Те сведения, о которых пойдет речь в данной главе, конечно же, хорошо известны любому грамотному архитектору и строителю. Но мы считаем, что хотя бы в общих чертах понимать и знать это должен и заказчик дома – будущий хозяин, тот, для кого дом строиться. Любые ошибки, заложенные в проекте, или полученные в процессе строительства станут проблемами в процессе эксплуатации дома. И поэтому дополнительный контроль со стороны заказчика при решении перечисленных ниже требований, необходим.
Так о чем же необходимо задуматься, что стоит понимать и знать, если вы строите дом для вашей семьи?
Ваш будущий дом должен обеспечивать:
Вы должны также определиться, строите вы дом для сезонного или постоянного проживания, важна ли для вас скорость строительства (необходимо ли применять технологии быстровозводимых домов).
Немаловажным является также принятие решения о проекте дома – покупать готовый типовой проект или заказывать индивидуальный.
А теперь обо всем вышеперечисленном подробнее.
Теплозащита (теплоизоляция) дома
Основная задача теплозащиты обеспечить комфорт проживания в доме. Комфорт в помещении зависит от:
Температуры внутреннего воздуха (оптимально 20 – 220С);
Температуры внутренних поверхностей стен, ограждающих помещение (минимум 16 - 180С, в противном случае появляется ощущение сквозняка);
Тепловой инерции стен, ограждающих помещение (аккумулирование тепла; стенами, при низкой тепловой инерции - быстрый нагрев, быстрое охлаждение).
Температуры поверхности пола (оптимально 22 - 240С);
Относительной влажности воздуха в помещении (нормально 50 - 60%, <40% - сухость слизистой оболочки, >60% - тепличный климат, повышенная влажность)
Движения воздуха (максимально 0,2 м/с, >0,2 м/с – ощущение сквозняка).
Для обеспечения теплозащиты дома необходимо учитывать ряд факторов, которые в значительной мере отличаются для зимы и лета.
Зимняя теплозащита
1. Теплоизоляция ограждающих конструкций (стены, перекрытия, окна, наружные двери)
2. Тепловая инерция ограждающих конструкций (стены, потолки / полы). Для комфорта человека вблизи стен, а также предотвращения конденсата влаги тепловая инерция конструкций имеет очень важное значение
3. Расположение отдельных слоев в многослойных ограждающих конструкциях. Правильная последовательность слоев «изнутри – наружу» особенно важна. Иначе возможно образование конденсата внутри конструкции.
5. Отношение площади окон и других светопрозрачных конструкций к площади поверхности наружных ограждающих конструкций здания (окна часто являются слабыми местами)
6. Географическое положение дома (широта, высота над уровнем моря, условия облачности, частота туманов)
7. Ориентация окон и других светопрозрачных конструкций по сторонам света. Солнечные теплопоступления различны в зависимости от ориентации.
8. Воздухообмен (открывание окон и наружных дверей; воздухопроницаемость окон и дверей за счет швов и неплотностей; принудительный воздухообмен с или без рекуперации тепла).
Летняя теплозащита
1. Солнцезащитные устройства (маркизы, солнцезащиные навесы, жалюзи)
2. Накопление тепла в ограждающих конструкциях (стены, потолки / полы). Достаточная теплоемкость конструкций выражается в благоприятном соотношении амплитуд температуры на их внешних и внутренних поверхностях
3. Расположение отдельных слоев в многослойных ограждающих конструкциях – высыхание конструкций в летние месяцы (период выпаривания влаги), тепловая инерция и сдвиг по фазе температурных колебаний на поверхности конструкции
4. Общий коэффициент пропускания энергии окнами и прочими светопрозрачными конструкциями (наружные двери с остеклением, зимние сады и т.п.)
5. Отношение площади окон и других светопрозрачных конструкций к площади поверхности наружных ограждающих конструкций здания 6. Географическое положение дома (широта, высота над уровне моря, условия облачности)
7. Ориентация окон и других светопрозрачных конструкций по сторонам света (различные солнцезащитные устройства в зависимости от ориентации)
8. Возможности вентиляции (принудительная вентиляция, с помощью открывания окон)
9. Окраска наружных поверхностей стен (светлые поверхности отражают тепловые лучи, темные поверхности поглощают тепловые лучи).
Тепловые потери помещения определяются двумя факторами:
Трансмиссионными потерями, которые складываются из потоков тепла, которое помещение отдает через стены, окна, двери, потолок и пол.
Вентиляционными потерями, под которыми понимается количество тепла, необходимое для нагрева до температуры помещения холодного воздуха, проникающего через негерметичности окна и в результате вентиляции.
В России для оценки теплозащитных характеристик конструкций принято сопротивление теплопередаче Ro (м² °C/Вт), величина, обратная коэффициенту теплопроводности k, который принят в нормах DIN. Чем больше сопротивление теплопередачи конструкции, тем лучше ее теплоизолирующая способность. Увлажнение ухудшает теплоизолирующую способность.
Коэффициент теплопроводности k характеризует количество тепла в ваттах (Вт), которое проходит через 1м² конструкции при разности температур по обе стороны в один градус по шкале Кельвина (К), единица измерения Вт/м² К. Чем меньше значение k, тем меньше теплопередача через конструкцию, т.е. выше ее изоляционные свойства.
К сожалению, простой пересчет k в Ro (k=1/Ro) не вполне корректен из-за различия методик измерений в России и других странах. Однако, если продукция сертифицирована, то производитель обязан представить заказчику именно показатель сопротивления теплопередаче.
От значения показателей Ro зависит и температура поверхности ограждающей конструкции, обращенная во внутрь помещения. При большой разнице температур происходит излучение тепла в сторону холодной поверхности.
Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций нормируется СНиП II-3-79* "Строительная теплотехника". Кроме общероссийских нормативных документов существуют еще и местные, в которых определенные требования для данного региона могут быть ужесточены.
Ощущение комфорта в помещении зависит от:
Температуры поверхности стен.
