Разнообразие конструкций стен

В поисках теплой стенки

Растущий интерес к коттеджному строительству способствует неуклонному совершенствованию конструкций этого вида жилья. Неудивительно, что многие загородные дома 8–10 лет от роду выглядят сегодня устаревшими и тяжеловесными по сравнению с новейшими, облегченными. Кроме того, строительство коттеджей последнего поколения обходится дешевле и укладывается в более сжатые сроки.

Поиск новых материалов и технологий, позволяющих сократить потери «домашнего тепла» и снизить материальные затраты при обеспечении достаточной прочности жилища, ведется постоянно. Так, на территории средней полосы России на смену камню сначала пришли кирпич и бетон, затем под модным лозунгом: «За экологическую чистоту!» вернулась древесина, а теперь внедряются более сложные многослойные конструкции и пористо-волокнистые материалы.

Взаимосвязь конструкций фундамента и стен

Для легких щитовых и каркасных домов при нагрузке 40–60 кН/пог. м можно использовать дешевый столбчатый фундамент или чуть более дорогой столбчатый с горизонтальной балкой, а также мелкозаглубленный ленточный фундамент, блочный или монолитный. Для деревянных срубов и домов из ячеисто-бетонных блоков, дающих нагрузку 80–100 кН/пог. м, подойдет мелкозаглубленный блочный фундамент, а при пучинистых грунтах — только ленточный монолитный. Для сильнопучинистых грунтов более надежен буронабивной фундамент — ленточный, со своеобразными столбиками, уходящими из-под подошвы в грунт ниже глубины промерзания. Еще более надежен сваезабивной, напоминающий буронабивной своими «ногами» длиной 4–6 м. Но стоит он дороже, а для его монтажа требуется самоходная установка, которой нужна рабочая зона до 40 м2, что не всегда удобно. Для кирпичных и панельных железобетонных домов, дающих нагрузку 120 кН/пог. м и более, оптимальным является фундамент с плитой на глубину промерзания или мелкозаглубленный ленточный монолитный фундамент. При отсутствии в момент строительства средств на подвальный этаж можно ограничиться ленточным фундаментом на глубину промерзания. Позже его в любой момент можно будет достроить до фундамента с плитой без всякого ущерба для стен уже обжитого коттеджа.

Итак, фундамент обязан быть прочным, массивным, долговечным и иметь жесткую конструкцию. Стена коттеджа — совсем другое дело. Ее материал, помимо прочности и жесткости, должен характеризоваться низкой теплопроводностью и оптимальной паропроницаемостью, плюс к тому — высокой степенью звукоизоляции. Если он обладает достаточной воздухопроницаемостью, то говорят, что стена «дышит». Поскольку на сегодняшний день не существует стеновой конструкции, которая бы гарантировала стопроцентную устойчивость к разрушению, человек в первую очередь озаботился обеспечением ее прочности на сжатие. Предел этой прочности должен быть не меньше определенной величины (в МПа), которая зависит от типа стены — несущая (самонесущая) или навесная, — а также от веса расположенной выше части коттеджа. Таким образом, для стен и перекрытий не всегда имеет смысл выбирать слишком тяжелые материалы с большой плотностью. Особенно если учесть, что и стоят они, как правило, дороже более легких.

Конструкция стены не только влияет на выбор конструкции фундамента, но и определяет название дома. О нем так и говорят: бревенчатый, брусчатый, щитовой, каркасный, панельный, кирпичный, блочный, монолитный.

Разнообразие конструкций стен

Почти все учебники по основам архитектуры разделяют возможные конструкции деревянного дома на бревенчатую, брусчатую, щитовую и каркасную. Оконные и дверные проемы любой из них обрамляются коробками, обшиваемыми с внутренней и наружной стороны наличниками. Главное преимущество деревянных строений — экологичность, недостатки — горючесть и гидрофобность древесины, ограниченная жесткость конструкции. Возросший интерес к коттеджному строительству заставляет разрабатывать новые технологии, позволяющие сглаживать перечисленные недостатки, а иногда и удешевлять строительство с одновременным сокращением его сроков.

