Каркасный дом конструкция: Устройство каркасного дома от пола до кровли

Обзор правильного устройства стен для каркасного дома

Строительство каркасного дома – популярная технология для зимних или летних дачных домов. Эту технологию отличает простота, бюджетная стоимость, экономичность, сравнительная легкость сборки, возможность быстрого выполнения всех работ. Важно спроектировать и рассчитать трудоемкость работ, количество материалов с учетом климата и индивидуального бюджета.

В основе каркасного дома – стены, их правильная конструкция является одним из факторов успешного строительства. Каркасные дома могут быть возведены своими руками.

Будете ли вы сами заниматься выполнением работ или предпочтете обратиться к подрядчикам – знания о правильном устройстве стены каркасного дома будут полезными, позволят рассчитать стоимость работ, определить количество необходимых материалов и выбрать лучший вариант.

Для строительства своими руками требуется много свободного времени: люди с полной занятостью не смогут оперативно справиться с объемом работ.

Устройство стены каркасного дома (пирог)

Содержание статьи

• 1 Устройство стены каркасного дома (пирог)
• 2 Толщина стен и климат региона
• 3 Утепление, пароизоляция и гидроизоляция
• 4 Внешняя облицовка
  • 4.1 Виниловый сайдинг
  • 4.2 Металлический сайдинг
  • 4.3 Блокхаус и вагонка
  • 4.4 Кирпич
  • 4.5 Плитка
  • 4.6 Штукатурка
  • 4.7 Искусственный камень
  • 4.8 Термопанели
• 5 Внутренняя отделка
• 6 Видео

Каркасный дом основан на жесткой конструкции, в которой вертикальные стойки соединяются горизонтальными перемычками.

В свободные ячейки помещается утеплитель, потом происходит отделка поверхности стен изнутри и снаружи. Каркас устанавливается непосредственно на фундамент, но в ходе строительства нужно сначала собрать каждую стену, как отдельную раму, на ровном участке рядом с фундаментом. Стены каркасного дома образуют своеобразный “пирог”, собранный по строгим правилам.

• Расчет толщины стен проводятс учетом особенностей климата и предназначения строения;
• При выборе утеплителя важно достичь хорошей звукоизоляции, а также теплоизоляции, при этом рассчитать его количество и оптимальную стоимость;
• Утеплитель важно защитить от увлажнения и других неблагоприятных воздействий при помощи специальных плёнок;
• Правильная технология укладки утеплителя предотвратит потери тепла, для экономии энергии также необходимы расчет и планирование.

Толщина стен и климат региона

Строители стремятся снизить стоимость отопления благодаря лучшему утеплению здания. Расчёт размеров стен и подбор утеплителя – залог успеха.

Для этого стойки каркаса нужно выполнить из бруса толщиной от 200 мм. Допускается также перекрестный каркас, сбитый из брусков размером 50х50 мм.

Расчет толщины стен зависит от климата: в теплых районах, с жарким летом и мягкой зимой, толщина стен может быть уменьшена.

Расчет показателей для дачного домика, который посещается только в летнее время, будет простым: достаточно толщины стен в 40 мм, а для каркаса подойдет обрезная доска шириной около 15 см, называемая “сороковкой”.

Утепление, пароизоляция и гидроизоляция

Как утеплители используются пенопласт, минеральная вата, а также эковата и полиуретан. Пенопласт относится к числу самых дешевых материалов, но он хрупок, недостаточен в плане звукоизоляции, горюч, может быть поврежден грызунами. Популярна в современной практике минеральная вата.

Эковата и пенополиуретан достаточно дороги, но обладают лучшими защитными свойствами, их применение позволит не беспокоиться о пароизоляции, но в процессе строительства потребует специального оборудования для их нанесения.

Поскольку поверхность каркасного дома, как правило, для жесткости и прочности, во время строительства обшивается листами фанеры или ДСП, утеплитель можно крепить прямо к этим листам. Большое значение имеет расчет количества материалов: рекомендуется применять двойной слой утеплителя. Листы минваты и материал обшивки разделяются ветрозащитной плёнкой. Утеплитель прикрепляется специальным клеем, более прочная фиксация может быть достигнута при помощи тарельчатых дюбелей.

Для внешней защиты стенового “пирога” необходима пароизоляция внутри здания и его гидроизоляция с внешней стороны.

Пароизоляция необходима, чтобы избежать конденсации влажных паров внутри стен и их попадания в утеплитель. При проникновении влаги, минеральная вата значительно потеряет свои теплоизоляционные качества, и потребуются большие энергозатраты на дополнительный обогрев строения. Плёнку для гидроизоляции укладывают снаружи, со стороны фасада, это позволяет защитить конструкцию стен от ветра и осадков. Для пароизоляции используют фольгированные материалы, например, пенофол, для гидроизоляции потребуется пергамин, возможно применение мембранных досок. Такие доски в ходе строительства крепятся строительным степлером внахлест, а узлы нужно тщательно проклеить на стыках специальной лентой.

Внешняя облицовка

Виниловый сайдинг

В дачных домиках применяется виниловый сайдинг.

Стоимость его недорогая, он не подвержен гниению, воздействию грызунов,  отичается легкостью при выполнении работ и удобством в последующей эксплуатации (легко моется, выглядит аккуратно), длительным сроком службы. Часто применяется для обшивки дачных домиков или при желании застройщика снизить стоимость отделки.

Металлический сайдинг

Применяется для обшивки фасада и металлический сайдинг, он отличается долговечностью, устойчивостью к воздействиям и привлекательным дизайном – создается образ сказочной избушки.

