Каркасное домостроение - феномен чрезвычайно древний, но до сих пор не исчерпавший своих возможностей и не утративший перспектив. Примитивные хижины из хвороста, обмазанного глиной - это каркасное строительство. Но и километровые небоскрёбы возводят, собирая стальной каркас и навешивая на него остальные детали! В массовой строительной практике частные жилые дома сооружают на деревянном, стальном и, гораздо реже, железобетонном каркасе.
Фахверковый (каркасно-рамочный) дом
Вообще-то, так делают ящики: сколачивают бруски в прямоугольный параллелепипед, для жёсткости крепят диагональные раскосы, после чего обшивают каркас дощечками. Строить подобным образом дома придумали ещё римляне. Но по-настоящему широкое распространение фахверковое строительство получило в Германии и Северной Европе.
Каркасы домов здесь собирали из ошкуренных брёвен хвойных пород дерева. Стены выкладывали из глинобетонных (чаще всего) блоков. При этом древесные элементы конструкции оставлялись обнажёнными во избежание конденсации влаги и развития гнили. Таким образом, толщина стен у фахверкового дома, несколько меньше толщины бруса или бревна, использованного для возведения каркаса.
Простейшая защита － покраска раствором извести или охры; обработка дёгтем и другими смолами; обжиг и обмазка глиняной болтушкой － предохраняла древесину от бактериального поражения и не давала древоядным паразитам портить древесный массив.
В отсутствие эффективных способов гидроизоляции вертикальные бревна ставили комлем вверх, что уменьшало естественное впитывание влаги. Использовались высокие каменные фундаменты без полок, на которых могла бы собираться вода.
Многие фахверковые здания, построенные сотни и сотни лет назад, исправно служат их нынешним владельцам. Развиты и современные технологии фахверкового строительства. Клеёный брус по прочностным параметрам превосходит брус из монолитной древесины, поэтому сегодня застройщик имеет возможность возвести фахверковое здание любой конструкции.
Строительство фахверкового дома
У частных заказчиков популярен так называемый метод «длинных столбов», вошедший в практику в ХI веке и пригодный для возведения двух-трёхэтажных зданий любой площади. При строительстве на рельефе, когда один из фасадов может иметь четыре-пять этажей, а другой - два-три, используется метод коротких столбов, апробированный в ХV веке.
Разница заключается в размещении вертикальных опор. Самые старые способы строительства фахверка предусматривают расстановку опорных столбов каждого этажа соосно - так, что в итоге получаются длинные вертикальные колонны. Метод «коротких столбов» допускает смещение вертикальных опор одна относительно другой, но требует создания мощных горизонтальных балок, на которые ставятся колонны.
Современный фахверковый дом, возводимый на горизонтальной площадке совмещает в себе оба метода строительства. Расчётная долговечность современных древесных материалов позволяет создавать строения, предназначенные для эксплуатации на протяжении 500 лет.
Клеёный брус из лиственницы оптимален по стоимости, прочности и долговечности, особенно если обработан гидрофобными смесями, антисептическими составами и огнезащитными пропитками. К вертикально расположенным брусьям крепятся (обычно вполдерева) горизонтальные балки, сажаемые на нагели и укрепляемые металлическими уголками требуемого размера.
Прочные диагональные раскосы при фахверковом строительстве размещают в каждой ячейке стенового каркаса. Деревянные нагели помогают выполнить работу, однако закрепить раскос намертво возможно лишь при помощи специальных стальных уголков и качественных саморезов.
Саман как материал для наполнения стен фахверка в современном строительстве утратил актуальность. Причины - трудоёмкость изготовления и значительная плотность. Ему на смену пришли утеплители на основе каменного и целлюлозного волокна.
Если фундамент для фахверкового дома представляет собой утеплённую плиту и не рассчитан на большие нагрузки, то каркас обшивают лёгкими листовыми либо дощатыми материалами, между которыми закладывают теплоизолятор.
В современной строительной традиции изготавливаются остеклённые фасады фахверковых зданий. Такая мера повышает комфортность проживания, но предусматривает повышенный расход энергии во время отопительного сезона.
