Chetverthouse. Заметки на полях, часть вторая

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Автор вроде не собирался всю сетку стеклить)
Судя по эскизам, у автора на геодезической сетке 5 прямоугольных мансардных окон.
Ну да, это не дешевый продукт, Но на мой взгляд это более правильное решение в смысле надежности, нежели выдумывать себе мороку с треугольными окнами.
На фоне общестроительных расходов, эта сумма наверняка не выглядит особенно большой.

 

@IceAge, хотелось бы узнать, какие решения у Вас заготовлены для снего-водоотведения с купольной кровли. Тем более, у Вас купол не до земли в фронтальной части. а неким свесом.
Ну если кровля из традиционной битумной черепицы, то снегозадержание возможно смысла и нет ставить. А без водосточки, думаю будет не комфортно.

 

Сама идея сделать четвертинку возникла не случайно. В мире индивидуального строительства достаточно много видов кровли, но все они стандартизированы. Интересные и красивые виды крыш требуют тщательной подготовки, расчетов и изготовления. Конечно есть сферы (страто и гео), но они не применимы и не выгодны в компактной застройке. Кроме того сферы настолько специфичны, что мнения о них всегда делятся полярно. Мы же решили совместить преимущества традиционных форм и сфер. Каждая жилая комната, имеет классическое прямоугольное окно, что несомненно удобно. Общественная зона в нашем проекте - это сфера. Большой каминный зал, холл второго этажа, большая комната на третьем этаже. После нашего первого дома-геосферы, я вообще перестал воспринимать дома без второго света. Возможно это психическое отклонение, но я до сих пор не понимаю философии домов-квартир. Даже Минидомик 6x6 мы постарались сделать просторным, применив правило визуального зонирования (не добавляя перегородок, а только разделяя зоны видения). Как показал двухгодичный опыт использования, в нем без проблем помещаются 10-16 человек за большим праздничным столом. Так что вопрос наличия второго света и большого зала был предопределен. Именно он и задал основную геометрию дома, а также желание не застраивать участок, сохранить солнечный свет и как ни странно, трезвый расчет и экономичность. Да, да теперь когда кровля поставлена и я представляю все дальнейшие технологические циклы и работы, можно смело утверждать - это доступно! Стропильная система возможна для самостоятельного производства, конекторы - нужно заказывать, но в общей смете они потеряются. Основной же нюанс подобной конструкции - точность изготовления, схема сборки и высокая точность сопряженных общестроительных работ (кладка стен, вывод контрольных точек, вертикальное армирование) и конечно же совсем нетривиальный монтаж в безопорном пространстве. Сложную монтажную схему, можно упростить, построив систему из модульных лесов Layehr или применив при сборке подъемный кран. Но в нашем случае для крана не было места, леса были не оправданно дороги, а поскольку у нас в команде все спелеологи- вопрос монтажа был решен.

P. S Dekagon, отвечу на ваш вопрос про водосточку чуть позже, что бы не дробить описание.

 

Конструкцию стропил сделали из ЛВЛ бруса. Хотя для наших задач и подошла бы сухая струганная доска хорошего качества, но найти ее с жестко тарированным размером и идеальной геометрией, практически не разрешимая задача. Поэтому оставался вариант или клееный брус или ЛВЛ. Последний вариант не очень распространен как материал и про него знают немногие. Для нас было оптимально сечение 50x200 и длинны ребер от 300 до 370 см. С такими ребрами, хоть и тяжело, но ещё можно было работать вручную, что было крайне важно для нашей системы монтажа. А так как клееный брус набирается из досок, то толщина в 50 мм редкость или спецзаказ. Кроме того, он чуть тяжелее и не оптимален по раскрою. ЛВЛ бывает 12 и 13 метровой длинны. Что при наших не кратных длинах позволило пустить в отход меньше 3% общей длины конструкции в 180 метров. Посмотрев общую информацию мы быстро нашли компанию поставщика (единственного крупного дилера завода со своим складом в Москве) узнали про распространенную номенклатуру ЛВЛ и заказали под этот размер коннекторы. С ними пришлось повозится, так как в конструкции применили нулевые зазоры. То есть все ребра соединенные в стропильной системе не имеют свободного хода в 1 мм даже при сборке. Кроме того сами коннекторы были разработаны новой конструкции двух разных типов- классические и проходные (на фото ниже).
Особенность проходных в том, что все ребра соединенные ими начинают работать как единая неразрывная система. На эскизе ребра соединенные таким типом коннекторов выделены красным.

