Подробно о производстве каркасных домов

Каркас - основа строения и состоит из отдельных элементов: досок, брусьев, комбинированных балок различной конфигурации. Эта пространственная сборная конструкция ограничивает заданный строительный объем и воспринимает все нагрузки, действующие на объект. Правильный подбор деталей по геометрическим размерам и механическим свойствам, их расположение и соединение определяют несущую способность стен, условия монтажа строения и заполнения стеновых конструкций теплоизоляционными материалами с последующим покрытием каркаса обшивками из фанеры, плит или наборных щитов.

Наружные стены также должны соответствовать требованиям по сопротивлению теплопередаче из условий энергосбережения, защите от проникновения внутрь конструкции атмосферной влаги и воздуха, предотвращению накопления конденсата водяных паров внутри конструкции и по обеспечению снижения уровня звука шума от внешних источников до нормативного. Внутренние стены, разделяющие жилые блоки в блокированном доме, должны удовлетворять требованиям к индексу изоляции воздушного шума. Для каркасных зданий на предприятии, как правило, изготавливают комплекты стандартных строительных компонентов (стойки, стеновые доски, перемычки), которые дополняют всеми необходимыми материалами (обшивкой, теплоизоляцией, гидро- и ветрозащитой) на месте монтажа. Предварительная калибровка и нарезка «в размер» стоек и балок несущего каркаса значительно сокращают время строительства и уменьшают стоимость дома как при полностью заводском изготовлении его элементов, так и при сборке домов на строительной площадке из готовых элементов каркаса. Для изготовления элементов каркаса используют сортные пиломатериалы влажностью не выше 18%. Каркасные строения обычно имеют нижнюю обвязку из брусьев, по которой устанавливают стойки из досок, ограничивающие оконные и дверные проемы, и являющиеся опорной системной конструкцией всего сооружения.

Стойки внешних стен представляют собой вертикальные элементы, к которым крепят внутреннюю обшивку и фасадное покрытие. Они опираются на нижние опорные пластины или обвязочную балку. На каркасе закрепляют стеновую обшивку из древесных материалов (фанеры, OSB, ЦСП) или вагонки, стеновое пространство заполняют теплоизоляционным материалом, фиксируемым в ячейках каркасной стены, и закрывают с другой стороны фанерой, гипсокартонном и другими облицовками. Стойки изготавливают обычно из мерных пиломатериалов сечением 38?89 мм или 38?140 мм. В зависимости от воспринимаемых стеной нагрузок, типа, толщины, размеров и условий крепления обшивки расстояние между стойками может составлять 300 и 600 мм. Ширина стоек зависит от толщины слоя теплоизоляционного материала. Верхняя и нижняя обвязочные балки, к которым крепят стойки каркаса, имеют то же сечение, что и сами стойки. Перемычки – это горизонтальные элементы каркаса, устанавливаемые над проемами окон, дверей или над другими отверстиями.

Их функциональное назначение - передача вертикальной нагрузки на боковые стойки. Перемычка состоит из двух досок одинаковой толщины со стойками, соединенных гвоздями. Использование гвоздевых пластин для соединения деревянных элементов каркаса позволяет изготавливать балки перекрытия с «коридорами» для пропуска всех инженерных коммуникаций, в том числе воздуховодов для систем воздушного отопления и кондиционирования. Пролеты строительных систем могут достигать 6-30 м без промежуточных опор, что сокращает сроки монтажа конструкций и значительно расширяет возможности архитекторов и дизайнеров при выборе планировочных решений. К достоинствам каркасной технологии относятся: возможность строительства в любое время года; высокие темпы строительства (возведение каркасного дома в 150 м2 занимает 8 недель); отсутствие потребности в тяжелом подъемном оборудовании, поскольку части каркаса имеют небольшие размеры и массу. Это позволяет сохранить на участке растительность и ландшафт, уменьшает трудозатраты; высокие теплоизоляционные свойства конструкции при относительно небольшой толщине стен (25 см); легкость конструкции уменьшает нагрузку на фундамент, что позволяет значительно удешевить его; устойчивость и нечувствительность к сезонным подвижкам фундамента вследствие пучения почв; более высокая сейсмоустойчивость, чем у бетонных и кирпичных строений. Каркасный дом можно сравнить с системой жестко связанных коробок, которую разрушить крайне непросто; простота отделочных работ.

Поверхность стен, полов, потолков получается идеальной, благодаря применению калиброванной древесины в конструкции дома. Идеальными получаются углы стыков стена - пол и стена - потолок; возможность убрать все коммуникации внутрь стен; гипсоволокно, минеральная вата, используемые в большинстве случаев для отделки каркасных домов и возведения дополнительных перегородок, работают как дополнительная звукоизоляция; мобильность - изменение структуры здания или инженерных систем в процессе строительства не вызовет серьезных проблем. По каркасной технологии можно проектировать и строить деревянные дома двух этажей. В Европе, США и скандинавских странах давно строят многоквартирные каркасные дома. В 2006 году компания RenggliAGв Сурзее (Швейцария) построила первый 6-этажный деревянный дом.

