Каркасное строительство: плюсы и минусы, особенности, виды технологий

Технологии строительства

С полной уверенностью можно сказать — каркасное строительство стало основным типом сборки жилых загородных домов во всём мире. Причиной послужило то что именно каркасное домостроение вместило в себя максимальное количество современных строительных технологий, по максимуму использует новейшие материалы. Это позволило за доступные деньги (по сравнению с традиционными подходами: кирпич, брус, бревно) строить действительно удобные, надёжные и тёплые дома. Как строятся каркасные дома, какие существуют способы сборки, о каких нюансах нужно знать в обязательном порядке — читайте в нашей статье.

Плюсы и минусы каркасных домов

Преимущества

Сегодня, когда стремительно развивается загородное домостроение, каркасные технологии стали одним из идеальных решений по застройке загородных поселков, тем более что достоинства каркасных домов уже выявлены на практике.

Среди наиболее явных плюсов застройщиками называется:

• Стоимость строительства – она самая низкая в пересчете на кв. метр, поэтому дома по этой технологии возводятся по всему миру.
• Быстрота возведения – на готовый фундамент индивидуальный каркасный дом монтируется за 1 месяц бригадой из 3 человек; со строительством фундамента и отделочными работами не более 2-х месяцев.
• Низкая теплопроводность – особенности конструкции и современные утеплители создают комфортный уровень жизни зимой и обеспечивают прохладу летом.
• Низкая теплоемкость – конструктивные особенности каркасного дома позволяют отапливать только необходимые на конкретный момент помещения, что приносит существенную экономию, а после длительного отсутствия – возможность быстро отопить нужные помещения.
• Эстетичность внутренних стен – каркасная технология позволяет уже в процессе возведения готовить каналы в стенах и прокладывать трубы водопровода, отопления, разводить электропроводку и монтировать систему вентиляции
• Облегченный фундамент – небольшой вес конструкций такого дома дает возможность заливать фундаменты мелкого заглубления, что значительно уменьшает расходы на строительство, потребность в материалах и сокращает сроки строительства.
• Отсутствие усадки – при строительстве каркасных домов используются сухие модули и материалы, они не дают усадки, не нарушают геометрию дома и позволяют сразу проводить работы по внутренней отделке.
• Экологическая безопасность – при строительстве каркасных домов используется натуральное дерево и материалы, изготовленные на основе натурального сырья, которые соответствуют санитарным нормам и безопасны для людей.
• Простота внутренней отделки – для обшивки стен и потолков внутри домов, используются современные плитные материалы, поэтому отделочные работы не требуют серьезной предварительной подготовки и значительно облегчаются.
• Длительная устойчивость к колебаниям температур – материалы, используемые в конструкции дома, позволяют эксплуатировать его круглый год, прогревая только периодически, даже зимой.
• Сейсмоустойчивость – каркасные дома, благодаря своей конструкции способны выдержать колебания магнитудой до 9 баллов, поэтому они очень популярны в Японии.
• Всесезонность строительства – для каркасного домостроения время года значения не имеет, так как полностью исключены «мокрые» строительные процессы, но, если имеются залитые летом фундаменты. Зимой можно строить при температуре до -15 °C.
• Простота строительства – так как каркасная технология не предусматривает объемных тяжелых конструкций, нет необходимости в специальной строительной технике, дом может возвести мобильная бригада, что также положительно влияет на уменьшение стоимости строительства.
• Легкий монтаж и демонтаж – при внесении в проект необходимых дополнений, каркасные дома становятся мобильными, их легко разобрать без повреждений конструкций и снова собрать на другом месте.
• Удобный доступ к внутренним полостям стен и перекрытий — это облегчает оперативное доутепление, ремонт и обслуживание коммуникаций.
• Ветроустойчивость – большие плоскости наружных и внутренних поверхностей стен, плотно уложенный утеплитель закрытый паро- и гидроизоляционными пленками, гарантируют защиту от ветра и движения воздушных потоков между улицей и помещениями.
• Микроклимат помещений – наличие дерева и других натуральных материалов, которые «дышат», поглощают и отдают влагу, в помещениях создается свой здоровый микроклимат.

Из сказанного видно, что каркасные технологии имеют массу достоинств, но нельзя забывать и про недостатки каркасных домов.

