К малоэтажным жилым домам относятся самые маленькие постройки, выпускаемые в больших количествах. Отдельные дома на одну семью, например, находятся в диапазоне от одного до трех этажей и обычно удовлетворяют потребности своих пользователей, имея закрытую площадь от 90 до 180 квадратных метров (от 1,000 до 2,000 квадратных футов). Другие примеры включают городские рядные дома и жилые дома с пешеходными зонами. Как правило, эти формы имеют относительно низкую удельную стоимость из-за ограниченной покупательной способности их владельцев. Спрос на этот тип жилья имеет широкое географическое распространение, и поэтому большинство из них строятся небольшими местными подрядчиками с использованием относительно небольшого количества крупных машин (в основном для земляных работ) и большого количества ручного труда на строительной площадке. Спрос на эти здания может иметь большие местные колебания из года в год, и мелкие строители могут лучше справляться с этими экономическими колебаниями, чем крупные организации. Строительные системы, разработанные для этого рынка, отражают упор на ручной труд и низкие удельные затраты. Часть частных домов на одну семью построена на заводе; то есть большие части здания изготавливаются заранее, а затем доставляются на площадку, где требуется значительная дополнительная работа для завершения готового продукта.
Устои
Все фундаменты должны передавать строительные нагрузки на устойчивый слой земли. Существует два критерия устойчивости: во-первых, грунт под фундаментом должен быть в состоянии выдержать возложенную нагрузку без осадки более чем на 2.5 сантиметра (один дюйм) и, во-вторых, осадка должна быть равномерной под всем зданием. Также важно, чтобы нижняя часть фундамента находилась ниже максимального уровня зимнего промерзания. Влажная почва расширяется при замерзании, и повторяющиеся циклы замерзания-оттаивания могут перемещать здание вверх и вниз, что может привести к его смещению и повреждению. Максимальная глубина промерзания зависит от климата и топографии. Он может достигать 1.5 метра (пяти футов) в холодном континентальном климате и равен нулю в тропических и некоторых субтропических районах. Фундаментные системы малоэтажных жилых домов подходят для их легких нагрузок; почти все они опираются на фундаменты, которые бывают двух типов: сплошные фундаменты, которые поддерживают стены, и изолированные фундаменты, поддерживающие сосредоточенные нагрузки. Сами фундаменты обычно изготавливаются из бетона, заливаемого непосредственно на ненарушенный грунт на минимальную глубину около 30 сантиметров (12 дюймов). Если используются типичные непрерывные бетонные фундаменты, они обычно поддерживают фундаментную стену, которая действует либо как подпорная стена для образования подвала, либо как морозостойкая стена с землей с обеих сторон. Фундаментные стены могут быть построены из железобетона или кирпичной кладки, в частности из бетонных блоков. Бетонные блоки стандартного размера крупнее кирпича и пустотелые, образующие сетку вертикальных плоскостей. Это наименее дорогая форма кладки из дешевого, но прочного материала, а их большой размер позволяет сэкономить трудозатраты на их укладку. Их внешний вид и атмосферостойкость уступают таковым у обожженной кладки, но удовлетворительны для фундаментных стен. В некоторых местах используются деревянные фундаментные стены и фундаменты. Выемка фундамента является наиболее высокомеханизированной операцией в этом типе зданий; это делается почти полностью с помощью бульдозеров и экскаваторов.
Структурные системы
Деревянные рамы
В этих небольших зданиях в структурных системах до сих пор преобладают древние материалы из дерева и кирпичной кладки. В Северной Америке, где много хвойных лесов, широко используются легкие деревянные каркасы, происходящие от каркаса воздушного шара 19 века. Эти современные «платформенные» рамы изготавливаются из бревен стандартных размеров, обычно толщиной два или четыре сантиметра (0.75 или 1.5 дюйма), которые соединяются между собой машинными гвоздями и другими металлическими креплениями с использованием ручных инструментов.