Чувствует ли человек себя комфортно в помещении, зависит, наряду с уже упомянутыми факторами, также и от теплового излучения поверхностей ограждающих это помещение конструкций. Мы чувствуем себя комфортно, с точки зрения температуры, в том случае, если внутренние поверхности стен зимой не более чем на 3 0С ниже, а летом не более, чем на 3 0С выше температуры воздуха в помещении. Температура поверхности стен зависит от их сопротивления теплопередачи.
Температуры поверхности пола
Для полов, вследствие непосредственного контакта с телом человека через подошвы ног, справедливы другие значения. Для того, чтобы не отбирать у человека слишком много тепла, температура поверхности пола не должна быть ниже 15-20 0С. А оптимальной и приятной ощущает человек поверхность пола с температурой от 22 0С до 24 0С. Здесь также играет роль и продолжительность пребывания человека в помещении.
При напольном отоплении (теплые полы) температура поверхности пола не должна быть выше 25-30 С.
Тепловой инерции стен
Тепловая инерция стен играет большую роль как для зимней и так и для летней теплозащиты. Так как способность к накоплению тепла очень сильно зависит от плотности, то у тяжелых стен она лучше, чем у легких конструкций. Зимой помещения с большой теплонакопительной способностью при отключении отопления охлаждаются не так быстро, летом избыточная энергия в дневное время может накапливаться для того, чтобы ее отдать в воздух помещения в прохладные ночные часы.
Защита от влажности
Дождь (снег, лед, град)
Необходима соответствующая защита от ливней и косого дождя, как например, - карнизы, крутоуклонная крыша, перголы
Грунтовая влага
Вода не под давлением - поникающая сбоку, поднимающая по капиллярам (ненапорной водой называют такую воду, которая течет по поверхности земли, просачивается сквозь грунт и собирается в порах земли как грунтовая влага)
Вода под давлением (как правило, это грунтовая вода, которая как водяная колонна в земле давит на сооружение снизу и сбоку.
Наличие воды в строительных материалах ведет к повреждения и, следовательно, нежелательно. Поэтому принимаются разнообразные меры для того, чтобы изолировать конструкции от воды. Это может быть обеспечено путем устройства гидроизоляционных слоев.
В случае наличия воды под давлением для защиты от грунтовой влаги применяют следующие строительные защитные мероприятия: гидроизоляционный бетон, гидроизоляционная штукатурка, битумные обмазки, пленки из синтетических материалов и т.д.
В случае наличия воды под давлением для защиты от грунтовых вод выполняют конструкцию в виде ванны с лентой уплотнения стыков, а также с наружной или внутренней гидроизоляцией
Водяной пар
Конденсация водяного пара на поверхности ограждающих конструкций
Конденсация водяного пара внутри ограждающих конструкций
Очевидно, что образующаяся в помещении влага должна из него выводиться. В противном случае возможно выпадение конденсата на внутренней стороне окон и на откосах и т.д., а следствием систематически высокого содержания пара в воздухе является появление плесени на мебели, стенах и потолках. Кроме того, избыточная влажность воздуха негативно сказывается на самочувствии людей.
При обеспечении воздухообмена, избыточная влага выводится из помещений вместе с отработанным воздухом.
Общеизвестно, что конденсат образуется, когда температура воздуха опускается ниже точки росы. Наступление точки росы зависит не только от относительной влажности воздуха и температуры внутри помещения, но и от теплоизоляционных характеристик ограждающей конструкции (т.е. температуры внутренней поверхности).
Для того, чтобы началось образование конденсата, воздух вовсе не обязательно должен быть полностью охлажден. Достаточно того, чтобы температура поверхности, которая граничит с воздухом, опустилась ниже точки росы. Этот процесс продолжается до тех пор, пока воздух, граничащий с данной поверхностью, не освободиться от определенного количества воды и его относительная влажность не уменьшиться.
При одной и той же температуре выпадение конденсата (точка росы) на поверхности с более высоким сопротивлением теплопередаче начнется при более высокой относительной влажности. Это значит, например, что применение оконных конструкций с более высокими теплозащитными свойствами снижает вероятность появления конденсата.
Чтобы не происходило конденсации водяного пара внутри ограждающих конструкций, необходим правильный выбор слоев и, основное, правильная последовательность слоев материалов внутри конструкции. Наружное расположение утеплителя (по отношению к ограждающей конструкции) наилучшее решение с точки зрения предотвращения появления конденсата, как впрочем, и с точки зрения теплозащиты (теплонакопления). Пароизоляционный слой же должен располагаться только перед теплой границей слоя, подвергающегося опасности увлажнения.
Примерно с середины июня до середины сентября наступает период испарения (высыхания) влаги, скопившейся в конструкциях в зимнее время. Влага должна выйти наружу, чтоб не было повреждений в стройматериалах.
Защита от шума
Мероприятия по шумозащите в большинстве случаев не могут проводиться после постройки дома без учета его конструкций. Часто они касаются основных вопросов проектирования и строительства дома.
Уже перед проектированием и возведением дома следует учитывать следующие положения:
1. Ориентация дома на участке. Какие помещения располагать со стороны улицы (если улица шумная), а какие – со стороны, противоположной улице
2. Планировочное решение дома. Основой принцип: шумные комнаты рядом с шумными, помещения, где требуется покой – рядом с тихими помещениями.
3. Выбор конструктивного решения стен, перегородок и перекрытий.
4. Устройство окон. Предусмотреть если необходимо шумозащитное остекление окон.
5.Устройство дверей. Если необходима повышенная звукоизоляция, использовать двери с шумозащитными уплотнениями
6. Устройство водоснабжения и водоотведения. Материал труб, сечение труб влияют на шум потоков воды. Применение упругих прокладок при проходе через конструкции.
7. Выбор и расположение инженерного оборудования (стиральные машины, сушилки и т.д.)
8. Вид использования помещения (например, помещения для животных, музыкальная комната и т.д.)
Размерность Децибел (Дб) применяется не только для измерения интенсивности источников звука, но и для измерения звукоизоляции конструкций.
Шумы:
20 Дб – тиканье часов
30 Дб – шепот, разговор соседей, еле понятный
50 Дб – разговор
70 Дб - громкий разговор, крик, громкое радио
80 Дб – уличный шум при сильном движении
Виды передачи звука:
воздушный шум (разговор, музыка, радио, телевизор)
корпусной шум (захлопывание двери, смыв воды, щелканье выключателем и т.д.)
