Толщина стен деревянного дома

Оптимальная толщина стен деревянного дома, построенного из бруса или оцилиндрованного бревна, — это величина, при которой достигается благоприятный температурный режим в помещениях, обеспечивается экономичность строительства и долговременность эксплуатации здания. С целью определения нужной величины перед проектированием здания первым делом проводится теплотехнический расчет. При расчете учитываются климатические условия, а также характеристики материала, отопительной системы и сооружения в целом.

Определение оптимальной толщины деревянной стены

В ходе проектирования рассматриваются следующие факторы:

• действующие нагрузки;
• теплотехнические характеристики конструкций;
• дополнительные требования по пожарной, санитарной безопасности, экономической целесообразности и др.

На первом этапе определяются нагрузки, которые будут испытывать конструкции от собственного веса, снега, ветра, находящихся в здании людей, мебели и оборудования. Стандартные расчеты показывают, что для строительства деревянного жилого дома высотой до 2 этажей достаточно сечения бруса 160-180 мм. Такой показатель гарантирует необходимую несущую способность ограждающих конструкций, обеспечивая их устойчивость без деформаций.

Следующий этап — теплотехнический расчет. Определяется необходимое сопротивление теплопередаче стен. Расчет ведется с учетом температурных порогов и относительной влажности наружного воздуха, а также точки образования росы, солнечной радиации и прочих данных. Общие рекомендации указаны в СП 50.13330.2012.

Если в деревянном доме толщина любой стены из бруса недостаточна, то требуемая теплозащита не будет обеспечена. С другой стороны, чересчур массивные ограждающие конструкции увеличивают расход материала и долю трудозатрат, что ведет к необоснованному удорожанию строительных работ.

Как рассчитывается необходимая толщина стен из бруса

Теплопередача в ограждающих деревянных конструкциях происходит неравномерно — скорость волн в 3 раза выше вдоль волокон, чем поперек, поэтому для расчетов принимается коэффициент теплопроводности λ при поперечном расположении волокон. На теплопроводящую способность также влияет порода дерева и плотность древесины — λ составляет для:

О хороших теплоизоляционных свойствах дерева свидетельствует очевидная физическая величина: коэффициент теплопроводности любой древесины в 18 раз меньше, чем у железобетона.

Толщина однослойных деревянных стен определяется по формуле δ=Rтр*λ, где Rтр — требуемое сопротивление теплопередаче, λ — коэффициент теплопроводности. Если есть слои специального утеплителя и/или отделка, то учитывается их взнос в общее сопротивление теплопередаче. Нужно из Rтр вычесть значение Ri=δi/ λi каждого слоя материала и по полученной величине произвести расчет сечения деревянных конструкций.

Строительные стандарты

Разберем на примере теплотехнический расчет для здания, возводимого в климатических условиях северо-запада России (г. Тверь). Требуемое термическое сопротивление ограждающих конструкций равно Rтр=3,15 м²С/Вт (определяется по ТСН 23-309-2000).

Если здание будет строиться из соснового бруса, то минимальная толщина согласно нормативам:

δмин=Rтр* λ= 3,15*0,15 = 0,473 м = 47 см

Получаем, что по стандартам деревянный дом должен иметь стены полуметровой толщины. На практике же используются пиломатериалы стандартных размеров (180-270 мм).

Энергопотери, происходящие через стены, составляют всего 10-15%. Основная доля теплого воздуха испаряется из помещений сквозь негерметичные проемы, через фундамент, крышу. Снижение теплопотерь достигается качественным утеплением перекрытий, настилом надежных полов, монтажом хороших дверей, установкой энергосберегающих стеклопакетов и выбором эффективной и экономичной системы отопления.

Толщина стен деревянного дома для зимнего проживания

При строительстве дома, который будут использовать для круглогодичного проживания, обычно учитываются два критерия: прочность и комфортабельность. Оба требования успешно «закрывает» брус сечением 145-150 мм.

С оцилиндрованным бревном ситуация сложнее.

• Если в регионе температура зимой достигает -30℃, то диаметр выбираемого для строительства бревна должен составлять 240-260 мм.
• При зимних холодах, достигающих -40℃, рекомендуемый диаметр — 280-320 мм.

Древесина довольно капризна, негативно реагирует на влажность и жару. Справиться с нежелательными последствиями можно, если выбрать клееный брус для возведения стен деревянного дома. Клееный брус не только стабилен (ламели предварительно просушивают перед склеиванием, что уменьшает растрескивание материала), но обладает хорошими теплоизоляционными свойствами. Теплопотери сквозь ограждающие конструкции будут минимальными, поскольку в строении из клееного пиломатериалы стыки плотные, а щели практически не образуются.

