Саманный дом — экологичное и доступное жильё из подручных материалов

В этой статье: история саманного домостроения; какие компоненты входят в состав самана; отличия между тяжёлым и лёгким саманом; положительные и отрицательные характеристики самана; как выбрать сырьё и сделать саманный блок своими руками; тест на прочность саманных кирпичей; строительство домов из глиняных блоков — детали; чем объясняется популярность экостроительства в мире.

Строительство дома — мероприятие дорогое. Одни только стройматериалы на возведение стен обойдутся в серьёзную сумму, а нужно ещё привлечь мастеров на их кладку и отделку. Да, при всех расходах на качественные конструкционные и отделочные материалы нужно ещё убедиться в их экологических характеристиках — согласитесь, сегодня этот критерий немаловажен. Между тем полноценный дом вполне можно построить не только своими руками, но и из конструкционного материала, созданного, опять же, самостоятельно и прямо на стройплощадке — для производства саманного кирпича не требуются какие-либо химические компоненты. Выясним, что же представляет собой саман, как построить здание из него и, наконец, насколько комфортно будет жить в таком доме.

История саманных домов

Чтобы укрыть себя и свою семью от непогоды, человеку требовался дом. Несколько тысячелетий назад людьми были разработаны различные технологии строительства, в первую очередь зависимые от доступности простейших стройматериалов — камня и дерева. Для многих народов, населявших до нашей эры Землю по периметру экватора, древесина и камень оказались в большом дефиците, им пришлось искать другие строительные материалы. Около 6000 лет назад решение проблемы было найдено — из мокрой глины, перемешанной с соломой, создавались кирпичи, сушились на солнцепёке и из этого нехитрого конструкционного материала возводились здания.

Впервые формованные и обожжённые на солнце кирпичи появились в Древнем Египте — для их производства египетские строители извлекали глину со дна реки Нил. Впоследствии технология создания глиняных кирпичей была позаимствована у египтян народами Древней Персии, откуда распространилась по всей Азии, а затем, вместе с мавританскими армиями, проникла в Испанию. Кстати, именно арабские строители дали глиняному кирпичу название at-tob, спустя века изменённое испанцами до adobe — в России больше известно его тюркское название «саман».

Старейшим архитектурным комплексом в Азии, выполненным полностью из самана, до 2003 года являлась персидская «крепость Бам» (Арг-е Бам), созданная около 6–4 века до н. э. династией Ахеменидов. К сожалению, в конце 2003 года древняя Цитадель была полностью уничтожена землетрясением силой 6,3 балла, эпицентр которого пришёлся практически на территорию старого города. Отметим, что иранский город Бам пострадал от землетрясения не только в исторической части, но и в современной — разрушилось порядка 80% зданий.

Крепость Арг-е Бам до землетрясения 2003 года

Строительство зданий из грязи (т. е. глины) развивалось у народов американского континента самостоятельно. Индейцы из племени анасази (пуэбло) возводили в южной части Северной Америки многоэтажные комплексы из глины с соломой, правда, кирпичей они не делали — подготовленный строительный материал во влажном состоянии укладывался по периметру будущего здания, по мере его затвердения поверху формировался новый ярус и так далее.

Саманный дом в городе Талиуин, Марокко, Северная Африка

В штате Нью-Мексико (США) по сей день существуют и используются для проживания здания, построенные из самана около 1000 лет назад.

Состав самана

Этот глинистый строительный материал может состоять из разнообразных природных компонентов, чаще всего в его составе: вода, выполняющая функции растворителя; глина средней жирности, основа смеси; наполнитель, роль которого могут выполнять резаная солома или волокнистые стебли растений, навоз; прочие добавки.

Цели введения в состав саманной смеси тех или иных добавок, их перечень:

• волокна целлюлозы обеспечивают повышение прочности к растяжению. Используются резаная солома (длина резки — от 90 до 160 мм, в зависимости от размеров кирпича), мякина, костра, древесная стружка, навоз КРС;
• для понижения усадки при высыхании кирпичей вводится песок, мелкий гравий, щебень или керамзит;
• повысить устойчивость к воде и ускорить отверждение помогут известь и цемент;
• для улучшения пластичности в состав могут вводится жидкое стекло, костный клей, казеин, патока, навозная жижа (характерный запах навоза полностью пропадает после высыхания самана), крахмал.

Саманная смесь не требует обязательного введения в неё химических компонентов, используемых в стройматериалах — глина, составляющая основу смеси, и так имеет большую часть характеристик, обычных для современных конструкционных и отделочных материалов. Строительные химикаты вводятся по необходимости — чтобы ускорить твердение кирпичей, обеспечить максимальную стойкость к микроорганизмам, грызунам и высоким температурам, возникающим при возгорании.

