Основные типы конструкций каркасных стен

Основные типы конструкций каркасных стен

Чтобы получить по-настоящему добротный дом, стоит разобраться в некоторых особенностях каркасных технологий. Те или иные конструкции имеют как свои плюсы, так и определённые недостатки, развиваются и совершенствуются параллельно друг другу.

Мировой опыт

Каркасные дома бывают разные. Есть очень бюджетные, которых большинство. Но есть и такие, которые способны простоять под сотню лет даже в нашем климате. Решающее значение в этом деле имеет не конкретная технология, а то, кто и как их строит.

Классическая каркасная технология

Ещё эту технологию иногда называют «каркас со сквозными стойками». В конструкции данного типа стойки стен проходят сквозь все перекрытия не прерываясь и скрепляются верхней обвязкой, на которую опирается крыша. Изначально использовались деревянные балки (или даже брёвна).

Яркий представитель каркасного домостроения - фахверковый дом, хотя часто его выделяют в отдельную классификацию, поскольку основные несущие конструкции не зашиваются в принципе и видны снаружи.

Классический обшиваемый со всех сторон каркасник сегодня строят из бруса 150х150 мм. Материал этот сравнительно дорог, поэтому брус используют только в наиболее нагруженных местах, в основном применяют сдвоенную и строенную 150 мм доску.

Собирается «скелет» каркаса прямо на объекте, после чего утепляется и обшивается. В процессе строительства дома древесина легко набирает влагу из воздуха, а шанс намочить ещё не законченный каркас в нашем климате весьма велик. Просушить его полностью после этого практически невозможно. Такой метод строительства каркасного дома, пожалуй, наиболее удобен и практичен для самостоятельного строительства и не имеет ограничений по воплощению любых архитектурных задумок.

При всей кажущейся простоте каркасный дом является довольно сложной инженерной конструкцией. Основа такого дома - каркас, который имеет скрытое расположение. И то, на сколько грамотно он собран, просушен и защищён в процессе подготовки, сильно повлияет на срок службы. Поэтому качественное каркасное строительство в российских условиях порой становится нетривиальной задачей.

Стандартная технология требует сухой калиброванной древесины. При возведении каркаса очень важно избежать использования леса, имеющего дефекты. Если попадётся хотя бы пара-тройка досок или брусьев с грибком или гнилью, в процессе эксплуатации деревянные элементы конструкции, имеющие здоровую древесину, могут быть заражены, что отрицательно скажется на теплопроводности древесины и на её физических свойствах.

Так что обработка деревянного каркаса антисептиком обязательна. При этом под словом «обработка» необходимо понимать обязательное нанесение на дерево предписанного производителем количества антисептического состава (по нормам расхода на м2) по принципу: покрасил / впиталось / покрасил. А не простое промазывание кисточкой там и тут.

В первую очередь поражению подвержены закладные бревна и нижний брус обвязки. Так же не стоит пренебрегать и качеством гидроизоляции деревянной конструкции от фундамента дома.

Однако самая большая проблема в строительстве каркасника в нашей стране - это отсутствие хорошего сухого пиломатериала. Проблема очевидна, решение понятно: чем меньше влаги в дереве, тем лучше.

Сложность может возникнуть с поиском действительно высушенной древесины и, как обычно, с человеческим фактором: по бумагам будет один процент влажности, а на самом деле другой. Ведь зачастую закуп материала отдаётся на откуп строителей и те набирают сырой древесины с ближайшего строительного рынка.

В сыром дереве всегда и грибок скорее появиться, и «ведёт» после высыхания эти доски и брусья так, что они становятся «винтами» и «саблями». Да и влага внутри каркаса совсем не улучшает свойства утеплителя.

Каким должен быть показатель влажности используемой для сборки каркаса древесины? Строительные эксперты утверждают, что до 15%. В некоторых источниках можно встретить и 22%. В нормативных документах по строительству фигурирует показатель не более 25%. В реальности чем меньше, тем лучше.

Другой неожиданный для многих самодеятельных застройщиков момент - стабильность размеров пиломатериала вообще и в отдельно взятом экземпляре доски или бруса в частности. При разбросе толщин стоек каркаса в полсантиметра его последующая отделка становится весьма незаурядным и, можно сказать, «творческим» процессом.