Бревенчатую стену собирают либо из отесанных, либо из калиброванных (оцилиндрованных) в заводских условиях бревен диаметром 180–260 мм. Ошкуренные и отесанные бревна укладывают в венцы, закрепляя (связывая) в углах врубками. Для придания всей конструкции жесткости каждые два соседних бревна соединяют шипами («глухарями») или прошивают всю стену этажа длинными металлическими стяжками снизу доверху. При сборке сруба для исключения зазоров, во-первых, каждый венец «припазовывают», укладывая на предыдущий специально вырубленным в нижней плоскости продольным пазом, и, во-вторых, зазор между венцами конопатят паклей. Это делают прямо на стройплощадке вручную, что долго и дорого.

Можно предварительно, в заводских условиях, снять на станке со всех бревен наружный слой — откалибровать, придав им строго цилиндрическую форму при едином диаметре. Калиброванное бревно, чаще называемое оцилиндрованным, позволяет не только ускорить сборку, но и использовать для прокладки между венцами сруба рулонное льноволокно, поскольку зазор между ними получается небольшим и равномерным. Заправить выступающие края льноволокна обратно в зазор можно раз в 5–7 быстрее, чем паклю.

Брусчатую стену складывают из материала, еще более подготовленного по соответствию размеров и особому профилю поперечного сечения. Брус может быть цельным или клееным. Цельный представляет собой то же калиброванное бревно, но с прямоугольным или квадратным поперечным сечением (например, 150 или 180 мм), что упрощает сборку, но не делает дом дешевле. Необходимость заполнения зазора между венцами сохраняется, поскольку высушивать древесину по всему объему при серийной технологии слишком дорого. Для выравнивания влажности по сечению брус либо выдерживают 1,5–2 года, что резко увеличивает сроки строительства, либо сушат в печи СВЧ, что значительно повышает стоимость материала.

Какими бывают стены дома?

Выбор материалов и конструкций стен зависит от климатических условий места, от назначения и температурно-влажностного режима ограждаемых помещений, этажности здания, наличия местных строительных материалов и их технико-экономических показателей, с учетом дальности перевозки, от внешнего вида и архитектурного решения фасадов дома.

Для современного малоэтажного коттеджного строительства, кроме традиционных каменных, кирпичных и деревянных стеновых решений, применяются более эффективные материалы и конструктивные решения: легкобетонные, керамические, облегченные, слоистые кирпичные кладки, деревянные каркасные, щитовые и другие с применением легких утеплителей. Эти конструкции позволяют значительно уменьшить вес стен, улучшить их экономические показатели, ускорить строительство.

Познакомимся с основными требованиями к стенам. Выбранная конструкция стен должна обладать такой же долговечностью, как и дом в целом, и выполнять две основные функции: ограждающую от неблагоприятного воздействия внешней среды (дождь, снег, ветер, солнце, перегрев) и несущую — выдерживать передаваемую на них нагрузку (вес) от вышележащих конструкций, оборудования, мебели.

В зависимости от расположения в здании, стены бывают двух типов: наружные и внутренние. Последние также выполняют функции перегородок.

Наружные стены должны иметь достаточные (по соответствующим нормам) теплозащитные качества: расчетное сопротивление теплопередаче (морозостойкость зимой, защита от перегрева солнцем летом), паропроницанию и воздухопроницанию, то есть должны обеспечивать в помещениях необходимый температурно-влажностной режим в любое время года.

В зависимости от требуемой степени огнестойкости дома, стены должны иметь группу возгораемости и предел огнестойкости не ниже установленных противопожарными нормами. Как наружные, так и внутренние стены должны обладать достаточными (по соответствующим нормам) звукоизолирующими свойствами.

Эти и некоторые другие требования, на которые надо обратить внимание при выборе проекта и согласовании конструкций разных элементов дома, подчас противоречивы. Необходимо подобрать материалы и конструкции, удовлетворяющие по возможности всем техническим требованиям и наиболее экономичным решениям.

По конструктивному решению стены можно подразделить на сплошные, состоящие из однородного материала, и сплошные, состоящие из различных материалов. Первые выполняют одновременно и ограждающую, и несущую функции, а вторые — либо несущую, либо ограждающую функцию.

