|
Каркасные стены
Каркасные стены из пиломатериалов применяют для всех видов построек высотой обычно не более двух этажей. Их конструкция представляет собой систему, обеспечивающую индустриальный способ возведения деревянных зданий, достаточно капитальных и обладающих высокими эксплуатационными качествами.
На изготовление каркаса идет маломерный лес в виде брусков сечением 50х50, 50х75, 50х100 мм.
Использование даже сдвоенных досок смогут заменить брус такой же толщины лишь в случае их жесткого скрепления, например, гвоздями. Использование преимуществ "экономичных" профилей пиломатериалов в строительстве дома возможно чаще всего лишь в теории. На практике строго вертикальных или строго горизонтальных нагрузок не существует, особенно при использовании деревянных конструкций, подверженных периодическим деформациям от воздействия атмосферных факторов (влажность, температура, сила ветра), не говоря уже любых других возможных внешних воздействий.
Части каркаса заготавливают на деревообрабатывающих заводах и доставляют на место стройки в максимально подготовленном виде. Соединения осуществляют на гвоздях - без врубок, гнезд и шипов.
На стройке элементы каркаса в горизонтальном положении собирают простым сколачиваем гвоздями или при помощи соединительных пластин в укрупненные блоки-рамы, которые и обычно поднимаются вручную без использования механизмов. При сборке большого количества однотипных домов сборку рам производят на шаблонах.
Для конструкций каркаса с поэтажными стойками рамы 2-го этажа сколачивают на платформе, образованной перекрытием 1-го этажа.
Небольшие габариты элементов и удобство их укладки в штабели дает возможность транспортировать части каркаса на расстояния, значительно отдаленные от места заготовки.
Каркас сконструирован таким образом, что при использовании различных типов наружной и внутренней облицовки и заполнителей основная его конструкция остается без изменений. Это позволяет заготавливать части каркаса вне зависимости от того, для какого вида заполнителей и отделки он предназначается.
План каркасного здания создается на основе модульной сетки с шагом в 400-500 мм, соответствующим расстоянию между стеновыми стойками. Из особенностей плана производят членение наружных и внутренних стен дома на блоки-рамы. Применение рам длиной более 6,5 м не рекомендуется, так как рамы получаются слишком громоздкими.
Каркасное домостроение уже более 170 лет считается прогрессивным и соответствующим современному уровню техники. В 1833 г. чикагским архитектором Огюстом Тэйлером была изобретена рациональная и экономная система домостроения, названная «воздушным каркасом».
Ее суть раскрывает цитата, из книги А.В. Иконникова Архитектура США, М. Искусство, 1979г.:
«Вместо тяжелых брусьев, соединенных шипами и врубками – основы старых домов Новой Англии, - Тэйлор использовал тонкие, близко поставленные стойки, связанные дощатой обшивкой. Все соединения выполнялись на гвоздях, и энергичный человек, обладающий средней квалификацией, мог сколотить такой дом за неделю».
Результат - в 1871 году Чикаго с населением в 300 тыс. человек, застроенное на 2/3 деревянными постройками с «воздушным каркасом», было опустошено громадным пожаром. Это позволило с 1973 года после начала восстановления города, чикагской школе архитекторов стать законодателем моды уже в строительстве небоскребов, отняв пальму первенства у нью-йоркских архитекторов. Только в этом и можно считать каркасное домостроение двигателем прогресса, предоставившие под новое строительство очищенное пожаром место. Аналогичные "прогрессивные" традиции в строительстве в начале XX в. удивляли европейских специалистов при посещении Японии, которые отмечали удивительную беспечность и равнодушие местных жителей, наблюдающих за уничтожением пожаром своих домов и даже не пытающихся их тушить. Просто вскоре погорельцы вновь на старом месте возводили легкие постройки для жилья, а ценное имущество японцы традиционно сберегали в трудно сгораемых кладовых "кура", не имеющих снаружи каких-либо деревянных конструкций, чем предотвращалось распространение огня на эти хранилища.
Другой всплеск каркасного домостроения вновь произошел в США уже в период Второй мировой войны, когда были срочно приняты стандарты военного времени для строительства быстровозводимых сборно-разборных домов.
В целях экономии рабочей силы и ускорения темпов постройки зданий целесообразным было строительство домов из укрупненных элементов стен, перегородок и перекрытий, изготавливаемых на заводах. На местах постройки производился только монтаж дома из этих элементов, причем с использованием малоквалифицированной рабочей силы.
Стандарты США жилищного строительства военного времени были положены в основу деревянного домостроения СССР уже в послевоенное время с выделением двух способов возведения сборно-разборных домов, исходя из опыта США и Швеции.
1) Строительство из заранее заготовленных пиломатериалов: резка и изготовление деревянных каркасов производится в месте построек.
