Дерево справляется со всеми нагрузками, которые возникают в конструкции дома в целом

Продолжение журнал "СЕВЕР строительный" (начало в № 12- 2006)

О высоких потребительских качествах древесины в строительстве известно с незапамятных времен. Да и как может быть иначе, если сама Природа преподнесла человеку высокотехнологичный материал, для обработки которого достаточно было самых простейших инструментов-топора, пилы и ножа. В процессе своей эксплуатации изделия и конструкции из дерева показали человеку, что они надежны, долговечны и доступны в обработке при наличии элементарных навыков.

Если в самой сжатой форме перечислить положительные качества древесины, то следует сказать о ее малой теплопроводимости, довольно высокой механической прочности, устойчивости к воздействию солей, кислот, масел, легкости обработки. Древесина "дышит", а значит способна к саморегуляции, хорошо пропитывается защитными растворами, приобретая высокую стойкость к загниванию. Природный рисунок и окраска, различные по цветам и оттенкам у древесины разных пород, позволяют рассматривать изделия из дерева как ценный материал для отделочных и высокохудожественных работ.

Далее мы рассмотрим возможности применения древесины, прежде всего в строительстве. Сразу оговоримся, что дерево справляется со всеми нагрузками, которые возникают в конструкции дома в целом. Весь вопрос в том, какие породы древесины задействовать в изготовлении ферм, балок, прогонов, стропил, стоек, лаг, а какие- в конструкциях арок, окон, лестниц, дверей, какие породы будут лучше вести себя в покрытиях пола, потолка, перегородках внутри помещения, в какой мере допустимо применение древесины в помещениях с повышенной влажностью и какая защитная обработка при этом потребуется.

Строение древесины

Из всех составных частей дерева (корни, ствол, ветви) основным "поставщиком" деловой древесины является ствол. Ветви тоже могут рассматриваться в качестве исходного материала, но только тогда, когда их толщина и геометрия допускают это. Да и то в данном случае речь может идти о материале для вспомогательных изделий (фурнитуры и т.д.). Ствол же дает исходный материал для таких важных в строительстве элементов, как бревна, доски, брусья.

Но чтобы получить качественные доски и брусья, надо правильно распилить ствол. Существует три основных распила (разреза) ствола - поперечный, радиальный и тангенциальный (рис. 4).

Определить характер разреза не трудно: поперечный имеет вид концентрических окружностей, радиальный разрез - продольных полос, тангенциальный разрез - извилистых конусообразных линий. Именно так будут выглядеть годичные слои на плоскостях срезов.

На поперечном разрезе будут заметны и ломаные линии, направленные от центра ствола к коре. Это так называемые сердцевидные лучи. Выделение их на общем фоне различно у разных пород деревьев.

По наличию или отсутствию ядра в стволе деревья подразделяются на ядровые и безъядровые. В молодом возрасте деревья всех пород ядра не имеют. Оно возникает лишь с течением времени, да и то не у всех пород деревьев. Существуют безъядровые породы (береза, бук, осина), которые имеют так называемое "ложное" ядро. Потемнение ствола в центре создает иллюзию наличия последнего. Сердцевинные лучи и годичные кольца вместе формируют такую важную декоративную деталь, как текстура древесины, которая наряду с потребительскими качествами данной породы определяет ценность дерева в целом.

Виды домов

Современный индивидуальный жилой дом - сложное и дорогостоящее сооружение, позволяющее сочетать комфорт благоустроенной городской квартиры с очарованием природного окружения. Это особый мир искусственной среды обитания, с любовью созданный руками человека. Удобство проживания в доме определяют многие факторы, основным из которых является соответствие дома требованиям владельца. Эти требования зависят от вкусов владельца и членов семьи, их привычек и наклонностей. Причем эти требования могут быть самыми различными. Поэтому, приступая к выбору проекта, будущий владелец должен четко определить свои потребности и возможности, а также учесть все моменты, связанные с эксплуатацией дома.

