Дома из торфа в Исландии. Дома из торфа реально ли это
Одна из последних церквей из торфа в Исландии. Бугорки травы — это старые могилы.
Если вы планируйте посетить Исландию, принесите с собой пальто (или несколько!) это страна с холодным климатом. Эти дома построены из простейшего естественного материала, дома торфа является теплыми и уютными в прохладной сельской местности.
Из-за проблем транспортировки леса переселенцы строили дома только локальными материалами. Общий дом строили с каменного основания, а деревянный фрейм с большой изоляцией устанавливали в слои торфа. Дерево использовали только фасада. В столетиях разработки, дома торфа медленно были заменены, но все-же эти исторические зеленые хижины все еще украшают Исландскую сельскую местность.
Выбор такого необычного строительного материала исторически был связан с тем, что дерева в Исландии всегда было не очень много. Кроме того, транспорт был не очень развит, а Исландия географически отдалена от районов богатых деревом. В результате использование дерева для строительства добротных деревянных домов было очень дорого и нецелесообразно. Зато торфа в этих местах всегда было в избытке. Другой важный момент - торф прекрасно подходит для теплоизоляции, что очень важно в холодном климате Исландии. Торфяные же дома значительно теплее, чем классические здания из дерева, бетона или кирпича.
Строились торфяные дома очень незатейливо: основа дома, выступающая одновременно и полом и фундаментом, выкладывалась плоскими камнями, затем строился легкий деревянный каркас, а сверху елочкой укладывались массивные блоки спрессованного торфа, выступавшие основным строительным материалом. Вся торфяная часть дома засаживалась травой, которая обеспечивала дополнительную звуко- и теплоизоляцию.
Добрый день, друзья, или góðan dag (гоузан даг), как говорят исландцы. Сегодня я расскажу вам о торфяных домах — землянках, в которых прошла жизнь многих десятков поколений исландцев, потомков древних
Наверняка многие знают, что скандинавская страна Исландия довольно сильно отличается от других стран, составляющих эту группу: Финляндии, Швеции, Норвегии и Дании. Исландия отличается своей уникальной , своим языком, своей национальной и пр. Одна из узнаваемых особенностей Исландии — её удивительные торфяные дома — землянки.
Всю свою долгую историю, в течение многих столетий, исландцы жили в тёмных, сырых землянках. Россиянам, привыкшим жить в стране, богатой лесами, невозможно себе представить ситуацию, когда этого самого леса просто нет. В Исландии, на протяжении многих веков, практически нет леса. Только представьте себе, что нет деревьев для строительства домов, нет хвороста для разведения огня и приготовления пищи. И негде взять. Остаётся только привозить лес и дрова на кораблях из Европы и северной Америки. Но для этого надо иметь корабли, которых у исландцев тоже не было. И так на протяжении многих веков и десятков поколений.
Живя в таких суровых условиях, исландцы вынуждены были использовать для строительства жилья те скудные возможности, которые им предоставила суровая северная природа. А именно: камни и дёрн. Из этих материалов, на протяжении столетий, исландцы строили дома-землянки. У бедняков землянки скорее были похожи на большие норы, без окон и закрывающихся дверей, всегда тёмные, сырые и холодные. Люди жили в этих норах вместе с домашними животными, экономя тепло и греясь друг от друга.
Люди побогаче строили дома-землянки, в которых было несколько помещений, иногда даже с окнами, соединённых между собой закрытыми коридорами. В них, как в отдельных комнатах современных квартир и домов, размещались жилые помещения, кладовые с припасами и хлева для домашних животных. Толстый слой дёрна на крыше и дерновые стены сохраняли скудное тепло внутри землянок:
Одно или несколько окон землянки выходили на южную и юго-западную сторону, чтобы максимально использовать дневной и солнечный свет.
Хлев-землянку для домашних животных, более-менее состоятельные исландцы обычно строили на некотором расстоянии от жилого дома. И внешне хлев и дом мало отличались друг от друга.
Поразительно, но в домах-землянках исландцы жили буквально до второй половины 20-го века. Несколько дней назад на исландском телевидении прошла передача, в которой рассказывалось о недавней, семейной встрече всех, уже взрослых и убелённых сединами, братьев и сестёр многодетной семьи исландского фермера.
