Каркасное строительство

Каркасное строительство

Более 80% малоэтажных жилых зданий и сооружений в мире построены из дерева по каркасной технологии (далее, по тексту — каркасная технология и каркасное строительство). Несущие стены таких строений выполняются в виде каркасно-обшивной конструкции, заполняемой утеплителем.


Для России каркасное строительство, как и деревянное домостроение в целом, перестало быть традиционным. За советский и постсоветский период у жителей страны на ментальном уровне сформировался образ надежности и долговечности кирпичных и железобетонных строений и не надежности и опасности каркасных. Как правило, каркасные дома сравниваются с «карточными домиками» способными разрушиться даже от незначительных внешних воздействий, а срок их долговечности ограничен 15-20 годами.

Такое отношение, конечно же является не соответствующим действительности. Подтверждением ошибочности сформировавшегося представления может смело служить мировой опыт каркасного малоэтажного строительства.

Актуальность рассматриваемой темы заключается в том, что в последние годы, в России каркасное малоэтажного строительство по популярности является самой быстрорастущей. Причинами внезапного и очень мощного роста выступают социально-экономические изменения в стране, а также ментальные, вызванные изменением представления у потребителей о том каким должен быть современный дом.

Свою положительную роль в популяризации также сыграли современные технологий, позволяющие увеличить срок службы деревянных элементов и обеспечить очень высокий уровень тепло сбережения.

Несмотря на наличие огромного мирового опыта применения рассматриваемой технологии строительства и его доступности для изучения, в России технология применяется с множеством ошибок на этапе проектирования и непосредственно строительства.

Более 80% малоэтажных домов в мире строится по классической каркасной технологии!

История возникновения и развития каркасной технологии строительства

Как появилось каркасное строительство

Родиной каркасных домов принято считать Канаду и США, однако это не так. Первыми каркасными строениями, приспособленными для жизни людей, были шалаши. Их обтягивались кожей животных, чтобы сохранить тепло внутри шалаша и защитить от ветра его обитателей. Несущими элементами в конструкции шалаша были ветки деревьев. Именно они несли все нагрузки и служили поверхностью для наружной и внутренней «отделки». Практически у всех народов мира есть традиционные каркасные строения: Чумы, Яранги, Вигвамы, Землянки и т.д.

Прообразом современных каркасных домов являются получившие популярность и широкое распространение в Европе, в 15 веке дома фахверк. Наибольшее распространение они получили в Германии, Англии, Голландии и странах Скандинавии.

Дома фахверк предполагали строительство из деревянного бруса твёрдых пород (дуб и лиственница). Промежутки между деревянным каркасом, состоящим из системы стоек, ригелей и раскосов засыпались опилками, песком, навозом и т.п. Позже, для лучшего утепления стали применять глину, смешанную с соломой (саман).

В первых постройках фахверк вертикальные стойки вкапывались непосредственно в землю, что плохо отражалось на сроке их службы. Когда стойки научились связывать с каменным фундаментом долговечность зданий сильно возросла. В настоящее время в Европе есть постройки, которые насчитывают более 400 лет!

Большая часть соединений в фахверке не предполагала использования металлических или деревянных элементов, вместо этого использовались разного вида замки, врубки.

Дефицит древесины твердых пород в 17 веке вынудил модернизировать технологию строительства и приспособить ее под использование древесины из сосны. В результате, расстояние между стойками уменьшилось, а сечение бруса увеличилось. Более активно стали использовать систему «подкосов» у вертикальных стоек, создающих диагональную жесткость. Эта технология развивалась очень активно в США и носила название: «Тимбер фрейм» (Timber frame). В ней, так же, как и при фахверке в соединениях практически не применялись гвозди, но активно использовались нагели из твердых пород дерева.

В 19 веке технологию «Тимбер фрейм» сменил «Балун фрейм» (Baloon frame). Новая технология позволяла строить дешевле, быстрее и проще. В «Балун фрейм» начали применять стандартизированные деревянные элементы, в том числе доски. Использовались единые не разрезные стойки от фундамента до кровли. Стойки выставлялись единой стеной и затем в них врезались горизонтальные перекрытия. Гвозди стали применяться как основной крепёжный материал.