Функциональное назначение будущего дома является основой для выбора типа строения. Условно дома можно разбить на три основные категории, которые различаются по комфортности, набору помещений, объемно-планировочным, конструктивным решениям и по стоимости.

Дачный дом

Дачные дома рассчитаны на сезонный период проживания. Поэтому к тепловой защите ограждающих конструкций данного строения предъявляют заниженные требования. Чаще всего такие дома эксплуатируют при температурах не ниже -5°С (ранняя весна и период первых заморозков). Стены таких домов обычно выполняют из бревен малых (до 180 мм) диаметров, а инженерное обеспечение к сооружению печи и камина. Площадь таких домов редко превышает 50 м².

Подготовительный этап строительства

Подготовительный этап строительства является одним из самых ответственных моментов при возведении индивидуального дома. В это время изучается земельный участок, климатическая ситуация в месте строительства, выбирается тип и проект дома с учетом пожеланий и наклонностей всех членов семьи, решается вопрос выбора основных строительных материалов. Ошибки, допущенные в подготовительном этапе, исправляются с большими материальными затратами или не исправляются вообще. И наоборот, грамотно проведенный подготовительный этап снизит стоимость квадратного метра жилья, уменьшит затраты на отопление, сократит сроки строительства, обеспечит комфортность проживания в доме.

Уже на этом этапе следует продумать, как будет расставлена мебель, соотнести размеры будущих комнат, чтобы достигнуть максимума удобств проживания и перемещения по дому. Для этого, прежде всего, следует решить, какой дом и какие оптимальные размеры необходимы, чтобы преодолеть целый ряд социальных проблем. Все эти вопросы решают, исходя из численности семьи, перспектив возможного роста, а также рода занятий каждого ее члена.

Фундаменты

Возведение фундамента под любое строение является, пожалуй, самой ответственной задачей в процессе строительства. Ошибки, допущенные в этот период, могут привести к непредсказуемым последствиям, вплоть до разрушения несущих конструкций. Ведь фундамент предназначен для принятия нагрузок от конструктивных элементов дома с последующей передачей их на грунт. Поэтому строительству фундаментов предшествует изучение грунтов, глубины залегания грунтовых вод, и только после этого делают математический расчет нагрузок и выбор конструкции основной опоры дома. И от того, насколько правильно будет выполнена эта работа, зависит долговечность дома и безопасность проживания в нем.

Если предполагается строительство небольшого дачного или садового домика, то все необходимые расчеты и обследования можно выполнить самостоятельно, однако сооружение двух-, а тем более трехэтажного дома, предполагает строгий инженерный расчет, который могут выполнить только специалисты. Конечно, услуги проектировщиков обходятся недешево и существенно увеличивают стоимость строительства. Но здесь следует учитывать, что проектировщики несут ответственность за свою работу, поэтому услуги оценивают адекватно.

Вес деревянного дома значительно меньше по сравнению с конструкциями из камня и кирпича! Поэтому требования к несущей способности фундаментов для такого дома несколько занижены. Выбор конструкции и типа фундамента должны быть обоснованы как с технической, так и с экономической точки зрения в зависимости от конструктивной системы здания, величины передаваемой нагрузки и несущей способности грунта. Издревле деревянные дома сооружали непосредственно на грунтах, без искусственного укрепления оснований. Под углы дома закладывали большие камни или устанавливали деревянные столбы -стулья. Подобную конструкцию фундаментов и до настоящего времени часто применяют при сооружении небольших одноэтажных дачных домов. Однако сооружение больших мансардных, двух- или трехэтажных домов требует фундаментов, несущая способность которых должна соответствовать прилагаемым нагрузкам. Недооценка роли возможных нагрузок может привести к просадкам стен в процессе эксплуатации дома, а их чрезмерная переоценка приводит к удорожанию строительных работ. Многие индивидуальные застройщики имеют весьма туманное представление о методиках расчета фундамента и в процессе строительства чаще всего ориентируются на опыт соседей или советы "бывалых" строителей. Как правило, такой подход приводит к плачевным результатам.

