1) жилые комнаты должны иметь площадь остекления более, чем 0,1 площади пола;
2) площадь остекления должна быть не менее 1/20 площади пола, если не применяется механическая вентиляция;
3) спальни должны иметь окна или двери, выходящие непосредственно на улицу.
Назначение любой теплоизоляции— уменьшить нежелательную передачу тепла от одной поверхности к другой. Наиболее желательное расположение изоляции — на наружной поверхности конструкций. Такое решение позволяет заключить здание в изолирующую оболочку. При этом создается высокая тепловая массивность, которая препятствует быстрому изменению температуры внутри здания; это позволяет решать систему ОВ и KB не для пиковых, а для средних условий, а внутренняя температура остается на стабильном комфортном уровне. Если по каким-либо причинам невозможно расположить изоляцию снаружи здания, она может быть размещена внутри, хотя это нежелательный вариант с точки зрения условий комфортности.
Рулонная гидроизоляция представляет собой бумажную или войлочную основу, на которую нанесен слой битума или смолы. Рулонную гидроизоляцию укладывают минимум в 3—4 слоя. Обычно ее применяют для изоляции крыш и стен здания. Те особенности битума и смол, на которые обращалось внимание при описании пароизоляции, характерны и для гидроизоляции, выполненной с их применением. Картон достаточно прочен, но малоэластичен. Рекомендуется использовать гидроизоляцию на основе стекловолокна, так как войлок подвергается гниению при контакте с водой, а заменять гидроизоляцию на войлочной основе очень трудно.
Пароизолирующие материалы прерывают капиллярный поток в стене. Однако сами по себе они слишком тонки, имеют очень малую стойкость при образовании в стене трещин и весьма недолговечны, чтобы их можно было считать хорошими гидроизолирующими материалами. Хотя пароизоляция позволяет решить некоторые проблемы, связанные с влажностью, однако эффективность ее невелика; она не предотвращает проникания воды и ее ремонт невозможен. Рассмотрим некоторые способы пароизоляции.
Использование дренажа позволяет уменьшить периодичность и продолжительность воздействия воды на конструкции. Применение дрен, уложенных ниже уровня грунтовых вод, кроме того, позволяет отказаться от необходимости рассчитывать стены и пол здания на давление воды. В тех случаях, когда дрены закладывают ниже уровня грунтовых вод, необходимо максимально увеличить глубину их укладки, что обеспечивает лучшие условия работы фундаментов и пола здания. Даже при отличной работе дрен уровень грунтовых вод всегда будет несколько выше отметки верха трубы, при этом крутизна депрессионной кривой зависит от водопроницаемости грунта.
Существует мнение, что проникание водяных паров через стены сооружения увеличивает влажность окружающего грунта. На самом деле механизм этого явления выглядит несколько иначе. Давление водяных паров зависит от их температуры: чем выше температура, тем больше давление. Известно, что газы и пары имеют тенденцию перемещаться из области высокого давления в область низкого давления, а так как температура в заглубленном здании почти всегда выше температуры окружающего грунта, то трансмиссия паров почти всегда будет направлена из помещения в окружающий грунт.
Надо избегать не только пониженных участков, но и участков с высоким уровнем стояния грунтовых вод. Если же по каким-либо соображениям для строительства заглубленного здания выбран именно такой участок, то уровень грунтовых вод может быть понижен различными путями. Один из способов — устройство системы дренажа.
Если же высокий уровень грунтовых вод наблюдается в грунте с высокой водопроницаемостью, дренажная система может не справляться с притоком воды и возникает необходимость в устройстве достаточно мощной гидроизоляции внутри здания. Довольно часто устройство гидроизоляции совмещают с применением системы дренажа.
Борьба с повышенной влажностью — одна из самых серьезных проблем, возникающих при строительстве заглубленных зданий.
До недавнего времени подвальные помещения не рассматривались как жилые пространства. Пока цокольный этаж или подвал служили дополнительным складским или вспомогательным помещением, вопросам борьбы с влажностью уделялось недостаточное внимание. Такое отношение к цокольному этажу сохраняется и по сей день, хотя этот этаж уже довольно часто используют в качестве жилого помещения. Для борьбы с влажностью стен можно применять некоторые методы, однако они малоэффективны.
Проект предусматривает строительство дома на южном склоне холма в виде трех полусфер с засыпкой задней части здания. В одной из полусфер предполагается разместить три спальни и ванную комнату; в другой полусфере, жилые помещения расположены на втором этаже, а на первом находятся кухня, столовая и общая комната. Малая полусфера служит крытой верандой и является частью входа в здание. Жилые помещения имеют окна сложной конфигурации; в спальне оборудован солярий. Окна оборудованы затекающими элементами для уменьшения теплопо-ступлений летом и надежными запирающими устройствами, обеспечивающими сохранение тепла зимой.