Рассмотрим сначала конструкции каменных стен, наиболее часто применяемые в коттеджном строительстве, — из кирпича, бетона, керамики, а также из песчаника, известняка, ракушечника. В каменных малоэтажных зданиях собственный вес стен вместе с фундаментами составляет 50–70% общего веса здания, а стоимость стен — до 30% (с несложными архитектурными деталями) стоимости всего здания. Отсюда видно, как важно умело выбрать тип стен, особенно это касается наружных.

Выбор конструкции стен коттеджа

Сравним теперь потребительские показатели, которые, заслонив на время «чувственные» понятия (эстетичность, престижность, экологичность и т.п.), помогут нам объективно оценить экономическую полезность и долговечность стены той или иной конструкции. Если стоимость 1 м2 щитовой стены принять за 1, то пенополистиролбетонная конструкция будет стоить столько же; с деревянным каркасом — приблизительно 1,1–1,3; слоеная конструкция с деревянным или железобетонным каркасом — от 1,5 до 1,9; ячеисто-бетонная — 2,2; брусчатая или бревенчатая — от 1,5 до 3; кирпичная, железобетонная или брусчатая с наружным утеплением — от 3 до 4 (при близкой величине теплосберегающей способности).

Немаловажным фактором при выборе конструкции стены является гарантируемый срок ее эксплуатации. Так, щитовая и каркасная стены обычно рассчитаны на 20–30 лет, бревенчатая и брусчатая — на 30–40, кирпичная и железобетонная — более чем на 50. Об объективности оценки срока эксплуатации ячеистобетонных стен и бетонных стен с различными наполнителями говорить пока рано, эти конструкции слишком молоды.

Следует подчеркнуть, что приведенные сроки минимальны при стандартных климатических условиях. Правильный уход за конструкцией продлевает ее жизнь, а различные природные катаклизмы, наоборот, резко сокращают, вплоть до преждевременного разрушения, как показал опыт наводнений в ряде европейских стран.

Щитовая стена

Щитовая стена составляется из предварительно собранных и отделанных каркасных щитов шириной 2 м и высотой в один этаж (скажем, 2,35 м). Каркас щита из бруска сечением 50–100 мм с внутренними распорками заполняют теплозвукоизоляционными плитами, например из минеральной ваты толщиной 100 мм, укладывают с двух сторон пергамин, после чего конструкцию обшивают отделочными материалами. К примеру, внутреннюю сторону часто отделывают евровагонкой класса А, а наружную — обрезной доской 20 мм, поверх которой располагают виниловый сайдинг. Щиты устанавливают на нижнюю обвязку, выполненную из бруса 100–150 мм и положенную через гидроизоляцию на столбчатый или ленточный фундамент, и укрепляют верхней обвязкой. Стыки между щитами заделывают монтажной пеной или конопатят. В чердачном перекрытии укладывают плиты из минеральной ваты той же марки, но толщиной 50 мм. Лаги (150 мм) для перекрытий врезают в нижнюю и верхнюю обвязки, поверх настилают половую доску. Внутренняя поверхность щитов после сборки может использоваться и без дополнительной отделки.

Недостаток такой конструкции — в ограничении этажности и общей площади дома (не более 180 м2). А число этажей не должно превышать 2, а общая площадь — 130 м2 (то есть допускаются постройки размерами 6, 7, 8, 9 или 10 м).

Вагонку можно заменить новым отделочным материалом, так называемым «блок-хаусом». Его внутренняя сторона выполнена как у вагонки, а наружная имитирует венцы сруба. Издалека дом с такой отделкой трудно отличить от бревенчатого или брусчатого. При толщине «блокхауса» 30 мм и общей толщине щитовой стены 200 мм индекс звукоизоляции Rw может достигать 53 дБ.

Каркасная стена

Каркасная стена представляет собой обшиваемую снаружи и изнутри конструкцию из стоек прямоугольного сечения (например, 38–150 мм), закрепленных с помощью нижней и верхней обвязок (например, из монтажной доски сечением 38–200 мм). Шаг стоек (обычно 380–600 мм) делают кратным стандартной ширине теплоизоляционных материалов.

