Нормативы и решения

О любви к техническим нормативам и комплексным решениям в каркасном деревянном домостроении

Ельчугин А.В.,
руководитель программ развития домостроения.
ЗАО «НЛК Домостроение»

В промышленно развитых странах самый массовый тип стеновой конструкции индивидуальных домов — теплоизолированный каркас. Доведенные до высокого уровня системные и узловые технические решения отражены в национальных нормативах и стандартах ассоциаций домостроителей:

В США — федеральные строительные нормы «CABO. One and Two Family Dwelling Code».
В Канаде, помимо государственных норм — стандарт R2000 Канадской ассоциация домостроения — Canadian Home Builders Association (CHBA).
В Финляндии — руководство по строительству RT 8210693 «Деревянные конструкции для малогабаритных домов 2. Открытая деревянная конструкция».
В России – свод правил по проектированию и строительству СП 311052002 «Проектирование и строительство энергоэффективных одноквартирных жилых домов с деревянным каркасом». Не будем повторять системных достоинств каркасных домов для пользователей, изготовителей конструкций и для строителей. Читателямпрофессионалам они известны. Но изза отсутствия определенной нормати вами классификации каркасных домов при ведем классификацию по технологическим критериям и сопутствующие каждой группе конструкций преимущества и риски:
каркасный дом по технологии «Платформа»;
каркаснопанельный дом, в котором применены каркасы стен, сборные балки перекрытий и фермы покрытий промышленной сборки;
панельнокаркасный дом, в котором применены решетчатые панели стен, перекрытий и покрытий высокой заводс кой готовности.

Конструкция, ставшая классической в современном деревянном каркасном домостроении — каркасный дом по технологии «Платформа». Это деревянная каркасная конструкция с несущими стенами. Название отражает метод строительства. Дом монтируется поэтажно, при этом цокольное и междуэтажное перекрытия являются одновременно рабочими плоскостями, на которых стены первого и вто рого этажей собираются в горизонтальном положении и затем устанавливаются вертикально. Исходные материалы и комплектующие изделия для ограждающих конструкций — несколько типоразмеров строганых пиломатериалов и конструкционных древесных плит; при необходимости — клееные балки и прогоны увеличенных сечений и длин; крепежные изделия; столярные изделия; изоляционные материалы; кровля; защитные и защитно декоративные покрытия. Раскрой деталей и сборка конструкций выполняются в построечных условиях. Технические требования и последовательность выполнения работ точно определены. Преимущества системы — удобство монтажа, простота, комплексность, оригинальность, возможность выполнения работ на участках со сложным рельефом и малогабаритных. Риски при устройстве несущих конструкций — построечный раскрой пиломатериалов, построечная обработка конструктивных элементов, точность которых, как правило, ниже, чем при промышленном выполнении операций. Сборка каркасов и ферм без применения промышленных стапелей и приспособлений может при вести к отклонениям формы и размеров сборных элементов. В зависимости от размеров дома, численности бригады и степени владения навыками плотничной работы продолжительность монтажа деревянных конструкций стен, перекрытий и покрытия (крыши) будет составлять от двух до 8ми недель. Монтаж по тех нологии «платформа» выполняется, как правило, профессиональными строителями, но может быть выполнен и самостоятельными застройщиками. Обязательные организационные условия — наличие проекта дома и возможность комплектования унифицированными пиломатериалами, плитами, комплектующими изделиями. Названные риски уменьшаются при при менении технологий «Precut» и «Prefab», предусматривающих промышленный раскрой деревянных деталей и обработку конструктивных элементов — отверстий, пазов, четвертей и пр., а также заводское маркирование. Технологии «Precut» и «Prefab», предусматривают выполнение при проектировании 100%й деталировки деревянной конструкции и соответствующее оформление сборочных чертежей. В целом — применение такой технологии способствует повышению качества и про изводительности монтажа конструкций.