При строительстве из классического бруса избежать сезонного разбухания и рассыхания дерева поможет наружное утепление минеральной ватой. Достаточно слоя в 100 мм. Теплоизолятор обладает одинаковой с деревом паропроницаемостью, поэтому можно построить дом из бруса сечением 160-180 см, а потом произвести внешнюю отделку минватой, не выходя за рамки выделенного бюджета.

Толщина стен деревянного дома для сезонного проживания

И еще один популярнейший вопрос: из бруса какой толщины строить летний дом? При строительстве дачных коттеджей или небольших домиков для летнего отдыха достаточно, чтобы стены выдерживали планируемые нагрузки и сохраняли устойчивость.

• Если планируется всего один этаж, то толщина бруса для дома может составлять 100-120 мм, а диаметр оцилиндрованного бревна — 120-140 мм.
• Для строения в два этажа выбирают брус сечением 140-160 мм или бревно 160-180 мм в диаметре.

Бревенчатые и брусчатые здания

По конструкции стен деревянные здания делятся на бревенчатые (рис. 44), брусчатые, каркасные и щитовые.

Рис. 44. Конструкция бревенчатых зданий:

1 – цоколь; 2 – осмоленная доска; 3 – закладной венец; 4 – рядовой венец; 5 – вставной шип; 6 – оконная коробка; 7 – осадочный зазор; 8 – сандрик; 9 – пакля; 10 – балка чердачного перекрытия; 11 – подшивной карниз.

Бревенчатые стены состоят из горизонтально уложенных друг на друга бревен, связанных в углах врубками и в совокупности образующих «сруб».

Каждый ряд сруба называют венцом. Венцы сплачивают между собой в паз. В пазы для утепления кладут паклю или сухой мох. Для устойчивости венцы скрепляют вставными шипами.

Вследствие усушки древесины и уплотнения швов новые стены дают осадку.

Толщина бревен наружных стен принимается в пределах 200-260 мм. Для внутренних стен используют более тонкие бревна.

Для уменьшения продуваемости швы между венцами конопатят. Иногда стены с внутренней стороны штукатурят, а снаружи обшивают тесом. Обшивка бывает «чистая» и под штукатурку. Штукатурка имеет большое противопожарное значение как защита от возгорания. Обшивку и штукатурку выполняют после окончания осадки стен.

Проемы для окон и дверей обрамляют оконными и дверными коробками. Зазоры утепляют паклей и обшивают досками.

Бревенчатые стены прочны, сравнительно долговечны, но не экономичны по расходу леса и трудоемки, так как изготавливаются вручную.

Брусчатые стены собираются из заготовленных брусьев со всеми деталями их сопряжений. Они проще бревенчатых по конструкции, экономичней по расходу леса и менее трудоемки при сборке.

Фундаменты и цоколи деревянных зданий делают обычно из каменных материалов ленточными или столбчатыми.

Столбы располагают на расстоянии 2,5-3 метра друг от друга и обязательно в углах здания и в местах пересечения стен. На столбчатые фундаменты ставят кирпичные столбики, служащие опорой нижнего венца.

Для защиты от загнивания нижние венцы следует располагать от поверхности земли на высоте не менее 0,4 метра с антисептированием, осмолкой и изоляцией от каменной кладки гидроизоляционными материалами.

Балки изготавливаются в виде брусьев прямоугольного сечения. Концы балок упираются в гнезда каменных или деревянных стен и глубина их опирания должна быть не менее 150 мм. Концы балок антисептируют или обмазывают смолой. Заполнение между балками состоит из щитового дощатого наката (рис.45).

Рис. 45. Деревянные перекрытия:

1 – деревянная балка; 2- щитовой дощатый накат.

Полы первого этажа настилают по лагам и кирпичным столбикам, а при устройстве подполья – по балкам нижнего перекрытия.

Лестницы выполняют деревянными. Марши их состоят из двух тетив, ступеней и перил.

Перегородки делают деревянными с устройством над ними осадочных зазоров.

Крыши возводят по деревянным стропилам. Наиболее целесообразной кровлей является асбестоцементная из волнистых листов. Уклоны деревянных кровель принимают 35-45°.

Каркасные здания

Деревянные каркасные здания состоят из каркаса и ограждающих конструкций.

Каркас выполняют из брусьев или досок. Он состоит из нижней обвязки, стоек, поэтажных обвязок, раскосов жесткости и балок перекрытий (рис. 46).

Рис. 46. Вертикальный разрез по наружной стене деревянного каркасного здания:

1 – утепление подпольного пространства; 2 – цоколь; 3 – пол первого этажа; 4 – ригель;

5 – оконная коробка; 6 – верхняя обвязка; 7 – перекрытие.

