Скандинавские технологии: Правильный каркасный дом.

    Правильный каркасный дом... Одна только эта фраза способна вызвать на любом строительном форуме взрыв эмоций, сравнимый по силе и агрессии с самым страшным стихийным бедствием. Иногда дискуссии доходят до полного абсурда. Если в разгар строительного сезона прокатиться по застраиваемым коттеджным посёлкам, то наблюдаемая картина будет не лучше. Иногда складывается впечатление, что с наступлением тёплой погоды запускается конкурс на самое оригинальное сколачивание досок в пространстве в виде дома. Что же такое каркасная технология строительства, откуда она появилась в России и почему каждый строит так, как считает нужным, без оглядки на существующие технологии и строительные регламенты? Давайте попытаемся найти ответы на все вышеперечисленные вопросы.

    История каркасного домостроения началась очень давно. Самой древней каркасной постройкой в мире считается каркасный храм в Японии. По оценкам историков ему около 1300 лет. В первую очередь каркасные технологии строительства начали развиваться в регионах с дефицитом древесины. В древности это были иудеи, греки, римляне, китайцы, египтяне и, как уже было сказано, японцы. Древние технологии строительства каркасных построек очень сильно отличались от того, что мы привыкли видеть в наше время. Оно и понятно, ведь несколько сотен лет назад у строителей не было тех материалов, которые доступны сейчас. Строительные плёнки и мембраны, минераловатные и пенополистирольные утеплители, фанера, мдвп и т.д. появились совсем недавно. В качестве заполнителя и утеплителя стен использовалась смесь глины и соломы, которой заполняли пространство между стоек каркаса. Так со временем в Европе стали появляться так называемые фахверковые дома. Стойки каркаса были видны снаружи и подчёркивались декоративными накладками, создающими определённый геометрический рисунок, характерный для построек среднего класса средневековой Европы. Очередной всплеск каркасного строительства произошёл в США и Канаде после Второй Мировой войны, когда возник вопрос о решении проблемы жилья для миллионов переселенцев, нахлынувших в эти страны. Каркасная технология была выбрана не случайно. При минимуме древесины она позволяла в кратчайшие сроки возводить качественные и, при правильной эксплуатации, долговечные дома. Эта технология стала основной в малоэтажном и индивидуальном строительстве, а в США и Канаде были разработаны соответствующие строительные нормативные документы, которые совершенствовались, дополнялись и уточнялись на протяжении многих лет. В итоге технология была отточена и доведена до совершенства. В странах Скандинавии каркасное домостроение развивалось приблизительно с 12-го века. При отсутствии дифицита леса, во главу угла скандинавы ставили энергоэффективность. Это и не удивительно, учитывая достаточно суровый климат данного региона и крайне низкие показатели у каркасных домов по теплопотерям. Используемые материалы сильно не отличались, даже несмотря на принципиальные различия в преследуемых целях. Пройдя долгий путь эволюции, скандинавское каркасное строительство в итоге было также доведено до совершенства, да причём такого уровня, что трудно придумать куда вбить лишний гвоздь. А теперь самое интересное. Развиваясь независимо друг от друга, канадская и скандинавская технологии каркасного строительства на сегодняшний день имеют минимум различий, которые заключаются лишь в различном исполнении некоторых конструктивных узлов! 

    В России каркасное строительство начало развиваться сравнительно недавно. Первые более-менее массовые застройки начались после Гражданской войны и были обусловлены дешевизной и скоростью возведения. После Великой Отечественной также было построено довольно большое количество каркасных домов, причём некоторые из них сохранились до сих пор. К сожалению каркасное домостроение не получило серьёзного развития в то время, что было обусловлено приверженностью к традиционным бревенчатым домам, да и леса в России всегда было в достатке. Собственные технологии толком разработаны так и не были, так как в послевоенное время была масса других задач, которые надо было решать в срочном порядке. Новая жизнь у каркасного строительства в России началась с массовыми застройками коттеджных посёлков на фоне всплеска количества желающих жить за пределами города в собственном доме. Так как чётко отлаженной технологии и строительных нормативов практически не существовало, то россияне обратили свой взор в сторону скандинавов и канадцев. Первые дома строились либо банально копируя подсмотренное за бугром, либо пытаясь разыскать и перевести на русский язык канадские и скандинавские нормативы. Кто-то строил просто из головы, пытаясь всего лишь соблюсти основной принцип: "каркас из досок с минватой между ними". На такие детали, как типовые узлы, расчёт пролётов и нагрузок обычно мало кто обращал внимание. В этот же период в России начало формироваться мнение, что каркасный дом это что-то самое бюджетное, ненадёжное и недолговечное. Это и не удивительно, ведь о соблюдении технологии, да, порой, и о существовании самой технологии каркасного строительства знали далеко не все. Картина начала выправляться, когда пытливые умы самостройщиков, стремящихся построить для себя максимально правильный, надёжный, тёплый и долговечный дом, начали, в буквальном смысле, перелопачивать интернет в поисках достоверной информации, в том числе и на заграничных сайтах. Немалую роль в этом сыграл и немалоизвестный портал forumhouse.ru, где энтузиастами было собрано огромное количество информации, в том числе и технической. В 2002 году был разработан и утверждён Свод Правил СП-31-105-2002.pdf "Проектирование и строительство энергоэффективных одноквартирных жилых домов с деревянным каркасом", что внесло окончательную ясность в процесс каркасного домостроения. За основу данного документа был взят аналогичный Канадский регламент, так называемый Code. Регламент был переработан под наши Российские реалии, как климатические, так и общестроительные. Данный документ является основным и единственным регламентом в строительстве каркасных домов на территории РФ. Думаю будет излишним пояснять, почему наши специалисты пошли путём подгонки чужого документа вместо разработки собственного - как говорится, всё уже разработано до нас и добавить/убавить уже нечего.