Шаг половых лаг и стропил составляет примерно 380 мм, что повышает жесткость конструкции и позволяет использовать для обшивки листы фанеры стандартных размеров. В качестве утеплителя могут применяться маты (минераловатные, камышитовые, стекловатные) или плиты (пористые древесно-волокнистые, соломитовые, фибролитовые, торфяные, ячеистые синтетические). С внутренней стороны каркаса прокладывают рулонную пароизоляцию мембранного типа, замедляющую выход водяных паров из комнаты и тем самым препятствующую образованию конденсата внутри стены. Внутреннюю отделку производят вагонкой или гипсокартоном и обоями. С наружной стороны каркаса и по обрешетке кровли предусматривается ветрозащитный (противофильтрационный) слой в виде листа влагостойкой фанеры толщиной 10 мм, укрытого снаружи ветрогидрозащитной пленкой. Поверх этого «пирога» производят наружную отделку, например, виниловым сайдингом толщиной 10–16 мм. Общая толщина стены составляет 180–200 мм. На верхнюю обвязку опирают балки перекрытия сечением 38–150 мм, после чего, при двухэтажном доме, устанавливают каркас второго этажа.

При каркасно-щитовой конструкции коттеджа на собранный каркас просто навешивают стены, составляя их из готовых щитов.

Железобетонная стена

Железобетонная стена собирается из железобетонных панелей. Они навешиваются на каркас, который составлен из железобетонных колонн и балок по технологии, используемой в многоэтажном жилищном строительстве. Для коттеджа высотой не более трех этажей применяют тяжелый (плотностью 2200 кг/м3) или облегченный (1800 кг/м3) бетон. Из него на заводе отливают типовые панели и панели по индивидуальным чертежам. Так, трехслойная панель высотой 2,8 и шириной 3,6 м при толщине 280 мм имеет сопротивление теплопередаче не менее R0 = 3,15 м2·°C/Вт, предел прочности на сжатие 20 МПа и исключает промерзание стен зимой. Сама панель состоит из наружной и внутренней железобетонных стенок (по 75 мм толщиной) с 130-миллиметровой полостью между ними, заполненной пенопластом. Зазоры между плитами при монтаже герметизируют специальными утеплительными пакетами. Если еще при изготовлении отделать панель снаружи «под камень» (при этом общая толщина увеличится до 350 мм), то ее сходство с каменной стеной и по внешнему виду, и по прочности будет удивительной. Долговечность коттеджа из железобетона соответствует долговечности городских многоэтажных зданий.

Кирпичная стена

Кирпичная стена состоит из кирпичей размером 250 × 120 × 65 мм, которые укладывают или длинной стороной («ложком»), или короткой («тычком»). Высота кирпичей может быть и другой — 88, 140 или 188 мм. Поскольку отклонения размеров кирпичной стены равны 3–5 мм, между кирпичами оставляют зазоры, которые заполняют скрепляющим раствором.

Кирпич обладает в 4 раза большей теплопроводностью, чем древесина, и стена из него теоретически должна быть во столько же раз толще. Для снижения теплопроводности конструкции либо используют кирпич со щелевидными пустотами, либо предусматривают их при кладке в стене. Пустоты заполняет воздух, значительно снижающий теплопроводность конструкции.

Иначе поступают при способе колодезной кладки: внутреннюю и наружную стенки в полкирпича объединяют через каждые 0,6–1,2 м вертикальными кирпичными перевязками. Причем наружную стенку можно выложить или целиком из белого силикатного кирпича, или вперемежку с красным глиняным. Внутренние полости («колодцы») заполняют материалом с малой теплопроводностью, например керамзитом, пенобетоном или минеральным войлоком. Стена такой конструкции может быть тоньше сплошной, что сократит сроки и стоимость строительства. Для средней полосы России ее легче заменить многослойной железобетонной, но не менее теплой. Заполнение «колодцев» волокнистым материалом по тепло и звукоизоляции более эффективно, чем обшивка им стены изнутри.

Стены из простого бруса

Брусовые стены обладают низкой теплопроводностью. Поэтому если зимой дом не отапливался, прогревать его до комфортных условий можно за несколько часов. Для брусовых стен достаточна толщина 15 см. Деревянные стены создают здоровый микроклимат в доме, они выводят из помещенья лишнюю влажность. Брусовые стены относительно легки и устойчивы к деформациям. Их можно строить на столбчатом фундаменте или фундаменте «плавающие столбики». Деревянные стены могут выдержать неограниченное число циклов замораживание/размораживание, а потому срок их службы может превышать 100 лет.