Недостатки каркасных домов

Обсуждая плюсы и минусы каркасных домов, стоит помнить, что дом, построенный из любого материала, имея неоспоримые достоинства, обязательно будет иметь и недостатки. Это может быть связано с конструктивными особенностями, свойствами стеновых и других материалов и эксплуатационными параметрами. Учитывая низкую стоимость домов, построенных по каркасной технологии, с некоторыми минусами приходится мириться, а о других необходимо говорить и по возможности, минимализировать последствия от них. Основные минусы каркасных домов заключаются в особенностях их конструкций и материалов, а к таким минусам относится:

• Легкая воспламеняемость каркасных домов. Пожар в любом доме приносит большие разрушения и уничтожение конструкций, но, если от кирпичного дома остаются хотя бы стены, каркасный дом выгорает полностью. Но может ли легковоспламеняемость остановить процесс строительства каркасных домов? Не остановит. Уже не один десяток лет ведется строительство, а производители защитных средств постоянно выпускают все более надежные антипирены — противопожарные пропитки. Эти пропитки не допускают возгорания дерева при контакте его с открытым пламенем. Кроме того, пожар проще не допустить, чем его потушить, а для этого существует большое количество электронных противопожарных систем, круглосуточно отслеживающих нештатные ситуации. Большое значение имеет контроль за внутренней электросетью и другими коммуникациями. Соблюдение правил противопожарной безопасности, делает плюсы каркасных домов весомее, чем этот недостаток.
• Высокая степень возникновения сырости и грибка. В местностях с высоким уровнем осадком и повышенной влажностью, возможно появление сырости в любой постройке. В каркасном доме риск несколько больше, так как требуется очень точный расчет «точки росы», пограничной между разным температурным фоном улицы и дома. При неправильном расчете этой точки возникает конденсат, а за ним грибок и плесень, но это может произойти только при полной герметизации помещений, когда стены не «дышат» и влага не выходит наружу. При строительстве стен каркасных домов большое значение имеет правильно собранный «сэндвич», обработка деревянных конструкций антисептиком, защищающим от грибка и жуков-вредителей. Правильно построенному и тщательно обработанному антисептиками дому грибок, плесень и вредители будут не страшны много лет.
• Низкая шумоизоляция. Большим недостатком каркасных домов можно назвать низкую шумоизоляцию между отдельными помещениями и межэтажными перекрытиями. Отсутствие толстых стен и плит на потолке влияет на это, но понизить уровень шума можно укладкой в стены более толстого слоя утеплителя и установкой декоративных звукоизоляционных материалов, которых сегодня выпускается достаточно много. Но все эти меры не помогут в борьбе с гулкостью и вибрациями при ходьбе в обуви по второму этажу и передвижении мебели. Остается по возможности меньше шуметь.
• Неустойчивость к вибрации. Из-за своих конструктивных особенностей каркасные дома чутко реагируют на вибрацию, что приводит к потере жесткости соединения деталей и элементов конструкции и дом постепенно идет к разрушению.
• Трудность внутренней отделки. К недостаткам отнести можно проблемы с забиванием гвоздей под какие-то нужды, но это проблема всех домов, стены которых облицовываются ГКЛ. Она решаема, так как производители предлагают стеновые крепежи разных типов, так что семейный портрет всегда повесить можно.

Что нужно знать о каркасных домах

Принцип каркасной технологии отражен в ее названии: все виды каркасных построек обладают жесткой конструктивной основой и недорогим, но эффективным утеплителем. Для каркаса используется древесина (доски или брус) или металл (идеально — профиль из оцинкованной стали). Стены зашиваются фанерой, ЦСП (цементно-стружечная плита) или ОСП (ориентированно-стружечная плита). В роли теплоизолятора наиболее популярны:

• Базальтовая минеральная вата. Обладает массой плюсов: дешевая, долговечная и гидрофобная (не впитывает волу). Кроме того, минвата не горит и является хорошим звукоизолятором.
• Пенополистирол. Обладает низкой теплопроводностью и не боится влаги, что позволяет использовать его при производстве СИП-панелей.
• Целлюлозная эковата. Насыпной материал, позволяющий получить бесшовный слой изоляции.

Фундамент для каркасного дома

Технология каркасного дома позволяет использовать недорогой фундамент – мелкозаглубленный ленточный или столбчатый. Однако выбор типа и устройства фундамента зависит не только от проекта дома, но и от климатической зоны, уровня грунтовых вод, глубины промерзания, рельефа, типа грунта.

