Соломенный блок

Соломенный блок — прямоугольный тюк различных размеров из стеблей растений, удерживаемых вместе двумя или тремя проволочными скрепами или обвитых бечевкой, и весящий 18…43 кг. Такие тюки состоят обычно из соломы (сухих, мертвых стеблей, оставшихся после извлечения зерна из собранного урожая злака). Это — ежегодно возобновляемый дешевый побочный продукт производства зерновых.

Рис. 1. Соломенные блоки с 2-мя и 3-мя перевязками.

Для строительства тюк должен быть очень сухим, без зерен, хорошо уплотненным, согласующимся по размеру и форме, и иметь длину вдвое больше ширины. При непосредственной работе с производителем можно получить тюки, приближающиеся по своим характеристикам к идеальным. Такие блоки, будучи уложенными в стену, будут образовывать правильную перевязку.

Для защиты от грызунов многие строители обрызгивают блоки раствором извести или буры. В этом отношении наилучшим материалом будет являться ржаная солома, которую не любят грызуны.

Влажность

Единственным серьезным врагом соломы является проникновение и длительное воздействие воды, т.к. при влажности более 20% развивающаяся плесень, споры которой всегда присутствуют в соломе, начнет разрушать стебли. В районах, характеризуемых постоянно высокой влажностью воздуха, при низкой ночной температуре может происходить конденсация влаги на стенах. В этих случаях необходима качественная пароизоляция на внутренних поверхностях наружных стен. От сильного ливня могут защитить широкие свесы крыши. В отличие от землебитных соломенные стены не могут быть оставлены открытыми, но имеется широкий выбор покрытий: цементно-песчаная, глиняно-песчаная, гипсовая штукатурки, гипсовые листы, деревянные панели.

Ограничения в дизайне

При использовании несущего каркаса ограничения невелики. В основном они касаются количества, местоположения, ширины и высоты проемов. Одной из трудностей со стенами такой толщины является необходимость расширения фундамента и увеличения площади крыши для создания одного и того же полезного внутреннего пространства по сравнению с домами, имеющими более тонкие стены.

Тепло- и звукоизоляция

Дом с соломенными стенами имеет исключительно низкие теплопотери, поэтому обогрев его весьма дешев. Звукоизоляционные свойства блоков также очень высоки.

Ненесущие нагрузку стены

Рис. 2. Конструктивные узлы дома с несущим каркасом.

Многие из современных строений с соломенными стенами строятся с использованием системы вертикальных элементов (стоек) и горизонтальных (брусьев, балок), которые несут полный вес системы: крыша+изоляция+потолок. Стены из блоков несут только свой собственный вес, обеспечивая изоляцию и основу, на которую наносится покрытие (штукатурка, глиняная масса, облицовка). Типичные каркасы состоят из деревянных пиломатериалов 5х10 или 5х15 см, ошкуренных бревен, металлических элементов, бетонных столбов и балок.

Преимущества системы:

• сходство с традиционными проектами;
• обеспечение, благодаря покрытому крышей каркасу, сухого места для хранения материалов, включая блоки;
• возможность покрытия стен по мере возведения, т.к. каркас несжимаем.

Недостатки:

• дополнительный расход времени, денег, рабочей силы, материалов на создание несущей системы, когда непосредственно блоки могли бы держать вес крыши;
• необходимость создания фундамента, несущего вес блоков и концентрированные нагрузки от вертикальных стоек.

Проектирование

Если известен приблизительный предел длины блоков, которые будут использоваться, можно окончательно определить размеры фундамента и выбранное расположение. Некоторые блоки могут быть короче расчетной величины, поэтому понадобятся пучки свободной соломы для заполнения небольших промежутков в процессе укладки блоков.

Другой подход — определение «эффективной длины блока». Выполняется это так:

• укладывается 10 произвольно выбранных блоков, плотно прижатыми торцами, вдоль прямой линии;
• полученная длина делится на 10.

Опытные строители прибавляют к полученному значению 0,5 см для создания небольшого буфера. Сложив аналогичным образом блоки в вертикальный пакет можно определить «эффективную высоту блока». Этот размер необходим для расчета высоты дверных и оконных проемов.

Затем можно подготовить план укладки блоков в каждую стену, на котором показать размещение блоков и половинок, а также всех дверных, оконных проемов и перемычек. Эти схемы неоценимы в процессе возведения стен.

Фундамент

Если в каркасе используются широко расставленные вертикальные опоры, фундамент должен быть сконструирован таким образом, чтобы удерживать сконцентрированные нагрузки, приходящиеся на эти точки. Деревянная планка, временно прикрепленная к опалубке (с обратной стороны — с длинными гвоздями для жесткого соединения с бетоном) служит для крепления штукатурной сетки.