Но в то же время стены из дерева легко воспламеняются и подвержены действию насекомых-вредителей и гниению, а потому требуют специальной обработки и конструктивной защиты от влаги и огня. После завершения рубки деревянных стен до начала их отделки должен пройти год, стены перед началом отделки должны «осесть», причем осадка (до 10%) значительно больше, чем у каменных или каркасных стен (3–1%). Брус при высыхании деформируется. Конопатка брусовых стен — сложная и дорогостоящая процедура. Чтобы минимизировать последствия этих бед (деформации и плохой конопатки), брусовые стены снаружи и изнутри приходится обшивать вагонкой или ЦСП.

Получается, что дерево целесообразно применять при строительстве небольших коттеджей (не более 2-х этажей) и дач, предназначенных для сезонной или круглогодичной эксплуатации.

Профилированный брус

Достоинства и недостатки те же, что и у брусовых стен. Стены из простого бревна более долговечны. Правда, к недостаткам прибавляется необходимость тщательной и красивой конопатки.

Такое дерево целесообразно применять при строительстве небольших коттеджей (не более 2-х этажей) и дач, предназначенных для сезонной или круглогодичной эксплуатации, когда на первом месте чисто эстетические соображения.

Стены бревенчатые и брусчатые

Заготовку леса для бревенчатых и брусчатых стен желательно выполнять зимой, когда древесина меньше подвержена усушке, загниванию и короблению. Для стен рубят хвойные деревья, имеющие прямой ствол со сбегом не более 1 см на 1 м длины. Диаметр бревен выбирают по возможности одинаковым с разницей между верхним и нижним отрубом не более 3 см. Толщина (диаметр) бревен определяется необходимой по климатическим условиям шириной продольного паза. При расчетной температуре наружного воздуха –20°С она должна быть не менее 10 см, при –30° С — не менее 12 см, при –40°С — около 14–16 см. Ширина паза составляет примерно 2/3 диаметра бревна. Длину бревен определяют в соответствии с габаритами и планировкой дома, учитывая необходимый припуск при рубке сруба с остатком (в «чашку»). При рубке стен применяют свежесрубленные бревна со средней влажностью 80–90%. Они легче в обработке и меньше деформируются при естественной сушке в собранном виде. При снижении влажности до 15% (эксплуатационная влажность в условиях средней полосы страны) древесина усыхает, и размеры бревен уменьшаются в продольном направлении примерно на 0,1, в поперечном — на 3–6%.

Рубку бревенчатых стен обычно выполняют рядом с местом установки, укладывая бревна «насухо» без пакли. После окончания рубки стены должны «выстояться» в собранном виде (за 6–9 мес. влажность древесины снижается в 3–5 раз), затем бревна маркируют, сруб раскатывают и собирают уже на пакле, на заранее подготовленных фундаментах. В процессе сушки и эксплуатации рубленые стены дают значительную усадку, достигающую 1:20–1:30 первоначальной высоты сруба, поэтому над оконными и дверными коробками оставляют зазор (в зависимости от влажности бревен) в 6–10 см. Швы между бревнами конопатят 2 раза: первый раз вчерне после постройки дома, второй — через 1–1,5 года — после окончательной осадки стен.

Рубку стен начинают с укладки первого (окладного) венца из более толстых бревен, отесанных на два канта: один — с нижней стороны, второй — с внутренней. Поскольку бревна в продольных и поперечных стенах смещены относительно друг друга на половину своей высоты, первый венец на двух противоположных стенах укладывают либо на подкладные брусья или пластины, либо на разновысокий цоколь. Для лучшей организации слива (при выступающем цоколе) под первый венец по слою гидроизоляции подкладывают антисептированные доски, к которым крепят оцинкованную кровельную сталь.

Ширина нижнего канта окладного венца — не менее 15 см. Каждый последующий венец сруба сплачивают с предыдущим через полукруглый паз, выбираемый с нижней стороны каждого бревна. Чтобы придать стенам устойчивость, венцы между собой соединяют вертикальными вставными шипами прямоугольного (6 × 2 см) или круглого (3–4 см) сечения высотой 10–12 см, располагая их в каждом ряду в шахматном порядке через 1–1,5 м по длине сруба; в простенках необходимо иметь не менее двух шипов на расстоянии 15–20 см от краев. Отверстия для шипов по высоте должны иметь запас на осадку, т.е. быть на 1,5–2 см больше высоты шипов. Бревна в сруб укладывают попеременно комлями в разные стороны, чтобы выдержать общую горизонтальность рядов.

