Основа стен любого каркасного дома – несущие стойки. Чаще всего они выполняются из строганой доски (бруса) естественной влажности сечением, как минимум, 40×100 мм, и устанавливаются вертикально по линии стен с шагом в 600 мм.
Почему именно такое расстояние? Это расстояние между краями стоек, или их центрами? Какие факторы влияют на расчет шага стоек, и можно ли изменять указанное значение в большую или меньшую сторону? В данном материале вы найдете обоснованные ответы на все поставленные вопросы, с теоретическими пояснениями и примерами из практического опыта.
Применение пароизоляции
Обязательным атрибутом в стене каркасного дома является пароизоляция. Это специальная мембрана, которая обладает низким показателем паропроницания, как правило около 30 грамм на м2 в сутки. Она монтируется в плотную к утеплителю внутри дома. Основная задача пароизоляционной мембраны не допустить попадания влаги внутрь стен, в частности в утеплитель. Как правило, внутри жилого дома, уровень влажности в воздухе бывает выше чем влажность на улице, особенно в санузлах, и на кухне. Избыточная влага в виде пара пытается выйти наружу, и если не применять пароизоляции, то утеплитель внутри стен может впитать в себя эту влагу и тогда теплопроводность у стен возрастёт, т.к. влага хорошо проводит тепло, дом будет остывать быстрее. Кроме того, наличие влаги внутри стен пагубно влияет на срок службы дома.
Применение ветрозащитной мембраны
В отличии от пароизоляции, ветрозащитная мембрана ставится снаружи, вплотную к утеплителю, и обладает отличной паропроницаемостью, до 4000 грамм на м2 в сутки. Это необходимо для того, чтобы из стен легко выходила любая влага, которая может скопиться внутри стен, например в результате точки росы. Конденсат может образоваться внутри стен, когда есть резкий перепад между температурами внутри дома и на улице. Основная функция такой мембраны, защита утеплителя от продувания. Все волокнистые утеплители работают по принципу неподвижно стоящий воздух. В сильный ветер, особенно если дом расположен на открытой местности, если не обеспечить надежную защиту от продувания, дом может быстро остывать. Ветрозащитная мембрана монтируется во всех местах где возможно продувание, и все стыки обязательно проклеиваются двухсторонним скотчем
Шаг стоек каркасного дома и несущая способность стен
Каждая стойка стенового каркаса представляет собой вертикально установленную доску, которая воспринимает распределенную нагрузку от верхней обвязки и передает ее нижней, установленной на фундаменте дома. Естественно, способность выдерживать весовую нагрузку у деревянной стойки далеко не безгранична. То есть, при определенной массе каркасного дома стоек должно быть в таком количестве, в каком они все вместе смогут обеспечить необходимую несущую способность с запасом.
Рассмотрим конкретный пример, из которого вышесказанное станет более понятным. Допустим, есть проект каркасного одноэтажного дома с размерами стен 8×8 метров. При использовании традиционных строительных и отделочных материалов масса такой постройки будет составлять примерно 12 т, то есть, 12000 кг (для расчета веса каркасного дома обычно используется специальная узконаправленная программа-калькулятор).
Одна стандартная стойка, изготовленная из строганой доски сечением 40×100 мм, способна нести на себе нагрузку около 300 кг (данные из специальных таблиц). Соответственно, для того чтобы каркас выдержал массу дома в 12000 кг, таких опор должно быть, как минимум, 40 штук (12000/300=40).
Теперь осталось только равномерно распределить их по линии периметра будущих стен дома. Как было указано в условии примера, размеры постройки составляют 8×8 м. То есть, получается, что длина периметра всех несущих стен в сумме составляет 32 м. Чтобы распределить полученные 40 стоек на таком расстоянии, шаг между соседними опорами должен быть в районе 0,8 м или 80 см (32/40=0,8).
