Тепловая инерционность каркасной стены
Особенность каркасной стены — ее низкая тепловая инерционность (способность аккумулировать тепло, а затем постепенно отдавать его). Высокая инерционность присуща кирпичу, бетону, меньше — дереву, поэтому холодный дом с каменными стенами нагревается медленно, а при выключении отопления медленно остывает. В каркасной стене, кроме дерева, значительную часть массы составляет утеплитель, который тепло не накапливает. Это означает, что дом с каркасными стенами быстро нагревается, поскольку не расходуется тепло на обогрев стены, но и быстро остывает при выключении отопления. Низкая тепловая инерционность не является положительным или отрицательным качеством, но ее необходимо учитывать.
Стены с высокой тепловой инерционностью сглаживают суточные колебания температур, а в доме с каркасными стенами они будут более выражены. Зимой их придется сглаживать за счет динамичности отопительной системы (ее способности быстро нагреваться при включении и остывать при выключении, что больше присуще электрическим системам). Зато от низкоинерционной стены никогда не будет веять холодом и сыростью. А если необходимо, тепловую инерционность каркасного дома в целом можно повысить за счет применения железобетонной фундаментной плиты (которая очень удобна при возведении подобных зданий), более массивной отделки (например, при использовании в обшивке двух слоев ГКЛ).
Возведение фундамента под каркасный дом
Следует отметить – технология строительства каркасного дома поэтапно ведется с обязательным соблюдением всех норм и временных сроков, что обеспечивает надежность и прочность конструкции.
Естественно, что начинать надо с планировки участка под застройку, изучения геологической обстановки и возведения фундамента, который может быть практически любого вида. Но учитывая, что вес строения небольшой, можно существенно снизить стоимость строительства и отдать предпочтение столбчатому или свайному основанию, например, устроенному с использованием специальных винтовых изделий.
Ленточно-монолитный фундамент, весьма популярный у частных застройщиков, необходим будет при условии, что планируется устройство подвала, в ином случае, его достаточно высокая цена, а также большая трудоемкость процессов не являются рентабельным в этом случае.
Но, следует учитывать, что не только собственными желаниями и предпочтениями следует руководствоваться при выборе типа фундамента для дома. Обязательно необходимо учитывать геологическую обстановку на участке, характер грунтов, а также уровень залегания подземных вод.
Если взять для примера одноэтажный каркасный дом, то при прочих равных условиях, самым оптимальным видом основания для него будет столбчатый фундамент.
Его устройство вполне возможно своими силами и в максимально сжатые сроки, прежде всего за счет того, что количество земляных работ небольшое. Достаточно, в соответствии с расчетами, подготовить скважины соответствующего диаметра и на необходимую глубину, учитывая при этом промерзание грунта в зимний период.
Сначала выполняется разметка под будущие столбики с учетом того, что они должны располагаться под каждым пересечением несущих конструкций, а также с шагом 2–3 метра под несущими стенами, длина которых превышает 5 метров.
Скважины под столбчатый фундамент своими руками для каркасного дома рекомендуется выполнять с расширением на конце, то есть с устройством так называемой пяты, которая придаст ему большую устойчивость и прочность.
А для защиты от подземных вод, рекомендуется выполнить на дне песчано-гравийную подушку, толщиной приблизительно 10–20 см, которую необходимо залить цементным «молочком», очень жидким раствором цемента с небольшим содержанием наполнителя.
Так как глубина залегания столбчатого фундамента может достигать 1,5–2 метра, а иногда и более, для придания жесткости конструкции и большей несущей способности, перед тем как выполнять заливку бетона рекомендуется установить арматурный каркас. Но до этого, особенно если грунт не является очень плотным, потребуется изготовить опалубку: для съемной часто используется металлическая, а для несъемной – асбестовая труба.
Спустя неделю, когда бетон наберет около 70% прочности, можно приступать к устройству ростверка, который может быть изготовлен в виде монолитной ленты или из металлических швеллеров.