В углах бревна соединяют двумя способами: с остатком (в «чашку») и без остатка (в «лапу»). Пересечение наружных стен с внутренними осуществляют также в «чашку» или в «лапу». При рубке в «чашку» за счет угловых остатков теряется около 0,5 м на каждом бревне. Кроме того, выступающие концы бревен мешают в последующем выполнить облицовку или наружную обшивку стен. Рубка в «лапу» более экономична, но требует более высококвалифицированной и аккуратной работы.

Стены из брусьев возводят с меньшими затратами труда, и при этом не требуются специалисты высокой квалификации. Индивидуальный застройщик, имея готовые брусья, может выполнить такую работу самостоятельно.

В отличие от бревенчатых, брусчатые стены собирают сразу на готовых фундаментах. Если цоколь дома западающий, то слива не делают и первый венец укладывают по гидроизоляционному слою с наружным свесом над цоколем на 3–4 см. Углы первого венца соединяют в полдерева, остальные крепятся либо на коренных шипах, либо на шпонках.

Угловое соединение брусьев «впритык» непрочно и создает продуваемые вертикальные щели.

Более технологично соединение на коренных шипах: пропил дерева для шипа и гнезда делают поперек волокон, а скалывание — вдоль. Кроме того, при таком соединении гнездо для шипа находится дальше от края бруса. Для предотвращения горизонтальных сдвигов брусья соединяют между собой вертикальными нагелями (шпонками) диаметром около 30 мм и высотой 20–25 см. Отверстия под нагели сверлят после постановки бруса на паклю на глубину, равную примерно полуторной высоте бруса, на 2–4 см больше, чем длина нагеля.

У брусчатых стен, в отличие от бревенчатых, горизонтальные швы плоские, и поэтому через них проникает внутрь помещения дождевая влага. Чтобы уменьшить водопроницаемость швов, у каждого бруса с наружной стороны по верхней грани снимают (состругивают) фаску шириной 20–30 мм, а сами наружные швы тщательно конопатят и покрывают олифой, масляной краской и т.п. Наиболее эффективной защитой брусчатых стен от атмосферных воздействий является обшивка их досками или облицовка кирпичом. Это позволяет не только защитить стены от воздействия наружной влаги и уменьшить продуваемость, но и сделать их более «теплыми», а при кирпичной облицовке и более огнестойкими.

Для предотвращения биологического разрушения древесины между дощатой обшивкой и стеной оставляют вентиляционный зазор шириной 4–6 см. При необходимости дополнительного утепления стен дома этот зазор расширяют и заполняют минеральной ватой. При этом сверху и снизу утеплитель должен быть оставлен открытым. Дощатую обшивку лучше делать горизонтальной — это облегчает укладку утеплителя и создает более благоприятные условия для вертикальной вентиляции внутреннего пространства.

Кирпичную облицовку также устанавливают с зазором от стены на 5–7 см. Для вентиляции внутреннего пространства (в том числе заполненного утеплителем) вверху и внизу кирпичной облицовки оставляют продухи. Кирпичную облицовку выкладывают либо в полкирпича, либо при модульном кирпиче, имеющем толщину 88 мм, «на ребро», и крепят к брусьям или бревнам металлическими кляммерами, размещаемыми через 30–40 см по высоте и через 1–1,5 м по фронту стены в шахматном порядке.

Кляммеры представляют собой согнутую вдвое полоску из оцинкованной кровельной стали шириной 3–5 и длиной 15–20 см. Одной стороной она крепится отогнутым концом к брусу или бревну (лучше шурупом), другой заделывается в кирпичную кладку с перегибом конца на 900 вдоль облицовки. Обшивку и облицовку брусчатых и бревенчатых стен осуществляют после полной их осадки, т.е. не ранее чем через 1–1,5 года после возведения.

