Вопросы индустриализации деревянного панельного домостроения (каркасные дома)

В продолжение к статье «Вопросы индустриализации деревянного панельного домостроения (каркасные дома)» хотелось дополнить – новым, полученным за прошедшее десятилетие опытом.

С точки зрения экономики, все так же не совсем понятен разброс цен в тех технологиях, и не в смысле конкретных ценовых сумм: высокотехнологичная панельная сборка при индустриальном подходе и оптовом закупе материалов получилась дороже каркасно-рамочной, несмотря на более высокую трудоемкость монтажа и индивидуальный завоз материалов на строительную площадку. Где здесь лукавство? Ответ достаточно прост - панельное домостроение требует наличия технической и технологической базы, что при малых объемах производства обуславливает высокие накладные расходы. Каркасно-рамочное не требует того, а если и требует, то в гораздо меньших размерах и зачастую с потерей качества. Попробуем снять данное противоречие.

Резюме - в обоих случаях малые объемы не способствуют качеству, поскольку строительные работы ведутся в основном за счет спонтанно привлекаемой рабочей силы - в целях экономии. Что в целом не способствует формированию высокопрофессиональных производственных коллективов. Есть ли решение данной проблемы? Есть, если на производственных мощностях с малозатратными мощностями производить элементы для последующей конструктивной сборки на месте строительства, где в зависимости от объемов строительства укрупнять в панели или же вести непосредственно сборку на месте. Данный подход решает и проблему транспортировки без привлечения спец.транспорта что немаловажно в проблеме логистики и ее стоимости для конечного потребителя. Выражаясь образно, строительство дома сводится к работам аналогичным по сборке мебели, где все элементы поставляются в готовом виде с метизами и картинками сборки.

Интерес к данной проблеме не является праздным - это результат многолетнего мониторинга и анализа происходящего, как в данной отрасли, так и в каркасном и панельном строительстве вообще. Рассмотрим ниже некоторые из наработок.

Инновация исходного элемента конструктора позволит, с нашей точки зрения, решить вопросы индустриализации каркасного деревянного домостроения. Это даст возможность высокого уровня автоматизации и вывода производства на конвейерные технологии, следовательно, к снижению себестоимости 1м2 площади на выходе, что может быть шагом к решению вопроса социального жилья в том числе. В то же время, высокая вариативность проектных решений, как внутренних планировок так и оформления фасадов возводимых зданий дает возможность развития их архитектурного разнообразия.

Представленные на сегодня каркасные и панельные технологии в деревянном домостроении имеют ряд изъянов как в плане технологии, так и в плане физики процессов, поэтому мы предлагаем новое техническое решение для системы каркасного домостроения:

1. Каркасная технология со сборкой на строительной площадке предполагает сокращение количества рабочих рук: на сборке каркаса, на обшивочных работах.
2. Технология позволяет снять многие вопросы. Здесь и размерность, и отделка фасада, и качество стыков листов.

Предполагается применение стоек размером 150*50/200*50 мм расчетной длины, подчеркнем, обязательно камерной сушки с влажностью 12-16%. В качестве основного обшивочного материала предлагается листовой, как ЦСП/ОСП толщиной 9-24 мм и прочие.

Стык листов в обшивке - поверхности крепления листов, с заранее подготовленными монтажными отверстиями, к стойке решается специальной деталью – «фланец» с использованием вытяжной заклепки, что значительно ускоряет сам процесс монтажа - не умаляя прочности.

Начнем знакомство с основного узла сборки каркаса, рассчитанного по принципу сращивания досок, на цилиндрических нагелях с защемлением между двумя стальными пластинами исходно сбалчиваемых, решение основной идеи узла было дополнено:

1. Замена болтов на пустотелый подпружиненный штуцер позволяет не только играть древесине от влажности, но и удешевить сам защемляющий элемент;
2. Создание рифлей – ребер жесткости на пластинах, позволяет снизить толщину самих пластин, свести их вес к минимуму, что немаловажно для снижения стоимости самого узла.

Основные элементы узла смотри рисунок 1. Где изображены пластина стягивающая и уголок монтажный.

​

Данные элементы, как и штуцер, изготавливаются методом холодной штамповки из конструкционных сталей, что позволяет при больших объемах обеспечить низкую цену.

При стяжке пластинами двух стоек имеет смысл добавить к пластинам монтажные уши и как связующую между стойками, поперек их добавить балку, крепящуюся через эти уши, а поперек балки вставить лагу, защемленную в двух уголках, и через уши уголков защемить весь узел, воспользовавшись ушами стоек, используя тот же подпружиненный штуцер. В итоге при правильном расчете узла получаем живой жесткий узел, активно реагирующий на поведение древесины, при этом не разбалчиваясь и без выдавливания метизов, с гарантией прочности узла не менее 50 лет. При подборе соответствующего сечения балки внутренний пролет может достигать 4 200 мм, что в свою очередь позволяет из данных модулей собирать каркасы любого размера с определенным шагом конструкций. Мнемоническую схему смотри ниже, рисунок 2.

​

Объемный вариант дает наглядность, смотри рисунок 3. Расчет показывает возможность возведения зданий высотой до 4-5 этажей. При сверловке в плоскости перекрытия легко решается вопрос коммуникаций: ГВС, ХВС, канализации, важно лишь обратить внимание на допуски по размерам проходных отверстий без прослабления лаг, в то время как в балке можно сверлить отверстия достаточно большого диаметра.