Для изготовления бетонного ростверка потребуется установить опалубку, внутри которой смонтировать армирующий каркас из прутков сечением до 12–16 мм и выполнить заливку бетонной смеси. После этого, спустя одну–две недели, можно непосредственно приступать к возведению стен будущего дома.
Если же для ростверка используются металлические швеллера, то к этим работам можно приступать незамедлительно. Во время заливки монолитного ростверка следует установить специальные анкера с шагом 0,5–1 м, которые будут служить креплением для несущей конструкции каркаса.
Но, так как одним из достоинств каркасного строительства является возможность ведения работ круглый год, то в том случае, если фундамент возводится в холодное время, можно отдать предпочтение свайно-винтовому варианту, монтаж которого можно выполнить как с привлечением техники, так и ручным способом.
Для устройства ростверка в этом случае отдается предпочтение металлическим швеллерам, но допустимо и бетонное основание, смесь для которого должна изготавливаться с применением антиморозных добавок, а кроме того, следует обеспечить условия для его прогревания, чтобы не допустить замерзания воды.
Следует учитывать, что при устройстве ростверка должна обязательно учитываться планировка дома, так как на него будут опираться все несущие стены.
Инструкция к фундаменту
Поэтапное строительство каркасного дома своими руками начинается с фундамента. Это — основа дома, большая, ровная и прочная «подставка», на которой держится вся каркасная конструкция. Её можно вылить из бетона или собрать из готовых бетонных блоков.
Ленточный фундамент для каркасника.
Каркасное строительство называют «лёгким». Стены каркасника значительно меньше давят на поверхность земли, чем капитальные сооружения из кирпича или монолиты из бетона. Каркас также легче брусового деревянного дома. Поэтому вашему строению понадобится небольшой мелкозаглубленный фундамент, при этом глубину можно сделать на 100-300 мм.
На заметку
Решая, как самому построить каркасный дом своими руками, неизменно сталкиваешься с вопросом выбора конструкций и материалов. Для каркасных строений сооружают мелкозаглубленные ленточные фундаменты или плиты. В некоторых случаях для каркасников делают фундаменты глубокими.
В некоторых случаях для каркасников нужна большая глубина фундамента. Это бывает, когда грунт – зыбкий, подвижный, сыпучий и строение планируется на берегу водоёма. В таком случае устанавливают свайно-винтовой фундамент, который будет опираться на глубокие и неподвижные слои грунта.
Ленточный фундамент
Представляет собой каменную ленту, дорожку, заглубленную в землю на 100-400 мм. Над поверхностью земли фундамент возвышается на 100-300 мм. Таким образом, общая высота ленточного фундамента для каркасного дома составляет 200-700 мм.
Опалубка ленточного фундамента с арматурной сеткой
На заметку
Можно сделать фундамент глубже и выше – но это уже на ваше усмотрение, при желании израсходовать больше строительных материалов и получить более массивную конструкцию основания дома.
Ленту фундамента заливают в подготовленные заранее траншеи. Бетон для заливки можно замешивать самостоятельно. Перед заливкой в траншеи насыпают слой песка и тем самым делается так называемая песчаная подушка (толщина до 100 мм) и укладывают металлические арматуру.
Плитный фундамент
Плитный фундамент также называют плавающим. Каркасный дом будет подниматься и опускаться вместе с ним, при сезонных расширениях грунта . Поэтому плита должна быть достаточно прочной, чтобы можно было возводить здание в два этажа и выше.
Плитный фундамент заливают из бетона и арматуры, при этом арматуру связывают проволокой. Арматурная сетка обеспечивает плите каркасного дома необходимую прочность, жестко фиксируя монолитную плиту.
Расчет фундамента производится по принципу повышенной нагрузки, применяют арматуру разного диаметра. Плюс можно менять расстояние между прутьями, и это поможет увеличить прочность фундамента. Стоимость зависит от сложности работы и потраченных материалов на создание.