Пучинистые грунты расширяются и вспучиваются при промерзании, слабые — «сдвигаются» при сильном давлении. Перед началом строительства следует взять пробы грунта, чтобы выяснить, может ли он служить основанием для фундамента. Сыпучие грунты укрепляют или частично снимают.

Сооружение фундамента начинают с основания — площадку выравнивают, очищают от дерна, затем роют траншеи или готовят подушку из щебня, в зависимости от грунта.

Пучинистые грунты встречаются во всех регионах средней полосы России. Влага, находящаяся в почве, замерзает, грунт увеличивается в объеме и «выталкивает» опоры. В этом случае фундамент должен быть ниже уровня промерзания или располагаться ближе к поверхности — мелкозаглубленный тип.

Еще одна проблема — сезонность. Заливку бетона делают при плюсовой температуре, но строители работают и зимой, причем в это время клиентам обычно предлагаются скидки. Чтобы не зависеть от времени года, выбирают свайно-винтовой фундамент. В почву ввинчивают полые сваи и заливают полости бетоном. Достоинство способа в том, что воздух свободно циркулирует в цокольной части, это предохраняет дерево от гниения.

Если выбор пал на свайно-винтовой фундамент, рекомендуется делать пробное «ввинчивание», чтобы выяснить, где начинается твердый грунт, на какую глубину устанавливать сваи.

Плитный фундамент — надежный, но дорогостоящий, требующий больше времени, поэтому массово его не используют.

Виды каркасных технологий

Каркасные дома по канадской технологии

Строительство каркасного дома по канадской технологии, "канадца", выглядит следующим образом:

1. Устройство фундамента и гидроизоляции;
2. Установка обвязки, лаг пола и его покрытие ОСБ или фанерой;
3. Установка каркаса стен (иногда сразу с обшивкой);
4. Установка лаг перекрытия потолка или пола следующего этажа;
5. Установка каркаса стен следующего этажа;
6. Установка стропильной системы и обшивка крыши ОСБ или фанерой;
7. Обшивка готового каркаса ОСБ или фанерой (если это не было сделано во время возведения стен);
8. Покрытие крыши;
9. Установка наружных окон и дверей;
10. Прокладка коммуникаций и инженерных сетей;
11. Установка утеплителя;
12. Пароизоляция;
13. ГКЛ.

Для этой строительной технологии характерно не только возведение стен на платформе чернового пола, но и другие особенности:

• сборка каркаса только из сухого пиломатериала, все элементы из доски, при необходимости сдвоенной/строенной, никакого бруса, как в углах, так и в других частях конструкции;
• в зоне проемов сдвоенные стойки;
• проемы усилены установленной на ребро доской (хидер);
• сдвоенная верхняя обвязка;
• в ключевых точках (углы, примыкание перегородок, стойки) перехлест верхнего и нижнего ряда обвязки.

Особое внимание обратите на крепежи.

Правильно собранный каркасник не нуждается ни в каких металлических уголках и кронштейнах. Разве что для привязки (фиксации) крыши к стенам или отдельным "Т" соединениям лаг. Единственно, обвязку дома разрешено соединять специальными пластинами. Но никогда не видел, чтобы их использовали. Для крепления стойки в 100 мм в торец должно быть вбито два гвоздя (85 мм). На стойку в 150 мм – три гвоздя на каждую сторону. Для ветреных регионов добавляются специальные стальные ленты, которые прибиваются к стропилам, дальше, без разрыва – к обвязке и к самой стойке вдоль, гвоздями.

Для крепления элементов каркаса технология предусматривает применение гладких гвоздей. Использование витых или с насечками большей прочности не даст, а работать с ними сложнее.

В качестве обшивки практически везде применяется ОСП толщиной от 12 мм. На крыше, если расстояние между стропилами больше 60 см, укладывают толстую фанеру. Как и каркас, обшивку фиксируют гвоздями (45 мм), между листами оставляют деформационный зазор (2-4 мм). Плиты обеспечивают каркасу дополнительную жесткость, что позволяет обойтись без укосин. На стены плиты могут монтироваться как горизонтально, так и вертикально, но горизонтально, вразбежку, практичнее. На лаги и стропила плиты укладываются строго поперек.

Один из важнейших моментов при строительстве каркасника – пароизоляция. В Канаде и Америке предпочитают толстый, первичный полиэтилен 150-200 микрон вместо специализированных мембран.