ударный шум (ходьба по перекрытиям /полу).
Если требуется устроить в доме домашний кинозал, музыкальную комнату и т.п., т.е. помещение, где особенно важно качество звука, то следует особо отметить это требование при подписании техзадание на проектирование дома. Так как подобные помещения требуют специальных мероприятий по обеспечению акустики.
Перекрытия по деревянным балкам из-за их малой поверхностной массы имеют очень малую звукоизоляцию от воздушного и ударного шума. Но не стоит этого пугаться, т.к. для новых перекрытий проблема защиты от ударного шума хорошо решается конструктивными мероприятиями.
Звукоизоляция окон
в значительной степени зависит от:
толщины листового стекла;
угла падения звуковых волн (волновые совпадения)
уплотнения притворов и швов
Эффект волновых совпадений может быть ослаблен при двухслойном остеклении тем, что выбирают стекла разной толщины. Следует также иметь ввиду, что более тонкий лист стекла, должен быть установлен с более шумной стороны.
Двери . Тогда как окна в наружных стенах являются самым слабым местом, двери являются с точки зрения звукоизоляции слабыми местами во внутренних стенах.
Эти слабые места заключаются в:
полотне самой дери (массивные двери обеспечивают более высокую звукоизоляцию)
уплотнении дверного фальца (применение мягкопружинистых уплотнительных полосок),
щели между полотном двери и полом (устройство нижнего уплотнения)
неплотности рамы (заделка минеральной ватой или вспениванием уплотняющей пеной)
Санитарное оборудование , такое, как ванные, душевые поддоны, унитазы, умывальные и кухонные раковины, должны при монтаже или упруго закрепляться на опорах, или устанавливаться на плавающую стяжку. При навеске на стены смывных бочков, биде или раковин они должны закрепляться так, чтобы не передавать корпусный шум на стены.
Котлы отопления, вентиляционные установки, тепловые насосы, а также стиральные машины, сушильные машины и т.п. приборы должны устанавливаться на упругих опорах или на плавающую стяжку.
Пожарная защита
Обеспечение будущему дому максимальной пожаробезопасности возможно только в случае соблюдения действующих норм. Грамотно выполнить проект, в котором будут учтены требования к строительным материалам и конструкциям, а также к планировочным решениям (ширине коридоров, лестничных маршей, количеству выходом, разрывам между постройками на участке и т.д.) сможет только профессиональный архитектор.
Ниже приведем некоторые теоретические основы пожарно-технической классификации материалов и конструкций.
Пожарно-техническая классификация строительных материалов, конструкций, помещений, зданий, элементов и частей зданий основывается на их разделении по свойствам, способствующим возникновению опасных факторов пожара и его развитию в пределах очага пожара, ограниченного ограждающими конструкциями с нормируемыми пределами огнестойкости, и по наружным ограждающим конструкциям здания - пожарной опасности, и по свойствам сопротивляемости воздействию опасным факторам пожара и их распространению за пределы очага пожара – огнестойкости.
Пожарно-техническая классификация предназначается для установления необходимых требований по противопожарной защите конструкций, помещений, зданий, элементов и частей зданий в зависимости от их огнестойкости и (или) пожарной опасности.
Строительные материалы характеризуются только пожарной опасностью.
Пожарная опасность строительных материалов определяется следующими пожарно-техническими характеристиками: горючестью, воспламеняемостью, распространением пламени по поверхности, дымообразующей способностью и токсичностью.
Строительные материалы подразделяются на негорючие (НГ) и горючие (Г). Горючие строительные материалы подразделяются на четыре группы:
Г1 (слабогорючие);
Г2 (умеренногорючие);
Г3 (нормальногорючие);
Г4 (сильногорючие).
Для негорючих строительных материалов другие показатели пожарной опасности не определяются и не нормируются.
Строительные конструкции характеризуются огнестойкостью и пожарной опасностью.
Показателем огнестойкости является предел огнестойкости, пожарную опасность конструкции характеризует класс ее пожарной опасности.
Предел огнестойкости строительных конструкций устанавливается по времени (в минутах) наступления одного или последовательно нескольких, нормируемых для данной конструкции, признаков предельных состояний:
потери несущей способности (R);
потери целостности (Е);
потери теплоизолирующей способности (I).
Пределы огнестойкости строительных конструкций и их условные обозначения устанавливают по ГОСТ 30247. При этом предел огнестойкости окон устанавливается только по времени наступления потери целостности (Е).
По пожарной опасности строительные конструкции подразделяются на четыре класса:
К0 (непожароопасные);
К1 (малопожароопасные);
К2 (умереннопожароопасные);
К3 (пожароопасные).
А теперь дадим некоторые практические рекомендаций по обеспечению пожаробесопасности вашего дома.
Расстояние между домами должно составлять не меньше 12 метров; расстояние между гаражом и коттеджем должно быть 10 метров. Если гараж пристроин к дому, то необходимо предусмотреть промежуточный тамбур с металлической дверью.
Обычно в частном доме для быстрой эвакуации при пожаре должны быть предусмотрены два входа. Самое главное, чтобы двери всегда открывались наружу.
Что еще можно сказать, все элементы интерьера, например, из дерева, необходимо размещать не ближе 30-40см от печей, каминов и т.д. Камин должен быть установлен только в очень хорошо проветриваемой комнате, окружаемый листовым железом или натуральным камнем примерно на расстояние не менее 0,8м.
Как известно, наиболее горючий материал для постройки дома - дерево. Порода дерева тоже имеет значение: быстрее всего горят сосна и ель, а вот дуб самый «стойкий».
В то же время в противоположность многим огнестойким строительным материалам дерево – это строительный материал, который хоть и горит, однако цепь молекул древесины под воздействием пожара не меняется, он обладает хорошими теплозащитными качествами и не разрушается вдруг без предупреждающих симптомов. Обугленная поверхность затрудняет распространение пожара. Тем не менее, дерево, существенно повышает пожарную нагрузку (повышает температуру пожара).