Фундамент залит монолитной плитой
Плитное основание можно минимально заглубить в грунт на 100-200 мм, или лить бетон на гравийную подушку без заглубления. Общая высота плиты должна составлять 200-300 мм.
Для плиты фундамента важно обеспечить стойкость к подъёму грунтовой влаги. Поэтому при замешивании бетона в него добавляют водостойкую добавку
Это обеспечит водостойкость бетонной плиты и сухой пол внутри будущего помещения. А также продлит долговечность фундамента и всего строения.
Свайно-винтовой фундамент
Для получения свайно-винтового фундамента можно использовать асбестовые трубы или металлические готовые сваи. Для асбестовых труб готовят ямы, в которые устанавливают трубу и заливают в неё бетон. Предварительно – армируют, т.е. ставят металлическую арматуру внутрь трубы. Металлические сваи вкручивают в землю без вынимания грунта, не выкапывая ямы.
Для того чтобы было легче и понятнее, как монтировать свайно-винтовой фундамент и каркасный дом своими руками – пошаговое фото.
Набор свай для винтового фундамента
Вкручивание свай для фундамента вручную
Соединение винтовых свай фундамента между собой
Свайно-винтовой фундамент
Отделка — заключающий этап строительства
Завершает все этапы строительства каркасного дома отделка. Своими руками с помощью отделки вы превращаете обычную коробку из стен в полноценное и пригодное для жизни жилье.
Внутри дома материалы для оформления стен хозяин выбирает в зависимости от своих предпочтений. Изначально, после монтажа утеплителя и гидроизоляции стены обшивают гипсокартоном, шпаклюют, а потом занимаются оформлением стен.
Наружная отделка каркасного дома, особенно на постсоветском пространстве, требует особого внимания. Это связано с холодным климатом, и стены дома обязательно требуют дополнительного утепления, которое укладывается снаружи.
В зависимости от выбранного материала для наружного утепления будет меняться и технология его монтажа. Например, если используется минеральная вата (хотя для наружных работ ее покупают редко), изначально снаружи делается обрешетка, между ними укладываются маты минеральной ваты, сверху монтируется гидроизоляционная мембрана, а далее внешние облицовочные материалы. Также для наружного утепления используется пенопласт и пенополиуретан.
Материал для наружной отделки тоже выбирает сам хозяин. Дом можно оформить под дерево или кирпич, отделать сайдингом и многое другое. Все зависит от бюджета и личных вкусовых предпочтений.
Также на этом этапе работы необходимо провести электричество, сделать в доме розетки и выключатели, установить сантехнику и т. д. – все, что необходимо для комфортной жизни современного человека.
Возведение стен — второй этап строительства
После того, как фундамент просохнет, приступаем к созданию и установке стен. Для каркаса чаще всего используется клееный брус 150х150, а для утепления стен преимущественно используют минеральную вату. Для утепления жилого помещения (в котором вы планируете жить круглый год) необходимо использовать материал толщиной 150 мм.
Возведение каркаса начинается с нижней обвязки. Всего у каркасника 2 обвязки — верхняя и нижняя. Они помогают скрепить все элементы строения, а нижняя обвязка еще и служит для того, чтобы монтировать деревянные детали было удобнее.
После обвязки начинается монтаж вертикальных стоек по углам здания и по периметру на определенном расстоянии друг от друга. Их необходимо надежно зафиксировать, для чего используют металлический уголок, скобы или пластины.
Также на этом этапе формируются дверные и оконные проемы. Это обязательно укрепляют ригелем, чтобы нагрузка на проем была равномерной.
Также есть второй способ возведения стен — щитовой. Он подразумевает горизонтальную сборку стен. Имеется в виду, что каркас всех 4 стен монтируется на земле, а затем поднимается и устанавливается на основу здания.
Важно! Если стена дома больше длинны бруса, который используется для его строительства, приходится делать стену из 2 частей, а потом надежно соединять их между собой крепежными элементами
Шаг 3: Каркасные стены
Каркасный дом своими руками собирают из отдельных элементов, раскраивая и подгоняя их на строительной площадке. Возможен монтаж более крупных секций или даже целых конструкций, заготовленных на заводе.