Деревянное домостроение

Если стеновые каркасы изготавливаются в промышленных условиях, то конструкцию можно определить как каркаснопанельный дом. Североамериканское строительное законодательство предписывает выполнение изолировочных работ и монтажа оборудования дома специализированными организациями, поэтому в промышленных условиях изготавливают стеновые каркасы с односторонней обшивкой конструкционными плитами. Теплоизоляцию и декоративные элементы монтируют в построечных условиях. Элементы перекрытий заводского изготовления — это решетчатые фермы с соединениями зубчатыми пластинами, либо Iобразные балки. Элементы конструкций покрытия (крыши) завод ского изготовления — фермы с соединениями зубчатыми пластинами. Монтаж ведется с применением грузоподъемных механизмов. Настилы конструкционных плит на перекрытиях и фермах покрытия выполняются в построечных условиях. Преимущества системы — универсаль ность, гибкость технологии, унификация всех элементов, высокая производитель ность труда при изготовлении и монтаже несущих элементов. На монтаж несущих конструкций дома затрачивается 12 дней на каждую группу конструктивных элементов: цокольное перекрытие, стены первого этажа, междуэтажное перекрытие, стены второго этажа, покрытие. Система эффективна при расположении производства строительных элементов неподалеку от места строительства и при наличии удобных путей доставки конструкций на строительную площадку. Продолжительность отделочных работ определяется их составом и размерами дома. Индивидуальное проектирование и изготовление элементов сочетается с унификацией комплектующих и узловых решений.

Конструкцию, в которой помимо стеновых панелей применяются решетчатые панели для устройства перекрытий и покрытий, можно определить как панельнокаркасный дом. Степень заводской готовности панелей будет определять состав, последовательность и сроки работ на стройплощадке. В европейских странах степень заводской готовности панельных конструкций определяется по технологическим и экономическим критериям. Преимущества системы: высокое качество промышленной сборки и короткая продолжительность строительства. В наиболее совершенных исполнениях домостроительных систем заводская готовность панелей близка к полной, а монтаж ограждающих конструкций дома выполняется за 23 рабочих дня. Объемы отделочных работ минимизированы.

Приведем дополнительно классификацию по конструктивным критериям:

фахверковые дома;
дома с элементами имитации срубов из массивной древесины;
комбинированные дома, в которых стены выполнены частично из каркасных конструкций, частично — иными, например: из массивной древесины.

Традиционная конструкция с много вековой историей — фахверковый дом. В таком доме несущий каркас — фахверк — выполнен из деревянных элементов больших сечений, расположенных с равномерным и относительно большим шагом. Промежутки между элементами фахверка заполненыиными конструкционными материалами, образующими ограждающую конструкцию. В современном домостроении несущие элементы фахверка изготавливаются из конструкционного клееного бруса, что обеспечивает более высокую точность изготовления элементов и возможность устройства помещений больших размеров. Применение крупногабаритных и тяжелых деталей ведет к необходимости использования грузоподъемных механиз мов при монтаже со всеми организационными и экономическими последствиями.

Имитационные дома — это каркасные дома с элементами имитации срубов из массивной древесины. Элементы имитации — перерубы из клееной профилированной древесины и имитационные обшивки, профиль и шаг которых совпадают с профилем и шагом боковой поверхности угловых элементов. По конструкции имитационные дома подобны каркасным домам с вентилируемым фасадом и дощатыми обшивками. При этом: промышленное изготовление имитационных клееных профилированных элементов предпочтительнее ввиду высокой производительности станочной обработки венечных пазов и торцевания по сравнению с ручной механизированной обработкой.

Комбинированные дома — это дома со стенами, выполненными из различных типов конструкций. При сопряжении каркасных стеновых конструкций со срубовыми конструкциями на уровне одного этажа необходимо учитывать в конструкциях сопрягаемых элементов различные усадочные свойства, рельеф стеновых поверхностей из массива, особенности устройства герметизации пленочных примыканий к рельефным поверхностям.

Каждая каркасная конструкция обладает системными и специфическими достоинствами, а также особенными областями применения. Но достоинства не проявятся сами по себе — ни технические, ни экономические.