Собрать такой коннектор и всю балку целиком в воздухе практически невозможно, ведь допусков в узлах нет. Длинна самой большой балки больше 16 м, самой большой балки, висящей в воздухе - более 12м. Кроме того при сборке конструкция нежесткая и уход от идеальной геометрии даже на 1 мм дает нестыковку в последующих узлах, а проектные положения балок и ребер находятся под разными углами не только относительно горизонта и вертикали, но и относительно друг друга (аксиальные углы). Весь конструкторско-монтажный штаб перед сборкой вел оживленные дискуссии в которых постоянно упоминался сферический конь в вакууме.
Итоги этапа сборки стропил в цифрах.
Длина ребер 18650 см
Вес коннекторов - около 100 кг
Вес гаек-шайб-болтов - 120 кг
Количество точек креплений с нулевым зазором - 816
Разработка, расчет конструкции - 300 часов.
Изготовление конструкции - 280 часов
Монтаж конструкции - 192 часа

Продолжение следует.

 

Очень интересный проект, жду продолжение и особенно итогового результата

 

Небольшое отступление.
ЛВЛ брус достаточно распространенный конструкционный материал на западе. На просторах же нашей необъятной родины есть аж целых два завода выпускающих подобную продукцию. Один в Торжке, другой в Югре. После финансовых событий 2014 года смысла продавать качественную продукцию на внутренний рынок для одного из них видимо не стало. А узнали мы это следующим образом.
Заказав и оплатив ЛВЛ брус Ultralam у одного из трех Московских дилеров завода, имеющих собственный склад, РеконсЭко, договорились о доставке. Так как длинномер к месту стройки не подъезжает, а нам нужно всего 16 брусьев, оплатили частичную распиловку на складе. В назначенное время машина пришла, все разгрузили, распилили на торцовке по чертежам и складировали, укрыв от дождя. Материал выглядел неплохо, и балки получились достаточно легкими, что не могло не радовать. Проверили геометрию - в идеале 51x200. Для очистки совести решили замочить кусок, кинув его в ведро с водой. На следующее утро нашему удивлению не было предела. Геометрия испытательного куска стала 57x205.
То есть он как губка набрал между фанерными ламелями воды. Начали проверять партию и расстроились ещё больше: за ночь брус превратился из 51 мм толщины в 53 мм. Просто набрав влаги из воздуха летней ночью.
Полезли проверять спецификацию на брус. Есть только СТО (стандарт организации), и куча рекламных брошюр, которым мы по своему простодушию поверили. В брошюрах:


«Материал сохраняет геометрические размеры и физические свойства в независимых от сезонных факторов, изменений окружающей среды и климатических условий"
Разбираемся дальше. В этом же буклете в качестве рекламы - каркас сферы, проект известный, один из первых в РФ, кажется в 2010-2011 году. Списываемся с ребятами которые строили сферы в Мезмае, спрашиваем про опыт применения. "Местами два года под дождями без покрытия" - видимых изменений нет. Но в процессе разговора выясняется что ЛВЛ брус был - Югра. То есть в рекламной брошюре использован объект, построенный из продукции другого завода.
Посылаю большой привет Александру Шелаболину и его компании, продавшему нам партию бруса.
На все мои письма и претензию получил весьма стандартные письма. Из комментариев понравился "Если бы я знал что у вас такая точная конструкция, сразу бы рекомендовал Югру".
Цель моего подробного отчета - предостеречь будущих покупателей. Если бы я нашел подобный отзыв, когда выбирал ЛВЛ брус, мы бы спроектировали коннекторы под другую номенклатуру. Тут же мы оказались в заложниках собственных конструкторских решений. Выход из ситуации оказался весьма стандартным. Шлифовка-краска-шлифовка-краска-шлифовка-испытания. Итого минус 10 лишних трудодней.

Лично мое мнение, что брус был пересушен. То есть 2 сорта. Это не помешало заводу пустить его в продажу и поставить на него печати ОТК, Европейского стандарта и продать. В Европу скорее всего побоялись, а для розницы в РФ сойдет.
Кстати из моих изысканий, есть ГОСТ на ЛВЛ брус (ГОСТ 33124-2014) он намного жестче, любых СТО.
На будущее при выборе нужно ориентироваться именно на соответствие продукции ему, и работать только с проверенными поставщиками.