2) Строительство домов производится из сборных, заранее заготовленных на домостроительных заводах укрупненных элементов: панелей, стен, перекрытий, крыш и щитов. На месте постройки производится только монтаж этих элементов.
Этими двумя способами возводились четыре основные вида деревянных каркасных домов: фахверковые; каркасно-обшивные; каркасно-щитовые; щитовые.
Основой фахверковых домов является остов (каркас), чаще всего деревянный из бревен или брусьев. Промежутки между стойками остова заполняются различными строительными материалами, часто каменными (например, кирпичной кладкой), поверхность которых обычно покрывалась затем штукатуркой. Стойки остова оставляли обычно открытыми, что придавало зданию характерный архитектурный облик, наиболее широко такие дома до настоящего времени распространены в Германии.
Для закрепления в каркасе кирпичной кладки к стойкам прибивают треугольные бруски, а в кирпиче вытесывают соответствующие углубления.
Другой способ – через 3-4 ряда в стойки забивают гвозди до половины их длины и свободную половину закладывают кирпичом.
Иногда стойки закрывают кладкой полностью. Наружная облицовка в 1 кирпич внешне ничем не отличается от кирпичных стен.
Фахверковые наружные стены всегда устраивали только в странах с умеренным и теплым климатом. Их конструкция позволяет в регионах с мягким климатом использовать большое количество остекленных поверхностей, перерасход затрат на отопление в этом случае частично будет компенсирован экономией электроэнергии на освещение. В северных странах необходим дополнительный слой утепления. Для промышленных зданий нередко использовали металлический фахверк. Но в СССР даже для промышленных зданий считалось недопустимым оставлять стойки каркаса без закрытия наружной стеной, обеспечивающей тепловую защиту зданий. В настоящее время под влиянием зарубежных нормативов не только стойки каркаса оставляют без тепловой защиты наружных стен, но даже балки и плиты перекрытий выводят наружу. При этом в целях экономии считают излишним использование прерывателей тепловых мостиков в плитах балконов и перекрытий, выходящих на наружную поверхность. Современными западными технологиями для регионов с холодным климатом установка таких конструкций считается обязательной и фигурирует в каталогах крупнейших строительных фирм.
Каркасно-обшивные дома отличаются устройством сплошной обшивки (обычно дощатой) наружных и внутренних поверхностей стен, включая стойки каркаса. Пространство между наружной и внутренней обшивкой обычно заполняют плитным утеплителем – пенопластом, минеральной ватой, стекловатой, каменной ватой и т.п.
Каждый производитель рекламирует их положительные особенности: низкую стоимость, меньшую горючесть и влагопоглощение, экологическую безвредность и многое другое. Но использование любого из утеплителей предусматривает их обязательную изоляцию. Причем в ряде инструкций на применение утеплителей указано на необходимость для людей избегать прямого контакта с ними (цитата из гигиенического сертификата одного из самых часто рекламируемых утеплителей – использовать только в качестве среднего слоя ограждающих конструкций малоэтажного дома). Другие –"экологически безвредные" утеплители – сами требуют защиты от влияния окружающей среды и людей. Нет ни одной инструкции, в которой утеплитель можно использовать в отапливаемых жилых домах без пароизоляции, касается это даже утеплителей с полным отсутствием влагопоглащения (по рекламными заявлениям). Защита утеплителя, а с ней и вся надежность ограждающих конструкций (наружных стен) зависит от тонкой пленки, прочность которой сравнима с прочностью полиэтиленового пакета. Сколько может прослужить такой пакет? Поэтому производители каркасных домов начинают провозглашать необходимость менять дом через 15 лет, ставя в пример Запад. Традиции – построить дом, родить сына, посадить дерево, рекомендуется забыть. Об этом производители каркасных домов прямо говорили в декабре 2006 г на выставке "Деревянное домостроение", переживая при этом, что не могут пока найти замену массивным деревянным конструкциям в стропильных системах крыш, стоимость которых очень велика и составляет 50% от общей ценности их домов. В месте с тем они очень хотят принять активное участие в осуществлении национальных проектов России. Видимо, производители суррогатных домов (лексика 20-х гг. XX в.) не дают спать лавры жуликов (по словам руководителя программ национальных проектов), которые производят и продают фальшивые лекарства в рамках национальных проекта в здравоохранении.
В каркасно-щитовых домах изготовленные в заводских условиях щиты стен устанавливают между стойками каркаса.
В щитовых домах щиты стен несут на себе все вертикальные нагрузки и обеспечивают конструкционную прочность невысоких одноэтажных домов без использования отдельных стоек каркаса.