Первым шагом является сооружение пола, который опирается на стену фундамента. Тяжелый деревянный подоконник прикрепляется к стене анкерными болтами, а поверх него прибиваются балки пола, обычно размером 4 × 28 сантиметров (1.5 × 11.25 дюймов) на расстоянии 40 сантиметров (16 дюймов) друг от друга. Пролет балок пола обычно составляет около 3.6 метра (12 футов), что является общей максимальной длиной доступных бревен. Пол может нуждаться в промежуточных опорах в виде внутренних фундаментных стен или, если есть подвал, промежуточных балок из дерева или стали, опирающихся на фундаментные стены и колонны. Для более длинных пролетов могут быть изготовлены фермы перекрытий с элементами, соединенными сетками из гвоздей или прибитыми фанерными косынками, или с деревянными поясами и диагональными металлическими стержнями. Поверх балок прибивается фанерный настил, образующий настил и придающий поперечной устойчивости плоскости пола.
Внешние несущие стены сделаны из деревянных вертикалей или стоек размером 4 × 9 сантиметров (1.5 × 3.5 дюйма; «2 × 4»), расположенных на расстоянии 40 или 60 сантиметров (16 или 24 дюйма) друг от друга, которые опираются на горизонтальный брус. , или плита, прибитая к полу платформы и поддерживающая двойную плиту вверху. Стены снаружи обшиты панелями из фанеры или ДСП, чтобы обеспечить поверхность для крепления внешней облицовки и для боковой устойчивости против ветра. Фанера и ДСП изготавливаются в панелях стандартных размеров. Фанера изготавливается из тонких слоев древесины, вырезанных из бревен и склеенных вместе с перпендикулярно расположенными в смежных слоях волокнами древесины. ДСП состоит из тонкой древесной стружки, смешанной вместе в клейкой матрице и затвердевшей под давлением. Поверх стеновой плиты укладывается либо второй этаж, либо крыша.
Поскольку большинство кровельных материалов, используемых в этих зданиях, не являются полностью водонепроницаемыми, крыши должны иметь наклонные поверхности для быстрого стока дождевой воды. Наклонные формы создаются двумя способами. Традиционный метод использует балки, подобные тем, что используются в конструкции пола, для перекрытия между внешними стенами. Стропила прибиты к концам каждой балки, и стропила сходятся на центральном элементе конька, образуя чердачное пространство треугольной формы. Там, где чердачное пространство не требуется, оказалось более экономичным перекрыть крышу треугольными фермами с внутренними перемычками. Эти фермы крыши обычно изготавливаются из узких бревен, соединенных гвоздями, клеем или металлическими соединителями, и их часто изготавливают в мастерской. Обшивка из фанеры или ДСП затем прибивается к поверхности крыши, чтобы получить кровельное покрытие и обеспечить поперечную устойчивость, превращая весь каркас в жесткую коробку.
Легкие деревянные каркасы легко воспламеняются, но небольшие одно- или двухэтажные здания легко эвакуировать в случае пожара, а строительные нормы разрешают использование этих каркасов с такими характеристиками, как огнеупорный гипсокартон в интерьерах и пожаробезопасность. упоры (короткие деревянные элементы) между стойками. Деревянные конструкции подвергаются нападению определенных видов насекомых, таких как термиты и муравьи-древоточцы, а также некоторых грибков, особенно в теплом и влажном климате. Древесину можно химически обработать, чтобы предотвратить эти атаки; другие меры предосторожности включают подъем древесины над землей и поддержание ее в сухом состоянии.
Кирпичные стены
Стены из структурной кладки также используются в этом типе зданий, прежде всего в многоэтажных зданиях, где они обладают большей несущей способностью и огнестойкостью. Кирпич и бетонные блоки являются основными материалами, причем кирпич предпочтительнее для наружных поверхностей из-за его внешнего вида и долговечности. Полнотелые стены из кирпича применяют редко из-за более высоких трудозатрат и материальных затрат; Композитные стены из кирпича и блоков или только блоков являются обычным явлением. Полые стены используются в более холодном климате; в них два витка (вертикальных слоя) каменной кладки построены по обе стороны от слоя жесткой изоляции. Прутья соединяются между собой стальной арматурой, проходящей через утеплитель и уложенной через интервалы в горизонтальные швы кладки. Полые стены имеют скорость теплового потока, которая составляет 50 процентов от сплошной стены. Деревянный пол и конструкция крыши, аналогичная каркасу из воздушных шаров, используется при каменной кладке; а также в некоторых случаях используются сборные предварительно напряженные полые бетонные панели, которые являются огнеупорными и могут иметь пролет до девяти метров (30 футов).