Только представьте себе, в семье было 17 детей, 6 девочек и 11 мальчиков. Почти все они родились в типичном торфяном доме, состоящем из нескольких помещений, соединённых между собой коридорами. Примерно таком:
Их отец, глава большого семейства, по мере рождения новых детей, пристраивал к землянке всё новые помещения. В результате из торфяного дома получился целый комплекс землянок, что для Исландии того времени не было редкостью.
Торф – уникальный природный материал, который сегодня начали активно применять и в строительстве. Конечно, кто-то скажет, что торф применяли в строительстве и раньше, однако мало кто строил из торфа дома… А теперь это действительно начали делать не только в России, но и в странах Европы!
Торф - горючее полезное ископаемое - образуется в результате разложения остатков растений в условиях болотистой местности. Недостаток кислорода и переизбыток влаги запускают химические процессы, которые и образуют слой торфа, толщина которого не превышает 30 сантиметров. Несмотря на то, что слой торфа не очень большой, этого полезного ископаемого на нашей планете хватит для удовлетворения всех потребностей человека в различных сферах промышленности.
Для многих людей слово «торф» в первую очередь ассоциируется с удобрением. Конечно, именно в садах и огородах торф находит наибольшее применение (70% торфа). Однако не следует забывать, что торф – это горючее ископаемое, поэтому его используют и в качестве топлива. Но с недавних пор торф начали использовать в качестве строительного материала.
В строительной сфере торф используют в двух направлениях. Во-первых, торфяные блоки применяются в качестве строительного материала для домов. Во-вторых, торф используется в качестве природного утеплителя.
Торфяные блоки как отдельный строительный материал являются экологически чистым продуктом, который можно использовать для строительства многоэтажных жилых домов. Торфяные блоки изготавливают исключительно из природных материалов: торфа, воды, соломы или опилок. Торф смешивают со всеми компонентами и формируют однородную массу. После добавления наполнителя из полученной массы формируют блоки. Полученные кирпичи затем сушат при высокой температуре в печи.
Изготовленные таким образом блоки из торфа являются готовым строительным материалом, который имеет массу преимуществ. Начнем с того, что торфяные блоки, несмотря на то, что изготовлены они из природных материалов, не подвержены гниению. Кроме того, они прекрасно изолируют звуки, сохраняют тепло и не разрушаются. Стены из торфа, толщина которых составляет полметра, защищают дом от потери тепла лучше, чем стены из силикатного кирпича с толщиной практически 2 метра. Кроме того, такой материал не очень нравится грызунам. Однако самый большой плюс торфяных блоков – их стоимость. Следует отметить, что экономия средств при использовании торфяных блоков достигается не только за счет их низкой стоимости, но и за счет низкой стоимости строительных работ, при которых они применяются.
Конечно, пока таких домов, которые построены из торфа, в нашей стране не очень много. Это объясняется тем, что наши соотечественники не хотят рисковать и строить дом из пока неизвестного для них материала. Кроме того, многих отпугивает один большой недостаток стройматериалов из торфа – горючесть. Если в таком доме вспыхнет пожар, то локализовать его будет крайне трудно.
Торф используется в строительной сфере и как материал-утеплитель. Технология производства утеплителей на основе торфа мало чем отличается от той, что используется при производстве торфяных блоков. То есть, как и торфяные блоки, утеплители обладает целым рядом преимуществ, таких как отличная звуко- и теплоизоляция, долговечность и неподверженность гниению.
Итак, торф может быть использован как отдельный строительный материал и как утеплитель. Безусловно, перспектив у этого природного ископаемого в строительной сфере предостаточно. А если ученым удастся снизить горючесть стройматериалов на основе торфа, то его преимущества будут полностью неоспоримыми.
Что такое торф?
Торф - это грунт, содержащий в своем составе половину и более органических веществ, который образовался в толще болот в результате длительного естественного отмирания болотной растительности. Образованию торфа способствовала повышенная влажность и недостаток кислорода в болотной толще, в результате чего волокна не достигли полного биологического разложения. Торф является весьма распространенным грунтом в России. Наша страна лидирует в мире по запасам торфа, который является широко используемым полезным ископаемым.
Торфяные грунты могут занимать очень большие территории. Например, в Финляндии и в Томской области торф занимает до трети всех земельных угодий. В Вологодской области десятая часть всех земель - это торфяники. Много торфа в Карелии, в Ленинградской, Рязанской, Московской и Владимирских областях.