Теперь следовало бы отметить, что полученное значение (шаг) – это не конкретное руководство к действию, а всего лишь минимальное расстояние между несущими опорами каркаса конкретного дома. Меньше можно. Больше – нет. Эта цифра в технологии каркасного домостроения является лишь базовой. Точный же шаг стоек каркасного дома определяется с учетом других факторов, перечисленных выше и описанных далее.
Выбор шага стоек по типу используемых стройматериалов
Рассчитывая оптимальный шаг между соседними стойками в каркасной конструкции, следует учитывать габаритные параметры материалов, применяемых в качестве облицовки, утеплителя и отделочных материалов. Специалисты СК «Крона» предпочитают использовать в своей работе минеральную вату Knauf, толщиной 100 мм в качестве утеплителя, а для внутренней и наружной отделки – вагонку из древесины хвойных деревьев.
Каркас внутренних перегородок производится из обрезной доски с параметрами 100х40 мм. В этом случае шаг между стойками должен быть не больше 400 мм.
Подбор шага стоек в зависимости от используемых материалов
Схема внешних и внутренних стен каркасного дома.
Как уже говорилось ранее, выбранный шаг стоек зависит не только от нагрузок, но и от используемых материалов. При его расчете необходимо учитывать габаритные размеры облицовочных материалов (ориентированно-стружечной плиты (ОСБ) или фанеры), утеплителя и материалов, используемых для внутренней отделки дома. Результатом такого комплексного подхода станет минимальный перерасход используемых материалов и значительная экономия как времени, так и сил при строительстве каркасного дома.
Узлы соединения стен
При сборке каркаса стен можно использовать различные узлы соединения стен. Главное, чтобы при соединении узлы обеспечивали достаточную прочность конструкции. Кроме того,узлы соединения должны быть смонтированы так, чтобы обеспечить достаточную опору краям внешнего и внутреннего покрытия. В каркасе в наружных углах должно быть не менее двух стоек.
При проектировании стен можно не определять тип углового соединения. Лучше, если производители работ сами определят ,какой узел подходит в данном месте.
При соединении стен по данной схеме, перед установкой второй стены, необходимо вложить утеплитель между стойками –А и В.
Лучшим вариантом соединения внешних стен является угол со свободным открытым пространством.
Расстояние –А должно обеспечивать укладку утеплителя в стену.
При соединении внутренних и внешних стен, в примыкание, необходимо вставлять полосу полиэтиленовой пленки шириной 250 – 300 мм.
При соединении внутренней и внешней стены по такой схеме, перед установкой внутренней стены ,надо вложить утеплитель между стойками. Это не всегда удобно. Между стойками внутренней и внешней стен прокладываем полиэтиленовую пленку. При таком соединении обеспечивается хорошая опора для краев внутренней обшивки.
Это лучший вариант соединения внутренних и внешних стен. Нет необходимости ставить дополнительную стойку. На вставки можно использовать маленькие обрезки досок.Утеплитель не надо укладывать во время строительства каркаса. Вставки должны обеспечить опору углов листов внутреннего покрытия.
После установки всех стен, в дверных проемах можно выпилить нижнюю обвязку. Все оставшиеся длинные доски и их обрезки пригодятся нам для выравнивания стен.
Сколько весит каркасник
Каркас дома является несущей системой. Его прочность должна выдерживать давление стен, перекрытий и крыши. Поэтому для расчёта стоек каркасного дома необходимо определить вес будущего строения. Как это сделать?
Вес стен каркасника.
Существует несколько методик определения веса будущего строения. Приведём две:
- Определение веса постройки по онлайн калькулятору. В таком варианте в калькулятор вводят значения ширины и длины стен постройки, его высоту, количество несущих перегородок, а также материал стен, их толщину и получают готовый результат – ориентировочный вес будущего строения.
- Расчеты по строительным таблицам. Это более сложный и кропотливый труд, в процессе которого можно получить более точный результат. По данным строительных таблиц определяется ориентировочный удельный вес 1 куб. м каркасной стены, а также погонный вес каждого метра перекрытий, кровельных листов. Полученные данные множатся на площадь стен дома или кровли, суммируются и складываются в общий вес каркасного дома.