Рис 3. Устройство фундамента:

1 — сухой бутовый фундамент с дренажем; 2 — арматура; 3 — распорка; 4 — деревянная планка (предпочтительнее полоса толстой фанеры, присоединенная к опалубке с обратной стороны длинными гроздями, забитыми не до конца для надежного соединения с бетоном фундамента), служащая для крепления штукатурной сетки и строительного войлока; 5 — рейка для разравнивания раствора; 6 — арматурный штырь (фиксатор соломенного блока).

Сооружение каркаса

Каркас может быть сооружен для здания с довольно большой этажностью (есть прецеденты строительства аналогичных зданий в 5 этажей). Существует множество возможностей, от бамбука до традиционных деревянных каркасов и от стальных каркасов до панелей. Все эти технологии общеизвестны.

Устройство мауэрлата

Рис. 4; а — двухслойный мауэрлат; б — монгольский прототип; 1 — узел крепления; 2 — лента из полиэстера шириной не менее 2,5 см; 3 — доска шириной не менее 5х15 см; 4 — вариант: сквозное крепление; 5 — заполнить или закрыть для защиты от грызунов; 6 — доска 5х10…15 см; 7 — жесткое угловое соединение; 8 — диагональная стяжка; 9 — деревянная или металлическая прошивка, забитая в блок через отверстие в доске; 10 — стяжка; 11 — доска 5х20…25 см; 12 — пространство, заполненное соломой (обязательна защита от грызунов); 13 — распорка.

Оконные и дверные коробки

В этой конструкции оконные и дверные коробки могут быть ненагруженными, что позволяет увеличить размеры и количество проемов, но при этом не следует забывать о высокой теплопроводности окон и дверей.

Последовательность работы:

• уточнить действительные размеры окон и дверей;
• изготовить коробки, скрепить по диагонали, чтобы сохранить прямые углы;
• установить коробки дверей и каркасы оконных коробок на фундамент, сделав временные крепления для удерживания их ровно и вертикально;
• изготовить отдельные перемычки, которые будут использоваться над ненесущими нагрузку рамами.

Варианты коробок

Рис. 5. Несущая рамная дверная коробка: 1 — отверстия для фундаментных болтов; 2 — место для установки центральной стойки при повышенной нагрузке; 3 — наполнитель с соломой для теплоизоляции; 4 — фанера или ДСП.

Рис. 6. Несущая оконная коробка. 5 см доска. Для более широкого проема может возникнуть необходимость в использовании балки.

Рис. 7. Ненесущая нагрузки дверная коробка и перемычка: 1 — вариант: брусок 5х10 см, прикрепленный к фундаменту; 2 — перемычка, выступающая за проем на 1/2 его ширины, но не менее 0,6 м; 3 — уголок 50х50 мм толщиной 5 мм; 4 — перемычка с соломенным наполнением; 5 — уголок; 6 — арматурный штырь; 7 — зазор для усадки, заполненный соломой; 8 — металлическая сетка; 9 — 5х25…30 см; 10 — вариант уголок 50х50 мм.

Рис. 8. Ненесущая нагрузки оконная коробка: 1 — оцинкованная металлическая сетка; 2 — дополнительный лист фанеры шириной в блок над проемом; 3 — угловое крепление; 4 — дополнительная перетяжка блока при значительном скруглении; 5 — арматурный штырь диам. 10…12 мм или деревянный нагель диам. 15 мм и длиной 0,3 м; 6 — цементный внутренний подоконник.

Рис. 9. Потолочная балка в качестве перемычки: 1 — перемычка из деревянной или бетонной балки; 2 — уголок, прикрепляемый по обеим сторонам стандартной потолочной балки.

Обычно предпочитаются несущие коробки, выдерживающие большую нагрузку, для проемов шириной более 1,2 м и ненесущие нагрузку коробки и перемычки из стальных уголков для проемов шириной менее 1,2 м.

Укладка блоков

Работа по сохранению вертикальности блоков при укладке достаточно проста благодаря наличию каркаса. С другой стороны, появляется задача сопряжения стен и каркаса. В некоторых конструкциях блоки должны быть подрезаны для того, чтобы вместить стойки.

Рис. 10. Инструменты для резки блоков: 1 — нож для сена; 2 — нож-мачете; 3 — лучковая пила; 4 — цепная пила; 5 — перемещение верхнего шнура для выпиливания выемок под стойки.

Подгонка блоков

Короткие блоки требуются для заполнения стен около дверных и оконных коробок. Для этого надо создать новые перевязки, после чего разрезать старые.