В 1930м году в США была разработана программа «доступное жилье» и сделана ставка на развитие малоэтажного строительства. В результате, развитие получила технология «Платформа». Технология позволяет использовать более короткий пиломатериал и как следствие труд меньшего количества людей. Технология «Платформа» была выбрана в качестве стандарта проживания в США. За истекший период времени технология «Платформа» (Platform frame) многократно менялась и совершенствовалась. На сегодняшний день технология «Платформа» является самой популярной в мире. Сегодня, 95% жилых домов в США строится по этой технологии. Подавляющее число домов в Канаде, Австралии, Новой Зеландии также строится с использованием технологии «Платформа».

В 30х годах, в США, на ряду с «Платформой» зародилась еще одна технология каркасного домостроения – SIP (Structural Insulated Panel) что переводится, как конструкционные теплоизолирующие панели. Группа ученых лесотехнической лаборатории США задалась целью создавать в заводских условиях модули дома, практически готовые части стен, которые бы принимали на себя часть нагрузки каркаса. Так появилась идея первых сэндвич панелей. Первые варианты сэндвич панели состояли из двух листов фанеры, между которыми закладывался пропитанный гудроном картон. Первый такой дом был построен в 1936 году и стоит до сих пор. В отличие от «Платформы» СИП (SIP) технология не получила широкого распространения, однако продолжала существовать и развиваться. Шли эксперименты с различными утеплителями и лишь фанера оставалась единственно неизменным материалом. В 1952м году был изобретен пенополистерол, который сразу же стал основным утеплителем СИП.

Главный этап в развитии СИП технологии наступил в 1982 году, когда г. Альберте (Канада) на заводе «EDISON OSB» изобретают современную OSB (ориентированно-стружечная плита). По всем свойствам материал превосходил фанеру, поэтому сразу же попал в поле зрения производителей СИП домов. Именно после появления OSB, появились современные SIP панели. В настоящее время, СИП технология является очень популярной в США, Канаде и Японии, и создает заметную конкуренцию «Платформе».

Скандинавский вариант каркасного дома очень схож с «Платформой», но имеет ряд небольших, но существенных отличий. В основном они связаны с так называемым — «пирогом» стены, означающим формирование толщины стены из различных материалов в определенной последовательности (паро- гидро- ветро- защита, утеплитель и т.д.).

Стоит обратить внимание, что в последние десятилетия наибольшее распространение в Скандинавских странах получил вариант заводской сборки каркасных стен. В этом случае, несущие стены дома собираются на заводе, а на строительную площадку доставляются в полной готовности, иногда даже с внутренней отделкой. Такой способ позволяет добиться максимального качества и скорости сборки дома. Дом 200м2 собирается в течении 1-3х дней.

Современный подход к каркасному строительству в различных странах

На современном этапе развития каркасное строительство (из дерева) в мире наибольшую популярность и востребованность приобрели 3 подхода: технология «Платформа» (США, Канада и др.), скандинавский подход (Финлядния, Норвегия и др.), СИП-технология (Канада, Япония).

При этом, говоря о «Современном подходе к каркасному домостроению в различных странах» стоит понимать, что речь идет о сформировавшихся правилах, которые максимально могут удовлетворить, с одной стороны, требования государства, формирующего общестроительную политику и потребителя, желающего получить современно, надежное, комфортное и доступное жилье.

Потребительская ценность каркасных домов:

  1. Ценовая доступность. Стоимость возведения каркасного дома в 2-2.5 раза ниже аналогичного дома, построенного из кирпича и 1.5 – 2 раза ниже стоимости домов, построенных из различных видов блока (шлакоблок, пеноблок и т.п.). Важно понимать, что, сравнивая стоимость строительства нужно учитывать все этапы от возведения фундамента, до внутренней отделки. Теплоэффективность домов нужно довести до показателей каркасного дома.
  2. Быстровозводимость. Срок строительства каркасного дома с учетом внутренней отделки в 5-6 раз ниже, в сравнении с традиционными материалами, а если говорить о заводском варианте изготовления, то скорость возведения в 2-3 дня являются несопоставимо малой.
  3. Экологичность. Данная технология позволяет подобрать строительные материалы на 100% отвечающий требованиям экологичности.
  4. Комфорт. При возведении каркасных зданий не нарушается ландшафт земельного участка, строительный мусор остается в минимальных количествах.
  5. Теплоэффективность. Каркасные дома – это теплые дома. Для их отопления требуется значительно меньше ресурсов в сравнении с традиционными технологиями. Экономия на отоплении (и охлаждении летом) за 40-50 лет составляет 100% стоимости дома.

Американский и Скандинавский подходы к каркасному строительству во многом схожи, но существуют и отличия.