2
де:
(авн = 7.5• 1.163, Вт/(м^-°С)); 8 - товщина вщповщного шару огородження; X - теплопровщшсть вiдповiдного шару огородження; азовн - коефiцiент тепловiддaчi зовшшньо! поверхш огородження, (азовн = 20 • 1.163 ;Вт/(м -°С)).
Ця формула показуе скiльки потрiбно затратити енергоресурсiв для пiдтримaння необхщно! температури в будинку. Для визначення товщини стiни, як зовнiшнього огородження спочатку визначають опiр стiни теплопе-редач^ Ян, визначаеться за такою формулою , м -°С/Вт
п • (1 в -1 з)
ян =
А1 з•ав
(4)
де: п - коефщент, що залежить вiд положення зовшшньо! стiни до зов-нiшнього пов^я, п = 1 (для даного вaрiaнту); 1;в - розрахункова температура внутршнього повiтря в °С, що приймаеться за нормами проектування будин-юв i споруд вiдповiдного призначення, (1;в = 20 °С); 1;з - розрахункова зимова температура зовшшнього повiтря в °С, що приймаеться, як середня найбшьш
холодно! п'ятиденки; (11з = -20 °С): Д11з - нормативний температурний перепад мiж температурою внутрiшнього повiтря i температурою внутршньо! повер-хнi стiни в °С, (Д11з = 7 °С); ав - коефщент тепловiддачi внутршньо! поверхнi стiни, (ав = 7,5-1,163 Вт/м2-°С)
Необхiдна товщина стiни, м
§ р =
' 1 +1"
ян -
V ав аз у
■X
(3)
де: а3 - коефщент тепловiддачi внутршньо! повеpхнi стiни (вiдповiдно до СНиП 11-3-79, а3 = 20 1,163 Вт/(м -°С): X - коефщент теплопpовiдностi мате-piалу стши.
Рис. 3. Зони вологостi територи Украти: 2 - нормальна; 3 - суха
На рис. 4 надано результата поpiвняння товщини стш з найбшьш роз-повсюджених будiвельних матеpiалiв (деревина, цегла i зашзобетон), прийня-тих однакових тепловтратах будинюв. Як бачимо, при iнших piвних умовах, товщина стiни iз цегли повинна бути в чотири рази бшьша нiж з деревини, а товщина стши iз найпошиpенiшого будiвельного матеpiалу минулого стол^-тя, в будинках, де живемо й доЫ, - ще бiльша; залiзобетонних плит - повинна бути в дев'ять pазiв бiльшою нiж з деревини.
Товщина стши з оцилшдрованих колод (Ь) впливае не тiльки на теп-ловтрати через не!, а й на втрати деревини у вщходи при фpезеpуваннi поз-довжнього пазу (рис. 2).
1з збшьшенням дiаметpу колоди об'ем вiдходiв стосовно плошд поперечного перетину оцилшдрованих колод при фжсовано! шиpинi пазу змен-шуеться, але збiльшуються загальш витрати деревини на стiновi елементи. Сучасш домобудiвельнi пiдпpиемства рекламують дерев'яш будинки з оци-лiндpованих колод дiаметpом до 36...42 см, без обгрунтування тако! необхщ-ностi. Враховуючи важливiсть питань pацiонального використання деревин-
Наукрвий bíciiiik, 2GG7, вип. 17.4
ниx pecypciB, ввaжaeмo нeoбxiдним poзpaxoвyвaти oптимaльнy тoвщинy cii-ни для титовта й iндивiдyaльниx пpoeктiв визнaчeниx periomB, збiльшeння тoвщини cтiни в iндивiдyaльниx Bpoerarax, вoчeвидь, мoжe здiйcнювaтиcь зa бaжaнням зaмoвникa.
Ь,м
1
0,8 0,6 0,4 0,2
Е
□ дерево
□ цегла
□ зал1зобетон
D
D
I
I
17 18 19
П
J
Рис. 4. Зaлeжнiсmь moвщuнu сmiн
в^д в^у будмamepiaлiв i meMnepamypu
жв^^я внympiшньoгo сepeдoвuщa жumлoвoгo npuмiщeння
it,в н
20 21 22 23 24 25 26 27 28 Бaгaтo фipм, :o зaймaютьcя щею дiяльнicтю пoдaють cboï вapiaнти cпiввiднoшeння мiж ш^игою пoздoвжньoгo пaзy i дiaмeтpoм кoлoди, œpy-ючиcь cвoïми кpитepiями i мoжливocтями. Haми бyлa зaпpoпoнoвaнa зaлeж-теть, якa пoкaзye цe cпiввiднoшeння, якe дae змoгy пiдвищити oб'eми гoтoвoï пpoдyкцiï пpи змeншeнi вiдxoдiв дepeвини, мм
^.^л. = 1,64-x-b, (5)
дe: ^ц.^л. - дiaмeтp oцилiндpoвaнoï кoлoди, cм; b - ш^ита пaзa, мм.
100 150 200 250 300 350
Pue. S. Зaлeжнwmь вiдхoдiв дepeвuнu в^д дiaмempy кoлoд npu noemmwü шupuнi na3a
Ha pro. 6 пoкaзaнo гpaфiчнi зaлeжнocтi ш^ини пoздoвжньoгo пйзу вiд дiaмeтpy oцилiндpoвaнoï кoлoди: 1 - пoбyдoвaнa зa cпiввiднoшeнням (5), 2 -зa дaними фipми "EcologHous".
Аналiз результата показуе, що в першому випадку для формування бшьшо! товщини стш потрiбний дiаметр оцилшдровано! колоди значно мен-ший, нiж при другому варiантi, що дае змогу економи деревини при збере-женнi теплотехшчних характеристик будинку, так, для отримання товщини стiн зрубу 150 мм необхщний дiаметр колоди 26 см - зпдно з першим варiан-том розрахункiв, i 38 см зпдно з другим варiантом.
Отже, розмiри поздовжнього пазу не е нормованими i кожен виробник мае сво! пропозици, керуючись сво!ми мiркуваннями i, зазвичай, без теоретичного обгрунтування, що веде до непередбаченого збшьшення витрат деревини.
Рис. 6. Залежшсть ширини поздовжнього пазу вiд дiаметра оцилтдрованог колоди: 1 - за ствв1дношенням (5); 2 - за даними ф1рми "Есо\о^Нош"
Результати розрахунюв шдтверджують, що дерево е кращим будiвель-ним матерiалом, шж iншi традицiйнi; iнформацiя про те, що дерев'яш будин-ки е дорожчими, викликае багато запитань до авторiв, оскiльки необхiдно враховувати теплоту, яку потрiбно затратити на опалення примiщення, фа-саднi роботи (для цегляних i бетонних будинкiв), клоштку працю i великi витрати при влаштуванш фундаменту та значно бiльшi витрати часу на побу-дову цегляних чи бетонних будинюв.
Лггература
1. ДБН 79-92 Житлов1 будинки для 1ндив1дуальних забудовникiв. К., Мшютерство бу-д1вництва 1 арх1тектури Украши", 1992. - 12 с.
2. СНиП 2.08.01-89 Жилые здания. - М.: ЦНИЕП жилища гост. ком. архитектуры, 1989. - 27 с.
3. СНиП П-3-79* Строительная теплотехника. - М.: НИИСФ гост. строй. СССР, 1979. - 49 с.
4. Рекламний проспект ф1рми "Есо1о§Нош". - М.: Сталкер, 2006. - 2 с.