Тяжёлый и лёгкий саман — в чём разница

Лёгкий саман очень хорошо знаком населению южных районов России — стены домиков-мазанок выполнены именно из этого материала. Раствор лёгкого самана содержит меньший процент глины — около 10%, кирпичи из него не создаются, т. к. смесь наносится непосредственно на каркасные стены по армирующей деревянной обрешётке или укладывается между внутренней и внешней обшивкой стены, выполненной из обрезной доски или плиты ОСП. Достоинства возведения построек из лёгкого самана — высокая скорость строительных работ, малая номенклатура стройматериалов, работы могут выполняться непрофессиональными строителями. Недостатки — большой расход древесных материалов, что повышает стоимость строительства.

Блоки и кирпичи из тяжёлого самана позволяют выстроить значительно более крепкий и надёжный дом, чем при строительстве из лёгкого самана. В процессе работ по кладке используются предварительно высушенные саманные кирпичи, поэтому выделять много времени на сушку стен не требуется, а их отделку можно выполнять сразу после возведения. Недостатки тяжёлого самана, как и достоинства, связаны с глиняными кирпичами — процесс их изготовления достаточно трудоёмок, до полного отверждения продукцию необходимо хранить в большом объёме, тщательно оберегая от намокания.

Характеристики самана

Точные характеристики самана и изделий из него зависят от состава смеси и процентного содержания в ней лёгких наполнителей:

• тяжёлый саман обладает плотностью порядка 1500–1800 кг/м³, т. е. она практически совпадает с плотностью строительного кирпича;
• коэффициент теплопроводности вдвое ниже, чем у строительного кирпича — около 0,1–0,4 Вт/м·°С. Чем больше соломы содержится в тяжёлом самане и чем выше его плотность — тем ниже его теплопроводность;
• прочность на сжатие составляет около 10–50 кг/см², этот прочностной диапазон близок к характеристикам пено- и газобетонов.

Плюсы саманного строительства:

• наиболее дешёвый конструкционный материал, поскольку исходное сырьё для его производства — глина и вода — залегает повсеместно и в избытке;
• абсолютная экологичность построек из самана;
• низкая теплопередача и высокая звукоизоляция стен;
• стойкость к возгоранию;
• способность поглощать избыток влаги в помещениях.

Минусы:

• слабая устойчивость к влажности, в особенности в условиях низких температур — обязательны внешнее оштукатуривание или перекрытие стен облицовочным кирпичом;
• невозможность ведения строительных работ в условиях зимы;
• постройки, возведённые в умеренной климатической зоне, долго сохнут и набирают прочность;
• саманные стены создают благоприятные условия для жизни в них грызунов, насекомых и грибков.

Дом из самана строится дольше, чем дома из традиционных материалов — больше времени требуется стенам на набор прочностных характеристик. Однако итоговая смета расходов на строительство будет как минимум вдвое ниже, чем на постройку из строительного кирпича аналогичной площади.

Саманный кирпич своими руками

Прежде всего требуется подобрать глину, которая будет использована в саманной смеси, определив её жирность. Для этого потребуется образец глины и две остроганные доски шириной 100–150 мм. Уложив глину в небольшую ёмкость, доливаем в неё воду и, тщательно промешивая руками, добиваемся образования однородного глиняного теста — его консистенция должна быть достаточно крутой, чтобы глина не приставала к пальцам. Затем вынимаем кусочек глиняного теста, катаем в ладонях с образованием 50 мм шарика, кладём шарик между подготовленными досками, с равномерным усилием и неторопливо нажимаем на верхнюю доску. Необходимо сдавливать глиняный шарик до тех пор, пока на его поверхности не появятся трещины: диаметр шарика до появления трещин уменьшился наполовину (до 20–25 мм) — глина жирная; трещины при уменьшении диаметра на 1/3 (до 13–17 мм) сообщают о глине средней жирности; если же шарик рассыпался на куски при малейшем нажатии — глина тощая, для самана никак на подходит.

Глина залегает вблизи водоёмов, кроме того, о расположении её пластов вблизи поверхности земли сообщают следующие внешние признаки:

• слегка заболоченные участки на местности — расположенные под ними слои глины не позволяют воде впитываться в землю;
• уровень колодезной воды — если в колодце вода стоит особенно высоко, то здесь залегают пласты глины;
• участки почвы с обильно произрастающими мятой или осокой, хотя видимых источников воды поблизости нет.