В двухэтажных зданиях стойки могут быть поэтажные и сквозные.

Несущие стойки каркаса располагают друг от друга на расстоянии 1-1,2 метра, увязывая их шаг со стандартными размерами окон и дверей.

Для придания каркасу необходимой пространственной жесткости на наружную дощатую обшивку делают под углом 45°С или ставят в углах здания между стойками каркаса раскосы жесткости.

По стойкам каркаса делают внутреннюю и наружную обшивки, между которыми располагают утепляющий слой. Для предупреждения проникания водяных паров из помещения к утеплителю к внутренней обшивке со стороны последнего приклеивают пароизоляционный слой из толя или пергамина. Утепляющий слой выполняют из сыпучих, рулонных или плитных материалов.

Перекрытия в каркасных зданиях делают по дощатым балкам с щитовым накатом. Сверху по настилу устраивается чистый пол.

Крыши, лестницы, перегородки, а также фундаменты и цоколи применяют такие же, как в бревенчатых и брусчатых зданиях.

Щитовые здания

Щитовые здания изготавливаются одноэтажными и поступают на стройки в виде комплектов сборных маркированных щитов, обвязок и других деталей (рис. 47).

Щиты при монтаже скрепляются между собой и с обвязками гвоздями, образуя жесткую конструктивную схему здания.

Основой здания служит нижняя обвязка, которая укладывается по цоколю и крепится к нему. На обвязку опирают и крепят гвоздями стеновые щиты и щиты нижнего перекрытия.

Стеновые щиты бывают наружные, внутренние, глухие, оконные и дверные. Высота щитов 2,5 метра.

Рис. 47. Разрез по стене щитового здания:

1 – утеплитель; 2 – цокольная обвязка; 3 – пакет из минерального волокна; 4 – дощатая обшивка наружных стен; 5 – верхняя обвязка по периметру стен; 6 – щитовой накат; 7 – утеплитель; 8 – мауэрлат.

Перегородки монтируют из дощатых щитов и крепят гвоздями к лагам.

В нижней части здания предусматривается цокольное перекрытие с теплым подпольным пространством, вентилируемым через вентиляционные решетки в углах пола или плинтусах. Перекрытие устраивается из прогонов, опираемых на кирпичные столбики и цокольные стенки, лаг и пола из шпунтованных досок.

Чердачные перекрытия бывают щитовые и обычной конструкции по балкам, укладываемым по верхним обвязкам стен. Крыша двухскатная из дощатых стропил, обрешетки и кровли.

Стены, перегородки и потолки обшивают листами сухой штукатурки.

1. Дайте характеристику основных конструктивных схем крупноблочных зданий.

2. Какими по своей конструктивной схеме бывают крупнопанельные здания?

3. На какие группы по своей конструкции делятся деревянные здания?

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Маклакова Т. Г., Нанасова С. М. Конструкции гражданских зданий: Учебник. – М.: Издательство АСВ, 2010. – 296 с.

2. Будасов Б. В., Георгиевский О. В., Каминский В. П. Строительное черчение. Учеб. для вузов / Под общ. ред. О. В. Георгиевского. – М.: Стройиздат, 2002. – 456 с.

3. Ломакин В.А. Основы строительного дела. – М.: Высшая школа, 1976. – 285 с.

4. Красенский В.Е., Федоровский Л.Е. Гражданские, промышленные и сельскохозяйственные здания. – М.: Стройиздат, 1972. – 367 с.

5. Короев Ю. И Черчение для строителей: Учеб. для проф. Учеб. заведений. – 6-е изд., стер. – М.: Высш. шк., Изд. Центр «Академия», 2000. – 256 с.

6. Чичерин И. И. Общестроительные работы: учебник для нач. проф. образования. – 6-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 416 с.

Несущие конструкции из древесины

Строительство деревянного дома невозможно без чертежа, который является не только визуальным представлением будущей постройки, но и своего рода руководством к выполнению работ. Чтобы правильно выбрать материалы, необходимо четко представлять, какие элементы здания будут работать под нагрузкой, а какие играют роль перекрытий и декора.

Для несущих конструкций необходимо подбирать прочную и устойчивую к различным погодным условиям древесину. Несмотря на то, что дуб – самый крепкий, а сосна – самая дешевая, многие застройщики выбирают сибирскую лиственницу как оптимальную по цене и качеству породу.

Лиственничные пиломатериалы по прочности лишь немного уступают дубовым, зато имеют менее плотную структуру, поэтому легче обрабатываются. Несущие конструкции из лиственницы невероятно долговечны, потому что не боятся влаги, жары, зноя и температурных перепадов. Более того, лиственничная древесина – единственная порода, которая во влажной среде становится прочнее. Ярким тому подтверждением являются найденные в Венеции древние опоры из лиственницы. Находящиеся более 1000 лет в воде несущие конструкции не только не разрушились, они превратились в камень.