Влажность древесины

Влажность древесины оценивают отношением (в процентах) массы присутствующей в ней воды к массе абсолютно сухого дерева. Так, влажность свежесрубленного дерева составляет 35% и выше, бревна наружной стены деревянного дома — 16% (воздушно-сухая древесина), а дощатой стены отапливаемого помещения — менее 12% (комнатно-сухая древесина). При этом плотность древесины может отличаться в 3 раза (от 1200 до 400 кг/м3). Предварительная выдержка в производственной сушильной камере изначально влажного бревна способствует быстрому удалению влаги из его поверхностных слоев до 12%. Так что на ощупь оно будет сухим, но влажность сердцевины еще долго останется высокой. Дальнейшее постепенное естественное высыхание сердцевины в течение 2–3 лет сопровождается снижением плотности древесины, что вызывает деформации бревна и появление трещин. Издревле заведено было для компенсации естественных деформаций древесины, вызванных перераспределением влаги по объему, выдерживать сруб 2 года для осадки после сборки, после чего разбирать и собирать вновь, уже окончательно. Пиломатериал (доска, пластина, четвертина и т.д.) с повышенной влажностью в процессе высыхания коробит, и в результате его прямолинейные очертания превращаются в изогнутые самым замысловатым и непредсказуемым образом. Для бревенчатой или брусчатой стены очень важно, чтобы ее влажность в момент строительства составляла примерно 16% по всему объему.

Лет сорок назад придумали клееный брус, набираемый из 3–7 досок-ламелей толщиной 40 или 50 мм. Просушить каждую из них в заводских условиях проще, чем цельный брус, поэтому рукотворный брус характеризуется постоянной влажностью 12–16% по всему сечению. У наружных ламелей исключают рыхлую сердцевину, а у внутренних она допустима. Но направление годовых колец у соседних досок должно быть противоположным, чтобы коробление свелось к минимуму, а прочность получилась максимальной. Соединяют ламели между собой водостойким клеем. Поскольку свойства клееных брусьев стабильны, оказалось, что, создав специальную систему «паз-гребень» на верхней и нижней поверхностях бруса, сборку можно ограничить простым совмещением пазов нижнего венца с гребнями верхнего. При этом обеспечивается плотное соединение брусьев без промежуточного слоя льноволокна. Для такой конструкции, как и для бревенчатой, используют либо соединение двух соседних элементов деревянными нагелями (диаметром 2–3 см), либо длинную стяжку вдоль стены снизу доверху.

Теплопроводность стены можно снизить, если снаружи накрыть ее слоем теплоизоляции и обшить виниловым сайдингом. При этом теплопотери «слоеной» конструкции из бруса сечением всего 100 мм будут на треть, а масса — на четверть меньше, чем у брусчатой толщиной 150 мм. Кроме того, станет возможным использование более дешевого фундамента.

Железобетонная стена с пенополистирольной опалубкой

Железобетонная стена с несъемной пенополистирольной опалубкой имеет толстую (150 мм) несущую сердцевину и теплоизолирующее покрытие с наружной и внутренней стороны, выполненное из пенополистирола толщиной 100 и 50 мм соответственно. Поэтому общая ее толщина — 300 мм (серия 30 МСО). Стену возводят так. Сначала монтируют опалубку из пенополистирольных блоков, имеющих размеры 300 × 250 × 1500 мм. Верхняя и нижняя поверхности каждого из них образуют пазогребневую систему, с помощью которой опалубку собирают по принципу детского конструктора LEGO. Во внутреннюю сквозную полость шириной 150 мм после монтажа сначала укладывают стальную арматуру, а затем заливают бетон, который, в зависимости от варианта опалубки, после затвердевания образует сплошную или сотовую структуру. Такая конструкция стены обеспечит предел прочности на сжатие 3 МПа — этого достаточно для трехэтажного котте джа при сопротивлении R0 = 3,15 м2·°C/Вт. Легкий пенополистирол является хорошим утеплителем, не гниет, не впитывает влагу, но, правда, паро и воздухонепроницаем.