Рис. 11. Перевязка блока по грани: а — прошивка блока; б — затяжка и перевязка; 1 — «иголка» диам. 0,6…1,2 см с расплющенным концом и двумя отверстиями, достаточными для протягивания бечевки; 2 — затяжка узла.

Подрезание блоков

Сделать новые короткие перевязки необходимого размера. Добавить поддерживающие перевязки, закрепив их на обратной стороне. Разрезать старые перевязки по узлам и удалить. Осторожно удалить лишнюю солому с помощью пилы (бензопилы). Эффект заключается в расширении проемов и увеличении поступления солнечного света, в противном случае окна небольшого размера, размещенные в толстой стене, могут выглядеть как бойницы.

Рис. 12. Подрезание блока 1 — удаление лишней соломы; 2 — закрепляющий шнур.

Рис. 13. Порядок укладки блоков при возведении стены.

Крепление к каркасу:

• арматурный штырь прикручивается проволокой к каркасу;
• блоки прикручиваются проволокой к болту с проушиной.Рис. 14. Крепление блоков к каркасу: а — арматурный штырь, прикрученный проволокой к каркасу; б, в — тюки, прикрученные проволокой к болту с проушиной (техника для углов), б — вид сверху и в- вид сбоку.Каждый последующий ряд укладывается ложком с перевязкой.Соединение блоков:
  • соединить стойки с фундаментом, уложить все блоки, вбить длинные шпильки (по две на каждый блок), установить мауэрлат;
  • присоединить стойки, вбивать 2 коротких штыря в каждый блок, начиная со второго ряда, закончить кладку стены, установить мауэрлат.

  Возможные щели между блоками заполнить пучками соломы без приложения больших усилий во избежание нарушения линии стены.

  

  Рис. 15. Соединение блоков: 1 — штырь, проходящий через всю стену; 2 — штырь, проходящий через 2 блока.

  Варианты размещения блоков и стоек:

  • стойки, врезанные изнутри или снаружи;
  • стойки, полностью открытые изнутри или снаружи.Рис. 16. Варианты размещения тюков и стоек: 1, 2, 3 — стойки, врезанные изнутри или снаружи стены тюков; 4 — заполнение соломой; 5 — монолитный мауэрлат, бетонируемый одновременно с железобетонными стойками, заливаемыми в просверленные отверстия; 6 — изоляция со вставкой; 7 — стойки полностью открытые изнутри и снаружи; 8 — стойка в виде коробчатой балки, набитой соломой; 9 — перемещенный шнур; 10 — вставка.Рис. 17. Вариант стойки: 1 — фанера; 2 — стойка в виде коробчатой балки, набитая соломой и прикрепленная болтами к фундаменту; 3 — альтернативная панель с несущей обшивкой и заполнителем из пенополистирола.

    

    Рис. 18. Использование стены в качестве опалубки и опоры для бетонных стоек и мауэрлата: 1 — монолитный мауэрлат бетонируется одновременно с отверстиями; 2 — отверстия, просверленные в отмеченных тюках перед укладкой, в которые перед бетонированием вставляются ПХВ трубы.

    Покрытие стен

    Перед оштукатуриванием стен необходимо окончательно выровнять их и заполнить все щели смесью сеченой соломы с глиной. Затем можно начинать процесс покрытия стен, прикрепляя сетку сверху к мауэрлату, а снизу — гвоздями к рейкам, закрепленным на цоколе. В местах перекрытия горизонтальных полос сетки следует устанавливать проволочные скрепки или зажимы.

    Прикрепить сетку к стене металлической проволокой в 1…2 местах на блок с помощью самодельной «иглы».

    Обернуть углы постройки дополнительным слоем сетки.

    Покрыть все выступающие металлические и деревянные части, которые будут оштукатуриваться рубероидом. Затем покрыть его сверху металлической сеткой, прикрепляя ее к деревянным элементам каркаса.

    Нанести на стены штукатурный раствор, добавив в последний (3-ий) слой краситель.

    Возможно оштукатуривание стен стабилизированной водонепроницаемой глиняной штукатуркой без применения штукатурной сетки, но эта техника требует особых навыков.

    

    Рис. 19. Чертеж оштукатуренной стены из соломенных блоков: 1 — штукатурная сетка; 2 — слой с засечками; 3 — грунт; 4 — финишный слой; 5 — строительный войлок по деревянным поверхностям; 6 — деревянные балки потолка; 7 — рубероид; 8 — стена из соломенных блоков; 9 — вставка (щель между блоками, заполненная пучками соломы); 10 — рубероид; 11 — скрытые деревянные нагели.