Все деревянные детали – лаги, стропила, полы, стены и т.д. необходимо пропитать специальными защитными веществами, увеличивающими огнестойкость (время распространения пламени). Чаще всего применяют солевые пропитки, содержащие антипирены.
Кирпич и бетон огнестойкие материалы, но в тоже время под воздействием открытого теряют несущую способность. Чтобы повысить пожаробезопасность кирпичных или бетонных стен применяют многослойную конструкцию.
Возгорание, «идущее» сверху от крыши, тоже встречается достаточно часто в домах с крышей из металла / металлочерепицы, если эти материалы кладутся прямо на обрешетку или на листы рубероида. В этом случае в кровле во время гроз накапливается атмосферное электричество, нуждающееся в разрядке. Чтобы избежать этого, металлическую крышу стоит защитить, проложив между листами и обрешеткой слой негорючей изоляции.
Чрезвычайно важным для обеспечения пожаробезопасности вашего дома является также грамотное решение инженерных вопросов, прежде всего, электрики.
Особенно тщательно необходимо проектировать электроснабжение ванных комнат, сауны, бассейна и кухни. В частности, нельзя устанавливать элементы проводки, розетки, выключатели и высоковольтные светильники ближе 0,6 м от источника воды.
Потолочные и настенные источники света необходимо закрывать плафонами и поднимать не менее чем на 2 м над уровнем воды, т.к. в случае попадания воды в розетку или на раскаленную лампочку может произойти короткое замыкание и, как следствие, искрение и пожар.
В современных загородных домах необходимой мерой безопасности является и заземление сети с помощью заземлителя. Конструкция из стальных штырей, вкапываемых в землю на определенную глубину, к ней присоединяют заземлительную шину – она объединяет все части инженерных коммуникаций дома, которые проводят ток, включая все металлические трубы и металлические части конструкции здания.
В главном электрическом шкафу обязательно должно быть установлено УЗО (устройство защитного отключения), защищающее от искрения и возгорания при небольших замыканиях в сети, а также грозоразрядники, спасающие от импульсного перенапряжения, вызванного ударом молнии, и резких скачков напряжения. Внутреннюю проводку лучше всего сделать медной – она более долговечная и менее ломкая, чем алюминиевая.
Кабели защищают несгораемыми оболочками из специального полиэтилена – это особенно важно, если электричество проводится в дом с помощью подвесного самонесущего троса, идущего от общей воздушной линии электропередач.
Если в доме планируется проведение газа, следует предусмотреть специальные автоматические датчики, перекрывающие газ в случае обнаружения утечки.
Воздухообмен
Требование энергоэкономичности современных окон, характеризующихся высокой степенью герметичности, не должно означать отказ от необходимости притока в помещение свежего воздуха. Правильная организация воздухообмена - это обеспечение необходимой, контролируемой вентиляции.
Обеспечение необходимого воздухообмена помещений, возможно добиться несколькими способами:
1. Проветриванием путем открывания форточек (окон);
2. Применением вентиляционных приспособлений на окнах;
3. Применением принудительной вентиляции помещений.
Третий способ наиболее предпочтителен, т.к. используя его, вы всегда будете иметь в доме свежий чистый воздух без сквозняков, резких перепадов температур (как в случае проветривания помещений зимой путем открытия форточек). Второй способ не сможет обеспечить требуемую кратность воздухообмена в помещении в зависимости от условий использования помещений. В то время как принудительную вентиляцию вы всегда сможете легко регулировать с помощью простого переключателя («больше-меньше»)
Сейсмомтойкость
Если вы планируете строить дом в сейсмоопасной зоне, то вам с особой тщательностью необходимо подходить к выбору проектировщика. Необходимо обращать только в ту проектную фирму или к частнопрактикующему архитектору, которые имеют опыт проектирования именно в сейсмоопасных зонах.
Проектирование зданий в сейсмических районах опасных зонах должно выполняться в соответствии со СНиП II-7-81*.
Эти нормы следует соблюдать при проектировании зданий и сооружений, возводимых на площадках сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов.
При проектировании зданий и сооружений для строительства в указанных сейсмических районах надлежит:
применять материалы, конструкции и конструктивные схемы, обеспечивающие наименьшие значения сейсмических нагрузок;
принимать, как правило, симметричные конструктивные схемы, равномерное распределение жесткостей конструкций и их масс, а также нагрузок на перекрытия;
в зданиях и сооружениях из сборных элементов располагать стыки вне зоны максимальных усилий, обеспечивать монолитность и однородность конструкций с применением укрупненных сборных элементов;
предусматривать условия, облегчающие развитие в элементах конструкций и их соединениях пластических деформаций, обеспечивающие при этом устойчивость сооружения.
Для обеспечения сейсмостойкости зданий и сооружений допускается применение сейсмоизоляции и других систем регулирования динамической реакции сооружения при условии проектирования их по специальным техническим условиям, согласованным с Госстроем России.
Экологичность
Под экологическим жильем мы понимаем, дома, в которых применяются экологически чистые строительные материалы, и технологии, которые позволяют обеспечивать здоровый микроклимат в помещениях.
Опасными для здоровья человека является пыль, органические загрязнители формальдегиды, биологические загрязнители, радон и т.д.
Пыль накапливается в доме и вызывает раздражение глаз, насморк, респираторные инфекции и бронхиты. Методы борьбы: принудительная вентиляция (в частности, над кухонной плитой обязательна вытяжка), постоянное проветривание и влажная уборка помещений.
Органические загрязнители. Источниками являются краски, растворители, аэрозоли, жидкости для мытья посуды, репелленты, освежители воздуха и т.д. Главный метод борьбы с этим злом - соблюдение правил хранения, указанных изготовителем. Желательно хранить бытовую химию вне дома, например, на балконе или в хорошо вентилируемом месте.
Формальдегиды. Источниками являются древесностружечные плиты, используемые при производстве мебели, изготовлении декоративных деталей и т.д., некоторые ткани, ковровые покрытия и клеи. Формальдегид считается канцерогеном. Методы борьбы: стараться поддерживать в доме среднюю температуру, по-чаще проветривать, особенно после появления в доме нового источника формальдегида.
