Глинобитно-дровяная стена

Изобретение относится к области строительства и в частности к возведению глинобитных стен малоэтажных домов. Технический результат: повышение прочностных характеристик и теплотехнических свойств стены, а также ее огнестойкости. Глинобитно-дровяная стена однослойной конструкции включает в своем теле поленницу сухих колотых дров любой породы, уложенных по глине (глиняному тесту) или глино-соломенной смеси. Для устойчивости и прочности углов дома в углах укладываются поленья удвоенной и более длины с перехлестом друг над другом, образуя в углу дровяную сетку, а удлинения играют анкерующую роль и обеспечивают устойчивость дома в целом. Поленья в стене могут, как вариант, укладываться не только перпендикулярно оси стены, но и диагонально под углом 45° чередуясь, что также способствует устойчивости стены. В целях улучшения теплотехнических свойств стены, приближенных к теплопроводности по свойствам древесины поперек волокон и улучшения характеристики конструкции стены по воздухопаропроницаемости, торцы всех поленьев, обращенных внутрь избы, промазываются битумом или битумной мастикой и при этом древесные элементы полностью сокрыты в толщине стены без вскрытия текстуры. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к области строительства и в частности при возведении глинобитных стен малоэтажных домов и можно использовать в связи с повышенными требованиями к теплозащите зданий, которые невозможно обеспечить при возведении глинобитных (саманных) стен и при однослойных возводимых по технологии «глиночурка».

Ранее использовались глинобитные (глино-соломенные) стены (Толковый словарь В. Даля, том 2, стр. 355, изд. «Русский язык», 1989 г. - см. текст к слову «глина»).

Но дома глинобитные (саманные), как было сказано выше, без утепляющих мероприятий не соответствуют современным теплотехническим требованиям или должны быть слишком утолщенными (2,0 м и более).

В раскопках остатки, похожие на глиняные строения,с использованием дровяных элементов, относящиеся к 10 в. Н.э., находили в Греции, в Сибири (см. Википедию раздел история адрес: https://ru.wikipedia.org/wiki/Глиноручка). Вероятно, возводили эти примитивные строения из-за простоты и наличия в изобилии местных материалов.

Известны встречающиеся в Европе сооружения в виде защитных крепостей с толстыми стенами из бревен, укладываемых чередующимися рядами - ряд бревен вдоль стены, другой - поперек, укладываемых по глиняной смеси.

Эти сооружения ничего общего с жильем не имеют, но дают представление о возможности сочетания дерево-глина.

В Америке имеется целое архитектурно-строительное направление (см. адрес Интернета: http://vicag64.ucoz.ru/_fr/3/Rob_Roy-Cordwoo.pdf).

Но там в основном эти решения применяются из оформительских соображений, в дизайнерских целях; используя в строениях - надворных постройках, заборах, беседках, верандах, дачных летних помещениях (шале), а это все не отапливаемые постройки и оговаривается, что применять следует деревья твердых пород (дуб, бук, клен, ясень). Что касается теплых домов, то стена рекомендуется специальной многослойной конструкции и для обеспечения устойчивости устраивается каркас, а в углах предусматриваются срубовые столбы (по типу сруба) с использованием бруса.

Известны также современные поиски приемлемых решений с использованием древесных элементов в сочетании с глиняной массой, получившей название - технология «глиночурка» (см. материалы Википедии по адресу https://ru.wikipedia.org/wiki/Глиноручка и в том числе по адресу Интернет: http://svoya-izba.ru/2013/02/24glinochurka-solomermye-bloki-ideainoe-sochetan strojmaterialov/).

Это и взято за прототип.

Характерным для сооружений из «глиночурки» является использование круглых сухих чурок (чурка обозначает круглое дерево), но допускаются колотые сухие поленья, укладываемые в стены по глиняному раствору с возможным добавлением опилок или соломенной сечки, но, как правило, с вскрытой текстурой - см. фразу из Википедии «…торцовые концы чурок как бы немного выступают из стены…». Это преследует дизайнерские цели (привлекательный необычный вид). Как правило, такие решения используются в летних дачных строениях (домик, веранда, беседка, сарайчик и др. мелкие постройки).

Что касается теплых домов для круглогодичного пребывания, то предлагаются многослойные конструкции, например, фраза из Википедии… «я строю дом - основа оцилиндрованный сруб + снаружи глиночурка; пристройка терраса - будет саман + глиночурка».

