Какой дом экономичнее построить и какие конструкционные решения будут самыми выигрышными?
Любой дом как строительная конструкция представляет собой совокупность материалов, которые затрачены на его строительство. У каждой единицы строительного материала, у каждого погонного и квадратная метра есть своя стоимость.
Максимально экономичным будет дом, который имеет несколько признаков
- в нём равномерно распределяются нагрузки – то есть все сопоставляющие элементы работают на общую прочность, не возникает отдельных узлов, которые испытывают повышенные нагрузки и которые отдельно нужно сильно укреплять
- для постройки дома используются дешевые доступные в конкретной местности материалы
- количество строительного материала выбрано оптимально – есть необходимый и достаточный запас по прочности
Начинаем с плана помещений, а не с конструкции определенных размеров
Важно начинать проектирование не с того какую конструкцию проще возвести и потом вписывать в нее помещения, а с составления плана помещений обусловленного потребностями будущих жильцов дома
Социальная функция всегда первична, гармонично разместить всё что нужно в уже имеющемся строительном объеме крайне сложно.
Строительные конструкции дома не должны определять границы социального пространства, то есть жизнь не должна строиться в заданных при строительстве рамках. Если необходимая конструктивно колонна в пролете явно будет мешать в гостиной – стоит пересмотреть проект и сделать проем таким чтобы в нём не была бы обязательна колонна.
То же самое с расположением стен и пространством вокруг них, если по каким-то причинам строительную конструкцию задуманную как жилой дом нельзя эффективно использовать в качестве жилого пространства – в большинстве случаев от неё в таком виде стоит отказаться и проектировать сначала пространство, потом искать способы реализации проекта.
На практике это означает что не стоит изначально строить дом определенных размеров (потому что так дешевле или проще) и потом вписывать в него помещения. Начинать всегда нужно с плана помещений и потребностей будущих жильцов дома.
Итак, планирование экономичного дома начинается с обозначения помещений с указанием их примерной площади.
Полезный жилой объем и своды
Затем важно выделить полезный жилой объем. В каждом помещении должен быть ровный пол и относительно ровные вертикальные стены.
Стены при этом могут быть различной толщины [Толщина стен для частного дома]
Полезный жилой объем для большинства помещений представляет собой параллелепипед от уровня пола до уровня головы, выше уровня головы может происходить уменьшение площади в результате чего образуются своды и жилой объем в целом приобретет куполообразную форму.
Высота потолка может быть разной в зависимости от функции помещения. Потолок, таким образом, может быть неровным. Углы комнат, в которых стены прилегают к потолку не являются жилым пространством, они практически никогда не используются.
Своды способствуют увеличению прочности конструкции, они могут быть получены как заливкой материала стен в каркас – например, бетона, так и добавлением ребер жесткости в углах.
Первый вариант лучше. Дом будет тем прочнее, чем меньше стыков различных материалов существует и чем однороднее конструкция. Однородность будет давать более равномерное распределение нагрузки.
Сводчатая конструкция даёт максимальное сопротивление на сжатие
Экономичный дом – дом, в конструкции которого исключаются усилия на растяжение. Нагрузки, предполагающие растяжение конструкции свойственны сложным архитектурным конструкциям, они эффектно смотрятся, но их реализация требует особого подхода, точного расчета и повышенного расхода материалов. В жилом строительстве для получения экономичной конструкции следует исключать такие моменты и проектировать дом так чтобы конструкции работали преимущественно на сжатие.
Своды обеспечивают более равномерное распределение нагрузки на фундамент и способствуют увеличению сопротивления на сжатие.
Несущие стены
Другое важное правило, которое будет способствовать равномерному распределению нагрузки – максимальное количество стен дома должны быть несущими.
Чем больше стен участвуют в поддержке крыши и верхних этажей (при наличии) и распределяют нагрузку на фундамент, тем меньше будет нагрузка на каждую из них, а значит каждую из них можно делать менее капитальной и тратить на возведение меньше усилий и материалов.
При наличии большого количества несущих стен со сводной конструкцией проемов в меньшей степени появляются центры перенапряжения и потенциального
повреждения конструкции, которые при перпендикулярных перекрытиях потолка, пола и стен находятся в местах пересечения плоскостей.
Скругленные углы и диагональные распорки позволяют создать сплошную конструкцию, без резких переходов, которые дают пересекающиеся под 90 градусов балки и панели.
Сплошная конструкция определяет прочность, устойчивость и долговечность.
Колонны как ребра жесткости
Несущие стены также можно укреплять за счет колонн, для которых тоже предусматривать диагональные связи с горизонтальными конструкциями.
Углы – места стыка горизонтальных элементов с вертикальными и вертикальных с вертикальными можно уплотнять делая более скругленными, отсутствие резких переходов будет способствовать равномерному распределению нагрузки.
Важно правильно расположить двери [Расположение двери в комнате], дверные и оконные проемы также можно выделять с помощью ребер жесткости и делать сводчатыми.