Стена из ячеистого бетона

Стена из ячеистого бетона чаще собирается из отдельных блоков (например, с размерами 600 × 300 × 200 мм). Ячеистым бетон назвали потому, что традиционная смесь из песка, цемента и воды затвердевает с образованием множества заполненных воздухом пор диаметром 0,5–2 мм. В результате такой строительный материал, оставаясь «несгораемым», более чем в 3 раза легче обычного бетона. Теплопроводность стены из него в 2–3 раза ниже, чем простой бетонной, звукоизоляция лучше, а паро- и воздухопроницаемость сравнимы с показателями деревянной конструкции. Всеми этими преимуществами ячеистый бетон обязан содержащемуся в нем воздуху. Блоки могут иметь точность размеров 1 мм, что позволяет вести кладку с минимальным зазором и использовать в местах соединений клеящие композиции. Наиболее часто используют три разновидности ячеистого бетона: газобетон, газосиликат и пенобетон, которые различаются по составу и способу образования пор.

Газобетон почти всегда содержит в себе известь и изготавливается с плотностью от 350 до 700 кг/м3. При плотности ниже 400 кг/м3 его используют только для теплоизоляции, а при 400 кг/м3 и более — в виде строительных блоков, армированных плит перекрытий, плит покрытий и перемычек для жилищного строительства. Если извести в исходном составе более 50%, то материал называют газосиликатом. Стена из более дорогих блоков обойдется дешевле, чем из блоков стандартной точности.

Пенобетонные блоки не содержат извести и привлекательны тем, что могут изготавливаться не только в заводских условиях, но и непосредственно на стройплощадке. Еще одно преимущество пенобетона заключается в улучшении физических свойств со временем, чего не наблюдается у автоклавного газобетона. Общий же недостаток всех блоков из ячеистого бетона — повышенная гигроскопичность. Поэтому стены из них лучше снаружи защитить какой-либо дополнительной отделкой, хотя есть примеры домов, простоявших 10 лет и без подобного покрытия.

Пенополистиролбетонная стена

Пенополистиролбетонная стена собирается из блоков, изготовленных из смеси бетонного раствора с гранулами вспененного полистирола и армированных полистирольными призматическими вставками (последняя мера делает этот материал трудногорючим). Блок размером 500 × 300 × 200 мм весит 14–14,5 кг — в зависимости от плотности смеси (500–550 кг/см3), имеет предел прочности на сжатие не менее 1,3 МПа и возводится толщиной не менее 510 мм (в 2 кирпича). При этом она получается сопротивление теплопередаче до 3,6 м2·°C/Вт. Замковая система на верхней и нижней поверхностях блока исключает появление «мостиков холода», а точность его размеров позволяет использовать при монтаже стены клеящие композиции. Эта технология появилась у нас сравнительно недавно и в настоящее время интенсивно осваивается в строительстве. Стена с такой плотностью оптимальна при желании надстроить теплый третий этаж коттеджа, два первых этажа которого выполнены из бруса или ячеистого бетона.

Пенополистиролбетонная стена

Каркасно-монолитная стена названа так потому, что сначала на месте будущего дома собирают на точечном (столбчатом) фундаменте каркас из гнуто-сварного стального профиля. Затем его заливают керамзитобетоном. В результате при плотности керамзита 250–350 кг/м3 плотность монолита получается 350–400 кг/м3, что меньше плотности древесины. А чем меньше плотность керамзита, тем ниже теплопроводность стены. Так, стена толщиной 360 мм при пределе прочности на сжатие 4МПа обладает сопротивлением теплопередаче R0 = 3,15 м2·°C/Вт и при этом почти несгораема.

Стена из керамзитопенобетонных блоков

Стена из керамзитопенобетонных блоков собирается на клеящей композиции, поскольку каждый размер блока (695 × 195 × 350 мм) имеет погрешность ±1 мм. Сам блок состоит из трех слоев: внутренний и наружный — керамзитопенобетонные, толщиной 110 и 70 мм соответственно, между ними — прослойка толщиной 150 мм из полистирольного пенопласта, который обладает высокой пористостью и практически не поглощает воду.

Все три слоя стянуты двумя стеклопластиковыми стержнями в единое целое с усредненной плотностью 900–1000 кг/м3. Предел прочности конструкции на сжатие — не менее 10 МПа, сопротивление теплопередаче достигает 3,15 м2·°C/Вт. Уличная сторона блока покрыта водостойкой защитно-декоративной плиткой толщиной 20 мм. Каркас коттеджа из таких теплоэффективных блоков не требует наружной отделки и при двух этажах и общей площади дома до 300 м2 может быть сложен за пару недель.