​

В данном случае получаем устойчивую экологичную конструкцию и в отличие от ЛСТК не образующую мостиков холода. Здесь мы видим примыкающую к фундаменту плоскость, что позволяет использовать как ростверковые фундаменты, так и на винтовых сваях. В то же время, оторвав от земли перекрытие первого этажа и создав полуподвал, легко уходим от вопроса создания сильнозатратного фундамента УШП.

Элементы деревянного конструктива обрабатываются на фрезерном станке ЧПУ с большим полем, использование только функции сверления дает высокую скорость обработки деталей, точность позиционирования и соответственно низкую стоимость. В данном случае точность позиционирования монтажных отверстий позволяет использовать материал не только 1, но и 2 сорта. Достаточно важно, что монтажные отверстия под фланец, при позиционировании на ЧПУ позволяют четко выравнивать листовые материалы, не прижимая непосредственно к ребрам стойки имеющим свою кривизну, обшивки как наружной так и внутренней. Смотри рисунок 4.

​

На фрезерном станке с ЧПУ производится крой листов обвеса, сверление и зенкование отверстий для крепления материала на фланец посредством вытяжной заклепки согласно позиционирования фланцев на стойке при частоте ребер в 600 мм и частоте 4 фланца на 1250 мм ширины листа, швы заделываются герметиком. Для непосредственного проектирования используется альбом технических решений и альбом программ для обработки древесины и кроя листов внутренней и наружной обшивки. При необходимости обвеса наружной стены сайдингом, либо какими другими материалами используется фланец, направленный пластью к листу симметрично установленному фланцу вытяжной заклепкой, и в разъем нового фланца вставляется деревянная рейка 50х50 мм.

Данный формат решений позволяет собирать и кровельную систему по той же схематике, что и каркас. Привожу справку по прочностным характеристикам вытяжной заклепки:

​

Параметры указаны в Ньютонах, поделив на 10 получим в килограммах.

Возвращаясь к вопросу фланца, следует подчеркнуть возможность его использования для зашивки потолочного перекрытия листовым материалом. Использование фланца со звукоизолирующей прокладкой на пласти t=8-16 мм позволяет организовать вентилируемый зазор между обшивкой и пароизоляционной мембраной, что актуально для потолочной обшивки в первую очередь.

В предыдущей статье было рассказано об индустриализации деревянного панельного домостроения (каркасные дома) как направления в данной отрасли. Сегодня как результат мы наблюдаем развитие производства СИП-панелей и с другой стороны развитие модульной сборки домов, технологии достаточно спорной – в силу большого количества нареканий и низкой технологичности в плане технического обеспечения в разведении коммуникаций по зданию. Единственное преимущество популярности данных направлений то, что заказчик прельщается быстро полученной коробкой здания, не подозревая о последующих мытарствах, связанных как с указанными недостатками, так и с качеством исполнения.

С чем связано такое развитие направлений в малоэтажном строительстве? Полагаем, поскольку, как направлением, занимаются лишь энтузиасты, обладающие малым ресурсом - как финансовым, так и научным, в силу отсутствия средств для НИРС, и тем не менее их мытарства востребованы даже спустя 10 лет. Стоит упомянуть использование тавровых и двутавровых клееных балок, упомянутых в прошлой статье, нашло широкое применение, особенно в организации кровли и перекрытий, правда в индивидуальном порядке, а не в сплоченных в панель элементов, то есть остался еще один шаг.

В предыдущей статье было спрогнозировано: «Применение панельной технологии производства, как к стене, так и перекрытию, позволяет замкнуть производственный цикл на одном заводе-поставщике, скажем, применительно к региону в пределах разумности, совокупной наценки, комплексно определяемой логистикой и необходимой цепью посредников.»

В развитие нового предложения можно прогнозировать распределение производства следующим образом:

1. Производство основных крепежных элементов, требующих больших финансовых затрат для снижения их себестоимости, что обусловлено как стоимостью штампов, так и минимальным количеством окупаемости при автоматической штамповке. Соответственно разработка и переформатирование этих элементов с целью улучшения. Проработка архитектурного разнообразия и программного обеспечения как для ЧПУ, так и программ перевода архитектурных проектов в технологичное решение, в каркасном исполнении берет на себя головное предприятие.
2. Региональные члены консорциума занимаются как продвижением технологии, так и обработкой деревянных элементов каркаса, кроем листового материала и его подготовкой с учетом местных особенностей и потребностей (вплоть до - высота потолков, цветовое наружное и внутреннее наполнение) с передачей в исполнение привлекаемым бригадам с осуществлением технического, при необходимости архитектурного, надзора.

Такой подход позволит не замыкать производственный цикл на головном предприятии-поставщике метизной и программной составляющей, учесть особенности применительно к региону, что делает находящееся на месте предприятие, которое в пределах разумности совокупной наценки, комплексно определяемой логистикой и необходимой цепью посредников, решает вопросы насыщения строительного рынка региона. Регион можно читать как район, край, область - это зависит от экономической целесообразности охвата той или иной территории.

Р.Н.Кутишенко
qurun@mail.ru​