Технология «Timber frame»
Во многом схожа с фахверковой. Главная особенность – применение массивных деревянных балок, соединяемых деревянными нагелями. Такое решение сводит до минимума осадку дома и позволяет сразу ставить в стены окна и дверные блоки. Срок службы зданий существенно возрастает.
Узел крепления технологии «Timber frame»
Так выглядит нагельный каркас
Высокая эстетика – еще одно достоинство «Timber frame». Деревянные балки выходят внутрь помещений, украшая интерьер.
Немецкий каркас
Основа немецкого подхода к строительству быстрозборного малоэтажного здания – применение модульных, полностью готовых к установке стеновых панелей. По этой причине данную технологию правильнее называть не каркасной, а каркасно-щитовой.
Основа панельного щита - рама из клееного бруса. В заводских условиях ее обшивают изнутри гипсокартоном, а снаружи плитами OSB с финишной отделкой. Внутрь закладывают утеплитель, трубы для пропуска электропроводки, вставляют окна и двери. Особенность готовых конструкций – большие габариты (максимально 6 х 3 метра).
На площадке сборка идет по принципу карточного домика. Панели соединяют между собой за счет специальных пазов в боковых гранях и прочно фиксируют стальным крепежом. Для перекрытий зданий по немецкой технологии также применяют деревянные каркасные плиты. После установки ограждений первого этажа, его перекрывают и ведут монтаж щитовых конструкций второго уровня.
Канадская (американская) методика
Главное отличие от немецкой – возможность сборки стен непосредственно на площадке. Такое решение не требует привлечения мощной подъемной и транспортировочной техники, снижает требования к квалификации строителей и упрощает работу.
Сначала на месте будущего дома на плитном, свайном или ленточном фундаменте собирается «платформа» из лаг и плит «OSB», представляющая собой утепленный пол первого этажа. Прямо на ней собирают рамы каркаса из стоек, перекладин и укосин. Готовые конструкции устанавливают вертикально и фиксируют между собой саморезами, усиливая углы стальными перфорированными пластинами. Следующий этап – монтаж чердачного (междуэтажного) перекрытия из балок. На готовом каркасе возводят крышу, утепляют и обшивают стены, монтируют коммуникации, ставят окна и дверные блоки.
Технология SIP каркаса
В последние годы к канадской технологии относят сэндвич-панели (плиты из ОСП, утепленные пенополистиролом) и собираемые на заводе. Название SIP (несущая утепленная панель) дало имя этой разновидности каркасно-щитовой методики.
Стыковочный узел создается таким образом: утеплитель - листовой пенополистирол делают короче облицовочных плит, образуя по контуру полость для закладки соединительных балок. На площадке с их помощью выполняют соединение вертикальных и горизонтальных элементов каркаса. Участки стыковки до момента закладки бруса герметизируют пеной. Брус входит в одну панель и выглядывает из нее наружу. Следующую плиту сажают на его выступающую часть и фиксируют саморезами через ОСП лист.
Угловой и рядовой стыки СИП панелей
Технология сборки пола, перекрытий и стен из SIP панелей аналогична. От немецкой данная методика отличается меньшим размером панелей и более низкой строительной готовностью сборочных элементов (нет финишной отделки, коммуникаций, установленных окон и дверей).
Использование стального каркаса
Вместо деревянных стоек для изготовления рам применяют оцинкованный перфорированный профиль с толщиной стенки до 3,5 мм. Силовые элементы соединяют саморезами или заклепками. Обшивку рам выполняют с двух сторон. Внутрь закладывают теплоизолятор с паро- и ветрозащитой.
Финская технология
По своей сути аналогична американской. Используются те же каркасные щиты с обшивкой плитой OSB, утеплением и пароизоляцией. Сборка, как правило, ведется на площадке. Рамы каркаса выставляют в вертикальной плоскости на ранее собранной платформе пола. После взаимного фиксирования монтируют перекрытия и верхний ярус стен.
Главное отличие между американской и финской системами заключается в конструкции рам. Американский каркас более мощный со спаренными стойками и отдельным ригелем для оконных и дверных проемов.
В финском главный акцент делается на утепление, поэтому его рама состоит из одиночных стоек (уменьшается количество мостиков холода). В конструкции используется общий ригель без дополнительного усиления участков окон и дверей. Благодаря упрощенному строению, финский каркас дешевле и менее трудоемок в монтаже.