К сожалению, во времена советской власти, в виду очевидного недостатка свободных территорий в стране, занимающей 1/6 часть земной суши, земли под садовые, огородные и дачные поселки чаще всего выделяли именно на «списанных» землях с залегающими торфяными грунтами. Поэтому вопрос о том, как правильно построить фундамент для дома или иного сооружения на торфе весьма актуален для России.
Правила строительства фундаментов на торфяном грунте сформулированы в СП 50-101-2004 "Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений" в разделе 6.4. "Органо-минеральные и органические грунты":
6.4.1. Основания, сложенные водонасыщенными органо-минеральными (илы, сапропели, заторфованные грунты) и органическими грунтами (торфы) или включающие эти грунты, должны проектироваться с учетом их особенностей: большой сжимаемости, существенной изменчивости и анизотропии (зависимости от направления) прочностных, деформационных и фильтрационных характеристик и изменений их в процессе консолидации основания, длительного развития осадок во времени и возможности возникновения нестабилизированного состояния.
Подготовка грунтовых оснований:
6.4.23. При расчетных деформациях основания, сложенного органо-минеральными и органическими грунтами, больше предельных или недостаточной несущей способности основания должны предусматриваться следующие мероприятия:
- полная или частичная прорезка слоев органо-минеральных и органических грунтов фундаментами;
- полная или частичная замена органо-минерального и органического грунта песком, гравием, щебнем и т.д.;
- уплотнение грунтов временной или постоянной пригрузкой основания сооружения или всей площадки строительства насыпным (намывным) грунтом или другим материалом (с устройством фильтрующего слоя или дрен при необходимости ускорения процесса консолидации основания);
- закрепление илов буросмесительным способом. (В Скандинавии торф смешивают с чистым цементом или с цементно-зольными смесями с помощью громадных мешалок, закрепленных на строительной технике).
Варианты фундаментов:
6.4.24. В зависимости от типа основания, степени заторфованности, глубины залегания и толщины органо-минеральных и органических грунтов, а также конструктивных особенностей проектируемого сооружения и предъявляемых к нему эксплуатационных требований рекомендуются следующие варианты специальных мероприятий:
- уплотнение основания временной или постоянной нагрузкой, в том числе с устройством вертикальных дрен и дренажных прорезей - для оснований I и II типов;
- полная или частичная прорезка слоя органо-минеральных и органических грунтов фундаментами, в том числе свайными, - для оснований II, IV и V типов;
- выторфовка линз или слоев органо-минерального и органического грунта с заменой его минеральным грунтом - для оснований II, IV и V типов;
- устройство фундаментов (столбчатых, ленточных и т.п.) на песчаной, гравийной, щебеночной подушке или на предварительно уплотненной подсыпке из местного материала - для всех типов оснований;
- устройство сооружений на плитных фундаментах , перекрестных монолитных или сборно-монолитных лентах и т.п. с конструктивными мероприятиями по повышению пространственной жесткости сооружения - для всех типов оснований.
|
Особенности торфяного грунта как основания для фундамента дома Торф, как основание для фундамента дома, представляет собой сложный для строительтсва грунт. Торф обладает высокой сжимаемостью под нагрузкой, может менять свои свойства в зависимости от нагрузки, обводненности, степени биологического распада и течения времени. Главный вывод из этого прост: торф - ненадежное основание для фундамента дома. Кроме того, торфяной грунт имеющий кислую реакцию, содержащий химически агрессивные вещества, обладает высокой коррозионной активностью, причем не только по отношению к металлам, но и к бетону. При строительстве подземных бетонных сооружений на торфяном грунте требуется неукоснительно соблюдать толщину защитных слоев бетона, использовать водостойкие марки бетона, применять вибрацию при укладке бетонной смеси, чтобы снизить пористость бетона и производить гидроизоляцию бетона. |
|
Какие существуют варианты устройства фундамента на торфе? Выбор вида фундамента зависит от нескольких факторов: особенностей геологического строения грунта под пятном застройки, конструкции дома, финансовых возможностей застройщика и доступности строительных материалов в конкретном регионе. Рисунок 1. Основные варианты залегания торфа в толще грунта. |
|