    Так что же отличает правильный каркасник от сколоченных в пространстве пиломатериалов в виде дома? Ответ довольно прост: правильное выполнение конструктивных типовых узлов и элементов и предварительные инженерные расчёты нетиповых. Самый простой путь - спроектировать дом на основе вышеуказанного свода правил, содержащего типовые решения, которые подходят в большинстве типовых случаев. Шаг и сечение стоек стен и балок перекрытия должны выбираться исходя из нагрузок, воздействующих на стены и перекрытия. Это как собственный вес конструкций, так и нормированные жилые, снеговые и ветровые нагрузки. Только при правильном выборе сечений пиломатериалов и шага раскладки балок и расстановки стоек можно построить прочную и жёсткую каркасную конструкцию, которая не расшатается со временем от сил и нагрузок, воздействующих на несущий каркас здания. В противном случае можно легко получить полы на втором этаже с эффектом батута, раскачивающийся при сильных порывах ветра дом и растрескивание как наружной, так и внутренней отделки. Проживя в таком доме несколько лет, появится ощущение сожаления о потраченных деньгах и негативное мнение о каркасных домах в целом. Не менее важно какая древесина применяется в строительстве. Кто-то предпочитает строганую доску камерной сушки, кто-то строит из древесины естественной влажности. Сухая строганая доска даёт нам практически идеальную геометрию самой доски и отсутствие изменения размеров исходного материала по причине усушки в процессе эксплуатации. Такая доска практически не нуждается в антисептировании, её не "ведёт" и она не станет причиной искривления уже готовых собранных конструкций. Доска естественной влажности, так называемый "сыропил", крайне редко имеет точные размеры заявленного сечения, но даже при идеально точном распиле, в процессе естественной усушки, доска 50х150 может легко превратиться в 45х140. Думаю, всем очевидно, что произойдёт с собранной конструкцией после того, как каждая доска в ней произвольно начнёт изменять свои размеры. Причём происходить это будет неравномерно, каждая доска будет усыхать индивидуально, а некоторые из них начнут выгибаться. Иногда искривление каркаса, после подобного процесса, можно увидеть невооружённым глазом, иногда отклонения проявляются только по косвенным признакам, таким как растрескивание отделки и в отдельных случаях перекосом оконных и дверных проёмов. Доска для строительства необязательно должна быть строганая, достаточно использовать сухую доску с правильной геометрией. Причём в каркасе из нестроганой доски утеплитель держится гораздо лучше. Ещё одним минусом строительства из "сыропила" является обязательная обработка антисептиком. При быстром возведении дома, каркас очень быстро уходит под обшивку мембранами и отделочными материалами. Вследствие этого происходит закупорка влаги в доске, которая как правило не успевает выйти из древесины естественным образом. Это приводит к образованию плесени и грибка, разрушающего древесину, вызывая гниение. Это можно сравнить с тем, как если сырую доску завернуть в плёнку и положить на солнце. Сила проявления эффекта, безусловно, будет несравнима, но сам смысл процесса абсолютно идентичен. Для того, что бы доска успела просохнуть раньше, чем подвергнется атаке плесени с грибком, и производится обработка антисептиками. Прибавив к стоимости доски естественной влажности стоимость антисептика и работы по его нанесению, становится очевидно, что купить пиломатериал камерной сушки будет не сильно дороже.

