Дома из дерева
Деревянные дома, в зависимости от особенностей конструкции , можно разделить на несколько основных типов:
- каркасные дома
- дома из обыкновенного бруса
- бревенчатые дома ручной рубки
- дома из оцилиндрованного бревна и профилированного бруса.
Различаются они, в основном, способами возведения стен и используемыми для этого материалами. Попробуем коротко охарактеризовать каждый из вышеперечисленных типов домов. Для удобства расположим их в порядке возрастания стоимости.
Сегодня на рынке строительных услуг множество фирм предлагают потребителю каркасные дома, сделанные по различным технологиям ( канадская, финская и т.д.). Разница между ними заключается только в использовании различных материалов и составе так называемого «пирога» стены, а суть одна: брусовый каркас, облицованный каким-нибудь материалом ( вагонка, сайдинг гипсокартон и т.д.) с утеплителем внутри. Такие дома, как правило, несколько дешевле других типов домов (здесь и в дальнейших сравнениях между разными типами домов следует учитывать, что сравнивать можно только дома одного класса комфортности). Они получаются очень теплыми, однако, чаще всего, уступают домам из бревна и бруса по комфортности и экологичности за счет присутствия в стенах синтетических материалов, а также затрудненного воздухообмена и влагообмена. Не надо забывать, что через бревно и брус в закрытом помещении может меняться до 30% воздуха в сутки, а уникальные свойства этих материалов позволяют в сухую погоду отдавать накопленную влагу, а в сырую, наоборот, впитывать в себя ее излишки в жилом помещении. Именно поэтому деревянные дома отличаются особым микроклиматом и высоким уровнем комфортности. В каркасных домах такого уровня достичь довольно сложно.
Следующим типом домов являются дома из оцилиндрованного бревна. Они, как правило, на 15-20% дороже каркасных, и в полной мере обладают всеми преимуществами натуральной древесины, описанными выше. Относительная дешевизна таких домов определяется переносом самых трудоемких обрабатывающих операций со стройплощадки на производство, где это сделать намного проще. А технология монтажа определяется еще раньше — на этапе проектирования. Из цеха на стройку поступают не заготовки, а уже готовые детали, которые остается лишь аккуратно собрать. Оцилиндрованое бревно является относительно новым материалом. Спрос на него в последние годы значительно вырос. Современные технологии позволяют изготавливать в заводских условиях изделия больших диаметров (24-32 см и более), не уступающие по своим физико-техническим характеристикам бревну, рубленному вручную. Оцилиндровка бревен придает зданию неповторимую красоту и изящество. Недаром в Европе такие дома считаются одними из наиболее дорогих и престижных.
Брусовые дома до недавнего времени были одним из наиболее распространенных типов деревянных домов. Несмотря на распространенное мнение об их относительной дешевизне, фактическая стоимость такого дома, построенного «под ключ», часто на 10-15%превышает стоимость подобного до построенного из оцилиндрованного бревна. Многих вводит в заблуждение тот факт, что сам брус стоит дешево. Однако они забывают, что простой брус не имеет теплового замка. Из-за этого его очень трудно утеплить, т.к. коэффициент продувания всегда будет в сколько раз выше, чем у стены, сложенной из правильно изготовленного бревна. Для того, чтобы уменьши теплопотери в брусовом доме, приходится применять дополнительное утепление и обшивать его снаружи и изнутри евровагонкой, сайдингом, либо другим материалом. Все эти мероприятия полностью поглощают экономию, полученную, при приобретении самого бруса и еще добавляют дополнительные затраты. Как цыплят считают по осени, так и стоимость дома определятся после того, как в него можно будет заселяться. Несмотря на вышесказанное, дома из бруса очень хорошо зарекомендовали себя в условиях наши климатического пояса. Ведь дерево само по себе отличается очень ни теплопроводностью. Деревянная в 35 см эквивалентна по теплосбережению кирпичной, толщиной 1,5 метра.
И, конечно, наиболее древним и испытанным тысячелетиями способом строительства деревянных домов является рубка сруба вручную. Строительство такого дома является наиболее трудоемким и длительным по времени. Естественно, такой дом обойдется, дороже дома из оцилиндрованного бревна, так как и любое произведение ручной работы — дороже машинной штамповки. Если современные технологии позволяют производить отделку дома оцилиндрованного бревна сразу по его сборки, то срубленному вручную дому необходимо выстоятся не менее года. Да и сама рубка занимает намного больше времени и сил, чем складывание «конструктора» из оцилиндрованных бревен. А время — это деньги. Да и зарплату за это время надо платить. Хороший профессионал-плотник достоин хорошей зарплаты.