Все решения по технологии «глиночурка» однослойной конструкции не соответствуют требованиям сопротивлению воздухо- и паропроницанию, а также не соответствует современным требованиям сопротивления теплопередачи стен из соображений энергоресурсосбережения, требующих большей толщины, так как коэффициент теплопроводности вдоль волокон в два раза хуже, чем поперек волокон, и поэтому могут быть успешно использованы только для не отапливаемых помещений.

Преследуемая цель: предложить обычный деревенский дом - простой, теплый, прочный, дешевый, огнестойкий (трудно сгораемый), с возможностью возведения его (дома) собственными силами из дров любой породы, отвечающий всем современным требованиям.

Технической задачей является улучшение прочностных характеристик и теплотехнических свойств стены, чтобы уменьшить толщину.

Технический результат достигается тем, что стена образуется не из просто глиняной массы, а из чередующих слоев колотых поленьев (дров), втрамбованных в глину (слой глины - слой поленьев, слой глины - слой поленьев и т.д.).

При этом глинистый слой может быть в виде:

1) раствора (теста) чисто из глины, либо

2) с добавлением соломы или других волокнистых материалов для меньшей усадки и для повышения трещиностойкости,

3) глинистый слой выполнять из глино-известкового или глино-цементного растворов для большей прочности стены или

4) глиняный слой заменить вообще на цементно-известковый раствор, что позволяет вести работы зимой методом «термоса» (это также можно считать техническим результатом).

Для защиты стены от воздухо- и паропроницания и для улучшения теплосопротивления стены (поленьев вдоль волокон) следует один из торцов всех поленьев макнуть в горячий битум или в битумную мастику и укладывать в стены этими торцами в сторону помещения.

При таком исполнении теплосопротивление близко к свойству дерева поперек волокон, что позволяет уменьшить толщину стены вдвое.

Для лучшей прочности в углах и пересечениях следует укладывать жерди или удлиненные поленья, равные по длине не менее двойной толщины сопрягаемых стен с перехлестом (ряд над рядом чередуясь), образуя в углах сетку, а удлинения являются анкерующим элементом и тем самым обеспечивают устойчивость угла и дома в целом.

В простенках шириной более 3-х толщин стены рекомендуется в примыканиях к откосам чередовать ряды с перехлестом, используя поленья одной и той же длины, образуя в этих местах как бы «сетчатое дровяное армирование».

В узких простенках шириной до 3-х толщин стены, жерди или удлиненные поленья укладывать, чередуясь - ряд поперечно укладываемых поленьев, следующий ряд продольно укладываемых жердей (поленьев).

Возможен вариант укладки поленьев диагонально под углом 45° к оси стен, чередуясь, что создает особую устойчивость кладки.

При этом следует отметить, что откосы в проемах, особенно в местах примыкания к ним оконных или дверных наружных блоков, являются проблемными из-за возможности конденсации влаги. Поэтому, одно или два поленца, крайних к откосу, должны быть покрыты горячим битумом (гудроном), а также концы поленьев, укладываемых торцами к откосу, на 15-20 см окунуть в горячий битум или битумную мастику.

В углах и простенках можно укладывать термовкладыш, еще больше улучшая теплотехнические свойства. В качестве термовкладышей можно использовать утилизируемые пенопластовые элементы упаковок электроприборов и бытовой техники.

Заполнять зазоры между поленьями в местах укладки термовкладышей можно коротышами, обрезью отходов деревообработки.

В качестве перемычек над проемами до 1,0 м можно использовать жерди, а при большей ширине - использовать брус.

Стена образуется однослойной конструкцией равномерными рядами, следующим образом (см. фиг. 1-7):

1. По гидроизоляционному слою (поз. 1 фиг. 1, 2), проложенному по цоколю (поз. 2), укладывается слой вяжущего (поз. 3) (глина, глинистая смесь, раствор).

2. По этому свежеуложенному слою укладывают слой поленьев (дров) (поз. 4) поперек стены впритык друг к другу, втромбовыванием, выдавливая при этом раствор (смесь) и таким образом обволакивая дровяные элементы, и так слой за слоем равномерными рядами образует монолитную стену, после твердения превращаемую в прочный однослойный монолит. Торцы поленьев, обращенные внутрь, должны быть обмазаны битумом (поз. 7). На фиг. 4 (поз. 6) показан диагональный вариант укладки.

3. Варианты укладки поленьев в простенках показаны на фиг. 2, а на фиг. 5 - для узких простенков; где (поз. 4) - короткие поленья, а (поз. 5) - длинные поленья, (поз. 7) - обмазка битумом.

4. Укладка поленьев в углах показана на фиг. 3, где короткие поленья (поз. 4), длинные элементы (поз. 5), обмазка битумом - (поз. 7).