Наконец, самый лёгкий способ обнаружить пласты глины необходимого качества — пройтись по соседям, построившим некоторое время назад постройки из самана или выложившими печь (камин).

Кирпичи из самана проще всего делать из глины средней жирности, т. к. с ней легче работать — меньше сил на подготовку уйдёт. Если же доступна только жирная глина, то потребуется изменить её состав до средне-жирного путём ввода 15–16 кг песка на 100 кг, с тщательным промешиванием полученной смеси. Необходим только чистый песок крупной фракции (около 2 мкм) — горный песок лучше, речной хуже, т. к. в нём присутствуют частицы ила, понижающие степень сцепления песчаных крупинок с глиной.

Подготовку глины для саманной смеси необходимо производить осенью, затем уложить её в кучу высотой до метра и закрыть сверху плотным, 100 мм слоем соломы. Глиняная куча формируется и оставляется под открытым небом на всю зиму, благодаря чему её вымочат дожди и весеннее снеготаяние, выморозят низкие температуры холодного сезона — к началу весны её пластичность повысится, что нам и нужно. Как только столбик термометра прочно установится над нулевой отметкой и морозов более не будет — уберите солому, которой была застлана глиняная куча, и укройте глину полиэтиленовой плёнкой, прижав её края камнями по периметру. Полиэтиленовый настил позволит глиняной куче быстрее оттаять, при этом воспрепятствует образованию на её поверхности сухой корки.

Солома для саманной смеси требуется либо свежая, остающаяся после уборки озимых сортов пшеницы и ржи, либо прошлогодняя сухая, без следов гнили. В отсутствие соломы подойдёт сено из травы с грубым стеблем.

Чтобы успеть возвести фундамент, стены и кровлю дома до наступления холодов, саманные кирпичи требуется начать производить в начале-середине весны, как только установится тёплая погода. Площадка для создания кирпичей из самана должна быть неподалёку от места постройки дома — готовые кирпичи увесистые и довольно крупные, перемещать их на значительные дистанции будет затруднительно.

Перед замесом смеси для самана подготовим площадку и формы для кирпичей. Не следует составлять смесь на голой земле — в неё обязательно попадут мусор и грунт, понижающие прочность кирпичей. Необходима формовочная площадка — плотный настил из досок, размером от 2000х2000 мм и более, либо углубление, застелённое водонепроницаемой плотной тканью. На неё укладывается глина в объёме не более 2/3 площади настила, крупные комья разбиваются лопатой, в центре кучи формируется углубление, заливается вода. Затем глина промешивается лопатами и мнётся ногами, в случае её высокой жирности добавляется песок, далее вводится заранее вымоченная солома, смесь вновь промешивается и разминается ногами до тех пор, пока не станет однородной по структуре и не будет похожа на густую кашу. Резаной соломы понадобится около 13–15 кг на кубометр глины, точное количество определяется опытным путём. На этом этап подготовки саманной смеси закончен, её собирают лопатами в кучу и оставляется на двое суток на «дозревание».

Следует отметить, что разминать саманную смесь необходимо только ногами, т. к. любые другие способы здесь не работают — попытка размять смесь при помощи лошади будет неэффективна, поскольку животное предпочтёт ступать по уже проделанным его копытами следам, а привлечение гусеничного либо колёсного трактора будет сопровождаться занесением в саман земли и грязи.

Пока саманная смесь набирает вязкость, принимаемся за создание форм для кирпичей. Для этого понадобится строганная доска толщиной 30 мм, из которой сколачиваются ящики без дна, содержащие две, три или четыре ячейки-секции — их число зависит от габаритных размеров кирпичей. Саманный кирпич обычно имеет три типоразмера: мелкий — 300х140х100 мм; средний — 300х170х130 мм; крупный — 400х190х130 мм. Чем больше кирпич из самана — тем он дольше будет сохнуть, поэтому его габариты определяются в первую очередь местными климатическими условиями. При отверждении формованные саманные кирпичи теряют влагу, их линейные размеры уменьшаются на 10–20%, поэтому внутренние размеры ячеек деревянной формы должны быть на 50–60 мм больше, чем желаемый размер готового кирпича. Чтобы упростить извлечение «сырого» кирпича из формы в процессе формовки, можно придать ячейками слегка коническую форму — дистанция между верхними стенками ячеек на 7–10 мм больше, чем между нижними. Каждую деревянную форму необходимо оснастить ручками по «узким» торцам — достаточно прибить к ним бруски сечением 50х50 мм.