Способы сборки каркаса
Быстровозводимые здания сегодня строят способами:
- традиционным — последовательно собирают каркас из стоек, ригелей, укосин, утепляют стены, монтируют обшивку;
- методом «канадской платформы» — секции заготавливают горизонтально на черновом полу и выставляют их в проектное положение;
- из СИП-панелей — крупные элементы, раскроенные на заводе, собирают на площадке при помощи соединительных брусьев и полиуретанового клея;
- по немецкой технологии «фахверк» — доски каркаса, являющиеся одновременно декоративной отделкой, располагают снаружи утеплителя;
- по шведской технологии — каркас монтируют из двух обрешеток, первая предназначена для установки утеплителя и крепления внешней отделки, вторую используют для прокладки коммуникаций и монтажа внутренней облицовки.
Монтаж каркаса способом «канадская платформа».
В частном строительстве для сборки своими руками чаще применяют классический способ, не требующий сложных монтажных работ и затрат на подъемную технику.
Установка и сечение стоек
Этапы монтажа стоек каркаса включают:
- Разметку на покрытии чернового пола мест установки стоек. Обычно шаг составляет 60 см. Это удобно для последующей укладки плит минеральной ваты. В двухэтажных зданиях расстояние уменьшают до 40 см.
- Нарезку опор из сухой обработанной доски толщиной 50 мм. Сечение подбирают по расчету на несущую способность.
- Установку стоек в углах, выравнивание, закрепление временными укосинами.
- Монтаж промежуточных элементов.
- Соединение опор брусом верхней обвязки.
- Усиление оконных и дверных перемычек досками, уложенными на ребро. Если этого не сделать, при прогибе произойдет защемление рамы, возникнут трещины на стеклах, отделке фасада и внутренних поверхностей стен.
- Укрепление каркаса укосинами из досок 100х25 или 150х25, врезанными в верхнюю и нижнюю обвязку, стальными перфорированными полосами, горизонтальными перемычками. Дополнительное усиление не требуется, если каркас обшивают жесткими листами ОСП, многослойной фанеры.
- Обшивку лобовой доской балок верхней и нижней обвязки. Рекомендуется проложить слой базальтовой ваты для утепления конструкции.
Для подбора сечения стоек суммируют все нагрузки, действующие на несущий каркас. Если здание небольшое, то при высоте до двух этажей размеры бруса принимают:
- для наружных стен — 150х50 мм, 200х50 мм;
- для внутренних перегородок — 100х50 мм.
Прочности таких сечений вполне достаточно для восприятия вертикальных и боковых нагрузок. При теплотехническом расчете может оказаться, что для размещения теплоизоляции требуется большая, чем расчетная, ширина стоек.
Увеличивать сечение несущего бруса нецелесообразно. В этом случае утеплитель укладывают в 2 слоя — один между стойками каркаса, второй — по наружной обрешетке с перевязкой. Такая компоновка поможет избежать теплопотерь через деревянные элементы, углы, обрамления проемов.
Укосины или раскосы
Укосины или раскосы устанавливают временно для придания устойчивости каркасу при монтаже или постоянно, чтобы конструкция сохраняла геометрию длительное время.
Укосины в каркасе устанавливают наклонно.
Чтобы постоянные укосины выполняли свою роль — обеспечивали жесткость каркасу, при их установке соблюдают правила:
- элементы монтируют с наклоном 40°-60°;
- толщина укосин — не более 1/4 от высоты сечения стойки;
- крепление раскоса к обвязке — только врезкой, при других видах сочленения усыхание древесины ведет к потере устойчивости узла;
- укосины врезают заподлицо со стойками, обвязками и перемычками;
- на одной стене устанавливают не менее двух раскосов с наклоном в разные стороны;
- к стойкам по длине прибивают 2-3 гвоздями.
Вместо укосин в углах каркаса можно использовать листы ОСП-3 12. Диагональная жесткость конструкции будет обеспечена.