1. Полиэтилен фиксируют степлером по стойкам с шагом 30-40 см.
2. Между листами обязателен нахлест (15 см в обе стороны);
3. Стыки тщательно проклеивают специальным клеем или специальной клеящей лентой, имеющей адгезию к полиэтилену;
4. Сначала изолируется потолок, потом стены, но если качественно герметизировать стыки, не принципиально;
5. Между жилыми этажами и соседними теплыми помещениями пароизоляция не нужна;
6. В процессе сборки каркаса в соединении между наружной стеной и внутренней перегородкой вертикально набивается полоса полиэтилена (50 см), от пола к потолку. В дальнейшем к этим выступающим из фрейма сторонам полиэтилена приклеивается общий полиэтилен по периметру стен.

В качестве основного утеплителя повсеместно применяется минеральная вата во всех разновидностях – она дешевле, чем ППС (в Канаде), и коммуникации в стенах с таким утеплителем вести проще. Пенопласт используется, если стены слишком тонкие, и ваты будет недостаточно для нормативного сопротивления теплопотерям. Также его комбинируют с ватой при утеплении перекрытий и для ликвидации мостиков холода по стойкам. Классический стеновой «пирог» канадского каркасника:

Изнутри наружу – ГКЛ, полиэтилен или целлофан на стойки и потолок, стойки с ватой, ОСП (9-12 мм), защитная мембрана, пенопласт на шурупы или специальные гвозди с широкими прокладками, если фасад штукатурный.

Скандинавская технология каркасного строительства

Технологическая цепочка строительства примерно следующая:

• Делается основа – утепленный плитный или ленточный фундамент (утепленные полы по грунту);
• На ребра ставятся наружные стены и несущие перегородки, если они есть;
• Ставятся фермы кровли;
• Каркас обшивается снаружи, и делают кровлю.

Получается такой огромный ангар на фундаменте, и без внутренних не несущих перегородок. После создания закрытого контура постройки, в спокойной обстановке, без ветра и дождя, доделывается дом. Завершается создание фундаментной плиты, теплого пола и ее заливка, ставятся новые внутренние перегородки, утепляется, делается отделка и т. п.

Для скандинавов характерны «полуфабрикаты» – они строятся преимущественно из домокомплектов разной степени готовности заводской сборки – от готовых модулей до набора готовых деталей (так называемый pre-cut). Если же речь о каркасе из отдельных элементов, с последующим утеплением и обшивкой, то опять же, все детали напилены и пронумерованы, остается сборка на месте по проекту.

В России чаще всего используется именно эта система, с той разницей, что все элементы нарезаются самостоятельно. В качестве утеплителя скандинавы тоже предпочитают минеральную или базальтовую вату (местную), в последние годы получает распространение целлюлозная вата (эковата) – особенно в перекрытиях и на чердаках.

Как и канадская, скандинавская технология требовательна к пиломатериалу – сухая строганая доска, никакого бруса, только если это не обусловлено особенностями проекта.

Отличий же между подходами несколько.

По сути, скандинавский каркас – модернизированная версия канадского, скандинавы, в силу проживания в суровом климате, во главу угла ставят энергосбережение. А сдвоенные и строенные доски (обвязки, стойки проемов), потенциальные щели и мостики холода, которых они решили избежать. В результате, углы и укосины в каркасах одинаковые, но:

• верхняя обвязка одинарная;
• в стойки каждой стены на всем протяжении врезан ригель;
• одинарные стойки на проемах.

Именно наличие ригеля является характерным признаком скандинавского каркаса, так как он позволяет обойтись без усиления проемов и заменяет сдвоенную верхнюю обвязку.

Типовой стеновой «пирог» выглядит так:

• фасадная облицовка;
• вентиляционный зазор;
• фасадный ГКЛ, МДВП (мягкая древесноволокнистая плита) или только ветрозащита;
• силовой каркас с утеплением толщиной 200 мм;
• пароизоляция (тоже чаще всего полиэтилен 200 мк);
• дополнительный слой утепления (горизонтальная обрешетка и утеплитель);
• ГКЛ или другой отделочный интерьерный материал.

По мнению профи, такая компоновка стен выигрывает за счет того, что для наружной обшивки не применяется материал с низкой паропроницаемостью. Следовательно, если в процессе устройства пароизоляции были допущены ошибки, каркас не будет накапливать влагу. А необходимая жесткость доберется за счет внутренней и фасадной обшивки, у скандинавов это преимущественно натуральное дерево, да и у нас фасады по скандинавским мотивам на каркасниках встречаются все чаще.