До недавнего времени для изготовления несущего каркаса применялся только деревянный брус. Хотя, казалось бы, высокая степень надёжности металлического профиля лучше обеспечивает необходимую для этого стабильность размеров. Ведь он, в отличие от древесины, не подвержен влиянию влажностных и температурных воздействий.

Причина, по которой металл раньше не использовался в каркасных конструкциях, кроется в его высокой теплопроводности. Ведь элементы проходят сквозь всю толщу стен, соприкасаясь с холодным воздухом снаружи здания и тёплым внутри него. Это приводит к образованию «мостиков холода» и является причиной значительных теплопотерь, приводит к промерзанию внутренних поверхностей стен. В таком месте выделяется конденсат, от разрушительного влияния которого ни саму стальную конструкцию, ни другие материалы уже не спасти.

Для снижения тепловых потерь потребовалось уменьшить толщину металла (ведь чем тоньше сталь, тем меньше теплопотери) и увеличить путь прохождения тепла. Для этого в конструкциях наружных стен стали использовать стальной оцинкованный тонкостенный перфорированный профиль с поперечным сечением от 0,7 до 3 мм.

Принципиальное отличие термопрофиля от обычного в том, что он имеет специальные расположенные в шахматном порядке просечки, увеличивающие путь прохождения теплового потока. Такое решение снижает естественную теплопроводность металлических конструкций на 80-90%, никак не сказываясь на их прочностных характеристиках. Проблем со сборкой такого каркаса обычно не возникает. Отдельные элементы соединяются между собой при помощи саморезов или заклёпок, без сварки.

Каркасно-щитовая технология

Такие дома строятся следующим способом. Сначала на фундаменте собирается перекрытие до уровня чернового пола, затем оно используется как основание для стен, на котором удобно проводить дальнейшую сборку каркаса. После установки стен, поверх них устанавливается следующее перекрытие.

Это так называемая «платформенная» технология. Стеновые конструкции при этом, как правило, собирают отдельно и затем монтируют на платформу.

Более продвинутым стал принцип сборки таких стен-щитов не на самой стройплощадке, а на специализированном производстве. И это реальный способ упростить и уменьшить объём работ на стройплощадке, минимизируя риски строительства. В заводских условиях гораздо проще проконтролировать качество сборки панели, а шанс намочить деревянную основу или утеплитель в данном случае сводится к нулю.

Процесс итоговой сборки ускоряется в разы. На заводе щиты собираются до полной комплектации, то есть помимо утеплителя и обшивки в них монтируются окна, двери, коммуникации, происходит первичная (по-нашему «черновая») отделка стен и на объект поступают в прямом смысле готовые стены и перекрытия. Само же строительство дома на готовом фундаменте и вовсе занимает буквально 2-3 дня. Остаётся только декоративная часть отделки и коммуникации. В Европе многие каркасники строят именно так. У нас эта технология получила название «немецкой».

Недостатком подобного подхода являются габариты элементов. Ведь их ещё необходимо как-то довезти до места и установить, а значит без внушительной и дорогостоящей техники и кранов не обойтись. В наших условиях сроки поставки панелей на объект зачастую не выдерживаются, что влечёт дополнительные расходы застройщика на простой грузоподъёмной техники.

Да и сама перевозка таких панелей по нашим дорогам не улучшает их качеств. Обычно в них закладывают в качестве утеплителя минеральную вату, которая при тряске сбивается, съезжает и образует в конструкциях полости без утеплителя.

Другая опасность такой технологии кроется в стыках готовых панелей. Изначально они не должны требовать ручной подгонки. Но в наших условиях при сборке такого дома часто приходится работать и топором. А если рабочим наплевать на качество, результат может быть непредсказуем.

Хотя именно эта проблема решается достаточно просто. Поскольку продолжительность процесса сборки целого дома измеряется днями и стыков совсем немного (десятки, даже не сотня), значит владелец вполне может выделить несколько дней и лично поприсутствовать при сборке дома для контроля качество монтажа.

Каркасно-панельная технология

К ней относят дома, построенные по SIP технологии. Большинство конструктивных элементов такого дома совмещают и несущие, и изоляционные функции. При строительстве не нужен отдельно возводимый каркас. Его роль выполняют верхний и нижний обвязочный брус и бруски, стыкующие панели. Панели сами по себе и являются основным несущим элементом конструкции. Их торцевые стыки закрываются брусками, фактически выполняющими роль соединения «шип-паз».