 

Если с помощью длины ЛВЛ бруса мы достаточно легко обошли проблему кратности материалов и фактически вышли без отходов, то с фанерными листами, максимальный размер которых 3x1,5м были вопросы. Большинство треугольников, из которых состоит наша стропильная система, имеет стороны длиннее 3м. Изначально мы рассматривали 2 варианта разбиения треугольников на более мелкие фигуры, трапеция + 1 или 2 треугольника или 4 треугольника. Плюс первого способа в том, что трапеция максимально эффективно использует площадь фанерного листа. Второго - в том, что ее легче посчитать. В итоге, точность расчетов победила и за 14 трудодней стропильная система была разбита на 102 треугольника под зашивку + 5 мансардных окон Velux. Таким образом можно назвать способ образования кровельной системы СУБРАЗБИЕНИЕМ - 5Vsub4, где sub количество треугольников разбивающих силовую схему стропил под обшивку фанерными треугольниками. Всю наружную и внутреннюю фанеру выкроили по идеальной модели. Совсем другого решения потребовал от нас карниз. Его решили свести на нет по нескольким причинам, главная из которых - невозможность сделать его полноценно силовым и его фактическая бесполезность при величине вылета менее метра. Кстати, на первых версиях проекта я, размышляя над решением карниза, применял другое принципиальное решение стропильной системы, накрывая купол с запасом ЛВЛ брусом.
Но дойдя до стадии расчета монтажа мы поняли, что собрать такую конструкцию в наших условиях практически невозможно. Наше же решение карниза, получилось не только очень практичным в монтаже, но и эстетически красивым с одного из главных ракурсов.


На этом этапе прерву описание на 10-12 дней, в связи с небольшим североморским путешествием.

 

Всем, привет! Вернулся. С большим удивлением осознал, что мест где нет воображаемых границ ещё достаточно много. Пока не начал 2-ую часть отчета, могу отвечать на вопросы по проекту Chetverthouse, если они конечно у кого-то есть; -).

 

Красивый и отличный дом получается, да и стиль описания хорош. Вопрос такой - все окна на наклонных поверхностях будут мансардными? Как они закреплены к балкам?

 

Спасибо, как раз в тему следующего поста.

С самого первого эскиза я был практически уверен только в нескольких конструктивных решениях. Одно из них были мансардные окна Velux. Все остальные ставились под сомнение, тестировались, перепроверялись, пересчитывались и пресчитываются до сих пор. Опыт установки мансардных окон уже был: мы их использовали в геокуполе, - но там из-за маленького размера треугольников не было возможности поставить Velux большого размера. Тогда мы не придали этому значение, потому что окна нужны были не столько для освещения (с этим справлялись глухие треугольные стеклопакеты, вставленные прямо в каркас), сколько для возможности вентиляции в комнатах. Поэтому в геокуполе хватало даже самого малого размера мансардных окон.
В целом мы оказались правы и свою роль система окон отыграла на все сто. Но со временем пришло осознание и желание поставить окна большего размера. Знаете, что меня поражает в решении мансардных окон до сих пор? То что при угле ската кровли больше 20 градусов открытые окна можно не закрывать при небольшом дожде. Конечно, это элементарная геометрия, но продумать всю конструкцию так, чтобы была 100% надежность, простота сборки и установки - это настоящее искусство. Кроме того экономически устанавливать мансардные окна оказалось весьма выгодно: кроме освещения решается также вопрос с вентиляцией. При строительстве небольшого частного дома мало кто решается на полноценную систему вентиляции. Большие диаметры воздуховодов (больше D 200 мм) должны быть в перспективе обслуживаемы, т. е иметь доступ через 10-15 лет. Сам блок вентилятора, лучше развязать с каналом или вынести за пределы основного контура дома, чтобы избавиться от потенциальных шумов. Все эти и многие другие вопросы требуют отдельного раздела в проекте, опыта, места и бюджета. Т. е всего того, чего зачастую не хватает при строительстве компактного дома. Не спорю, что система вентиляции сама по себе нужна, рекуператор полезен, но когда места и бюджета под нее нет, приходится заменять ее "классической". Всю систему вентиляции и фильтров мы заменяем свежим воздухом из соснового бора неподалеку. А доступ к нему обеспечивают окна в стенах и кровле. Весь Chetverthouse оказался весьма успешно сориентирован по сторонам света так, что его основной фронтон смотрит с Ю на ЮЗ. Дальше осталось только распределить зоны освещения и вентиляции по треугольникам. Благодаря большим размерам ячеек каркаса (D воображаемого купола 26 метров) мы смогли оперировать самым большим стандартным размером окон Velux. В итоге всех расчетов получилось, что на весь дом в кровлю нужно 7 окон Veluх и 1 группа из 5 треугольников панорамы (будет собрана из глухих стеклопакетов).

Для того, чтобы вписать прямоугольник в треугольный каркас, пришлось разработать оригинальную систему крепления. Но самой большой проблемой оказалось расположение квадратных окон в геосферическом каркасе, не имеющем прямых углов и привычных глазу привязок. Некоторые оконные коробки пришлось переставлять по два-три раза.