В России успешно реализованы проекты строительства 2- и 3-этажных многоквартирных домов в Перми. Для изготовления каркасов домов используют не только цельные бруски, доски и брусья, но и различные сборно-составные элементы, которые представляют собой профилированные конструкции. Использование специальных составных, сборнокомбинированных или клееных заготовок способствует значительному повышению качества монтажа, надежности и прочности сооружений, рациональному потреблению древесины. Готовые формы заданного профиля очень удобны при сборке пространственных конструкций, каковыми являются каркасы; гарантируют требуемую точность соединений и снижение затрат времени на строительство. Выбор типа профильных элементов зависит от ассортимента продукции предприятия, проектов домов и комплектации изделий, поставляемых на рынок. В связи с этим должны быть разработаны схемы сборки каркасов и их фрагментов. Каркас строения собирается непосредственно на площадке. Вначале на заранее подготовленную фундаментную основу укладывают нижнюю обвязку, по периметру которой на определенном расстоянии друг от друга устанавливают угловые и боковые стойки, на которых предусматривают специальные конструктивные элементы, обеспечивающие надежное соединение деталей.

Верхняя обвязка представляет собой горизонтально расположенный ряд деталей по периметру строения. Эти детали соединяют между собой и со стойками каркаса, завершая пространственную конструкцию объекта в рамках заданного строительного объема. Созданный таким образом каркас определяет будущие стены здания. Возможно изготовление каркаса со сквозными стойками. В этом случае, как сами стойки, так и балки перекрытия над подвалом опираются на нижнюю фундаментную обвязочную балку и главную балку или несущую стену. Стойки крепят к опорам четырьмя гвоздями длиной 63 мм, а балки присоединяют к стойкам двумя гвоздями длиной 73 мм. Если на основании пола выполняют диагональный настил перекрытия, между концами балок ставят перемычки для опоры досок настила. Балки перекрытия второго этажа опираются на углубленную в стойку обвязочную доску и крепятся к стойкам гвоздями. Концы балок, параллельных внешним стенам на первом и втором этажах, крепят к стойкам таким же образом. Между балками каркаса перекрытия на концах досок диагонального настила ставят опорные перемычки. Поскольку пространство между стойками стен не ограничивается по вертикали обвязочными балками, необходимо ставить специальные противопожарные блокировки на уровне пола и потолка для предотвращения распространения огня внутри стены.

Для этого обычно применяют бруски такой же толщины как стойки. В стенах, заполненных утеплителем, противопожарная блокировка не требуется. Значительно усилить каркасную конструкцию можно при использовании гвоздей, сквозных нагелей или зубчатых скрепляющих пластин. Деревянно-металлические крепления во многих случаях не только надежнее классических соединений заготовок, например, с помощью шипов, но и удобнее при сборке конструкций. Нередко важным фактором выбора этого направления при монтаже строений является его обеспеченность механическими средствами и машинами.

В совокупности с использованием в каркасах клееных заготовок вся конструкция оказывается надежной даже при эксплуатации домов в сложных условиях при сильных ветровых нагрузках, сейсмических колебаниях и т.п. Порядок формирования каркасной основы при монтаже дома: заказ и комплектация деталей каркаса в соответствии с проектом; устройство фундамента с необходимой для каркасной системы подготовкой; монтаж нижнего обвязачного бруса по цоколю фундамента с гидроизоляцией и специальной обработкой, а также с закреплением его на фундаменте при помощи стальных нагелей враспор или иных средств; укладка «чернового» пола первого этажа по лагам с настилом под покрытие из досок пароизоляции  и утеплителя; установка вертикальных стоек и закрепление их на нижнем обвязочном брусе с помощью скоб, нагелей, специальных пластин, уголков и других средств (одновременно с этим устанавливаются оконные и дверные проемы); установка диагональных раскосов и прокладка по периметру строения верхнего обвязочного бруса для создания пространственной жесткости между стойками;  устройство балок межэтажного перекрытия и «чернового» настила по ним; установка элементов каркасных стен на втором этаже и в мансардной части строения.

В зависимости от конструкции каркаса, применяемых материалов и масштабности объекта обшивку и заполнение каркасных стен выполняют либо по мере формирования каждого этажа, либо сразу по всему зданию. Одним из перспективных способов производства каркасных строений является сооружение домов по системе «платформа». Название системы определяет метод строительства, основные технико-монтажные этапы которого состоят в следующем: объект возводят поэтажно, а каждый уровень перекрытия выполняет роль платформы, являющейся базовой площадкой для сборки стеновых конструкций в горизонтальном положении; после подготовки сборные каркасы стен с обшивкой по наружной поверхности устанавливают вертикально и закрепляют по периметру «платформа» (перекрытия), предусмотренными для этого средствами; деревянная каркасная конструкция по системе «платформа» является несущей, стены строения должны выдерживать все нагрузки, предусмотренные условиями эксплуатации объекта; детали и фрагменты каркаса, а также комплектующие материалы для стен и панелей перекрытий изготавливают в заводских условиях, что обеспечивает высокую точность и скорость монтажа объекта на строительной площадке; для перемещения и подачи компонентов (стропил, обшивок, балок каркаса и т. п.) применяют несложную грузоподъемную технику, а строительные леса и подмости практически исключаются в силу специфики монтажа стен (сборка - на платформе, подъем - изнутри строения).