Биологические загрязнители. Источниками являются сырые стены, потолки и полы, ковры, мебель; ненадлежащим образом используемые увлажнители воздуха, поглотители запахов; кондиционеры, домашние животные и их подстилки. В сырых и теплых местах активно размножаются различные микроорганизмы, многие из которых могут представлять угрозу для человека. Главный способ борьбы с этим злом - проветривание, просушка влажных стен, ковров и т.д.
Радон. Радон опасен для жителей первых этажей. Это инертный газ, который образуется в радиоактивных рудах и минералах и постепенно поступает на поверхность земли. Иногда радон сохраняется в строительных материалах. Радон токсичен, что связано с его радиоактивными свойствами. Организации санитарно - эпидемиологического надзора могут провести тесты на радон. Следует также проветривать подвалы и жилые помещения. Если радон содержится в воде, то от него можно избавиться с помощью угольных фильтров.
При строительстве индивидуального жилого дома должны быть соблюдены все предъявляемые технические требования к нему. Они регламентируются нормативными документами Российского законодательства, и знать о них необходимо как архитектору и строителю, так и самому заказчику. Документов таких много, например, СП 55.13330.2011 «СНиП 31-02-2001 Дома жилые одноквартирные», СП 20.13330.2011 «СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия», СП 22.13330.2011 «СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений», СНиП 23-01-99* «Строительная климатология», СП 52.13330.2011 «СНиП 23-05-95* Естественное и искусственное освещение». Конечно, полностью передать суть требований в одной статье невозможно, поэтому остановимся только на самых главных.
Большую часть того, что планируется в будущем индивидуальном жилом доме, определяет только будущий владелец. Например, размеры комнат и их размещение, наличие того или иного помещения, перечень инженерного оборудования и так далее. Всем ясно, что при всем этом дом предназначен для деятельности, которая протекает в жилище: отдых, сон, готовка и прием пищи, гигиенические процедуры, поэтому важно создать необходимые для этого условия.
Какие основные требования предъявляются к индивидуальному жилому дому?
Основные требования к индивидуальному дому, касающиеся назначения помещений, можно найти в СНиП 31-02-2001 «Дома жилые одноквартирные». Перечислен минимальный перечень тех комнат, которые обязательно присутствуют в составе дома: кухня, жилая комната, ванная или душевая, туалет, кладовая, которую могут заменить встроенные шкафы.
Есть и установленные требования по минимальному размеру помещения. Они высчитывались с учетом расстановки нужной мебели и оборудования, предназначенного для комнаты. Например, в соответствии с этим минимальный размер спальни – 8 кв. метров, а кухни – 6 кв. метров.
Строгому регламенту подчиняются и минимальная высота, и ширина комнат. По соответствующим требованиям высота жилых комнат и кухни не бывает меньше, чем 2,7 метров. Если такие комнаты расположены в мансарде, их высота должна быть не менее 2,3 метров. Кроме того, эти комнаты обязательно должны иметь естественное освещение, проще говоря, обязательно наличие окон.
Какие существуют требования к конструкциям индивидуального дома
Основание дома и все его конструкции рассчитываются с учетом тех нормативных нагрузок, которые они должны выдержать. Исключения составляют их повреждения или деформация. Расчетные методы строго отвечают требованиям действующих на данный момент нормативных документов на конструкции, причем с указанием соответствующего материала.
При проектировании должны учитываться все нагрузки, которые можно разделить на постоянные и временные, на несущие конструкции дома. Здесь же упоминается и вес самих конструкций, давление, нагрузки от людей, мебели и оборудования, которое планируется в доме.
Отдельное внимание уделяется фундаменту, так как это – основание дома. При его проектировании, особое значение обращается на характеристику грунта, его агрессивность и присутствие в нем грунтовых вод.
Какие требования предъявляются к системе пожарной безопасности индивидуального жилого дома
Это, пожалуй, одно из главных требований, несоблюдение которого может привести к печальным последствиям. Изложены требования в достаточно большом документе, который называется Федеральный закон от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности». Кроме него, существует еще ряд нормативных документов, освещающих этот вопрос. Детальный анализ документов показывает их схожесть, поэтому остановимся только на главных моментах.
Проектирование и дальнейшее строительство индивидуального коттеджа в обязательном порядке должно предусматривать меры, предупреждающие возникновение пожара. Кроме того, должна быть обеспечена возможность эвакуации людей в случае пожара на прилегающую территорию. На случай пожара предусматривается ряд мер, препятствующих проникновению огня на соседние постройки, обеспечивается свободный доступ к дому для тушения пожара и спасения людей.
Помимо всего вышеперечисленного, должна учитываться возможность внезапного возникновения огня внутри помещения и дальнейшего его выхода на поверхность.
Предъявляемые требования к инженерным коммуникациям дома
Ни для кого не секрет, что любой жилой дом имеет ряд инженерных коммуникаций: система отопления, водоснабжения, вентиляции, канализации и электричества. Но не всем известно, что к ним также предъявляются определенные требования.
Отопительная система предназначена для того, чтобы поддерживать в доме необходимую для жизнедеятельности температуру на протяжении всего отопительного сезона. Температура в жилых помещениях не должна быть ниже 20 С, в кухне и туалете – не ниже 18 С, в ванной комнате или душевой – не меньше 24 С.
Вентиляционная система обеспечивает равномерное поступление воздуха и его дальнейшее распространение. Она очищает его и поддерживает необходимое качество. В тех помещениях, где возможно выделение вредных веществ или неприятных запахов, предусматривается вывод воздуха сразу, минуя всякие вентиляционные каналы, наружу.
Газопровод проводится в дом или на кухню, или в специально отведенное помещение, котельную. Если нет магистрального газа, в доме разрешено использовать газовые баллоны не более 50 литров.
Все требования должны быть соблюдены, иначе дом не получит статус индивидуального жилого дома и не будет пригоден для жилья.
Так коротко можно выразить чаяния будущего владельца дома. Обличая эти мысли в более строгий, нормативный язык, определим ряд требований к современным домам, выполнение которых будет гарантировать желанный комфорт жилища, его санитарно-гигиенические качества, безопасность - экологическую, пожарную и прочую, - энергоэкономичность и т. д. По сути дела, описываемые требования применимы не только к малоэтажным домам, но и к любому жилому зданию.