Как видно на схеме, варианты залегания торфа не ограничиваются его сплошным залеганием на определенную глубину. Слои торфа могут чередоваться с минеральным грунтом, могут вклиниваться в него в различных вариантах. Рисунок 2. Механизм возникновения неравномерной осадки основания под приложенной от построенного дома нагрузкой. |
 |
|
Представление о расположении толщи, слоев, вклинений или линз торфа определяет выбор конструкции фундамента здания. Выторфовка и замена грунта Лучшим вариантом для строительства является неглубокое залегание под слоем торфа сплошного слежавшегося слоя минерального грунта без включений органических грунтов. При расстоянии от поверхности до слоя грунта с хорошей несущей способностью не более 1.5-2-х метров предпочтительным способом устройства фундамента является полная или частичная замена грунта в основании дома. При полной замене торфа на подушку утрамбованного крупного песка, уложенного в «ванну» из водопроницаемого геотекстиля, удается получить прочное малопучинистое основание с прогнозируемыми характеристиками. В этом случае можно строить дом на обычном малозаглубленном ленточном фундаменте, на фундаменте поверхностной плите, или устраивать заглубленную плиту с подвалом или цокольным этажом (варианты Д, Е, Ж на рисунке 3). Однако полная выторфовка и замена грунта на крупный или средний песок может потребовать существенных финансовых затрат, особенно при больших глубинах выторфовки. Рисунок 3. Основные варианты фундаментов для строительства индивидуальных домов на торфяном грунте. |
 |
|
При проектировании фундамента с полной выторфовкой и заменой грунта следует помнить о том, что нагрузка от здания передается на основание (грунт) с расширением под углом 45 градусов в стороны. Поэтому, чтобы избежать боковых выдавливаний торфа, осыпаний краев песчаной подушки и ее просадки, следует планировать размеры выторфовки как минимум на значение ее глубины больше, чем сам фундамент. При этом минимальный отступ от границ фундамента рекомендуется устанавливать не менее 2 метров. Все пространство экскавации грунта лучше укрыть геотекстилем с нахлестом полотен и напуском на края на поверхности у краев экскавации не менее 1 метра. Полотна геотекстиля нужно закрепить костылями в грунт, чтобы предупредить его сползание при засыпке песка. Рисунок 4. Схема устройства выторфовки и замены торфяного грунта. |
 |
|
СП 50-101-2004 6.4.26. Песчаные подушки, устраиваемые под фундаментами с целью замены органо-минеральных и органических грунтов, уменьшения давления на нижележащие слои, повышения, в случае необходимости, отметки подошвы фундаментов, ускорения процесса консолидации (уплотнения) нижележащих грунтов, устраивают, как правило, из песков крупных и средней крупности. В отдельных случаях допускается применение щебня, гравия, шлака или гравийно-песчаной смеси. Мелкие пески для устройства подушек не рекомендуются. Плотность сухого грунта в подушках из песка крупного и средней крупности рекомендуется не менее 1,65 т/м 3 . Рисунок 5. Песчаная подушка на месте выторфовки глубиной 2 метра. |
 |
|
Свайные фундаменты на торфе В случае чередования слоев торфа, его вклинений и наличии линз можно использовать и варианты свай-стоек, прорезающих проблемные органические грунты и заглубленные или опирающиеся на слежавшиеся минеральные грунты. Конструкция свай-стоек подразумевает опирание на слои грунта с хорошими механическими свойствами и несущей способностью. Короткие сваи трения, полностью находящиеся в толще торфа без опоры на минеральные грунты, не применимы из-за низкой плотности и связности торфяного грунта и его осадки под нагрузкой. Рисунок 6. Варианты свай-стоек для торфяного грунта и другие варианты конструкций фундаментов, прорезающих слой торфа. |
 |
|
Особенности конструкций свайных фундаментов на торфяном грунте. Торфяной грунт является химически агрессивной средой, ускоряющей коррозию и стали, и бетона. Высокая влагонасыщенность подразумевает высокую электропроводность торфа, играющую существенную роль в электрохимической коррозии. Поэтому материал свай необходимо защищать от воздействия агрессивных факторов торфяного грунта. В России неоправданно широко распространено использование стальных винтовых свай на торфяных грунтах в качестве фундамента для постоянных сооружений. В мире такие варианты фундаментов из-за высокой химической агрессивности торфяного грунта и слабой боковой поддержки если и применяются, то только для сооружений с ограниченным сроком службы. Рисунок 7. Использование стальных винтовых свай в торфяных грунтах возможно для неответственных сооружений с ограниченным сроком службы. |
 |
|