Углы каркасного дома
Угол — одно из проблемных мест в каркасном доме. Установка бруса без дополнительного утепляющего слоя приводит к образованию мостика холода. Дерево обладает более высокой теплопроводностью, чем минеральная вата, поэтому стена в углу помещения может промерзать.
Чтобы этого не случилось, конструкции формируют одним из четырех способов:
Из двух стоек. Стык двух стен усиливают отделочным уголком.
Первые два способа более технологичны, но теплоизоляционные качества их ниже. В стыке двух стен остаются сквозные щели, которые очень трудно заделать.
Как построить каркасный дом: заливка фундамента
Быстровозводимая конструкция легкая, поэтому сооружать мощное основание нет смысла. В зависимости от типа грунта и этажности строения выбирают между:
- винтовыми сваями;
- столбчатым;
- ленточным.
При выборе вида фундамента рассчитывают общую нагрузку. Погонный метр высотой 3 м весит около 1,7 т. Если предполагается одноэтажное строение, периметр умножают на 1,7. При расчете 2-этажного здания площадь умножают на 2 затем на вес 1 п.м.
Один из популярных вариантов – свайно-винтовой. Он подходит для возведения основания на заболоченных участках, в местах со сложным рельефом, кроме скалистого грунта. Для одной семьи из 3-4 человек подойдет столбчатый. С помощью бура выполняют отверстия глубиной 80 см и шириной 20 см, куда вставляют асбоцементные трубы на дистанции 90 см. Свободное пространство заполняют присыпкой из песка и щебня, после утрамбовки заливают цементным раствором. По такому принципу закапывают 130-150 столбов.
Монолитное основание
Ленточный фундамент для каркасного дома стал классикой. Он представляет собой бетонную полосу, образующую замкнутый контур. По сравнению со столбчатым имеет большую поверхность, поэтому обеспечивает хорошую несущую способность. Пошаговое описание возведения мелко заглубленного основания позволит с работой справиться самостоятельно. Для этого понадобятся:
- арматурные стержни;
- песок, щебень разных фракций;
- стальная проволока;
- цемент;
- гидроизоляция;
- инструменты: пила, лопата, строительный миксер.
После расчетов размечают место, используя колышки и веревку. Чтобы лента была ровной, второй ряд бечевки натягивают шире на 10 см толщины стены. Для измерения углов используют лазерный уровень или контролируют ровность через сравнение диагоналей.
Для не заглубленного основания глубоких рвов рыть не нужно. В отличие от фундамента, когда ямы выкапывают ниже уровня промерзания, достаточно снять плодородный слой и заглубить траншеи на полметра. В этом случае лента будет опираться на грунт. Хотя почва подвергается морозному пучению, несущая способность от этого не страдает. Особенно, если дом строится на песке или гравелистой почве.
На дно выстилают геотекстиль, сверху слоями насыпают песчаную подушку. Каждый пласт проливают водой и утрамбовывают. На глинистой почве высота подложки достигает 50 см, на песчаном грунте — в 2 раза меньше. Следом укладывают гидроизоляцию из битумно-полимерных материалов.
Строительство опалубки и заливка раствора
На этом этапе из шифера, досок или фанеры по периметру монтируют опалубку для бетона. С внутренней стороны уровнем вымеряют высоту заливки раствора, отмечают маркером на досках. Вдоль опалубки сооружают арматурный каркас. Металлические стержни диаметром 10-16 мм с ребристой поверхностью обеспечат прочную адгезию с бетоном, в перспективе предотвратят разрушение фундамента. Если высота опалубки больше 30 см, прутья укладывают в несколько рядов.
Предпоследний шаг в возведении монолита – равномерное распределение бетона. После заливки первого слоя с целью предотвращения вакуумных пустот его пробивают. Второй слой добавляют до схватывания первого. Последний выравнивают согласно разметкам, засыпают сухим цементом через сито.