Функциональная целесообразность
Функциональная целесообразность проектного решения дома заключается в соответствии его помещений своему назначению. Действительно, дом, предназначенный для проживания одинокого человека с небольшим набором интересов, должен значительно отличаться от дома, в котором будет жить многодетная семья с домочадцами разного поколения, которые, к тому же, любят принимать гостей.
Количество проживающих в доме, их образ жизни, род занятий, интересы - всё влияет на проект дома и выливается в соответствующие:
- архитектуру дома;
- планировочные решения помещений;
- конструктивные решения;
- инженерное оборудование;
- внутреннюю и внешнюю отделку дома и т.д.
Инженерные требования
Инженерные требования заключаются в том, что строительные объекты должны быть надёжными.
Надёжность - очень ёмкое инженерное понятие, которое включает в себя несколько конкретных конструктивных характеристик, опишем их.
Прочность
Прочность - способность здания воспринимать нагрузки и воздействия силового характера (механические) без разрушений в течение заданного периода эксплуатации.
Отличительной особенностью понятия прочности является то, что это расчётная величина. Конструкции и их элементы рассчитываются по прочности на сжатие, растяжение, смятие, скол и т.д.
Прочность здания обеспечивается прежде всего прочностью его несущих конструкций. Но ни одна конструкция здания или любого другого сооружения не работает сама по себе - все конструкции соединены между собой в единую пространственную систему. То, что здание является единой системой, доказывает возможный парадокс: все конструкции прочны, а здание развалилось. Следовательно, чтобы выполнить требование прочности здания в целом, недостаточно прочности его отдельных конструкций - оно должно быть устойчивым и жёстким.
Задача зданий - устоять.
Есть районы строительства, для которых выполнение требования устойчивости является жизненеобходимым, например сейсмоопасные районы.
На тему устойчивости приведём пример. Выложенная из кирпича длинная стена толщиной 120 мм и высотой 1,5 м под силой ветра, который развивается в средней полосе России в ненастную погоду, опрокидывается. При толщине 250 мм стена устоит при высоте до 3 м. Стена толщиной 380 мм и высотой до 5 м также выдержит ветровую нагрузку. Если же говорить о стене дома, то устойчивость наружной стены помогают обеспечить поперечные стены, которые служат опорами для наружной стены при ветровом напоре. Поэтому высота дома может быть значительно больше.
Жёсткость - это способность здания или его отдельных конструкций сохранять неизменяемость формы, т.е. сопротивляться деформациям. Конечно, деформаций совсем избежать не удастся, но величины деформаций должны быть в пределах разрешённых соответствующими нормативами.
Обеспечить жёсткость системе можно двумя способами.
Первый способ делает узел сопряжения жёстким, при котором исключается возможность перемещения одного элемента относительно другого; такой узел способен воспринимать узловые моменты. Это произойдёт, если в зону узла ввести элемент, образующий треугольник - геометрически неизменяемую фигуру. Так стоечно-балочная система становится рамной. Такой же эффект мы будем наблюдать, если плиты или балки перекрытия «жёстко» заделать в стены. Например, в монолитных зданиях узлы соединения стен и перекрытия жёсткие.
Другой способ обеспечения жёсткости системы применяют, если не представляется возможным сделать узел жёстким или этого недостаточно. Тогда системе придают жёсткость, вводя диагональный элемент - раскос. Такой элемент называется связью, а система - связевой. В практике малоэтажного строительства это можно посмотреть на примере ныне популярных каркасных (фахверковых) домов. Такие же раскосы вводят для обеспечения жёсткости скатных крыш, только здесь раскосы заделаны между стойками.
Жёсткость и устойчивость взаимосвязаны. Потеря жёсткости, т.е. превышение допустимых величин деформаций неизменно как приводит к потере устойчивости и, следствие, к разрушению.
Взаимосвязь жёсткости и устойчивости особенно показательна на отдельно стоящих опорах - колоннах. Сначала недостаточная жёсткость колонны приведёт к образованию трещин в растянутой зоне конструкции, потом в сжатой зоне начнётся дробление бетона, и вот результат - потеря устойчивости и разрушение колонны.
Аналогичную ситуацию можно наблюдать и в стенах.
Предотвратить такой исход можно увеличением толщины стены, или запроектировав пилястры или контрфорсы и другими приёмами.
Некоторые конструкции, например перекрытия, рассчитывают на деформации -прогибы. Если допустимые нормы прогибов превышены, перекрытие усиливают.
Долговечность
Чтобы было понятно, рассмотрим такой пример. Жилое здание стоит прочно, не разрушено и способно воспринимать расчётные нагрузки. Однако как жилище здание эксплуатироваться не может, так как не обеспечена его теплозащита (недостаточная для теплозащиты толщина стен, разрушился или вообще отсутствует утеплитель, в образовавшиеся щели дует ветер), из-за отсутствия должной вентиляции на стенах образуется влага (конденсат) и грибок, крыша течёт, пол промерзает и т.д. Поэтому в заданном режиме эксплуатации - как жилище со всеми его санитарно-гигиеническими требованиями - дом использоваться не может.
Долговечность и прочность здания - свойства взаимосвязанные: необеспеченная долговечность приведёт к ускоренной потере прочности здания и, в конечном итоге, к его разрушению.
Стабильность эксплуатационных качеств здания в целом и отдельных его конструкций обеспечивается прежде всего строительными материалами, которые должны обладать определёнными свойствами.
Морозостойкость - способность водонасыщенного материала сохранять прочность при многократных циклах замораживания/оттаивания. Если материал не обладает таким свойством, то расширяющаяся при замерзании в порах влага расшатывает межмолекулярные связи, разрушает их, появляются трещины, они увеличиваются в размерах, и происходит разрушение материала.
Влагостойкость - способность материала сопротивляться воздействию влаги, вызывающей разбухание, размягчение, коробление, расслоение и, как следствие, разрушение материала. Чтобы такие неприятности не произошли с недостаточно влагостойким материалом, применяемым во влажной среде, нужно принимать меры по его защите.