Разумеется, приведенное выше разделение домов по ценовым категориям достаточно условно. Существуют фирмы, которые предлагают каркасные дома, стоимость которых намного превышает стоимость домов ручной рубки. Учитывая тот фактор, что желающих построить себе хороший деревянный дом с каждым годом становится все больше, и большинство из них останавливают свой выбор на оцилиндрованном бревне, как основном стеновом материале.
Какое дерево лучше?
Перед многими застройщиками встает вопрос, из какой породы дерева строить дом: сосны, ели или лиственницы? Лиственница в этом ряду стоит особо. Вне всякого сомнения, это дерево отличается гораздо большей прочностью и красотой текстуры. Лиственница практически не подвержена влиянию влаги. Опоры деревянных мостов через реки всегда строились из лиственницы или дуба. Многих мостов уже нет, а опоры до сих пор стоят практически не поврежденные. Однако материал этот относительно дорог, и доступен далеко не каждому. Поэтому большинство останавливают свой выбор на сосне и ели. Почему-то многие предпочитают сосну, скептически относясь к еловому варианту. Попробуем разобрать этот вопрос более подробно.
Физические характеристики этих пород очень близки. Ель имеет немного более рыхлую структуру, но за счет этого несколько теплее, чем сосна. Что касается степени подверженности внешним воздействиям, то современные защитные средства (антисептики) с успехом решают эту проблему.
Химические составы ели и сосны также мало, чем отличаются друг от друга. К примеру, в сосне содержится 41,9% целлюлозы, а в ели 44,1%. В сосне содержится 25,5% лигнина, а в ели 28,9%. Как видите, отличия не существенные. Русская пословица гласит: «Изба елова — сердце здорово». Пословицы на пустом месте не складывались. Кроме того, опыт показывает, что у сосны гораздо чаще встречаются табачные сучки, чем у ели. Сосну чаще поражает синева (заболонная окраска). Хотя это мало сказывается на прочностных характеристиках, но является неприятным явлением, борьба с которым требует дополнительных сил и средств. Я не хочу умалить значение сосны как строительного материала, её эффективность в этом качестве подтверждена опытом столетий. Я просто хочу сказать, что еловые дома за те же самые столетия показали себя ничуть не хуже. Вообще-то, долговечность дома, на мой взгляд, больше зависит от правильной эксплуатации, чем от материала стен.
Что касается синевы, то это бич всех хвойных пород. Надо быть к ней готовым, из какого бы дерева вы ни строили свой дом. Избежать посинения бревна без проведения соответствующих мероприятий невозможно. Заболонные окраски вызываются многими видами грибов. Оптимальная температура для большинства видов грибов синевы составляет 26-27 градусов Цельсия, поэтому рекомендуется складывать срубы в зимний период. Для профилактики синевы и отбеливания уже посиневших элементов строения можно использовать антисептики. Засинелая древесина в большинстве случаев отличается повышенной скоростью водопоглощения и поэтому пропитывается ими значительно лучше, чем здоровая. В общем, это не такая уж большая проблема. Отечественная промышленность выпускает сегодня множество высокоэффективных отбеливающих и антисептирующих средств для древесины, ничуть не уступающих лучшим зарубежным аналогам. При этом следует учитывать один момент: сруб желательно покрывать ими только после сборки — снаружи сильными антисептиками для наружных работ (чтобы не дышать потом этой гадостью внутри помещений), а изнутри специальными составами для внутренних работ. Чтобы защитить тепловой замок (продольный паз бревна), антисептиком пропитывают прокладочный материал (джутово-льняное полотно). Тем самым мы максимально защитим дом от внешних воздействий, оставляя его экологически чистым для проживания.
Горючесть дерева это, конечно, тоже недостаток, но его можно исправить. Антипиреновые составы сегодня уже широко применяются в строительстве и способны действительно сделать бревно несгораемым, в чем легко убедиться. На самом же деле опасность возгорания обусловлена, скорее, не внешними воздействиями на строение, а тем, что находится внутри жилых помещений: мебель, бумага, ткани — все это довольно легко воспламеняется.