Незащищенный мелко заглубленный фундамент зимой проводит холод от промерзающего грунта. Чтобы сохранить тепло в доме, с наружной части выкладывают пенополистирол. В регионах с суровым климатом используют другую схему. Изоляционный слой в придачу укладывают по горизонтали внизу основания.
Если температура держится в +20°C, через неделю строительство продолжают. За это время бетон затвердеет на 50%. Если столбик не поднимается выше +17°С, выжидают дней 12. До окончательного высыхания монолита понадобится не менее 28 дней.
Типичная конструкция каркасного дома
Крыша каркасной постройки обычно возводится из стропильных ферм. Имея, треугольную форму, они совмещают функциональные особенности стропил, подкосов, балок. Стропильные фермы фиксируются сверху несущих перекрытий, соединяясь при помощи нескольких поперечных связей, затяжек. Крыша покрывается по скелету обрешетки рулонной теплоизоляцией, а после кровельным материалом.
Несущие стены похожи на пустотные перекрытия в кирпичном доме. Полость стены – несущая, конструируется элементами из каркасных модулей. Последние монтируются по брускам опоры на земле и вплотную друг к другу на более высоком уровне. Лицевая часть каркаса обшивается плитами из прессованных опилок для прочности.
После отделку покрывают паронепроницаемой строительной бумагой, слоем гидроизоляции. С внутренней стороны на несущих стенах укладывается паронепроницаемый полиэтиленовый материал, а полость набивается теплоизолятором. Полученную конструкцию оббивают листами гипсокартона, а двери и окна снабжают деревянными перемычками. Снаружи стену обкладывают кирпичом с фиксацией на металлический каркас или делают пластиковую, деревянную обшивку. Внутренние стены представляют собой пластиковые или деревянные полые перегородки. Изнутри они заполняются минеральной ватой или другим теплоизолятором. Стены нижнего сектора держат всю конструкцию дома, поэтому считаются несущими, верхнего – стоят на опоре несущих и могут устраиваться в любой области дома относительно стен нижней опоры.
Особенности каркасных домов
Основное отличие каркасных домов от строений любого другого типа — особая конструкция, несмотря на свой небольшой удельный вес способная выдержать высокий уровень нагрузок. Кроме этого каркасные дома характеризуются высоким уровнем стойкости к внешним воздействующим на него негативным факторам. Исходя из этого можно сказать, что такой дом простоит не один десяток лет.
Основные характеристики каркасных домов:
- чистота и экологичность;
- высокий уровень пожаробезопасности;
- экономичность;
- высокий уровень комфорта.
Достижение высокого уровня выше перечисленных характеристик производится путем изготовления домов соблюдая особенности технологии.
Такие технические характеристики как прочность и долговечность дома определяются особенностями каркаса здания. Каркас стоит из деревянных балок, перекрытий и блочных конструкций расположенных в строгом соответствии с проектной документацией. Каркас, изготовленный из дерева и предварительно обработанный специальными составами предотвращающими загорания и повержение вредителям, являет собой скелет дома.
При грамотно проведенной гидроизоляции и утеплению, надежно защищенный каркас не подвергается никаким механическим воздействиям. В качестве наполнителей для каркасных строений чаще всего используются негорючие минеральные утеплители. Снаружи, несмотря на то, что внутренний «организм» строения представлен деревянным каркасом, здание отделывается материалом любого типа, будь это кирпич, сайдинг, штукатурка, декоративный камень или дерево.
Произведя возведение грамотно, в полном соответствии с инженерным планом, постройка способна простоять более пятидесяти лет и абсолютно не подвергаться усадке.
Еще одна значительная особенность каркасного дома — равномерное распределение нагрузки на дом по всем узлам соединений. Это обеспечивает стойкость и устойчивость. Характерной особенностью каркасных домов следует назвать отсутствие вибрации. Полы в домах такого типа не скрипят, вибрации не чувствуются.
Благодаря особому устройству фундамента — свайному типу, дома характеризуются высокой устойчивостью к землетрясениям, даже к самым сильным.
