Толщина стен деревянного дома

Оптимальная толщина стен деревянного дома, построенного из бруса или оцилиндрованного бревна, — это величина, при которой достигается благоприятный температурный режим в помещениях, обеспечивается экономичность строительства и долговременность эксплуатации здания. С целью определения нужной величины перед проектированием здания первым делом проводится теплотехнический расчет. При расчете учитываются климатические условия, а также характеристики материала, отопительной системы и сооружения в целом.

Определение оптимальной толщины деревянной стены

В ходе проектирования рассматриваются следующие факторы:

• действующие нагрузки;
• теплотехнические характеристики конструкций;
• дополнительные требования по пожарной, санитарной безопасности, экономической целесообразности и др.

На первом этапе определяются нагрузки, которые будут испытывать конструкции от собственного веса, снега, ветра, находящихся в здании людей, мебели и оборудования. Стандартные расчеты показывают, что для строительства деревянного жилого дома высотой до 2 этажей достаточно сечения бруса 160-180 мм. Такой показатель гарантирует необходимую несущую способность ограждающих конструкций, обеспечивая их устойчивость без деформаций.

Следующий этап — теплотехнический расчет. Определяется необходимое сопротивление теплопередаче стен. Расчет ведется с учетом температурных порогов и относительной влажности наружного воздуха, а также точки образования росы, солнечной радиации и прочих данных. Общие рекомендации указаны в СП 50.13330.2012.

Если в деревянном доме толщина любой стены из бруса недостаточна, то требуемая теплозащита не будет обеспечена. С другой стороны, чересчур массивные ограждающие конструкции увеличивают расход материала и долю трудозатрат, что ведет к необоснованному удорожанию строительных работ.

Как рассчитывается необходимая толщина стен из бруса

Теплопередача в ограждающих деревянных конструкциях происходит неравномерно — скорость волн в 3 раза выше вдоль волокон, чем поперек, поэтому для расчетов принимается коэффициент теплопроводности λ при поперечном расположении волокон. На теплопроводящую способность также влияет порода дерева и плотность древесины — λ составляет для:

О хороших теплоизоляционных свойствах дерева свидетельствует очевидная физическая величина: коэффициент теплопроводности любой древесины в 18 раз меньше, чем у железобетона.

Толщина однослойных деревянных стен определяется по формуле δ=Rтр*λ, где Rтр — требуемое сопротивление теплопередаче, λ — коэффициент теплопроводности. Если есть слои специального утеплителя и/или отделка, то учитывается их взнос в общее сопротивление теплопередаче. Нужно из Rтр вычесть значение Ri=δi/ λi каждого слоя материала и по полученной величине произвести расчет сечения деревянных конструкций.

Строительные стандарты

Разберем на примере теплотехнический расчет для здания, возводимого в климатических условиях северо-запада России (г. Тверь). Требуемое термическое сопротивление ограждающих конструкций равно Rтр=3,15 м²С/Вт (определяется по ТСН 23-309-2000).

Если здание будет строиться из соснового бруса, то минимальная толщина согласно нормативам:

δмин=Rтр* λ= 3,15*0,15 = 0,473 м = 47 см

Получаем, что по стандартам деревянный дом должен иметь стены полуметровой толщины. На практике же используются пиломатериалы стандартных размеров (180-270 мм).

Энергопотери, происходящие через стены, составляют всего 10-15%. Основная доля теплого воздуха испаряется из помещений сквозь негерметичные проемы, через фундамент, крышу. Снижение теплопотерь достигается качественным утеплением перекрытий, настилом надежных полов, монтажом хороших дверей, установкой энергосберегающих стеклопакетов и выбором эффективной и экономичной системы отопления.

Толщина стен деревянного дома для зимнего проживания

При строительстве дома, который будут использовать для круглогодичного проживания, обычно учитываются два критерия: прочность и комфортабельность. Оба требования успешно «закрывает» брус сечением 145-150 мм.