Следующий вопрос, который встает перед застройщиком: из какого бревна строить дом — сухого или естественной влажности? Прежде всего начнем с того, что традиции деревянного зодчества подразумевают использование для строительства только бревен естественной влажности. После укладки в сруб происходит уменьшение их влажности до равновесной. Бревна уменьшаются в объеме, под действием собственной тяжести и вышележащих венцов более плотно прилегают друг к другу, существенно уменьшая коэффициент продуваемости стен. В результате этого мы получаем прочное деревянное строение с максимальными теплоизоляционными характеристиками.
В конструкции сруба из бревна естественной влажности не должно быть ни одного жесткого крепления. В течение первых полутора-двух лет он даст основную усадку (5-7%), которой ничто не должно мешать. Учитывая, что усушка и разбухание древесины вдоль волокон значительно отличается от поперечной, все вертикальные конструкции должны быть снабжены компенсаторами усадки. Это позволяет при необходимости отрегулировать относительную высоту конструкций и сохранить правильную геометрию дома.
Бревна скрепляются между собой в шахматном порядке деревянными нагелями диаметром 20-25мм, которые закладываются на расстоянии не более 1,5-2 метров друг от друга.
Древесина камерной сушки обладает влажностью менее равновесной. После того, как мы завозим ее на строительную площадку, она при соприкосновении с открытым воздухом начинает интенсивно впитывать влагу. Это может привести к искривлению бревен.
На деревянные нагели такие бревна притянуть невозможно. Они просто не выдерживают и ломаются. Поэтому приходится вместо них использовать металлическую арматуру. Сруб из таких бревен не может дать нормальной усадки и естественного уплотнения. Наоборот, бревна начинают разбухать и проходит процесс, обратный вышеописанному: бревна стремятся выпирать из сруба. С давних пор известна способность древесины при стеснении разбухания развивать большие давления: разбухающими от воды деревянными клиньями раскалывали камни. Для того, чтобы удержать такие бревна в собранном состоянии, применяют стальные стяжки. Не буду судить, насколько оправдана подобная технология строительства деревянного дома. Знаю только, что для застройщика она обходится гораздо дороже традиционной. Раньше старались строить избы без применения железных гвоздей. Дерево с металлом конфликтует. Да и работы наших ученых показали, что высокотемпературная сушка приводит к снижению механических свойств древесины. Прочность древесины сосны снижается: при сжатии вдоль волокон на 0,8-8,7%, радиальном скалывании на 1-12%; ударная вязкость на 5-10,5%. Впрочем, некоторые фирмы в настоящее время нашли некий компромисс и предлагают заказчикам так называемое «подсушенное» бревно, влажность которого хотя и ниже естественной, однако несколько выше равновесной.
Вот еще один из вопросов, который часто беспокоит будущего владельца: из зимней или из летней древесины будут строить его дом? Это вызвано предположением, что зимний лес имеет меньшую влажность, чем летний, и поэтому более подходит для строительства. Могу Вас разочаровать: научные данные о сезонном изменении влажности древесины свидетельствуют о том, что наибольшая влажность в дереве наблюдается именно зимой (ноябрь-февраль), а наименьшая летом (июль-август). Влажность заболони летом может быть на 25-50% ниже, чем зимой, а влажность ядра (спелой древесины) в течение года почти не изменяется.