Какие бывают виды каркасов?

Stick Framing. Строительство из досок

Когда речь заходит о современной каркасной технологии, это в первую очередь варианты строительства из обрезной доски. Этот материал очень прост в производстве и хранении. В работе могут активно использоваться ручные инструменты. И, конечно, цена. Невысокая цена строительства из досок позволяет удерживать лидерство именно этому варианту. Представлен двумя вариантами строительства из доски: Platform и Balloon.

Платформа (Platform) - это самый распространенный метод возведения строительства. Платформа отработана до мелочей и включает в себя несколько обязательных шагов. Основные этапы Платформы: нижняя обвязка по фундаменту, платформа перекрытия первого этажа, скелет стен, который собирается в горизонтальном положении на платформе. Стены поднимаются в вертикальное положение и выравниваются. В зависимости от этажности затем идет этап возведения межэтажного перекрытия и 2-го этажа или устройство кровли. Платформа позволяет собирать дом за очень сжатые сроки (не более месяца).

Балун (Balloon) - более старый вариант возведения каркаса здания. В отличие от Платформа, стены возводятся не поэтажно, а целиком (первый + второй этажи), межэтажные перекрытия крепятся к стойкам каркаса. Стены собираются в вертикальном положении. Исторически Balloon появился раньше Платформы, но его применение сегодня считается экономически неоправданной. Для данного вида требуется более качественный материал (сухие строганые доски, не имеющие отклонений по оси) и большее количество плотников (для Платформа достаточно 2-3 плотников).

Одной из разновидности Balloon является метод, когда стойки одного этажа выставляются и прибиваются по одной. То есть двухэтажная стена собирается в вертикальном положении. Такой вариант строительства широк распространен в России и больше напоминает классический вариант возведения каркаса из бруса. Единственный реальный плюс, который имеет Balloon, заключается в том, что затягивание стройки по времени не приводит к повреждению каркасного дома осадками. Монтаж плит перекрытий происходит в уже построенном доме.

Timber Framing. Каркас из бруса

В привычном понимании это тоже каркасная технология, но каркас собирается не из доски (как Stick Framing), а из бруса (Timber). Дома, построенные из массивного бруса, выглядят очень красиво. Обычно элементы являются частью внутренней и внешней отделки дома. Для этой разновидности характерно применение сложных конструктивных узлов, запилов, шипов. Также её отличает использование древесины высокого качества, активно используется дуб. Профессиональные навыки плотников, собирающих дом по Timber Framing, должны на порядок отличаться от привычного среднего уровня и больше напоминают работу столяров. Представьте себе элемент из бруса длиной 7 м, который весит несколько сот кг, соединение шип-паз с точностью меньше мм. Коттедж, построенный по Timber Framing,- шедевр деревянного домостроения.

Однако, не стоит путать классическую технологию Timber Framing с распространенным в России брусовым строительством, когда из обычного соснового бруса 150х150 мм на саморезах и уголках собирается скелет дома. Проблемы с утеплением пространства между стойками и промерзающие углы здания - самые частые проблемы, с которыми сталкиваются жертвы таких имитаций. По сути доска меняется на брус, что сопровождается наивными объяснениями "так надежней". Правильно спроектированный каркасный дом из доски не уступит по прочности брусовому дому, при этом будет на порядок эффективнее и дешевле.

Pole Framing. Каркас из столбов

В части несущих конструкций каркаса используются столбы (Pole) круглого или квадратного сечения. Чаще используется для строительства нежилых зданий (сараи, ангары, склады). Для этой разновидности характерна интеграция столбчатого каркаса в конструктив фундамента. Для строительства жилых зданий Pole Framing практически не используется.

В чем принципиальная разница между тремя перечисленными каркасными технологиями? Основное отличие - материал (доска, брус, столб). Этапность строительства едина - собирается несущий деревянный остов, к которому можно крепить внешнюю и внутреннюю отделку и утеплять пространство между несущими стойками. Также не следует забывать о требованиях к квалификации плотников, собирающих каркас. Для реализации проекта по технологии Платформа достаточно среднего уровня. В отличии от Timber Framing (каркас из бруса), где уровень навыков исполнителей очень высок.

При вашем выборе между перечисленными вариантами каркасной технологии должен работать принцип разумной достаточности. С точки зрения прочности, скорости возведения, энергоэффективности, возможности выбора внешней и внутренней отделки Платформа является оптимальной для строительства современного дома.