Энди Дэвис пришел к выводу, что заглубленное здание может быть весьма эффективно с энергетической точки зрения и весьма удобно для жилья. Вместе с семьей он построил «Дэвис-Кэйв» стоимостью 15 тыс. долл (включая стоимость отделки и оборудования).
Основная часть здания (прямоугольная секция была добавлена позже) решена в форме восьмигранника, чтобы уменьшить длину свободно-стоящих стен. Внутренняя часть выполнена из монолитного железобетона; толщина покрытия 300 мм, толщина задней и боковых стен 200 мм, а передней и единственной открытой стены 300 мм.
Система отопления: тепловой насос «Топик-Хаус»—здание возвышающегося типа. Окна всех жилых помещений выходят на поверхность земли. Несмотря на то, что с северной стороны открывается прекрасный вид на долину р. Миннесота, окна здания были ориентированы на юг с целью максимально^-го использования солнечной энергии. С этой стороны перед зданием расположены пологие холмы и прямо перед зданием — искусственный пруд. За счет концентрации всех жилых помещений в центральной части здания, а всех спален в одном крыле удалось избежать длинного коридора, характерного для зданий этого типа.
Конструкции: стены из бетонных блоков, применяемых в сельском строительстве для силосных ям; пол и покрытия монолитные железобетонные.
Конструкция здания весьма оригинальна. Здание спланировано таким образом, что 80% стен находится на 1,5 м ниже уровня земли, но с обоих этажей открывается красивый вид на пруд и луг. Толщина стены с окном, ориентированной на юг, 250 мм; остекление тройное.
Вариант «Кларк-Нельсон-Хаус» служит примером того, как заглубленное здание может быть вписано в окружающую среду.
Оно расположено в склоне холма, имеет круглую форму и не выделяется на местности. Естественная древесная и кустарниковая растительность при строительстве не была нарушена, на засыпке хорошо разрослась трава, благодаря чему здание стало частью пейзажа.
С восточной стороны здания хорошо просматривается вход и гараж. Кроме основной своей функции блок «вход-гараж» выполняет функцию опорной конструкции для солнечных коллекторов, ориентированных на юг. Стены — пустотные железобетонные, покрытие из сборных железобетонных плит.
В отличие от других зданий «Джоунс-Хаус» имеет деревянный пол, который служит перекрытием технического подполья. Техническое подполье выполняет функцию системы распределения теплого воздуха, поэтому пол в здании постоянно теплый.
Наиболее интересный вариант представляет собой здание, спроектированное на склоне и построенное в г. Стоу (Массачусетс). Крытый атриум обеспечивает эффективное использование пассивной солнечной энергии. Воздух прогревается в нижней части здания; за счет естественной циркуляции дополнительное тепло поступает в помещение. Владельцы этого дома получают еще одно преимущество, выращивая на крыше овощи.
Первый из домов типа «Эколоджн-Хаус» архитектор Джон Бернард построил в 1973 г. для себя в качестве дачи и, в то же время, чтобы продемонстрировать характеристики заглубленных зданий. Огромный успех этого проекта привел к тому, что Бернард запроектировал еще четыре здания атриумного типа (один с двумя внутренними двориками) и три здания возвышающегося типа, располагаемых на склонах.
Дом построен на участке, аналогичном тому, на котором возведен «Уинстон-Хаус» и на этом аналогия кончается. В отличие от «Уинстон-Хаус», имеющего четкую прямоугольную планировку (1 — общая комната; 2 — кухня; 3 — столовая; 4 — спальня хозяев; 5 — вспомогательное помещение; 6 — спальня), этот дом имеет стены криволинейных очертаний, в ряде случаев применены арочные перекрытия отдельных помещений и т. д. Метц хотел продемонстрировать, что «заглубленное здание не имеет ограничений в конфигурации и предоставляет архитектору полную свободу», а также, что «технология строительства заглубленных зданий проста и базируется на применении обычных методов». Как и для «Уинстон-Хаус», для строительства этого дома Метц использовал бетонные балки и дерево.
Рассмотрим различные типы, детали и варианты проектных решений, подтверждающие возможность строительства заглубленных зданий, которые отвечают различным потребностям н вкусам. Причем земляная засыпка позволяет использовать растительность в качестве «живого материала», который каждый сезон изменяет внешний вид здания.
Должен ли человек проектировать дом с учетом собственных нужд или же обязан принимать во внимание потребности будущего владельца и других людей. С точки зрения администратора, работающего в области строительного законодательства, ответ совершенно ясен: все здания время от времени меняют владельцев и какие-либо особые требования первого из них не должны создавать угрозу безопасности последующих.
Стабильность склонов. Расположение заглубленного здания в склоне представляет собой идеальный вариант решения. Однако при проектировании такого здания в крутом склоне необходимо уделять особое внимание обеспечению стабильности склона и поддержанию нормального давления.