Проектирование
Строительство любого дома начинается с проектирования, и деревянный дом не исключение. К сожалению, многие застройщики не до конца понимают, что грамотное проектирование дома позволит сэкономить до 30% средств во время строительства. Несмотря на то, что почти каждый из нас знаком с печальным опытом самостроя, мы продолжаем наступать на одни и те же грабли. Однако, прочитав 2-3 популярные журнальные статьи о строительстве домов, каждый начинает чувствовать себя в этом вопросе профессионалом.Дерево — это живой материал. Строительство из него имеет свою специфику и требует особых знаний. Более того, далеко не все профессиональные архитекторы и строители ими владеют. Так и здесь — проектирование и строительство деревянного дома следует поручать только тем специалистам и организациям, которые знают в этом толк и уже зарекомендовали себя на этом поприще. При строительстве деревянного дома во многих случаях совершенно не обязательно заказывать полный пакет проектно-сметной документации. Особенно это касается небольших зданий и сооружений (бани, гаражи и т.д.). Наиболее подробный проект требуется при производстве и строительстве домов из оцилиндрованного бревна. Это вызвано тем, что все элементы строения изготавливаются в заводских условиях, и любое отклонение от размеров, предусмотренных в проекте, приводит к невозможности последующей сборки дома на строительной площадке. Но даже в этом случае расходы на проектную документацию можно минимизировать. В состав документов, достаточных для того, чтобы изготовить и построить дом из оцилиндрованного бревна, обязательно должны входить: эскизный проект, спецификация на элементы (с чертежом и маркировкой каждого бревна) и технологические карты сборки дома (развертки стен). Эскизный проект, во-первых, дает застройщику полное представление о том, что должно получиться в процессе строительства, а во-вторых, является основным документом на дом и входит неотъемлемой частью в состав документов, необходимых для проведения согласований с разрешительными органами местной власти. В него обязательно должны входить:
* общая пояснительная записка с исходно-разрешительной документацией, технико-экономическими показателями, справка руководителей проекта о
- соответствии проекта нормам
- план фундамента (подвала, цокольного этажа)
- планы этажей
- фасады с цветовым решением
- разрезы (продольный и поперечный).
Спецификация на элементы необходима для того, чтобы на производстве могли правильно изготовить все элементы строящегося дома, а технологические карты сборки помогут строителям все это правильно собрать. В отдельных случаях архитекторы и конструкторы дополняют этот перечень документов картой оптимизации раскроя бревен, что позволяет свести до минимума отходы древесины.
При проектировании дома из оцилиндрованного бревна следует учитывать, что большинство предприятий используют для своего производства стандартный, шестиметровый лес. Так как стены домов во многих случаях превышают эту длину, бревна приходится стыковать между собой. Ни в коем случае не рекомендуется делать это на открытой стене. Все стыки необходимо предусматривать на перерубах, с тем, чтобы их можно было закрывать тепловым замком, исключая тем самым мостики холода. Следует помнить, что для жесткости сруба и правильной его усадки, бревна должны перехлестывать друг друга. Нежелательно стыковать бревна в одном месте более чем в трех венцах подряд. Не рекомендуется также делать перерубы далее, чем 4,5-5 метров друг от друга, во избежание горизонтальных подвижек бревен, которые могут привести к образованию щелей в стене. Это также касается и домов, рубленых вручную. И, конечно, аксиома, которую часто забывают (особенно при проектировании эркеров): в бревенчатом доме может быть только четное количество углов.
Изготовление
Следующим важным этапом после проектирования, является изготовление в заводских условиях , элементов сруба, из оцилиндрованного бревна.
На разных предприятиях установлены разные механизмы оцилиндровки, на которых работают специалисты разной квалификации и, как результат, получаются изделия разного качества и разной цены.
Строительство
Вот мы и изготовили комплект домостроения из оцилиндрованного бревна. Теперь необходимо его собрать. Несмотря на кажущуюся простоту этой задачи (естественно, при наличии грамотных технологических карт сборки), я бы порекомендовал поручить это дело специалистам. В каждом деле есть много особенностей, которые известны только профессионалам.
Для того, чтобы дом получился прочным, прежде всего необходим правильно рассчитанный фундамент, который должен быть у любого сооружения, будь то двухэтажный дом, баня или беседка. Однако здесь важно не переусердствовать. Не закапывайте свои деньги в землю. Не закладывайте фундаменты на глубину промерзания. Лучше Вы на эти деньги обставите дом хорошей мебелью, либо построите себе баньку.
Как известно, затраты на устройство фундаментов составляют большой удельный вес в общей стоимости строительства малоэтажных зданий. Деревянные дома являются относительно легкими сооружениями, и небольшие нагрузки на фундаменты (40-120 кН) обуславливают повышенную чувствительность к силам морозного пучения.
К пучинистым грунтами относятся глины, суглинки, супеси, пески пылеватые и мелкие. При определенной влажности эти грунты, промерзая в зимний период, увеличиваются в объеме, что приводит к подъему слоев грунта в пределах глубины его промерзания. Находящиеся в таких грунтах фундаменты подвергаются выпучиванию, если действующие на них нагрузки не уравновешивают силы пучения. Поскольку деформации пучения грунта неравномерны, происходит неравномерный подъем фундаментов, который со временем накапливается, в результате чего конструкции зданий претерпевают недопустимые деформации и разрушаются.