Несколько примеров. Возьмём дерево - гигроскопичный природный материал. Дом, фасадные плоскости которого отделаны натуральным деревом, бесспорно, смотрится красиво, но требует постоянного эксплуатационного ухода - покрытия специальными составами, лаками, красками и пр. Защиты требуют и некоторые виды утеплителя. Ведь напитанный влагой утеплитель не может выполнять заданные функции - держать тепло в доме. Для защиты утеплителя применяют специальные плёнки.
Коррозиестойкость. Коррозия как бы «съедает» материал, сокращая его срок службы - долговечность. Конечно, мы не рассматриваем здесь здания с химическими и прочими производствами. Для жилого здания агрессивной средой, воздействие которой воспринимают внешние поверхности дома - от фундамента до кровли, -является атмосферная влага и подземные воды.
Особо коррозируют открытые стальные конструкции. Например, стальная кровля без соответствующей защиты ржавеет. Дом с ржавой крышей не обрушится, но крыша будет течь, что приведёт к непригодности жилища.
Серьёзнее дело обстоит, если коррозируют несущие конструкции. Из прокатной стали, например, могут быть сделаны опоры под балкон, лоджию. Коррозия уменьшит расчётное сечение опоры, снизив, тем самым её несущую способность. Чтобы не произошло таким образом потери прочности опоры, её защищают специальными составами, красками и т.п. или обетонируют.
Биостойкость - способность материала противостоять разрушающему воздействию микроорганизмов, в частности плесени и грибов. Плесень - синдром «больного дома». Грибы и плесень развиваются там, где для них создаётся питательная среда: постоянная сырость в помещении, недостаточная вентиляция и пр. Грибок губителен для человека, вызывая различные заболевания, вплоть до астмы и онкологии. Развитие подобных организмов в доме приводит к непригодности жилья, т.е. не выполняются его заданные качества, характеризующие долговечность.
Грибы и плесень могут развиться не только на внутренних поверхностях дома, но и на внешних: например, на натуральной черепице за несколько лет образуется плотный слой грибов, от которых крышу нужно периодически чистить.
Мы перечислили основные свойства, влияющие на долговечность материалов. Их значение для разных районов строительства и условий эксплуатации различно; учёт этого производится на основе соответствующих проектных норм.
Долговечность конструкций и здания в целом зависит от срока службы отдельных элементов конструкций, в том числе закладных элементов и крепёжных деталей, связей, узлов сопряжений и т.п. Действительно, некачественные крепёжные детали, например скобы, которые соединяют плиты перекрытия между собой, разрушат целостность конструкции перекрытия, и оно обрушится.
На долговечность здания влияет также процесс малых непрерывных деформаций материала при длительном нагружении (ползучесть бетонов, релаксация стали).
Пожарная безопасность здания
Пожарная безопасность здания - это самое жесткое требование, ведь оно связано с жизнью людей. Поэтому вопросы проектных решений домов, выбора строительных и отделочных материалов особенно тщательно продумываются. Поговорим об этом достаточно подробно. Существуют понятия пожарной опасности и пожарной безопасности здания.
Обратите, пожалуйста, внимание. Пожарная безопасность занимается вопросами предотвращения пожара, а пожарная опасность - возможностью возникновения пожара.
Пожарная опасность здания рассматривается применительно к строительным и отделочным материалам. Свойства материалов и их способность к образованию опасных факторов пожара делят материалы на следующие группы:
- негорючие - маркируются как НГ;
- горючие: слабогорючие - Г1, умеренно-горючие - Г2, нормальногорючие - ГЗ и сильногорючие - Г4.
К негорючим материалам относятся натуральный камень, железобетон, сталь, газобетон, базальтовая минеральная вата (утеплитель) и другие.
Горючими материалами являются не обработанное с целью повышения огнестойкости дерево, пенополистирол (утеплитель), всевозможные отделочные материалы и т.д.
Степень горючести материалов влияет на проектные решения. Например, для выделения пожарных отсеков в многосекционных домах возводятся противопожарные стены из негорючих материалов (брандмауэры), которые препятствуют распространению огня по примыкающим отсекам. Если же материалы покрытия выполнены из группы НГ, то противопожарная стена может над кровлей не возвышаться. Конечно, в доме коттеджного типа брандмауэры не устраивают, а вот в блокированных домах они обязательны.
По совокупности этих характеристик строительным конструкциям присваивают классы по пожарной опасности:
- непожароопасные - К0;
- малопожароопасные - К1;
- умеренноопасные - К2;
- пожароопасные - КЗ.
Численные значения отнесения конструкций к тому или иному классу определяются соответствующими методами.
Самыми огнестойкими проектируются вертикальные несущие конструкции - колонны и стены: они должны устоять дольше всех. Действительно, при обрушении этих конструкций не устоит и все здание. Они рассчитываются только на несущую способность (показатель R). На все показатели рассчитывается перекрытие, и в здании той же степени огнестойкости перекрытие должно продержаться в условиях пожара только 1 час.
Санитарно-гигиенические требования
Санитарно-гигиенические требования. Наверное, если не задумываться о выше приведенных специальных требованиях, для человека санитарно-гигиенические условия проживания являются самыми важными: они связаны со здоровьем. Санитарно-гигиенические качества жилища, которые нормируются соответствующими стандартами, включают в себя:
- величину времени (длительность) инсоляции;
- естественную освещенность;
- состояние воздушной среды в помещении;
- шумовое воздействие.
Совокупность этих параметров определяет микроклимат помещения.
Инсоляция
Инсоляция оказывает световое, ультрафиолетовое и тепловое воздействие. Это необходимо человеку, так как световое и ультрафиолетовое облучение укрепляюще действует на него и его психофизиологическое состояние.
Естественная освещенность
Естественная освещенность должна быть обеспечена во всех жилых комнатах. В кухнях допускается искусственное освещение.
К инфильтрации мы относим также проникание воздуха через неплотности конструкции, например оконных переплетов.
Шумовая защита
Шумовая защита. Беда в том, что человек к шуму не адаптируется. Ему может только казаться, что он привык к грохоту за окном и не замечает его. На самом деле шум воспринимается мозгом и крайне коварно действует на человека.
