Дом, сложенный из брёвен, изобретение древнее. Методы сборки срубов из брёвен и бруса совершенствуются непрерывно. Некоторые технологии возведения бревенчатого сруба выдержали испытания временем и используются на протяжении столетий.
Нагели - безотказный элемент крепления венцов сруба
Нагель, в переводе с немецкого, значит «гвоздь». Фактически нагели представляют собой деревянные (реже металлические) гвозди, скрепляющие венцы сруба. Используются деревянные нагели более пятисот лет и продолжают оставаться наиболее популярным крепёжным материалом для срубов.
Первые нагели вытёсывали четырёхгранными, в сечении близкими к квадрату. Отверстия под такие нагели выдалбливали долотами. Развитие технологий сверления и токарной обработки позволило сократить трудозатраты и перейти на нагели круглого сечения.
Применение нагелей помогает избавиться от деформаций и смещения брёвен или бруса в процессе усадки сруба. Использование нагелей регулируется ГОСТом Р 56711-2015 «Соединения нагельного типа для деревянных конструкций».
Некоторые строители предпочитают называть нагель термином, пришедшим из французского языка: «шкант». Принципиальной разницы между нагелями и шкантами нет, хотя французский вариант наименования деревянного гвоздя используется больше в мебельном производстве, а не в строительстве.
Нагели деревянные и стальные
Промышленностью выпускаются нагели из различных сортов древесины. Степень просушки нагелей, идущих в работу, изначально должна превосходить степень просушки стенового материала. Твёрдость нагельной древесины не должна уступать твёрдости сшиваемых брёвен и брусьев.
Сечение используемых в строительстве изделий колеблется от 6 до 50 мм. Наиболее употребимы нагели диаметром 20 - 30 мм. Длина нагеля промышленного производства обычно составляет 1 - 1,2 м, но может доходить и до 2 м.
Нагели заданного размера (от 10 см длины) могут быть изготовлены на заказ, однако чаще всего нарезка деревянного крепежа ведётся на стройплощадке. Поставляются нагели увязанными в пачки по 25 штук.
Стальные нагели представляют собой заострённые штыри с гладкой поверхностью, диаметром 6 мм и более. Для металлических нагелей диаметром от 10 мм сверлятся посадочные отверстия; нагели меньшего диаметра вбиваются в древесный массив молотком.
И хотя прочность стали выше прочности древесины, деревянные нагели предпочтительнее стальных. Неплотная посадка металлического нагеля приводит к появлению полостей, заполненных воздухом. Образование на поверхности стального нагеля конденсата запускает процесс гниения древесины. Коррозия увлажнённого металла приводит к снижению устойчивости всей конструкции. При использовании древесных нагелей подобных проблем не возникает.
Размещение нагелей
Отверстия под нагели сверлятся не менее чем в 25 - 30 см от торца деревянной детали. Каждый элемент сруба крепится как минимум двумя нагелями. В стене нагели располагаются в шахматном порядке на расстоянии 80 - 150 см друг от друга.
Рабочая длина нагеля должна превышать сечение бревна или высоту бруса более чем в полтора раза. В строительной практике оптимальными считаются нагели, длина которых составляет 80% от высоты трёх венцов сруба.
Концы нагеля обязательно утапливаются в древесный массив на несколько сантиметров - так, чтобы после усадки сруба крепёжные элементы не вылезли наружу и не распёрли венцы. Для этого глубина отверстия под нагель на 2 - 5 см превышает длину собственно нагеля.
Установка деревянных нагелей
Отверстие под деревянный нагель сверлится так, чтобы крепёжная деталь входила в него плотно, но без чрезмерного усилия. В норме нагель погружается в отверстие ударами обычной киянки. Отсутствие зазоров между древесиной и нагелем не даёт брусу или бревну скручиваться при высыхании. Лёгкость перемещения стенного материала вдоль нагеля обеспечивает беспрепятственную усадку строения.
Чтобы деревянные нагели работали безупречно, достаточно соблюдать два правила:
а) нагели, поступающие на стройплощадку, должны иметь минимальную влажность;
б) диаметр отверстия под нагель должен равняться диаметру самого нагеля.
Квадратный нагель в круглое отверстие?