Технические преимущества каркасных конструкций могут проявиться при соблюдении всей совокупности технических требований в проектировании, изготовлении элементов и монтаже. К сожалению, практика строительства являет примеры отклонений, а то и прямого игнорирования существенных требований.

Пример №1. Листовые материалы и древесные плиты — древесностружечные, ориентированные стружечные плиты, фанера — содержат свободный формальдегид. В плитах OSB3 европейских производителей и отечественной фанере, изготавливаемой с соблюдением требований ГО СТ 3916.296 содержание свободного формальдегида определено нормой 8 мг на 100 г плиты. Согласно своду правил СП 311052002, п. 4.3.4.: «Применяемые при строительстве плитные материалы, в которых содержание свободного формальдегида превышает 5 мг на 100 г плиты, должны быть обработаны специальными детоксицирующими грунтовками». Таким образом, для соблюдения этого требования проектировщик обязан выбрать детоксицирующий состав, соответствующий примененному плитному материалу, а организатор строительных работ (или изготовитель конс трукций) обязан нанести детоксицирующий состав на соответствующие элементы. Да еще и с соблюдением требований к условиям нанесения. Вопрос проектировщикам: «Указывают ли они в чертежах тип детоксицирующего состава?» Вопрос строителям: «Соблюдают ли они это важнейшее требо вание химической безопасности конструкции?». Многие ли компании – изготовители элементов и строители каркасных домов ответят: «Да»? Невозможно ответить за всех, но можно утверждать, что немногие из отечественных строителей имеет право ответить: «Да, детоксицирующие составы применяем». Последствия неизбежны — медленное отравление жильцов вредным веществом. В обшивке стен комнаты 4*4 м высотой 2,5 м и толщиной 12 мм может содержаться количество формальдегида, соответствующее насыщению около 2 000 000 кубометров воздуха жилого помеще ния до уровня ПДК формальдегида – 0,01 мг/м куб. — согласно требованию СанПиН 2.1.2.100200.

Пример № 2. Согласно своду правил СП 311052002, п. 6.4.5. «Элементы чер ного пола в пределах помещений должны иметь шпунтовые соединения или стыко ваться на деревянных брусках сечением 38*38 мм, прибитых гвоздями к элементам каркаса (перекрытия; примечание А.Е.)». Несоблюдение правила ведет к риску прогибов настила черного пола, что недопустимо для большинства мате риалов чистых полов. Но шпунтованные листовые настилы применяют немногие, значит: остается применять дополнитель ные связи, а это сопряжено с немалой материалоемкостью и трудоемкостью.

И т.д. Продолжать можно долго, не опасаясь серьезных возражений, так как за каждым требованием — многолетняя международная строительная практика, игнорирование которой ведет к ухудшению технических свойств дома.

Экономические преимущества могут проявиться, если страна, заимствующая конструкции и технологии, имеет сходные экономические условия по всей производственной цепочке от проектирования до эксплуатации строения. Либо будет применять заимствованные решения с учетом тщательного анализа практики продаж, организации промышленных и строительных работ. Комплексные решения — фундамент экономического успеха. Результаты такого анализа повлияют на планирование капитальных вложений, состав оборудования и разделение операций между про мышленным производством элементов и строительными подразделениями.

Например: заводское производство по технологии «Precut» и «Prefab», или, иными словами, промышленное исполнение комплекта деталей деревянной конструкции может быть универсальным решением без учета условий площадки строительства. Оно подойдет и для удобных, и для неудобных условий монтажа по системе «Платформа». А также может послужить заготовительным отделением для участков сборки панелей различной степени заводской готовности.

Промышленное изготовление открытых — без теплоизоляции — каркасов может быть экономически выгодным при коротких удобных путях доставки и монтаже с приме нением грузоподъемных механизмов. Промышленное изготовление панелей высокого уровня заводской готовности может быть экономически выгодным при условии организации доставки, хранения и монтажа с исключением рисков повреждений.

Итак, перефразируя известную шутку о любви к общественной организации, можно совершенно серьёзно сказать: «Любовь к высоким техническим нормам и комплексным решениям в каркасном деревянном домостроении может быть условием обеспечения технических и экономических положительных эффектов».