    СНиП штата Нью-Мексико на строительство индивидуальных зданий с ненесущими стенами из соломенных блоков

    Раздел 1. Основные правила

    А.

    Соломенные тюки не должны использоваться для поддержания массы конструкций здания. Тюки могут выполнять функцию заполнения между конструктивными элементами стены.

    B.

    Фундамент здания должен быть спроектирован в соответствии со Строительными нормами (UBC).

    C.

    Соломенные тюки не должны выступать за пределы фундамента более чем на 10 см. Стены с заполнением из соломенных тюков должны иметь наружную и внутреннюю отделку для предохранения тюков от ветра, влаги и вредителей.

    D.

    Максимальная высота соломенной каркасной стены с заполнением тюками не должна превышать 3,6 м, а максимальная длина каркасной стены с заполнением до пересечения с внутренними стенами не должна превышать 6 м.

    Раздел 2. Строительные правила с использованием соломенных тюков.

    A. Определения:

    1. Заполнение. Соломенные тюки должны быть помещены в пределах конструктивных элементов таким образом, чтобы не нести никакой другой нагрузки, кроме массы самих соломенных тюков.
    2. Положение укладки. Тюк укладывается в стену таким образом, чтобы длинная сторона его была параллельна плоскости стены.
    3. Солома. Наличие зерен и посторонних включений в соломе недопустимо.

    B. Соломенный тюк

    Тюки должны быть спрессованы из соломы, механически перевязанной упаковочной проволокой или полипропиленовой бечевкой. Во время укладки тюков в стену максимальная влажность их не должна превышать 20%. Тюки должны иметь минимум две перевязки, расположенных параллельно длинному краю и быть достаточно плотны для возможности обработки без ломки и сминания. Если требуется только часть тюка, то она должна быть отщеплена от полного тюка и повторно перевязана для сохранения первоначальной плотности. Все тюки должны быть проверены на плотность перед размещением в стенах. Тюки должны иметь достаточную плотность, чтобы остаться неповрежденными при поднятии за одну из перевязок.

    C. Возведение стен

    Не должны использоваться соломенные тюки низкого качества. Фундамент должен быть построен таким образом, чтобы расстояние от нижнего ряда тюков до поверхности земли было не менее 15 см. Соломенные тюки, использованные для каркасных стен с заполнением, должны быть положены таким образом, чтобы перевязка вертикальных швов составляла не менее 40 см.

    D. Гидро- и пароизоляция

    Гидроизолирующий слой должен быть помещен между фундаментом и первым рядом соломенных тюков. Гидроизоляционным слоем должна быть также закрыта верхняя часть соломенной стены, для защиты от влаги, проникающей в нее.

    E. Скрепление

    Первый ряд соломенных тюков должен быть прикреплен к фундаменту штырями из 12-миллиметрового арматурного прута (минимум 2 штыря на тюк). Эти штыри должны быть заложены в фундамент на глубину не менее 18 см и быть такой длины, чтобы входить на 1/2 во второй ряд тюков. В каждый последующий ряд тюков должны забиваться по два штыря на тюк: от второго ряда до предпоследнего. Все штыри должны быть расположены посередине ширины тюка и на расстоянии 23 см от концов тюка.

    F. Анкеры

    Соломенные каркасные стены с заполнением тюками должны быть надежно прикреплены ко всем конструктивным элементам, чтобы противостоять горизонтальному смещению стены. Анкеры должны быть помещены в каждом горизонтальном соединении или по одному на тюк по вертикали и максимум через 0,6 м по горизонтали в центральной части стены и в 0,3 м от каждого из ее концов. В качестве анкеров должны использоваться металлические ленты или нагели. Металлические ленты должны быть шириной 15 см. Шипы должны быть диаметром не менее 12 мм и забиваться в тюк, по крайней мере, на 15 см.

    G. Проемы

    Дверные и оконные коробки должны иметь деревянные нагели, забитые в каждый тюк, до нанесения внутренней или наружной штукатурки.

    H. Наружная штукатурка

    Соломенные тюки должны быть обязательно оштукатурены. Строительный картон не должен использоваться в качестве пароизоляционного слоя, чтобы не препятствовать естественному испарению влаги из тюков.

    I. Парапеты

    Соломенные тюки могут применяться для постройки парапетов с максимальной высотой 2 тюка. Эти тюки должны быть скреплены вместе по вертикали арматурными прутьями, полностью оштукатурены по штукатурной сетке.

    J. Электропроводка

    Вся электропроводка в пределах тюков должна быть типовой.

    Вся электропроводка в пределах тюков может быть уложена между вертикальными и горизонтальными соединениями тюков.