Фундамент и стены

В самом начале при строительстве деревянного дома размечается участок и возводится фундамент. Опорными элементами основы могут выступать столбы из камня или бетона либо металлический каркас, а нижняя обвязка традиционно изготавливается из древесины. Для данной несущей конструкции используется брус или бревно, устанавливаемые по периметру, а для предотвращения подвижек балки связываются лагами. На основу укладывается черновой, затем чистовой пол, для которых используются соответственно брус и половая доска.

После того, как фундамент устоится, можно приступать к сооружению стен. В зависимости от вида деревянного дома для возведения вертикальных несущих конструкций используется оцилиндрованное бревно, клееный или строганный брус. Внутри стен укладывается утеплитель и гидроизоляция, а со стороны комнат и фасада устанавливается обшивка (для бревенчатых стеновых перекрытий облицовка не обязательна). Для наружной отделки может использоваться вагонка, планкен, блок-хаус и имитация бруса из лиственницы, для внутренней – такие же пиломатериалы, но из сосны или ели как более дешевых видов древесины.

Крыша

Следует понимать, что крыша не только сама по себе является несущим звеном, но и оказывает приличную нагрузку на стены и фундамент. Это необходимо учитывать при выборе материалов, чтобы опоры могли выдержать вес кровельной конструкции.

Крыша состоит из мауэрлата, стропильной системы, обрешетки и кровли. Дополнительно необходимо уложить утеплитель, паро- и гидроизоляцию. В самом начале монтируется мауэрлат – основание, соединяющее стены и стропила. Для этого используют бревна или деревянные балки, которые необходимо надежно прикрепить к стенам анкерами.

После выравнивания мауэрлата по уровню устанавливается стропильная система. В зависимости от вида крыши она может быть разной. Например, в двухскатных домах стропильная система представляет собой ряд равнобедренных треугольников, установленных на одинаковом расстоянии друг от друга и закрепленных между собой балками из древесины.

Следующий этап – сооружение обрешетки, которая одновременно делает крышу более жесткой и является опорой для кровли. Шаг, с которым устанавливаются доски, зависит от вида кровельного материала. Для большинства типов кровли размер между элементами каркаса составляет 50-60 см.

Поверх обрешетки укладывается гидроизоляция, которая крепится с помощью строительных скоб, затем устанавливается кровля. Существует множество кровельных материалов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки, поэтому выбор обычно зависит от бюджета. Укладка кровли заключается в том, что необходимо закрепить материал к обрешетке. Сложнее всего уложить мелкую черепицу, проще – лист, еще проще – рубероид.

Чердак и межэтажные перекрытия

В верхней части деревянного дома можно сделать чердак, а если предусматривается строительство многоэтажного здания потребуются межэтажные перекрытия.

Для обустройства чердачного пространства придется закупить дополнительные материалы, но зато вы будете иметь еще одно помещение, которое можно превратить в жилое. Несущей конструкцией чердака является пол и стропильная система крыши, поэтому вся работа сводится к внутренней отделке и утеплению. Чердак желательно утеплить не только для того, чтоб использовать его как мансарду, но и для сохранения общего тепла в доме.

Если в здании предусматривается два или больше этажей, необходимо установить межэтажные перекрытия, низ которых будет потолком для нижнего этажа, верх – полом для верхнего. Перегородки изготавливаются из мощных балок, расположенных по периметру стен, между которыми крепятся лаги с шагом 30-50 см (в зависимости от нагрузки на несущую конструкцию). Нижняя часть межэтажного соединения обшивается облицовочным материалом, на верхнюю устанавливаются доски пола.

Лестница

Необходимым конструктивным элементом сооружения с двумя и более этажами является лестница. Лестничная система должна быть удобной, красивой и безопасной, поэтому проектируется по установленным нормам.

Лестницы бывают маршевыми и винтовыми, угловыми, с двумя П-образными площадками, одно- и многомаршевыми. Разработка несущей конструкции из древесины выполняется с учетом площади и планировки дома.

Согласно строительным нормативам размеры ступеней должны быть 300х150 мм (ширина и высота), что соответствует среднему шагу человека. Стандартная ширина лестничного марша составляет 0,9-1,2 метра. Ступени крепятся к опорным балкам, которые бывают косоурными, столбчатыми и в виде тетивы. Для безопасности передвижения следует установить перила, состоящие из поручней и балясин. Первые монтируются сверху, вторые – вертикально и выполняют роль ограждения всей лестницы.