Конечно, если дом находится в деревне или на берегу моря, и нарушить сон может только пение птиц или шум прибоя, этот вопрос не актуален. Вредное воздействие оказывает только антропогенный, не природный, шум. Решать вопросы шумозащиты необходимо, если тревожит транспортный шум, что часто наблюдается в случаях расположения таунхаусов вдоль крупных магистралей.
Современные нормы проектирования ограничивают величины проникающего шума дифференцированно для дневного и ночного времени. Уровень шума измеряется в децибелах.
Защита от шума достигается комплексом градостроительных, объемно-планировочных и конструктивных мер. Вот некоторые из них.
Градостроительные меры предусматривают установку шумозащитных стенок вдоль трасс, устройство экрана из малоэтажных нежилых зданий (например, складов, гаражей, объектов торговли, развлечений и т.п.), экранирование многоэтажными шумозашитными домами (в таких домах предусматриваются специальные объемно-планировочные решения зданий и квартир).
Конструктивной преградой шуму служит прежде всего массивность наружных стен (200...300 кг/м2). Пытаясь защититься от шума, не стоит уповать на стекло-пакеты, дабы не оказаться закупоренным без доступа воздуха. Стеклопакеты дают шумозащитный эффект только в закрытом состоянии. Для обеспечения естественной вентиляции помещений, выходящих на шумную магистраль, окна оборудуют специальными клапанами-глушителями либо, отказываясь от естественной вентиляции, прибегают к кондиционированию с притоком свежего воздуха.
Тепловая защита
Тепловая защита здания необходима для обеспечения комфортного температурно-влажностного режима в помещениях.
В деле создания комфортного жилья ориентировка на сохранение тепла в доме приняла решающее значение. В конкретной климатической зоне для каждой ограждающей конструкции, предназначенной «хранить» тепло (наружные стены, покрытия, перекрытия над холодным подвалом и пр.), проводится теплотехнический расчет. Для полноты картины приведем некоторые основы теплотехники.
Основным теплотехническим показателем материала является его термическое сопротивление R. Оно характеризует сопротивляемость материала прохождению через него тепла. Чем выше этот показатель, тем лучше теплозащитные свойства материала.
Как правило, ограждающая конструкция состоит из нескольких слоев: помимо несущего слоя в ее состав входят отделочные слои, звукоизолирующие, утепляющие и т.д.
Расчеты по теплозащите здания идут исходя из двух условий:
- из санитарно-гигиенических и комфортных условий; здесь решающим является средняя температура строительно-климатического района возведения здания и продолжительность отопительного сезона;
- из условий энергосбережения.
Это интересно. Заметьте, насколько холодная наша страна: нет ни одного района, где была бы положительная температура наиболее холодной пятидневки.
Предположим, мы запроектировали наружную стену с хорошими теплозащитными свойствами, но холод все равно поступает. Почему? Здесь возникает такое понятие как мостик холода - зона, через которое тепло покидает здание (а не холод проникает в здание). Мостик холода образуется, когда в хорошую по теплотехническим характеристикам ограждающую конструкцию включен материал или элемент с большей теплопроводностью. Например, если железобетонная плита перекрытия насквозь проходит через кирпичную стену, то это создает условия для интенсивной потери тепла в этой зоне. Как ликвидировать мостики холода, будет рассказано в соответствующих главах.
Для обеспечения комфортности жилища всегда принимают в расчет и такое понятие как теплоустойчивость конструкции (тепловая инерция). Теплоустойчивость характеризует способность материала ограждающей конструкции противостоять температурным колебаниям наружного воздуха. Чем больше теплоустойчивость, тем труднее изменить температуру внутри здания.
В деле теплозащиты дома еще одним важным фактором является паронепроницаемость материалов ограждающей конструкции.
Паропроницание - это проникание водяного пара в наружную стену со стороны помещения (диффузия водяного пара). Паропроницание - наиболее сложное явление. Его не всегда учитывают в проектировании, но это чревато потерей конструкциями одного из своих главных предназначений - создавать комфортное теплое жилье.
Расположение точки росы в толще ограждающей теплозащитной конструкции опасно с точки зрения снижения морозо- и влагостойкости материалов и, как следствие, приводит к ухудшению их теплозащитных свойств (для дерева это означает и потерю биостойкости). Чтобы этого не допустить, применяются пароизоляционные материалы.
Однако если точка росы доходит до открытой внешней поверхности стены или образуется в вентилируемой полости, то вреда конструкции не принесет. Конденсат опасен в замкнутом пространстве, откуда образовавшейся конденсатной влаге некуда деться. Она циклично замерзает/оттаивает в порах материала, неся таким образом разрушительную силу. Этим опасны керамические пустотелые камни, которые со временем начинают портить фасады зданий (такую картину можно наблюдать на здании МИДа, на домах на проспекте Мира в Москве).
Архитектурная выразительность дома связана с понятием красоты в архитектуре.
Конечно, жилище должно быть не только функциональным, но и вызывать приятные эмоции своим видом, вписываться в окружающую среду. Это особенно касается малоэтажного частного домостроения. На первый взгляд может показаться, что это только вопросы архитектуры. Но без конструкций архитектуру создать нельзя. Поэтому задача перед архитектором и состоит в том, чтобы спроектировать дом, который конструкции не уродовали бы, а, напротив, дополняли, обыгрывали, иногда даже служили основой архитектурного решения. Например, скучные опоры (стойки, колонны) можно обыграть цветом, отделочными материалами, придать им интересную, привлекающую внимание форму; их также можно сделать основой зонирования или даже центром композиции, «превратив», к примеру, в камин и т.д. Возможности архитектора здесь безграничны.
Экономическая сторона вопроса - одно из важнейших требований, предъявляемых к проектам зданий. Соотношение «цена - качество» рассматривается на всех этапах: от стоимости строительных материалов и возведения здания до эксплуатационных расходов на его содержание. Окончательное решение принимается, когда учтены все требования заказчика, которые могут привести к более дорогому варианту, но отвечать его интересам. Например, экологически чистый дом иногда обходится дороже, но это оправданные затраты.