В основе технологии лежит структурная утеплённая панель SIP (Structural Insulated Panel). Изготавливается она из двух базовых материалов: плотного вспененного пенополистирола и OSB плиты. В результате на выходе получаем стандартную конструкционно-изоляционную панель. Европейцы вместо пенополистирола используют пенополиуретан - он более симпатичен в плане экологии, да и теплоизоляционные свойства выше.

Толщина «сэндвича», по всем параметрам подходящая для нашего климата, установлена в 164 мм для внешних стен, 224 мм для перекрытий и 124 мм для внутренних перегородок дома. Стена выдерживает вертикальную нагрузку в 10 тонн на SIP панель стандартной ширины 1,25 м и поперечную в 2 тонны на 1 м2. То есть имеет более, чем пятикратный запас прочности. Часто из SIP панелей выполняют и перекрытия, и конструкцию кровли.

Стоимость SIP строительства получается сравнимой со стоимостью дома из обычного (не клееного и не сушеного) бруса, однако если брус ещё требует утепления, то здесь уже всё это присутствует. Да и отделка деревянных стен обойдется дороже за счёт плохой геометрии бруса, да и его усыхание добавит немало проблем.

Сегодня существует возможность закупить не просто панели, а уже готовый домокомплект, который на месте уже собирается как конструктор. Панели в нём уже раскроены и имеют заданные геометрические размеры. «Дуракоустойчивость» такой технологии весьма высока - при сборке дома остаётся лишь заполнить стыки монтажной пеной. Дом площадью в 150-200 м2 может быть собран на готовом фундаменте за 2-4 недели, что вполне позволяет застройщику лично проконтролировать процесс.

Такие стены не дают усадки, что позволяет не только ускорить процесс строительства, но и избежать проведения дополнительных работ (выравнивания, утепления, заделки трещин и т.д.). Сезонность при таком строительстве практически не имеет значения. Хотя необходимо учитывать, что монтажная пена ограничивает диапазон работ до -10-15°C, поскольку теряет свои свойства при более низкой температуре.

Размер панелей определяет стандартную высоту потолков в 2,8 или 2,5 м, однако простота стыковки конструкций позволяет наращивать высоту до требуемого размера. Правда, обратной стороной подобных «излишеств» становится резкое увеличение стоимости домокомплекта. То же происходит и в том случае, когда застройщик желает видеть не типовой, а в архитектурном плане немного более изысканный проект.

Всё дело в том, что заводские комплекты «заточены» под размер и оптимальный раскрой материала. Индивидуальный подход неизбежно влечёт увеличение количества отходов. Для удешевления строительства из SIP панелей возводится только тёплый контур дома, а несущие балки перекрытия, стропильную систему крыши и перегородки возводят из привычного пиломатериала.

Опасность огня

Сама возможность того, что дом может сгореть, пугает любого нормального человека. Почему-то каменные стены успокаивают. Парадокс: пожара боятся все, но в абсолютном большинстве частных домов нет обычного огнетушителя.

А ведь пожарная безопасность любого дома, и не только каркасного, обеспечивается целым рядом мероприятий: обработка огнезащитными составами, соблюдение стандартов устройства электропроводки, правильная эксплуатация нагревательных приборов и печей, соблюдение пожарных требований к застройке (противопожарные разрывы, брандмауэры и т.д.) и просто банальное соблюдение простейших правил пожарной безопасности.

В этом плане из всего семейства каркасников наиболее защищены от возможных возгораний дома из СИП-панелей. В качестве утеплителя в них используется не поддерживающий горения пенополистирол, кроме того, за счёт особенностей устройства, в таких стенах нет воздушных промежутков, через которые очаг возгорания мог бы получать кислородную подпитку. Сами же по себе негорючие стены не являются гарантией от пожара. Пожары происходят в любых домах. Если горят не сами стены, то хорошо горит то, что находится внутри.

Подводя итог можно сказать, что каркасные дома бывают разные. Есть очень бюджетные, которых большинство. Но есть и такие, которые способны простоять под сотню лет даже в нашем климате. Однако подобные каркасные дома пока редки, ведь их строительство держится на абсолютном энтузиазме владельцев и опыте исполнителей работ, что, к сожалению, в наших реалиях является достаточно редким сочетанием.

Начало: Плюсы и минусы технологий каркасного домостроения

ДОМ ИДЕЙSIP Панель