Полученный в расчётах вес будущего строения умножается на коэффициент 1,1. Он учитывает дополнительный вес сантехнических устройств, мебели, которые будут расположены в постройке. В результате мы получаем тот вес, который каркас дома должен выдерживать в течение многих лет эксплуатации.
По данным он-лайн калькулятора мы получим, что вес одноэтажного каркасного дома 8х8 м с крышей из металлического профиля и деревянными лагами, в климатической зоне с зимними температурами -10 составит около 10.5 тонн. Умножив на коэффициент, получаем 11.55 тонн, которые для удобства расчётов округляем до 12 тонн строительного веса. Итак, что делать дальше?
Разновидности каркасно-панельных домов
Немецкие, канадские, шведские, финские и американские разработки в области каркасного домостроения представляют различные способы возведения здания. В основе их лежит принцип экономичности и энергоэффективности. Такие сооружения становятся все популярнее в нашей стране.
Канадская «Платформа»
Метод разработан в Канаде, где очень широко применяется для строительства небольших частных домов. Возведение ведется поэтажно, начиная с устройства фундамента и пола. На готовом основании – платформе – собирают и монтируют стены первого уровня.
Применяют три типа панелей – OSB, ГВЛ. Первые – ориентированно-стружечные плиты из древесного компонента и клея, вторые – гипсоволокнистые листы, армированные целлюлозой. Их крепят к каркасу саморезами.
Перекрытие будет полом второго этажа или чердака. Строительство ведется последовательно. Не требуется применение подъемных механизмов, привлечение большого количества рабочей силы.
После возведения стен монтируют крышу, кровлю, проводят утепление. Устанавливают двери, окна, прокладывают коммуникации, выполняют наружную и внутреннюю отделку.
Каркасные дома из СИП-панелей
Конструкционная изоляционная сэндвич-панель состоит из двух влагостойких ориентированно-стружечных плит ОСП и внутреннего слоя из пенополистирола. Строительство ведут последовательно, соединяя СИП-панели между собой замком шип-паз. Крепят их монтажной пеной и саморезами к брусьям толщиной 9 см, заполняя герметиком все пустоты.
Стены имеют низкую теплопроводность. Стандартная панель в 14 см защищает от холода так же, как кирпичная кладка толщиной в 1,5 метра.
Дома, построенные по этой технологии, в 2,5 раза дешевле аналогичных из кирпича или бетона. Бригада из трех человек монтирует объект площадью 120 м² за 2-3 недели.
Немецкая технология «Фахверк»
Особенность фахверковых систем – наружное расположение каркаса. Решетчатую конструкцию из небольших секторов заполняют полипропиленовыми или минераловатными плитами, сэндвич-панелями.
Каркас изготавливают из клееного бруса. Он прочен, долговечен, хорошо противостоит атмосферным осадкам. Жесткость придают элементы из крестообразных планок, одновременно выполняющие декоративную функцию, – ман, Андреевский крест, вильдерман. Утеплитель надежно защищен влаго- и ветронепроницаемыми мембранами.
Стойки каркасного дома
Дальше – обратимся к прочности деревянных стоек, и выясним, какой вес может выдержать каждая опорная стойка. Традиционно для деревянных каркасов одноэтажных строений используют угловые стойки каркасного дома сечением не меньше 100х50 мм, для двухэтажных – 150х50 мм. Пользуясь справочными таблицами, определим несущую способность каркасной стойки.
Расстояние между основами.На заметкуРасчёт несущей способности по формулам достаточно сложен и сопряжён со знанием сопротивления материалов.
По справочнику физических свойств древесины, прочность на сжатие дерева составляет 30 – 50 МПа (в зависимости от вида дерева). Это значит, что каждый см сечения может выдержать 30-50 кг веса. Стойки стен каркасного дома 100х50 мм гарантированно выдержит 300 кг.