Существует практика использования нагелей квадратного сечения, изготавливаемых из древесины мягких пород. Отверстия под такие нагели сверлятся обычные, круглые. Выступающие углы нагеля, с усилием вгоняемого в круглое отверстие, сминаются и заполняют высверленное пространство.
Для нагелей сечением 25 х 25 мм сверлится отверстие диаметром 24 мм.
При правильном подборе материалов и размеров подобный метод работает вполне удовлетворительно. Однако успешность его применения сильно зависит от уровня мастерства исполнителей. К широкому применению такой тип нагельного соединения не рекомендуется.
Особенности установки стальных нагелей
Использование стальных нагелей позволяет обойтись сверлением отверстий небольшого диаметра, благодаря чему возрастает прочность строения. Чтобы усадка стен со стальными нагелями шла беспрепятственно, отверстия под металлический крепёж сверлятся с небольшим занижением требуемого диаметра. Для установки нагелей диаметром 10 мм берётся сверло диаметром 9,5 мм.
Если нагель сажается на место несколькими ударами молотка, соотношение размеров соблюдено верно. Нагель, для забивания которого требуется кувалда, будет препятствовать нормальной усадке стены!
По той же причине категорически запрещено использование нагелей, кустарно изготавливаемых из рифлёной арматуры.
Важные преимущества нагельного соединения
Деревянные нагели дёшевы, а для их установки не требуется специальной подготовки работников. Скорость выполнения нагельного соединения зависит лишь от производительности сверлильного оборудования. Правильно установленные нагели не дают стеновому материалу деформироваться и обеспечивают постепенную усадку сруба под действием гравитации.
Дешевизна, надёжность и эффективность нагельных соединений делает метод чрезвычайно популярным - особенно при ограниченном бюджете строительства.
Гвозди - худший вариант стальных нагелей
Компромиссным вариантом стальных нагелей являются гвозди диаметром 6 - 8 мм и длиной 200 - 250 мм. Ограниченность длины гвоздя позволяет скреплять лишь два, а не три и более венца сруба. Неконтролируемое отклонение гвоздей от вертикали при их вколачивании в бревно или брус может помешать беспрепятственной усадке сруба.
При использовании гвоздей в качестве нагелей требуется сверление колодцев глубиной до 4 см под утапливание шляпки, из-за чего значительной экономии труда и времени не получается. Некоторое сокращение расходов (обычные гвозди дешевле специальных стальных нагелей) может обернуться дополнительными затратами на рихтовку неправильно осевшего сруба и заделку щелей, образовавшихся между венцами.
Пружинный узел «Сила» - эффективный компенсатор усадки сруба
Пружинный узел, предназначенный для стягивания венцов сруба, изобретение недавнее. В стенах срубного дома пружинные узлы устанавливаются для того, чтобы исключить появление щелей и трещин во время усадки. Дом, построенный с использованием пружинных узлов, может принимать жильцов сразу после окончания строительства. Обеспечивая равномерную усадку сруба, пружинные узлы делают обитание в новом деревянном доме беспроблемным и комфортным.
Состоит пружинный узел из шурупа неполной резьбы и с шестигранной головкой, двух тарельчатых шайб, распорной пружины и стопорной шайбы. Резьбовая часть шурупа ввинчивается в нижний брус стягиваемой пары. Пружина распирает головку шурупа и верхний брус со значительным усилием, благодаря чему контакт между элементами сруба всегда остаётся плотным.
Если пружинный узел - то непременно «Сила»!
Идея пружинного узла не нова, однако только изготовителям «Силы» удалось найти параметры, дающие изделию непревзойдённые практические качества. Сжатая пружина «Силы» создаёт усилие в 150 - 180 килограммов. Такого усилия хватает для надёжного соединения брёвен или брусьев, но недостаточно для вырывания резьбовой части шурупа из древесного массива.
Попытки конкурентов сделать пружину более жёсткой приводят к вырыванию шурупа из гнезда. Мягкая пружина не обеспечивает нужного усилия стягивания венцов сруба.
Оснащение шурупов головкой большего размера позволяет увеличить усилие затяжки - что приводит к проворачиванию крепежа в древесном массиве либо отрыву головки от крепёжного изделия.
Использование в пружинных узлах шурупов с полной резьбой нарушает принцип работы устройства. Вместо того, чтобы притягивать нижний венец к верхнему, распорная пружина выталкивает шуруп из посадочного гнезда.