С оцилиндрованным бревном ситуация сложнее.

• Если в регионе температура зимой достигает -30℃, то диаметр выбираемого для строительства бревна должен составлять 240-260 мм.
• При зимних холодах, достигающих -40℃, рекомендуемый диаметр — 280-320 мм.

Древесина довольно капризна, негативно реагирует на влажность и жару. Справиться с нежелательными последствиями можно, если выбрать клееный брус для возведения стен деревянного дома. Клееный брус не только стабилен (ламели предварительно просушивают перед склеиванием, что уменьшает растрескивание материала), но обладает хорошими теплоизоляционными свойствами. Теплопотери сквозь ограждающие конструкции будут минимальными, поскольку в строении из клееного пиломатериалы стыки плотные, а щели практически не образуются.

При строительстве из классического бруса избежать сезонного разбухания и рассыхания дерева поможет наружное утепление минеральной ватой. Достаточно слоя в 100 мм. Теплоизолятор обладает одинаковой с деревом паропроницаемостью, поэтому можно построить дом из бруса сечением 160-180 см, а потом произвести внешнюю отделку минватой, не выходя за рамки выделенного бюджета.

Толщина стен деревянного дома для сезонного проживания

И еще один популярнейший вопрос: из бруса какой толщины строить летний дом? При строительстве дачных коттеджей или небольших домиков для летнего отдыха достаточно, чтобы стены выдерживали планируемые нагрузки и сохраняли устойчивость.

• Если планируется всего один этаж, то толщина бруса для дома может составлять 100-120 мм, а диаметр оцилиндрованного бревна — 120-140 мм.
• Для строения в два этажа выбирают брус сечением 140-160 мм или бревно 160-180 мм в диаметре.

Правильный жилой дом из строительного бруса

Строительный брус естественной влажности

Дачные дома, бани и не дорогие дома для постоянного проживания выгодно строить из свеже напиленного бруса естественной влажности.

Такой пиломатериал значительно дешевле профилированного или клееного бруса. Сборка стен дома из строительного бруса достаточно проста и при выполнении определенных правил позволяет построить надежный и долговечный дом.

Надо ли сушить брус?

Сушить приобретённый брус не следует. При естественной сушке в штабеле пиломатериал сильно деформируется — изгибается, скручивается штопором. Сложить из такого покоробленного бруса ровные стены с плотными швами практически невозможно.

После изготовления брус, как можно быстрее, следует уложить в стены. Брус высыхает уже находясь в стене. В стене брусья скреплены между собой и находятся в зафиксированном положении. Деформация бруса при высыхании в стене менее значительна.

Покупайте свеже изготовленный брус , напиленный из леса зимней рубки. Не покупайте лежалый брус с хранения и не храните долго его сами.

При высыхании брусья уменьшаются в размерах, становятся тоньше и короче. Особенно сильно древесина сжимается в направлении поперек волокон. Высота стены в процессе высыхания бруса может уменьшится на 7-10%.

Процесс сушки бруса в стене продолжается довольно долго. Окончательно брус достигает равновесной влажности в течении 3-5 лет. Особенно сильно влажность снижается в первый год сушки. На протяжении всего этого времени меняются и размеры бруса.

При высыхании в брусе появляются глубокие трещины, в которые легко проникает вода и холод.

С этими свойствами древесины строительного бруса приходится серьезно считаться при возведении брусовых домов.

Например, настилать полы, обшивать потолки, отделывать мансарду изнутри можно не дожидаясь усадки сруба. Двери и окна устанавливают сразу, обязательно оставляя усадочные зазоры.

А вот утеплять и отделывать стены снаружи и внутри, устанавливать постоянную лестницу, класть печь, делать внутри каркасные перегородки лучше спустя год — два, когда усадка сруба в основном закончится .

Если стены из бруса не будут обшивать, то одну или две грани бруса до укладки в стену строгают или шлифуют и снимают фаски с ребер.