Перед тем как приступить к производству саманных кирпичей в требуемом для строительства объёме, нужно провести испытания нескольких образцов кирпичей на прочность. Для его проведения составьте несколько смесей самана в небольшом объёме (из расчёта на два кирпича), выдержав в каждом очередном замесе следующие пропорции: 3 части глины на одну часть песка; 2 части глины и одна часть песка; соотношение глины к песку, как 1:1; одна часть глины на 2 части песка; одна часть глина на 3 части песка. Из каждой смеси изготовьте по два кирпича, выдержите на площадке под солнечными лучами, затем поместите под крытый навес, поставив их на ребро и держите их там ещё неделю (не перепутайте, какие кирпичи из какого состава смеси!).

По истечении недельного срока, перед тестированием саманных изделий на прочность, осмотрите их поверхности, попробуйте отщипнуть кусочек от краёв, сломать кирпичи руками:

• если изделие легко крошится под пальцами — в составе смеси недостаточно глины и слишком много соломы;
• если поверхность самана покрыта глубокими трещинами, то смесь слишком богата глиной либо глина слишком жирная, т. е. песчаного наполнителя в ней недостаточно — повысьте в пропорции содержание песка на одну часть;
• если вам удалось сломать кирпич руками — в нём недостаточно соломы, нужно повысить её содержание в смеси в 1,5 раза.

Проведя предварительный осмотр, переходите к испытаниям на прочность, воспользовавшись одним из двух предложенных вариантов или обоими сразу: 1-й вариант — сбросьте по одному кирпичу из каждой партии с высоты более 2 метров на землю; 2-й вариант — смочите 120 мм гвозди водой и вбейте их в оставшиеся кирпичи. Расколовшиеся после падения кирпичи означают, что состав самана для них был выбран неверно, то же самое относится к расколотым и раскрошившимся образцам при попытке вбивания в них гвоздей. В качественный саман гвоздь входит так же, как в плотную древесину (к примеру, в дуб) и так же прочно держится в нём.

Выбрав наиболее удачную пропорцию саманной смеси, приступаем к производству кирпичей в большом объёме. Операции по вводу компонентов, промешиванию, разминанию и выдерживанию замеса проводятся по описанной выше схеме — для создания 1000 саманных кирпичей потребуется около 10 м³ глины. Необходимо за сутки до формовки подготовить площадку для предварительной сушки изделий — срезать высокую траву и выступы на грунте, граблями в несколько проходов удалить мусор, обеспечить отток воды на случай дождя, засыпать её поверхность слоем соломенной сечки.

Готовый саман берётся с настила лопатами и укладывается в ячейки формы, предварительно смоченные по внутренним стенкам водой, обсыпанные смесью из мелкой соломенной сечки и песка — мера, облегчающая извлечение сырых кирпичей из формы. Саман кладётся в ячейки с избытком, после чего трамбуется лопатой и доской, после трамбовки этой же доской срезаются излишки материала и возвращаются обратно в замес. Далее деревянная форма поднимается, переносится до площадки под сушку, форма аккуратно переворачивается, в извлечённых кирпичах проволокой диаметра 1–1,5 мм проделывается 4–5 сквозных отверстий по центральной оси изделий — они снимут напряжение в материале, вызванное сушкой. Изделия остаются на площадке в течении 24–36 часов — они должны подсохнуть и отвердеть, чтобы можно было их перенести под навес. Через сутки-двое их необходимо перевернуть на ребро, оставив на месте для дальнейшей сушки.

Сверху формованные кирпичи накрываются брезентом или рубероидом — покрытие защитит их от дождя и неравномерного иссушения под солнечными лучами. Саманные изделия на этой стадии не должны соприкасаться друг с другом, необходимо, чтобы воздух свободно проникал к их стенкам. Далее кирпичи переносятся в сарай или под навес, где укладываются друг на друга попарно на ребро (в «колодец») с дистанцией между ними, равной толщине изделий — помещение для хранения саманных кирпичей необходимо хорошо проветривать. Правильной будет укладка самана на деревянные поддоны, поглощающие избыточную влагу. Полный срок высыхания саманных кирпичей в зависимости от погоды составит от 10 до 15 дней — готовое изделие имеет однородный цвет по всей толщине, не ломается при падении с высоты двух метров, не теряет форму после содержания в воде в течение 48 часов.

Нюансы строительства домов из самана

Подверженность разрушительному воздействию влаги накладывает ряд условий, соблюсти которые в процессе строительства саманного дома необходимо обязательно.