Учитывая общий вес дома, определённый раньше, можно вычислить минимальное число опорных стоек. Для этого разделим 12 000 кг на 300 кг, в результате чего получим, что установка стоек потребует 40 досок сечением 100х50 мм.
Структура каркасных стен
Структура стен каркасного дома зависит от технологии. Например, типичный «пирог» каркасной стены по финской технологии выглядит примерно так:
- фасадная доска или сайдинг;
- вентзазор;
- фасадный ГКЛ (МДВ) или просто доска (под 450);
- ветрозащитная пленка;
- основной каркас с утеплением;
- пароизоляция;
- дополнительный слой утепления в горизонтальной обрешетке;
- внутренняя отделка (ГКЛ или другой материал).
А вот структура стены по американской технологии:
- сайдинг;
- ветрозащита и ОСП;
- каркас с утеплением;
- пароизоляция;
- внутренняя отделка (ГКЛ).
Таким образом, не считая различия в плитных материалах с наружной стороны каркасной стены, основное отличие этих технологий — наличие вентзазора снаружи и дополнительного зазора с утеплением внутри, что объясняется разными климатическими условиями.
Согласно п. 7.2.1 СП 31-105-2002 каркас стен состоит из вертикальных стоек и горизонтальных элементов, к которым относятся верхняя и нижняя обвязки, перемычки над оконными и дверными проемами. Стойки в пределах каждого этажа опираются на нижние обвязки каркаса стены, которые через элементы каркаса перекрытий передают нагрузку на верхние обвязки каркаса стен нижерасположенного этажа (каркас «платформенного» типа с поэтажными стойками). Обшивки каркаса, если они выполняются из жестких плитных или листовых материалов или из пиломатериалов, обеспечивают жесткость каркаса при восприятии ветровых нагрузок и предотвращают потерю устойчивости стоек. При отсутствии жестких обшивок должны использоваться диагональные связи жесткости или распорки. Согласно этому документу элементы каркаса стен должны выполняться из пиломатериалов хвойных пород не ниже 2-го сорта по ГОСТ 8486. Сечение и шаг стоек каркаса стен должны рассчитываться в зависимости от положения стоек по высоте дома и от передаваемой на них нагрузки. При этом должны учитываться размеры пиломатериалов по ГОСТ 24454 и их прочностные характеристики по СНиП II-25 (для древесины хвойных пород 2-го сорта). Если же расчет стоек на прочность не производится, то размеры сечения стоек должны быть не менее, а шаги стоек не более соответствующих размеров, указанных в таблице 7.1 СП 31-105-2002.
Параметры гвоздевых соединений стоек каркасной стены
| Крепление | Минимальная длина гвоздей, мм | Минимальное количество гвоздей или максимальное расстояние между гвоздями |
| Стойка к обвязкам, каждый конец, прямо (через нижнюю доску верхней обвязки) или вкосую (к нижней обвязке) | 60 или 80 | 4 2 |
| Стойки друг к другу (сдвоенные стойки у проемов, стойки в углах и примыканиях стен и перегородок) | 80 | 750 мм |
| Сдвоенная верхняя обвязка стены | 80 | 600 мм |
| Нижняя обвязка стены к балкам или распоркам (наружные стены) | 80 | 400 мм |
| Внутренние стены к каркасу или черному полу | 80 | 600 мм |
| Перемычка в перегородке к стойкам | 80 | 2 |
| Перемычка в несущей стене к стойкам | 80 | По два на каждом конце |
Как собирать каркас стены я описывать не буду, для этого есть свод правил ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ОДНОКВАРТИРНЫХ ЖИЛЫХ ДОМОВ С ДЕРЕВЯННЫМ КАРКАСОМ СП 31-105-2002, фильмы Ларри Хона. Кроме этого, приведу ряд ссылок на сайты, просмотрев которые вы сможете без особого труда и правильно возвести каркасную стену (ссылки кликабельные):
- по конструкциям теплоизолированных каркасных стен — «Конструкция норвежских каркасных домов. Часть 9. Стены». В. Воротынцев. 2015, , ;
- по пароизоляции —
- по ветрозащите —
- каркасное перекрытие из деревянных балок — (брошюра В. Воротынцева);
- строительный форум (теория и практика, можно задать интересующий вопрос).