    Немаловажным моментом является и то, чем соединяются между собой элементы каркасной конструкции. В нашей стране присутствует стойкое заблуждение, что собирать каркас нужно исключительно на саморезах и с использованием различных металлических соединительных элементов, таких как уголки и перфорированные пластины. Знаю одного заказчика, который перед началом строительства дома совершенно серьёзно заявил: "Увижу, что используете гвозди - будете всё переделывать". И вот, воодушевившись "саморезной идеей" человек отправляется в магазин или в интернет, с целью подобрать себе для стройки саморезы. После даже грубого подсчёта необходимого количества данного вида крепежа и ознакомления с его общей стоимостью при выборе нормальных, качественных саморезов, выбор, обычно, останавливается на "чёрных" гипрочных саморезах, как самых бюджетных. Ещё больше прострации и отрезвления добавляет стоимость уголков и пластин, необходимых для реализации идеи закрепления практически каждой доски с использованием данного вида крепежа. Так вот, однозначно хочу заявить: никаких саморезов, тем более "чёрных" и никакого "железа" для соединения элементов, в каркасе быть не должно и близко. Это лишняя трата денег. За исключением тех мест, где они необходимы и оправданы конструктивными особенностями конкретного узла. А применять "чёрные" саморезы вообще недопустимо, ввиду того, что они произведены из некачественного металла, да ещё и закалены. Из-за этого у них довольно часто отлетают "головы" или вообще они ломаются пополам. Более 90% соединений в каркасе дома выполняются исключительно на гвоздях! Причём, если собирать каркас в соответствии с нормативами, как скандинавско-канадскими, так и нашими (СП 31-105-2002), гвоздь либо будет работать "на срез" (что для него как раз и оптимально), либо будет просто обеспечивать фиксацию элемента каркаса в проектном положении, не неся при этом значительных нагрузок. Дополнительный металлический крепёж обычно используется при креплении стропильной ноги к верхней обвязке и при врезке лаг пола между балок. При этом крепление используемых фасонных металлических изделий производится также гвоздями.

    Ещё один важнейший момент строительства каркасного дома требует подробного освещения. Это конструкция наружных несущих стен. Что такое несущая стена, думаю, всем очевидно. Это стена, которая воспринимает нагрузки от конструкций расположенных выше и является элементом жёсткости всей конструкции здания. Наружная несущая стена, помимо всего прочего, подвергается воздействию внешних факторов (перепады температуры и влажности) и должна обеспечивать сохранность тепла внутри дома в отопительный сезон. Состоит такая стена из материалов с самыми различными физическими характеристиками, но нам сейчас будут интересны всего три: прочность, теплопроводность и паропроницаемость. С прочностью всё понятно, с теплопроводностью тоже всё просто: чем хуже стена пропускает тепло - тем лучше. Главное правильно выбрать толщину утепления в соответствии со своим климатическим регионом и типом отопления. Есть такой параметр, как теплопотери через ограждающие конструкции. По сути, эта характеристика показывает сколько тепла уходит на улицу через стену за единицу времени. Зная сколько киловатт тепла в час теряет наш дом, нетрудно понять какая мощность системы отопления нам нужна, чтобы с запасом компенсировать эти потери. Если дом будет отапливаться дешёвым магистральным газом, то нет никакого смысла тратиться на излишнее утепление - оно при вашей жизни может и не окупиться. Но если дом отапливается электричеством, либо другим дорогостоящим энергоносителем, вложение средств в дополнительные 50-100 мм. утеплителя могут быть вполне оправданы в процессе эксплуатации дома. Для каждого конкретного случая, в каждом конкретном регионе предельно допустимые теплопотери через наружные ограждающие конструкции необходимо определять теплотехническими расчётами. Сейчас мы плавно перейдем к третьей характеристике наружной стены - паропроницаемость. Всё дело в том, что утеплитель выполняет свою функцию, согласно заявленным характеристикам, только в сухом состоянии. С повышением собственной влажности, теплопроводность материала возрастает и теплопотери через этот утеплитель увеличиваются. Влага в утеплитель может попасть двумя путями: изнутри здания, в виде насыщенного водяными парами воздуха, и снаружи, при воздействии на фасад атмосферных осадков. Внутри жилого дома влага появляется в результате жизнедеятельности человека (пот, дыхание), при приготовлении пищи (варка, жарка и т.д.) и при использовании ванны и душа. Таким образом, влажность воздуха внутри дома практически всегда выше, чем на улице и выше того уровня, при котором утеплитель сохраняет свои теплоизолирующие свойства. Для исключения попадания влажного воздуха (водяных паров) в утеплитель, под внутреннюю отделку монтируется пароизоляция. Тут всё просто. Немного сложнее дело обстоит с наружной защитой стены от переувлажнения. Помимо недопущения попадания влаги в стену, необходимо сделать так, чтобы влага, уже попавшая в утеплитель, могла свободно выходить наружу. Это достигается использованием материалов, которые пропускают водяные пары (паропроницаемы), но не пропускают влагу. Самыми распространёнными среди них являются ветро-влагозащитные мембраны и плиты МДВП. Поверх этих материалов и выполняется наружная отделка, согласно архитектурным решениям конкретного проекта.

    К сожалению, в рамках одной статьи абсолютно невозможно рассказать как правильно построить каркасный дом. Я затронул лишь основные, так сказать, ключевые моменты. Если вы собираетесь строить каркасный дом своими руками или хотите разобраться в вопросе для контроля качества работ, выполняемых нанятой бригадой, настоятельно советую изучить следующие документы:

       1. СП-31-105-2002.pdf - Свод Правил "Проектирование и строительство энергоэффективных одноквартирных жилых домов с деревянным каркасом".

       2. Индивидуальный дом - платформа.pdf - перевод на русский язык финского справочника.

       3. Haun_Larry-The very efficient carpenter_1998.pdf - книга "Очень эффективный плотник" Ларри Хон 1998 г. на английском языке.