Применяемое в практике строительства мероприятие против выпучивания путем заложения фундаментов на глубину промерзания не обеспечивает устойчивость легких зданий, так как такие фундаменты имеют развитую боковую поверхность, по которой действуют большие по значению касательные силы пучения.
Таким образом, повсеместно применяемые материалоемкие и дорогостоящие фундаменты не обеспечивают надежную эксплуатацию малоэтажных зданий, построенных па пучинистых грунтах.
Одним из путей решения проблемы строительства на пучинистых грунтах малоэтажных зданий является применение мелкозаглубленных фундаментов, закладываемых в сезоннопромер-зающем слое грунта.
Основной принцип конструирования мелкозаглубленных фундаментов зданий с несущими стенами на пучинистых грунтах заключается в том, что ленточные фундаменты всех стен здания объединяются в единую систему и образуют достаточно жесткую горизонтальную раму, перераспределяющую неравномерные деформации основания. Применение мелкозаглубленных фундаментов базируется на принципиально новом подходе к их проектированию, в основу которого заложен расчет оснований по деформациям пучения. При этом допускаются деформации основания (подъем, в том числе неравномерный), однако они должны быть меньше предельных, которые зависят от конструктивных особенностей здания. Надфундаментные конструкции рассматриваются не только как источник нагрузок на фундаменты, но и как активный элемент, участвующий в совместной работе фундамента с основанием. Чем больше жесткость конструкций на изгиб, тем меньше относительные деформации основания.
Длительный срок эксплуатации зданий на мелкозаглубленных фундаментах свидетельствует об их надежности, а опыт показывает, что их применение позволяет сократить соответствующие расходы в 1,5-2 раза.
О возведении стен почти все уже сказано выше. Здесь главное — точно следовать разработанной проектной документации. После того, как Вы сложите все изготовленные элементы, у Вас получится готовая коробка дома, которую останется только накрыть крышей и произвести отделочные работы. Следует только предостеречь, что применение каркасных элементов, гипсокартона, облицовочной плитки и других отделочных материалов возможно только по независимому каркасу, который позволит избежать деформации конструкций.
При строительстве деревянных домов особое внимание следует уделять междуэтажным перекрытиям. Как правило, для балок перекрытия используют либо такое же бревно как и для стен дома, либо брус. Для того чтобы перекрытия получились прочные и не возникал так называемый «эффект мембраны», следует правильно рассчитывать сечения балок в зависимости от расстояния между ними и ширины пролета.
Для простоты приведу данные для правильных расчетов в виде таблицы. Пользуясь ею, находят значения минимального сечения балок для пролетов от двух до шести метров. Эти данные подойдут для большинства малоэтажных зданий и сооружений. Если балки расположены на расстоянии одного метра друг от друга, то их сечение следует выбирать по первой строке таблицы, а если они отстоят друг от друга на расстояние шестьдесят сантиметров, то сечение определяют, пользуясь нижним значением той же строки.
Величину пролета принимают равной расстоянию между внутренними плоскостями противоположных несущих стен плюс 20 сантиметров. Если у Вас нет брусьев с сечением, указанным в таблице, их можно заменить досками, скрепленными между собой гвоздями. Например, брус 14 х 10 см можно заменить двумя досками 14?5 см.
Вот мы и подошли к строительству крыши. Ошибки при ее монтаже могут доставить немало огорчений и дополнительных затрат незадачливому застройщику.
Устройство крыши деревянного дома с бревенчатыми фронтонами коренным образом отличается от устройства крыш других типов домов. Основная ошибка при ее конструировании заключается в жестком соединении стропильных ферм с коньковыми J и средними прогонами, объединении- I ми в свою очередь с фронтонами до- ц ма в единую конструкцию. Во время осадки фронтонов их верхняя часть вместе с коньком крыши может опуститься на 25-35 см. В этом случае наблюдается изменение геометрии стропильной системы. Угол соединения стропильных ног в коньке увеличивается — коньковая вязка нарушается. Угол соединения стропильных ног с моуэрлатом уменьшается. Вдобавок стропила сместятся на 10-20 см относительно прежнего месторасположения. Карнизная вязка нарушается. Ригеля, призванные поддерживать скаты крыши, наоборот, начнут стягивать ее внутрь, либо рваться.