Расстояние между опорами
Расстояние стоек в каркасном доме определяется нагрузкой или весом дома, количеством опор. Пользуясь полученными данными, определяем необходимое расстояние между стойками каркаса. Для этого вычисляем общий периметр стены. В доме 8х8 м он составит 32 м. После чего делим полученные 32 м на количество стоек 40 штук. Получаем расстояние 0,8 м или 800 мм.
В строительной литературе есть общие рекомендации, как правильно производить крепление стоек каркасного дома. В них говорится, что при невозможности выполнить строительные расчеты, шаг между стойками одноэтажного каркасного дома выбирается в размере от 500 до 700 мм. И ещё: принято, что шаг стоек каркасного дома не должен превышать 1 м.
Утепление каркасного дома минеральной ватой
Классические каркасные дома и минеральная вата – понятия практически неотделимые друг от друга, и споров здесь не возникает. Вата (если мы говорим о современных материалах этого типа, а не о старой стекловате!) отличается высокими экологическими характеристиками, не вызывает аллергических реакций, выдерживает огромные температуры и не теряет своей структуры в отличие от пенополистирола, который не горит, но деформируется и плавится при воздействии открытого пламени. Кроме того, в силу своей структуры вата является прекрасным звукопоглотителем.
Однако основное достоинство ваты, сделавшее ее неотъемлемой частью каркасного дома – это ее механические характеристики. Минераловатные плиты исключительно легко обрабатываются и могут принимать практически любую форму, что позволяет выполнять теплоизоляцию сложных архитектурных элементов.
Все внимание – на углы
При сборке деревянного каркаса надо особое внимание уделять углам, которые собираются по каркасной технологии. От качества крепления углов зависит надежность будущей постройки. Именно поэтому традиционно строительство каркасного здания начинается с возведения угловых стоек.
Угловая стойка каркаса дома
Если в нижней обвязке угловой брус крепился с помощью анкеров и гвоздей, то при возведении каркаса угловые элементы должны соединяться с использованием металлических уголков и саморезов по дереву. Лучшего всего остановиться на усиленных оцинкованных уголках, не поддающихся ржавчине. Монтаж каркаса далее зависит от того, с помощью чего крепился обвязочный брус.
Расположение стоек в каркасном доме
Если использовался нагель, то необходимо высверлить в торце стойки отверстие нужного диаметра, чтобы нагель был плотно зафиксирован в нем. Делаем глубину высверленного отверстия больше длины нагеля примерно на 1-1,5 см. Устанавливаем вертикальные стойки каркаса, которые необходимо укосинами. Данные укосины чаще временные, они снимаются после установки других частей. Без укосин работа не может быть продолжена, так как будет риск уклона бруса или сдвоенных досок, если были использованы они. Укосины предотвратят скос в ту или иную сторону, при этом угол приобретет устойчивость.
Угловые элементы каркасного дома
Если в качестве угловых стоек вы брали не брус, а сдвоенные или строенные доски, их перевязку проводят различными способами.
Важно: обратите внимание на качество бруса, он должен быть ровным, не перекрученным. Доску лучше брать обрезную из центральной части.
Варианты соединения каркаса
Вариант перевязки угловых трех досок, который используется чаще всего, следующий: первая доска ставится вертикально. Она должна образовать собой одну из сторон угла. Остальные две доски выставляются перпендикулярно по отношению к первой. С помощью саморезов по дереву производится крепление досок, также можно использовать гвозди.
Вариант угловых стоек из бруса или досок
Не забывайте во время работы производить замеры и проверять правильность установки углов.