Для СССР основными и более совершенными считались каркасно-щитовые и щитовые дома. Фахверковые дома и каркасно-обшивные требовали более квалифицированной рабочей силы и больших затрат непосредственно в месте постройки. В Америке даже в военное время каркасные дома строили в основном поточным методом. Сборка каркаса производилась бригадой плотников, специализировавшейся именно на этой операции. Вторая операция заключалась в монтаже панелей стен дома и производилась другой бригадой плотников. Стены дома на месте постройки для удобства и обеспечения лучшего качества монтировались в горизонтальном положении: каркас обшивали плитами, а затем ставили в вертикальное положение. На сборке и установке перегородок работала третья бригада плотников, четвертая бригада монтировала крышу. Следующие операции (прокладка труб водопровода и канализации, электросети, работы по устройству чистого пола и т.д.) производились другими специализированными бригадами.
Строгая специализации бригад и их квалификация позволяла существенно уменьшить неизбежные недостатки каркасного домостроения. Хотя использование на домостроительных заводах невыдержанного и недостаточно просушенного пиломатериала, нарушение правил хранения и повреждения при транспортировке, приводили к неточности в размерах готовых сборных элементов, не обеспечивая тем самым их плотного прилегания, что особенно важно для элементов кровли.
Качество большинства каркасно-обшивных домов в СССР, построенных по образцу американских стандартов для военного времени, крайне низким, так как в период освоения технологии массового каркасного строительства домов при их устройстве был допущен целый ряд дополнительных ошибок.
Деревянные стойки могут применяться в зданиях высотой не более 2 этажей. Для того чтобы осадка стоек и перекрытий была минимальной, передача нагрузки должна производиться исключительно через торцы стоек: опирание торца стойки на прогон, а прогона на нижнюю стойку совершенно недопустимо. Стыки стоек устраивают в каждом этаже. Такие стойки могут быть запроектированы под нагрузку 30-40 т. Расстояние между ними обычно принимают 3,5-4,0 м, что определяется их несущей способностью и допустимыми пролетами для деревянных прогонов.
Конструкция каркаса с поэтажными стойками позволяет вести работы по монтажу каркаса поэтажно и перейти на сборное домостроение из укрупненных элементов стен и перекрытий. Недостатки этого типа каркаса заключаются в том, что здание подобной конструкции менее жестко; деформации при этом больше, чем при каркасе с неразрезными стойками (вследствие усушки поперек волокон верхних и нижних обвязок и балок). В каркасе платформенного типа необходимо стремиться к тому, чтобы в различных частях здания было почти одинаковое количество древесины, усыхающей поперек волокон, чем достигается равномерность его осадки. В каркасе с разрезными стойками стойки продольных и поперечных стен могут иметь различную высоту.
Раскосы ставят между угловыми стойками и первым промежуточным и в середине, если здание длинное (более 15 м), раскосы желательно врезать заподлицо в стойки и раскосы. Увеличение жесткости каркаса может достигаться диагональной обшивкой, пришивкой досок одной обшивки под углом 30-45о по отношению к другой, устройством двухслойного пола: нижний настил – диагональный и поверх него чистый пол (на первом этаже настил лучше устроить сплошным).
Обычно строительство каркасно-обшивных домов, у нас велось без учета возможной усушки деревянных конструкций или их разбухания даже от временного переувлажнения, т.е. не соблюдались жесткие требования проектов (чаще всего, проекты просто отсутствовали). Небрежность в установке вертикальных стоек каркаса, нарушение правил устройства характерных для каркасных домов висячих стропил (дающих распор на стены), отсутствие качественных утеплителей привело к тому, что каркасные дома промерзали насквозь, приходили в неудовлетворительное для проживания состояние и разрушались в течение нескольких лет.
Попытка развития производства щитовых домов путем строительства в конце 80-х г. прошлого века в СССР нескольких дорогостоящих заводов, оснащенных импортным оборудованием, по заключению Правительственной комиссии провалилась из-за крайней неэкологичности используемых утеплителей и удручающего внешнего вида этих домов, даже выставочных экземпляров. По тем же причинам, и в то же время привели к банкротству многие и зарубежные фирмы, специализирующиеся на строительстве щитовых домов, в первую очередь это коснулось лидеров каркасного домостроения - финских и шведских фирм. Приобретать такие дома не желали даже дачники, в СССР они широко использовались лишь при устройстве рабочих поселков для проживания вахтовиков.
В данной книге устройство каркасных домов рассмотрено очень подробно из расчета, что это все-таки самые дешевые (если не использовать дорогостоящие, якобы экологически безвредные утеплители) и быстровозводимые дома, хотя и недолговечные.
Но чтобы построить даже такой жилой дом требуется знать и, главное - соблюдать много жестких требований и правил, проверенных опытом.
|
|
Возражения заинтересованных лиц
|
Комментарий редактора
|
|
|