Как выбрать толщину стен дома из бруса

Стандартный строительный брус в сечении может быть квадратным или прямоугольным и иметь размеры сторон: 100, 150 и 200 мм . По специальному заказу многие производители могут изготовить брус с размером сторон до 250 мм . Но цена 1 м3 бруса нестандартного размера будет заметно выше.

Таким образом, толщина стены дома, заданная размерами бруса , может быть 100, 150 или 200 — 250 мм .

Толщина стен из бруса выбирается, исходя из необходимости обеспечить необходимую прочность, жесткость стен здания. Кроме того, стена должна защищать дом от холода.

Прочность, устойчивость стен зависит не только от их толщины, но и от конфигурации стен дома, наличия и размеров проемов, других конструктивных особенностей дома, а также от качества сборки.

Традиционно считается, что для одноэтажных построек достаточно устойчивыми будут стены из бруса толщиной 100-150 мм. Более высокие здания строят из бруса с толщиной стен 150-200 мм.

Если дом предназначен для постоянного проживания и будет отапливаться круглый год, то деревянные стены домов из бруса утепляют снаружи . Без дополнительного утепления деревянные дома из бруса не соответствуют современным нормам по энергосбережению.

На рисунке, для примера, приведены величины термического сопротивления Rk стен из бруса разной толщины, с утеплением минватой и без. Указаны термические сопротивления каждого слоя и общая величина для стены в целом.

Сравнивая стены из бруса разной толщины легко видеть, что для утепленной стены термическое сопротивление слабо зависит от толщины бруса. Утепленная стена из бруса толщиной 150 мм всего на 12% «теплее» стены толщиной 100 мм. (Rk=2,22 и 2,50).

Отсюда делаем вывод, для брусовой стены с утеплением выгодно использовать брус меньшего сечения. Например, для одноэтажной постройки достаточно сделать стены толщиной 100 мм. из бруса 100х150-200 мм. и утеплить их плитами из минеральной ваты толщиной слоя 100-150 мм.

При выборе размеров бруса и конструкции стен дома необходимо учитывать, что дом со стенами из бруса большей толщины все же имеет другие преимущества. Например, чем больше сечение бруса, тем меньше он коробится при высыхании, тем меньше деформируются стены. Толстая стена дома имеет более высокую теплоемкость — служит хорошим аккумулятором тепла, в доме лучше звукоизоляция и устойчивость к вибрации.

Утепленный фасад дома из бруса обшивают снаружи. Обшивка придает зданию привлекательный вид и защищает утеплитель и стены от атмосферных воздействий. Для обшивки обычно используют сайдинг виниловый или цокольный сайдинг , а также деревянные погонажные изделия — вагонку, блок-хаус, имитацию бревна или бруса и т.п.

Дачные дома для сезонного проживания только летом и кратковременных наездов зимой, а также бани можно не утеплять. Для таких построек лучше выбирать толщину стен из бруса побольше, не менее 150 мм.

Фундамент, нижняя обвязка и цокольное перекрытие дома из бруса

Для дома или бани из бруса вполне достаточно и выгодно устраивать мелко заглубленный фундамент.

В зависимости от грунтовых условий на площадке строительства и размеров здания применяют следующие конструкции мелко заглубленных и не заглубленных фундаментов:

Для дома из бруса без подвала нецелесообразно устраивать фундамент, заглубленный на глубину промерзания . Такие фундаменты, в том числе на винтовых или буронабивных сваях с ростверком, дорогие и не всегда защищают дом от деформаций, вызванных морозным пучением грунта.

Ширину ленты цоколя или ростверка под наружными стенами дома выбирают исходя из следующих соображений:

• На цоколь (ростверк) должен поместиться брус стены толщиной — 100, 150 или 200 мм.
• Изнутри на цоколь опирают балки цокольного перекрытия. Длина опирания — 140 мм. ;
• Снаружи оставляют выступ от стены для обшивки и устройства отлива — 50 — 70 мм .