Фундамент. Для постройки из самана оптимален ленточный фундамент, ширина которого превышает ширину кладки стен на 200 мм — для защиты ограждений дома от брызг воды и для возможности нанесения толстого слоя штукатурки. В качестве материала для фундамента используются бетон, бутовый камень и кирпич, цоколь выводится на высоту от 500 мм и выше. Важно уложить между фундаментом и стенами гидроизоляционный слой — к примеру, несколько слоёв толя или рубероида.

Стены. Толщина внешних стен из тяжёлого самана должна быть не менее 500 мм, внутренних — не менее 300 мм. По периметру проёмов в стенах, над перемычками и в участках сопряжения стен (шаг 500 мм по вертикали) нужно заложить арматуру из камыша или хвороста. Кладка выполняется по технологии, обычно применяемой для возведения стен из блоков, со швами толщиной порядка 10 мм. За день требуется уложить не более двух кирпичных рядов (высотой не более 400 мм) с тем, чтобы раствор за ночь схватился и подсох — соблюдение этой техники ускорит высыхание стен и несколько снизит их усадку, позволить приступить к оштукатуриванию стен сразу же после возведения. Кладочный раствор — саманное тесто, в котором соотношение глины к песчаному наполнителю составляет один к одному или четыре к трём. При необходимости уменьшить размеры саманного кирпича можно с помощью обычного топорика. Возведение стен и перекрытие кровли необходимо выполнять только в сухую погоду, закончить работы до наступления осенних заморозков.

Отделка стен. Стены из самана без наружной отделки быстро придут в негодность, поэтому выполнить её крайне необходимо. Слой штукатурки должен быть 50–100 мм, что позволит надёжно защитить стены от непогоды и предохранить их от проникновения внутрь грызунов и насекомых. Для оштукатуривания стен подойдут акриловые, известковые и силикатные составы — слой штукатурки должен быть водостойким, но проницаемым для пара. Цементная штукатурка не годится, т. к. практически не даёт сцепление с необожжённой глиной. Можно снаружи облицевать стены кирпичом, доской или прочими материалами, при этом нужно обязательно выдержать между саманной стеной и облицовкой воздушный зазор в 50 мм, иначе саман будет мокнуть. Перевязка между внешней облицовкой и стеной из самана выполняется гвоздями длиной 150 мм. Внутренняя отделка стен выполняется гипсовой штукатуркой, можно облицевать плиткой, используя клеи на гипсовой основе.

Перекрытия. Монтируются по деревянных балкам, заведённым на стены более чем на 150 мм. Балки необходимо обработать гидроизоляционной пропиткой (к примеру, двумя-тремя слоями олифы) или обернуть толем, затем вмуровать их в саманные стены. С целью эффективного распределения нагрузки под каждую балку перекрытия укладывается доска, участки в точках опоры балок также армируются камышом или хворостом.

Перемычки. Оконные и дверные перемычки выполняются из доски, ширина которой равна ширине стены, а толщина — 50 мм. Доски перемычек необходимо пропитать гидроизоляционными составами или обернуть толем.

Оконные и дверные рамы. Лучше, если эти рамы будут выполнены из древесины, что позволит снизить угрозу накопления конденсата. При монтаже коробок окон и дверей по периметру проёмов укладывается гидроизоляционный слой.

Кровля. Лучше устраивать крутую кровлю, под углом 35 или 40° — в этом случае распирающая нагрузка на стены будет ниже. Минимальная длина свеса, способного хорошо предохранять стены от потоков дождя — 700 мм. В качестве кровельного покрытия более подходят лёгкие материалы — металлочерепица или листовая кровля. Если под кровлей устраивается мансарда, то под кровельный материал необходимо уложить 50 мм жёсткую минеральную вату. Утепление чердачного помещения выполняется лёгким саманом или другими материалами природного происхождения.

Пол. Отделывается керамической плиткой по предварительно утеплённому керамзитом или лёгким саманом грунтовому основанию.

Нарастающий интерес к строительству домов из самана или из соломы, установившийся за последние десятилетия в странах Европы и Америки, объясняется не только модой на экологическое жильё, но и постоянно растущей стоимостью зданий из современных материалов. Зачем влезать в долговую кабалу к банкам и застройщикам, если можно сэкономить и построить полноценный дом из природных материалов, в буквальном смысле лежащих под ногами?

Практически полное отсутствие строительных нормативов для таких зданий связано вовсе не с их низкими эксплуатационными характеристиками, а, скорее, с нежеланием разрабатывать эти нормы, с традициями возведения построек из камня, кирпича и железобетона, обычными для XX–XIX века.

рмнт.ру