На фиг. 6 показаны утепления углов, на фиг. 7 - утепления простенков, где (поз. 8) - термовкладыши. Зазоры между поленьями в местах укладки термовкладышей можно заполнять коротышами (обрезью отходов) на фиг. 6, 7 (поз. 9).

Укладку поленьев для упрощения технологий возведения производить в опалубку, при этом стена будет представлять единый общий монолит. Можно укладывать без опалубки в «пустошовку», при этом после усадки кладки, стены обязательно штукатурятся. Такая закрытая структура не позволяет проникать в трещины различным насекомым и жить им там и одновременно повышает огнестойкость.

При кладке стен следует предусмотреть усадочные разрывы (разбив на делянки менее 10 м) обычно в подоконной части, с заполнением их в конце строительства.

Положительный результат, как видно из описания, достигается за счет вкрапления в глинобитную массу деревянных элементов, которые преобладают по объему значительно и могут составлять 70-75%, а дерево имеет хорошие теплозащитные свойства. А для еще лучшей теплозащиты и для защиты от паропроницаемости и увлажнению от конденсации в откосах, торцы поленцев покрыть битумом. Эти деревянные элементы могут быть из любых жердей, дров (кривых, корявых) любой породы, а также из отходов деревообработки, но использовать следует только высушенными до воздушно-сухого состояния (12-15%) и очищенными от коры.

Для лучшей связки и для большей прочности простенков и стен особенно в местах опирания перекрытий, можно использовать армирование в т.ч. рекомендуется из композитной арматуры (минимальных диаметров). Армирование рекомендуется также предусматривать конструктивно в уровне подоконной части и в уровне над перемычками.

В этом случае перекрытие одного (первого) этажа может быть ж/б монолитными. При монолитных перекрытиях с опираниями не менее 250 мм и с учетом использования в кладке в верхних рядах известково-цементного раствора с армированием лучше перераспределяется нагрузка, а опертость по контурам снижает нагрузку на стены вдвое. Кроме того, к ж/б перекрытиям крепятся скрутками стропильные ноги, что обеспечивает устойчивость от ветросноса крыши.

И это является положительным техническим результатом.

Для улучшения архитектурного облика можно главный фасад (или стены - по всему периметру) облицевать: 1) кирпичом (в полкирпича или «на ребро»), 2) сайдингом, 3) любым облицовочным материалом или штукатурятся.

Облицовка или штукатурка наружных стен является защитой от атмосферных осадков и предусматриваться должна обязательно.

Стены с внутренней стороны обязательно штукатурятся.

При этом облицовку и штукатурку стен следует осуществлять не менее чем через год (минимальный период просушки, усадки) после возведения, предпринимая на этот период меры по защите стен от атмосферных осадков.

Следует отметить, что такие дома может построить каждый, так как глину месить и дрова колоть не требует особой квалификации и укладку их в поленницу по глине - тоже. И это конечно положительный момент.

К положительным можно отнести также то, что дрова - возобновляемый ресурс и наличие его огромно, тем более, что даже в селах не только в пищеприготовлении, но и в отоплении используется газ, а отходов в деревообработке и в санитарных рубках леса - все больше и больше, а в глинобитных стенах может использоваться даже хворост.

1. Глинобитно-дровяная стена однослойной конструкции, включающая в своем теле поленницу сухих колотых дров любой породы, уложенных по глине (глиняному тесту) или глино-соломенной смеси, отличающаяся тем, что для устойчивости и прочности углов дома в углах укладываются поленья удвоенной и более длины с перехлестом друг над другом, образуя в углу дровяную сетку, а удлинения играют анкерующую роль и обеспечивают устойчивость дома в целом; при этом поленья в стене могут, как вариант, укладываться не только перпендикулярно оси стены, но и диагонально под углом 45° чередуясь, что также способствует устойчивости стены, при этом в целях улучшения теплотехнических свойств стены, приближенных к теплопроводности по свойствам древесины поперек волокон и улучшения характеристики конструкции стены по воздухопаропроницаемости, торцы всех поленьев, обращенных внутрь избы, промазываются битумом или битумной мастикой и при этом древесные элементы полностью сокрыты в толщине стены без вскрытия текстуры.

2. Глинобитно-дровяная стена по п.1, отличающаяся тем, что с целью дополнительного улучшения теплотехнических характеристик в углу дома, а возможно и в простенках, укладывают термовкладыши.

3. Глинобитно-дровяная стена по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что для общей связки стен, для лучшего перераспределения нагрузки и для большей прочности, допускается их армировать композитной арматурой, в особенности малых простенков и в приопорных частях стены под перекрытиями.