Сруб (рис. 31) представляет собой строение без пола и крыши и состоит из нескольких венцов, уложенных друг на друга. Количество венцов определяется толщиной бревен и высотой дома. Венец (2) представляет собой прямоугольную конструкцию, состоящую из перпендикулярно уложенных по периметру бревен, скрепленных между собой в углах замковым соединением (рис. 32). Первым венцом сруба является окладной венец, и собирают его на подкладках (1). Вторым венцом является нижняя обвязка (3), в которую врезают лаги пола (4). Лаги стягивают нижнюю обвязку и несут пол, а окладной венец предназначен для усиления нижней обвязки и предохраняет ее от загнивания.

Венцы от нижней обвязки до оконного проема (рис. 33) называют подоконными (1). После них укладывают оконные венцы (2), а затем - надоконные (3). Окна и двери в рубленых домах по традиции называют колодами, так как они, будучи связанными в виде достаточно массивной рамы, скрепляют концы бревен, отрезанных у откосов проема. При этом нижний брус оконной колоды носит название подушки, дверной - порога, вертикальные брусья - косяков, а верхние - перекладин или вершняков.

Конструкцию, служащую основой для крыши (см. рис. 31), называют верхней обвязкой и состоит из верхних прогонов (8) и подстропил (9). Основой крыши являются стропила (10). Наружной основой пристроенной веранды являются верандные столбы (11). Бревна в венцах, лежащих перпендикулярно прогонам, называют поперечными, а венцы, которых имеются оконные или дверные проемы, - разрезными.

Обычно для сруба подбирают бревна хвойных пород древесины, так как они отличаются ровной и плотной внутренней структурой, а также высокой воздухопроницаемостью. При этом теплопроводность такой древесины близка к нулю, а значит, дом всегда будет хранить тепло и уют. Бревна должны быть диаметром в отрубе 18-26 см со средней влажностью 80-90%. Древесину такой влажности легче обрабатывать и она меньше деформируется при естественной сушке в собранном виде. Необходимо учитывать то обстоятельство, что при снижении влажности до 15% (эксплуатационная влажность в условиях средней полосы России), древесина уменьшается в размерах в продольном направлении примерно на 0,1%, а в поперечном - на 3-6%.

В результате этого могут получаться усушечные трещины. Для того чтобы уменьшить это отрицательное явление, с нижней стороны бревен прорубают искусственную "трещину" до сердцевины бревна. Древесина, предназначенная для сруба, не должна быть тронута грибком. Для проверки бревно внимательно обстукивают обухом топора, при этом должен раздаваться чистый и ясный звук. Подбирая бревна для сруба, нужно соблюдать условие, чтобы стволы были прямые со сбегом от комля к вершине не более 1 см на один погонный метр длины. Комлем называют более толстую часть бревна.

Диаметр бревен по возможности должен быть одинаковым, с разницей в верхнем отрубе не более 3 см. При большой разнице в толщине бревен сруб может получиться перекошенным. Срубы из бревен часто обтесывают под одну скобу, то есть убирают сбежистость ствола. Это облегчает в дальнейшем соединение бревен в углах, поскольку выборку там древесины осуществляют по единому шаблону. Бревна, из которых выкладывают последний венец, не обтесывают.

Толщина выбранных бревен должна позволить получить необходимую по климатическим условиям данного региона ширину продольных пазов. Ширина паза должна составлять примерно 2/3 диаметра бревна и при температуре -20°С быть не меньше 10 см. Если температура в данной климатической зоне ниже, то ширину пазов увеличивают: при -30°С она будет равна 22 см, при 40°С - 26-28 см и более.

Рубрику ведет Андрей Плотник

Продолжение в следующем номере

Журнал "СЕВЕР строительный" 1 квартал 2007 г.