Системы ограждений
Ограждающие системы для этого типа зданий разнообразны. Для крыш используется традиционная деревянная черепица или, чаще, битумная черепица, а также полуцилиндрическая глиняная черепица и металлические кровли со стоячим фальцем. Дождевая вода с крыш обычно собирается в металлические желоба и направляется во внешние водосточные трубы, которые сбрасываются на брызговики или в подземные стоки, соединенные с ливневой канализацией.
Поверхности стен малоэтажных жилых домов облицовывают различными материалами. Традиционные деревянные элементы, такие как черепица и горизонтальная корабельная обшивка или обшивка вагонкой, используются на легких деревянных каркасах, а также вертикальный шпунтованный сайдинг, доски и рейки. Алюминиевые и виниловые сайдинги были адаптированы из этих деревянных форм. Кирпичный и каменный шпон также укладывается на древесину и крепится к ней металлическими крепежными элементами. Цементная штукатурка, или штукатурка, является еще одним традиционным материалом, используемым для ограждения как деревянных, так и каменных конструкций, а ее полужидкое нанесение обеспечивает большую пластичность формы. Более поздняя разработка представляет собой очень тонкую штукатурку из синтетической смолы, наносимую непосредственно на поверхность изоляции из жесткого пенопласта.
Изоляция, которая замедляет скорость передачи тепла через корпус, обычно применяется на всех внешних поверхностях здания, которые подвергаются воздействию воздуха. Существует два основных типа изоляции: жесткая и нежесткая. Жесткая изоляция представляет собой в основном пенопласт (настоящим изолятором является мертвый воздух в пенопластовых ячейках), толщина которого варьируется от 2.5 до пяти сантиметров (от одного до двух дюймов). К ним относятся пенополистирол, используемый в основном ниже уровня земли за морозостойкими стенами из-за его низкой огнестойкости; пенополиуретан; изоциануратная пена, обладающая лучшей огнестойкостью; и пеностекло. Нежесткая изоляция обычно изготавливается из волокна, наиболее распространенного из которого является стекловолокно, часто с фольгой на одной стороне. Волокнистая изоляция изготавливается толщиной до 23 сантиметров (9.25 дюйма). Эффективность изоляционного материала измеряется с точки зрения его скорости теплопередачи или коэффициента теплопередачи, часто выражаемого как количество БТЕ, проходящих через данную единицу изоляционного материала каждый час при выраженном перепаде температур по материалу. Низкие значения U указывают на хорошие изоляционные свойства материала. Значение U является обратной функцией толщины, поэтому существует предел экономической эффективности увеличения количества изоляции на поверхности. Жесткие изоляционные панели накладываются на вертикальную обшивку стен, а облицовочный материал крепится через изоляцию, или на горизонтальные кровельные настилы. Стекловолокно обычно применяется в промежутках между стойками стен и между балками крыши или нижними поясами стропильных ферм.
Большинство малоэтажных жилых зданий имеют ограниченное количество прозрачных проемов снаружи из-за традиционных требований внутренней конфиденциальности и относительно более высокой стоимости окон по сравнению с непрозрачными стенами. Традиционные деревянные рамы бытовых окон часто облицовываются экструдированным винилом или алюминием, а рамы полностью изготавливаются из экструдированного алюминия. Жилые окна являются основным средством вентиляции, и существует множество рабочих действий для их подвижных секций: раздвижные или двустворчатые окна по-прежнему являются основной формой, но также используются распашные типы, в том числе створчатые, воронкообразные и тентовые формы. . Раздвижные стеклянные двери также используются, особенно в более теплых регионах. Остекление по-прежнему в основном из прозрачного стекла. Двойное остекление с двумя стеклами, прикрепленными к металлическому трубчатому разделителю, содержащему влагопоглотитель, экономически выгодно в северном климате, но тройное остекление обычно используется только в регионах выше 55–60 ° широты. Недавней разработкой является теплоотражающее стекло, в котором низкоэмиссионное покрытие повышает относительную непрозрачность стекла для инфракрасного излучения и снижает скорость внутренних потерь тепла зимой.
Строительство дома из конопли
Предприниматель из Нью-Йорка планирует построить демонстрационный дом для продвижения использования промышленной конопли.
Скотт Гибсон | 4 мая 2016 г.
Рендеринг Tiny+, в северной части штата Нью-Йорк будет построен дом из конопляного бетона площадью 400 квадратных футов. Hempcrete представляет собой смесь конопляного волокна, извести и воды.
Кредит изображения: Османи Кабрера