Таким образом, для несущих стен из бруса толщиной 150 мм. ширина ленты цоколя должна быть не менее 350 мм . ( 150 мм + 140 мм + 60 мм ).

Под самонесущими стенами, где на цоколь опирается только стена, ширину цоколя можно уменьшить до 300 мм . Менее 300 мм . ширину цоколя из железобетона или кладочных материалов делать не рекомендуется для обеспечения поперечной устойчивости ленточного фундамента.

Деревянный дом будет долговечным, если нижние венцы сруба находятся выше снегового покрова в месте стройки. Например, высота снегового покрова в московском регионе 0, 6 м . Высота правильно устроенной отмостки 0,2 м . Тогда, безопасная высота цоколя для деревянного дома должна быть 0,8 м. над планировочной отметкой участка строительства.

Ниже на рисунке показан вариант незаглубленного ленточного фундамента, совмещенного с цоколем, для одноэтажного дома с мансардой и со стенами из бруса.

Ленточный монолитный фундамент — цоколь, показанный на рисунке, рассчитан для строительства дома на слабых заторфованных грунтах «бывшего болота», с высоким уровнем грунтовых вод.

Фундаментную ленту из бетона марки В25 армируют в нижнем и верхнем уровнях тремя продольными прутками основной арматуры класса A-III, диаметром 12 мм . Величина защитного слоя бетона для арматуры в фундаментах — 50 мм .

Для увеличения несущей способности грунта, снижения степени его пучинистости, а также для отвода поверхностных вод от дома, выполняется отсыпка грунта в границах фундамента, плюс снаружи не менее 1,5 метра , поз. 6 на рисунке. Отсыпку производят не пучинистым песчаным грунтом.

Повышение уровня строительной площадки рекомендуется выполнять при любых типах грунтов на участке. На слабых грунтах «бывшего болота» или при высоком уровне грунтовых вод отсыпку для повышения уровня стройплощадки делают обязательно. Об этом, более подробно: «Вертикальная планировка участка при строительстве частного дома» .

Для грунтов с более высокой несущей способностью ширину подошвы фундамента можно уменьшить до 500 — 350 мм .

Песчаную подушку, поз.3, укладывают слоями по 100 мм . на слой втрамбованного в естественный грунт промытого щебня поз.4. Каждый слой песка под подошвой фундамента тщательно трамбуют.

На песчаную подушку под подошву фундамента снова укладывают и трамбуют слой щебня, поз.4. Уплотненный щебень проливают разогретым битумом, который после застывания создает гидроизоляционную пленку под подошвой фундамента. Битумная пленка препятствует уходу в песок цементного молочка при заливке фундамента, а в дальнейшем не пускает воду по капиллярам бетонной ленты фундамента.

Боковые поверхности фундамента, соприкасающиеся с грунтом промазывают за два раза разогретой битумной мастикой. Поверхность бетона перед нанесением мастики грунтуют.

Более подробную информацию об устройстве различных конструкций мелко заглубленных фундаментов читайте по ссылкам, приведенным выше.

Дом с ростверком на сваях с цокольным перекрытием дороже, сложнее в строительстве и эксплуатации, чем дом на мелко заглубленном или не заглубленном фундаменте с полами по грунту .

Традиционно деревянный дом делают с цокольным перекрытием и холодным подполом — оставляют пространство между грунтом и полом нижнего этажа.

Появление новых теплоизоляционных материалов позволяет построить деревянный дом без цокольного перекрытия с более дешевыми, теплыми и долговечными полами по грунту:

Чтобы узнать, как сделать такой пол в доме из бруса, а также теплый пол без бетонной стяжки (читать далее . . . . )

Подписывайтесь на канал, не забывайте ставить лайки и делиться с друзьями. Это настраивает Вашу персональную ленту Дзен на показ большего количества статей про строительство частного дома, если эта тема вам интересна.