1. Два мансардных окна в предбаннике 78x118. Были установлены ещё в прошлом году, до строительства дома. Без них предбанник стал бы темным сараем-пристройкой между домом и забором. С ними - архитектурой двойного назначения: -) Фактически в предбаннике нет возможности организовать другое естественное освещение. Будущий иллюминатор во входной двери не в счет. Но кроме освещения рабочей зоны предбанника, Velux будет освещать ещё санузел первого этажа. Это ещё один пунктик. Окно в ванной - непременный атрибут хорошего дома. Для этого в ванной будет стоять фрамужное окно большого размера, а свет в него проникать через мансардные окна предбанника. Их количество продиктовано желанием создать перспективу и необходимостью пропустить как можно больше света с северной стороны дома.

2. Два окна 114x118 с ЮВ кровли в зоне будущей лестницы. Решают вопрос естественного освещения лестницы, что, согласитесь, крайне важно, и вентиляции общественной зоны. Нижнее окно должно быть доступно с поворотной площадки лестницы, верхнее с интеллектуальным блоком дистанционного управления, с ним ещё предстоит разбираться и экспериментировать.

3. Самое верхнее окно 114x118 принадлежит третьему уровню дома. И находится в зоне одного из вариантов будущей лестницы. Кроме того, оно запускает свет с Юга внутрь комнаты, так как два больших окна в стенах ориентированы на Восток и Север.
4. Мансардное окно 114х118, расположенное в жилой комнате второго этажа, является фактически основным окном. Его прижали к углу кровли, для того, чтобы визуально сделать угол светлым.
5. По аналогичным причинам, в кухне, расположили окно меньшего размера 78x118. При этом на него приходится основная вентиляция в кухне (ещё есть вытяжка над плитой и небольшое окно у мойки), так как стандартное поворотно-откидное окно плохо работает в режиме форточки (откидной режим) не имея дифференцированного проветривания. В то же время осевое мансардное окно позволяет более равномерно регулировать проветривание. Кстати аналогичный принцип открывания окон применяется в северных норвежских домах.

Отдельно пришлось повозится с откосами у окон. Если сами коробки окон достаточно легко вписывались в треугольники, то запаса на откосы почти не оставалось. Впрочем, это уже тема для поста про внутреннюю обшивку, про нее расскажу отдельно. Если есть вопросы про проектирование и установку спрашивайте, постараюсь ответить.

P. S. Благодаря FH проект постройки дома Chetverthouse первой поддержала компания Velux, за что мы выражаем ей искреннюю признательность.

 

Какие стеклопакеты использовали для глухих окон и как они крепятся? Как осуществляется их герметизация?

 

Они ещё не стоят. Поэтому отвечу на этот вопрос чуть позже после установки, с картинками. Систему планирую стандартную для безрамного остекления.

 

@IceAge, Вы тут подняли вопросы вентиляции.
Я тоже этими вопросами сейчас интересуюсь.
И того, что я успел узнать, достаточно, что бы признать ваши надежды на организацию вентиляции Вашего "квотера" через мансардные окна, несколько утопичными.
С официальной точки зрения конечно)
Вполне себе допускаю, что возможно этого окажется достаточно, для комфортного проживания.
Но при наплыве посетителей, например, в зимнее время года, возможны проблемы с повышенной влажностью и избытком СО2.
Совсем не лишним будет организовать приток (с подогревом) и вытяжку (если будут деньги с рекуператором).
Тем более что окнами вы проветриваете только "подкупольное" пространство, не уделяя другим отдельным помещениям никакого внимания. Ну по крайне мере я его пока не увидел.
Все же с. у. и кухня обязательно потребуют принудительной вытяжки, и как следствие какого-никакого притока.
Система может быть и децентрализованной, хотя некоторые профессионалы, утверждают что грамотно спроектированная и реализованная централизованная вентиляция может стоить дешевле всяких там новомодных бризеров и приточных клапанов с подогревом. Главное не оставлять этот вопрос на потом)

 

@IceAge, стихийная вентиляция через окна имеет несколько существенных недостатков. Отбросим отсутствие тяги летом и прочие мелочи. Главная проблема в том, что открытое (приоткрытое) окно это неконтролируемые теплопотери, плюс необходимость открывать/закрывать окно (особенно зимой когда будет сквозняк). Могу дать попользоваться сенсором СО2, если хочешь. Все-таки низкий уровень СО2 это в первую очередь качество жизни и здоровье. И тут правильно говорят - окей, мансандные окна как отток воздуха - ладно, а приток-то где, в герметичном доме?

@Dekagon, бризеры - это решение для городских квартир (в особенности с уже существующим ремонтом), то есть их стоит использовать только от безысходности. В строящемся доме же разумеется нужно делать полноценную приточную вентиляцию (на рекуператор можно забить если у вас в доме живет менее 15 человек - он будет очень долго окупаться) и конечно же она будет дешевле, чем вешать бризеры в каждую спальню.