Фундаментную базу строения выполняют в соответствии с планировкой объекта и расчетными параметрами конструкции фундамента с учетом геодезических характеристик, массы строения и применяемых материалов. Нижнее перекрытие служит рабочей плоскостью для сборки стен первого этажа. Стены собирают по заранее заданной схеме расстановки элементов каркаса и крепления их между собой, переводя затем конструкции в вертикальное положение. Сборные стены, имеющие наружную обшивку, соединяют в углах строения и по всему периметру. Если дом имеет два и более этажей, то стены каждого из них собирают также в горизонтальном положении, но уже на «платформе» соответствующего уровня - межэтажном перекрытии. Собранные каркасы стеновых панелей с наружной обшивкой выводят в вертикальное положение строго по линии расстановки предыдущих стеновых конструкций. Аналогично монтируют каркасно-панельные элементы чердачно-кровельной системы объекта. Внутренние перегородки, разделяющие строительный объем на жилые секции, собирают по месту их установки в соответствии с планировкой помещений. При необходимости они могут быть несущими, как и наружные стены объекта. Каркасы состоят из опорных стоек, поперечин и горизонтально установленных сверху и снизу связующих балок или брусьев. Изоляционные материалы применяют в качестве заполнителя ячеек каркаса, а строительные плиты, фанера, специальные панели служат первичной облицовкой и связующим конструкционным элементом для стенового модуля.

В структурной последовательности сборка индивидуального дома представляет собой "послойный" монтаж объекта строительства. Для изготовления малогабаритных деревянных домов по системе «открытая платформа» применяются: стандартные детали каркаса из массивной древесины или клееных конструкционных заготовок на основе пиломатериалов, шпона, древесных плит и других материалов, имеющих заданные размеры и требуемую обработку; плиты для наружной и внутренней обшивки стеновых каркасных конструкций, перегородок и панелей перекрытий (фанеру, плиты OSB, древесно-стружечные плиты, ГВЛ и тп.); теплоизоляционные материалы для заполнения стенового пространства (минеральную вату, прошивные изоляционные маты на основе волокнистых материалов, формованные синтетические пеноблоки, пеноизол, пенополиуретан и др.); изолирующие листовые прокладки для защиты от проникновения влаги, пара и движущихся потоков воздуха внутрь помещения и в полость конструкции стены. Лесоматериалы для каркаса: 1) стойки для наружных стен 2) стойки для внутренних перегородок 3) тяжи для наружных стен 4) тяжи для внутренних перегородок 5) балки для нижнего и межэтажного перекрытия 6) балки для влажных помещений Строительные материалы: 1) плиты для черного пола 2) плиты под наружную кровлю 3) ветрозащитная плита 4) фанера для внутренней обшивки 5) гипсокартонная плита Конструкционная надежность строения зависит от системы соединений всех строительных компонентов, применяемых крепежных инструментов и приспособлений.

Соединения и методы крепления деталей каркаса унифицированы и предельно просты. Это способствует быстрому монтажу объекта и высокой точности сборки конструкций. Фундамент для каркасного дома обычно выполняют из бетона или специальных фундаментных блоков. Возможно также применение свайных опор и других облегченных конструкций. Цокольное перекрытие из деревянных конструкций создает рабочую платформу для сборки стен первого этажа. Сборку каркасных заготовок стен, их подъем в вертикальное положение и закрепление по периметру строительного пространства осуществляют несколько рабочих с помощью сравнительно простых механизмов и приспособлений. Междуэтажное перекрытие собирают так же, как и нижнее. Оно служит «платформой» для торцовых и боковых стен следующего этажа. Детали верхнего (чердачного) перекрытия крепят с помощью металлических пластин, гвоздей и других крепежно-опорных приспособлений. Наружную кровлю каркасного дома можно делать из черепицы, рубероида или жести. Для фасада можно использовать различные варианты отделки: кирпич, камень, имитация бруса, сайдинг и тд. Качество монтажа стеновых конструкций и точность их установки на фундаментной основе по периметру строения в значительной степени предопределяют эксплуатационную надежность всего объекта.

В зависимости от конструкции и материалоемкости строения выполняют закрепления стеновых фрагментов на бетонной плите, заливном армированном ленточном фундаменте, обвязочном венце из брусьев с помощью анкерных болтов, металлических нагелей и тд. В каркасных деревянных домах широко используются различные тепло- и звукоизоляционные материалы. В конструкциях также присутствуют паро- и гидроизолирующие прокладки, которые устанавливают в наружных стенах и в верхнем перекрытии. Для межэтажных перекрытий и перегородок достаточно использовать воздухозащитную изоляцию, а в нижнем перекрытии роль изолирующей прослойки выполняет полотно «чернового пола». При проектировании дома необходимо расчетными методами определять параметры изоляционных компонентов, которые обеспечивают требуемый уровень теплозащищённости помещений.   Оборудование для деревянного домостроения представлено в разделе "Каталог" - "Деревообработка" - "Деревянное домостроение" .