Грамотно сконструированный и безупречно изготовленный пружинный узел «Сила» ускоряет сборку сруба и упрощает строительный процесс.
Установка пружинных узлов «Сила»
Монтаж пружинных узлов «Сила» проще установки нагелей. Последовательность действий такова:
1. На деревянной детали размечаются точки размещения пружинных узлов из расчёта один узел на каждые 1,5 - 2 м бревна или бруса, но не менее двух.
2. Размеченная деталь укладывается на плоскую опору (стол, верстак, грунт). В отмеченных точках сверлятся сквозные отверстия диаметром 12 мм.
3. В верхней части сквозного отверстия засверливается колодец диаметром 35 мм и глубиной, достаточной для размещения головки пружинного узла.
4. Деталь, подготовленная к монтажу пружинных узлов, устанавливается на своё место в срубе.
5. В отверстия ввинчиваются пружинные узлы до полного сжатия пружины и исчезновения щели между верхней и подлежащей деталями сруба.
Пружинный узел «Сила» упрощает строительство и ускоряет введение здания в эксплуатацию
Пружинный узел «Сила» дороже деревянного нагеля, однако требует меньшего количества подготовительных работ, проще в монтаже и даёт гарантированный результат. Дом, сруб которого собран на подпружиненных шурупах, готов к заселению сразу после окончания работ.
Строение, возведённое с использованием пружинных узлов «Сила», обходится без капитального ремонта дольше, чем дом на нагелях.
В идеале монтаж узлов «Сила» осуществляется во всём срубе, однако практика отечественного строительства показывает: совмещение пружинных компенсаторов усадки и деревянных нагелей в одном срубе допустимо.
В этом случае фасады с несущими фронтонами сооружаются с использованием пружинных компенсаторов усадки, в то время как весь сруб собирается на нагелях.
Резьбовые шпильки - для срубов из бруса
Шпилька - металлический стержень с резьбой по всей длине или на концах. В комплект стяжной шпильки входят шайбы и гайки, иногда - соединительные муфты. Выполняются шпильки из закалённой углеродистой стали с противокоррозионным покрытием.
При строительстве срубов длинные шпильки используются в качестве компенсатора усадки древесины. Венцы сруба, пронизанные и стянутые шпильками на всю высоту стены, становятся подобными древесному монолиту.
Наличие шпилек в срубе исключает возможность выбухания межоконных простенков. Правильно установленная шпилечная стяжка гарантирует сохранение заданной формы сруба на протяжении всего срока эксплуатации здания.
Шпильки - это не всегда просто...
Для установки шпильки требуется отверстие, проходящее через все венцы сруба без каких-либо смещений. Сверлятся такие отверстия заранее, однако гарантировать совпадение можно только при использовании в качестве стенового материла клеёного бруса. При должном уровне организации работ возможна установка шпилек в стенах из пиленого профилированного бруса. Очень сложно устанавливать шпильки в бревенчатый сруб.
Чтобы шпилька работала как компенсатор усадки, её гайки нужно периодически подтягивать со значительным усилием. Обтяжка шпилек требует известного навыка и наличия подходящего инструмента. Непросто и обеспечить доступ к точкам обтяжки...
В местах сращивания стандартных шпилек приходится сверлить отверстия большего диаметра для размещения соединительной муфты. Иногда шпильки сваривают между собой встык, однако сварные соединения нередко приводят к деформации металла. Всё это усложняет и удорожает строительство.
Выводы
Нагели обеспечивают беспрепятственную усадку сруба под действием гравитации, но требуют терпения от застройщика. Пружинные узлы «Сила» как компенсаторы усадки весьма эффективны, но недешевы. При стремлении сэкономить средства и ускорить вселение во вновь построенный дом, можно рекомендовать комбинированный способ компенсации усадки. Собирайте ответственные участки сруба на пружинные узлы, а во всех остальных стенах используйте нагели.
При наличии финансовых возможностей выбирайте в качестве стенового материала клеёный брус, а качестве компенсаторов усадки используйте шпильки.
Старайтесь избегать сборки сруба на гвозди, саморезы и забивные скобы. Равномерная усадка сруба, сколоченного как попало, невозможна.