Если же стропильная система сделана прочно, она может подвесить на себе часть бревенчатой конструкции, и во фронтонах могут образоваться щели, заделать которые будет очень трудно.
Чтобы избежать подобных осложнений, можно выполнить весь мансардный этаж или только фронтоны в каркасном варианте и обшить его блокхаузом, имитирующим бревно.
Если же Заказчик настаивает на бревенчатых фронтонах, то стропильную систему нужно делать независимой от них. Про углы деревянного дома:
Угол деревянного дома — отдельная тема для разговора. В деревянном домостроении, это одна из самых уязвимых частей строящегося здания и именно от нее во многом зависит комфортабельность проживания в доме.
От того, каким именно способом срублен и закреплен угол дома напрямую зависит то, насколько теплым это строение окажется зимой. Все происходит просто: в отличие от общего полотна древесины, место крепления намного тоньше. Поэтому и пропускает тепло. Еще один нюанс — насколько плотным сделано крепление. Если образовались зазоры, большие щели или материал повело в сторону, то зимой можно ожидать, что проветриваться дом будет самостоятельно — именно через эти несовершенства в углах.
Основу угла дома составляют крепление и конопатка. Крепление бревна естественной влажности или оцилиндрованного называется «в чашку» — два вырубленных углубления позволяют соединить бревна. У «чашки» есть несколько вариантов — обычная русская, канадская, норвежская. Они отличаются наличием затеса и шипом внутри. Угол, сделанный в технике простой русской чашки, конопатится или стык изнутри прокладывается специализированными конопатными материалами, коих сейчас много на современном рынке — от классической пеньковой пакли и лубяного джута до искусственных изоляционных материалов. Канадские чашки имеют форму треугольника и гораздо плотнее подходят друг к другу. Выполнение чашки с шипом — одна из самых трудоемких работ. Но именно это позволяет достичь повышенной плотности прилегания и крепления бревен.
Крепление конструкций из клееного бруса вытачивается еще на заводе. Обычно, это крепления типа «шип — паз». Каждый клееный брус имеет выемки — пазы, и выступающие части — шипы, которые затем прочно соединяются друг с другом и препятствуют деформации конструкции. Клееный брус сам по себе является плотным материалом, поэтому крепления на нем вытачиваются точно и хорошо держат соединение. Данный тип позволяет собирать дома из клееного бруса как конструктор. Многие производители утверждают, что дом из клееного бруса сможет сделать даже непрофессиональный строитель — настолько высоко качество материала и просто его использование при наличии инструкции по сборке. Пазовое соединение клееного бруса не требует столько конопатного материала, как для профилированного бруса или бревенчатого сруба. Если для остальных необходимо до 5 слоев джута, то для клееного бруса достаточно и 1.
Как ведет себя древесина после соединения? Обычно, необходимо год-два усушки для волокна естественной влажности и около месяца для клееного бруса. Бревно усыхает в среднем до 10% и под своей тяжестью места креплений плотнее соединяются, бревно проседает. Это происходит в любом случае. Но там, где в креплении выполнен шип, соединение идет ровно, плотно и щелей практически не остается. Русская чашка может давать зазоры, которые потребуют дополнительной конопатки. Клееный брус ведет себя по-другому. В отличие от бревенчатых срубов он не высушивается, а наоборот, немного набирает влагу. Это происходит за счет того, что в заводских условиях он подвергается максимальной усушке в сушильных камерах, а в естественных условиях содержание влаги иное. Впитывая влагу, клееный брус может увеличиваться до 12%. Соответственно, места креплений еще более плотно соединятся.
Каким бы ни был угол дома, это так или иначе самое тонкое место и оно требует дополнительного утепления, чтобы в зимнее время года в помещениях поддерживалась комфортная атмосфера. Также стоит заметить, что срез бревна или выступающий клееный брус необходимо защищать от воздействия атмосферных осадков и вредных насекомых — это самая уязвимая часть материала. Специализированные пропитки станут надежным препятствием перед негативными факторами, которые могут повлиять на качество древесины при эксплуатации.