Пункт 1.2.2 Международного строительного кода ICC AC358 «Helical Foundation Acceptance Criteria» содержит прямой запрет на использование стальных винтовых свай на органических грунтах, к которым относится и торф. Если винтовые сваи используются для временных сооружений и не имеют ростверка, то минимальное их заглубление в грунт по требованиям ICC AC358 должно составлять 305 см. Бетонные сваи и опоры также необходимо защищать от воздействия агрессивных факторов торфяного грунта и грунтовых вод. Лучшим способом продлить срок службы бетонных конструкций в торфяном грунте является гидроизоляция и использование дренирующих свойств крупного или среднего песка. Наиболее удобной конструкцией, которая позволяет провести качественно гидроизоляцию бетона и частично заменить торф дренирующим грунтом, является устройство фундаментных свай-колонн в шурфах. При устройстве свай-колонн производится полная выторфовка в шурфе до слоя плотного минерального грунта ниже нормативной глубины промерзания. В шурфе либо отливается опорная железобетонная площадка (бетонная подготовка), либо производится уплотнение дна шурфа с помощью крупного песка или щебня. При опоре на бетонную подготовку свая-колонна может быть постоянного сечения. Если используется уплотнение забоя, то целесообразно устроить стойку трапециевидной формы с расширением книзу. Рисунок 8. Справа: свая-колонна в опалубке во время набора марочной прочности бетоном. |
 |
|
Технологически более простым является устройство буровой железобетонной сваи в несъемной опалубке. Минимальный рекомендованный диаметр короткой железобетонной сваи составляет не менее 30 см . Забой для буровой сваи обязательно должен уплотняться 10 см слоя щебня, втрамбованного в грунт. В качестве несъемной опалубки, защищающей тело сваи от воздействия агрессивных факторов торфяного грунта можно выполнить из нескольких слоев рубероида или одного слоя битумно-полимерной гидроизоляционной мембраны, которые фиксируются на каркасе из оцинкованной сварной сетки. Рисунок 9. Изготовление несъемной опалубки - гидроизоляционной оболочки для буровой сваи |
 |
| Бетонную смесь при укладке в опалубку необходимо вибрировать с помощью глубинного вибратора для исключения полстей в отливке и уменьшения итоговой пористости бетонного камня. Из-за слабой боковой поддержки торфа все головы свай должны быть связаны в единую систему ростверком. Для устройства свай-колонн можно выбрать и технологию по типу ТИСЭ - с разбуриванием расширения внизу забоя. Однако при такой конфигурации забоя могут возникнуть затруднения при уплотнении дня забоя трамбованием слоя щебня. Также следует иметь в виду, что имеющиеся в продаже буры с плужками в основном имеют диаметр шнека не более 25 см. |
|
Рисунок 10. Набор прочности бетоном в несъемной опалубке из рубероида на каркасе из стальной оцинкованной сетки. |
 |
|
Альтернативные методы прорезывания толщи торфяного грунта. В ознакомительном, а не рекомендательном плане, следует упомянуть про устройство фундаментов на торфяном грунте с его сплошным прорезанием до минеральных опорных грунтов с помощью фундаментов - опускных колодцев, фундаментов на деревянных сваях и «народного» экономного способа частичной выторфовки и замены грунта (варианты Е, Ж и Д на рисунке 3). Рисунок 11. Устройство фундамента на торфе способом опускного колодца. |
 |
|
Гораздо более экономичным и менее надежным является «народный» способ частичной замены грунта с устройством столбчатого фундамента для деревянных домов. Этот способ не гарантирует стабильности основания на всем сроке службы и не может быть рекомендован для каменных построек. Для частичной замены торфяного грунта вырывается шурф сечением 1,5 на 1,5 метра, глубиной ниже уровня промерзания грунта, который выстилается геотекстилем и заполняется смесью крупнообломочных пород с крупным песком. Поверх получившейся площадки отливается бетонная плита с опорой-колонной. Рисунок 12. Устройство фундамента частичной замены грунта с опорами-колоннами. |
 |
|
Еще одним экзотичным способом устройства фундамента на торфе является укрепления основания железобетонного фундамента забивными деревянными сваями, которые должны находиться ниже постоянного уровня грунтовых вод. Способ не надежен из-за постепенного биологического разрушения дерева (хотя оно может идти и тысячелетиями) и его убыстрения при понижении уровня грунтовых вод. А что делать, если глубина залегания торфа такова, что ни замена грунта, ни сваи не могут достичь надежного минерального гурнта? На этот случай существует редко используемый, но надежный способ устройства плавающего фундамента на постоянной пригрузке торфа песчаной подушкой. |