Оцинкованная сталь с полимерным покрытием не ржавеет, хорошо переносит перепады температур.

Блокхаус и вагонка

Обшивка вагонкой отличается рядом недостатков, свойственным деревянным материалам – склонность к рассыханию (разбуханию), воздействиям жучков-короедов. Применяются современные пропитки, снижающие эффекты от вредных воздействий и пожароопасность строения, делая возможные очаги возгорания самозатухающими.

К числу деревянных материалов для обшивки фасада относится блокхаус, имитирующий брус, который применяется и для внутренней отделки, и для внешней обшивки. Этот материал прочнее оцилиндрованного бревна, он привлекателен по дизайну, но со временем он все же изменяет свою форму, поскольку представляет собой модифицированную вагонку.

Обшивка не должна крепиться в ходе строительства непосредственно к каркасу.

Для летних домиков такое решение возможно, но если нужно провести в таком домике в зимний период даже несколько дней, паровые конденсаты начнут разрушать древесину и увлажнять утеплитель. Для строительства зимнего дома обратите внимание на хорошую вентилируемость фасада: для этого прибивают по всей поверхности бруски, по толщине 30-40 мм, потом занимаются выполнением работ по облицовке стены. Важен расчет нагрузки на фундамент и точная его заливка, тогда циркуляция воздуха в зазорах для вентиляции позволит конденсату выветриваться естественным путем.

Кирпич

Возможна обшивка фасада облицовочным кирпичом, но необходим тщательный расчет значительной в этом случае нагрузки на фундамент и стены, чтобы конструкции выдержали его вес.

Этот материал хорошо защищает от вредных воздействий, но стоимость такой облицовки относится к числу наиболее дорогих.

Плитка

Плиточная облицовка фасада отличается надежностью и длительным сроком службы, но крепить плитку к деревянным элементам на клей нельзя.

Технология прикрепления плитки при помощи саморезов дорогая и трудоемкая, если выбирать этот материал, потребуется точный расчет: необходимо определить и количество материалов, и стоимость работ.

Штукатурка

Штукатурка стен также мало популярна в России ввиду ее недолговечности.

Рекомендуется использовать технологии штукатурки в три слоя. Для штукатурки в один слой лучше всего использовать состав из портландцемента, белого цемента (лайм) и песка. Чтобы не возникло трещин, лучше добавить фиброволокно.

Искусственный камень

Обшивка фасада искусственным камнем отличается привлекательным дизайном, такой материал достаточно легок по весу и удобен в процессе укладки, не создает значительной нагрузки на фундамент.

Дом, облицованный искусственным камнем, выглядит очень привлекательно.

Термопанели

Обшивка фасада деревянных домов термопанелями рекомендуется в таких регионах, где температура зимой опускается ниже – 25 градусов.

Необходимо точно рассчитать прочность фундамента на устойчивость к дополнительным нагрузкам. Для облицовки крепятся дополнительные крепежи, на них устанавливают утеплитель, затем стены облицовывают клинкерными плитками.

Внутренняя отделка

Для внутренней отделки применяют вагонку, древоволокнистые плиты, возможен гипсокартон, но он не выносит температур ниже нуля.

Применять его для работ по отделке летних домиков, отопление которых зимой не планируется – нельзя.

Как видно, каркасная технология строительства оптимально сочетает качество и стоимость. Устройство стен каркасного дома отлично подходит для качественного утепления жилого помещения.

Необходимо тщательно спроектировать каркасный дом, выполнить точный расчёт работ для долговечности и надежности дома.

Данная технология отличается простотой работ и позволит обеспечить невысокую их стоимость.

Видео

В этом видео вы можете узнать много интересного и нового о том, как избежать ошибок и построить правильные каркасные стены.

Статья — 10 причин в пользу выбора каркасного дома

Содержание статьи:

1. Каркасные дома: особенности и преимущества;
2. Технология возведения каркасных домов;
3. 10 причин по которым желательно выбрать каркасные дома:

• Возможность строительства дома в любое время года;
• Высокие теплоизоляционные свойства;
• Малый удельный вес конструкции;
• Минимальные затраты на проведение отделочных работ;
• Быстрые сроки строительства;
• Конструктивные особенности: наличие мест для коммуникации;
• Высокая шумоизоляция;
• Возможность изменений на любых этапах строительства;
• Возможность строительства домов любой сложности;
• Высокие эксплуатационные свойства.

Особенности и преимущества строительства каркасных домов

На протяжении длительного времени компания Мастер Хаус занимается строительством деревянных домов. Большой популярностью пользуются каркасные дома. Прежде всего заказчиков привлекает приемлемая стоимость. На сайте компании представлен электронный каталог продукции. Вы можете выбрать необходимый проект и заказать строительство под ключ.

Благодаря тому, что компания до буквы соблюдает сроки качество строительства клиентская база постоянно растет. Привлекает внимание доступность цен. При их формировании отсутствует такая составляющая как услуги посредников. Вся продукция, представленная на сайте от, производителя. Благодаря многолетнему сотрудничеству удалось с поставщиками сырья наладить партнерские отношения, это позволило снизить конечную стоимость продукции до минимально возможной.

Технология возведения каркасных домов

Перед строительством любого дома, требуется возведение фундамента. Не является исключением строительство каркасного дома, однако здесь имеются определенные нюансы. Нет необходимости строительства фундамента из тяжелых конструкций. Часто используются ленточно-столбчатый фундамент. В том случае, если предусматривается постоянное проживание. лучше построить фундамент из железобетонных конструкций.

После возведения фундамента первоначально на него монтируется брус. Его еще называют обвязочной доской. Данная доска является основой. На нее монтируются каркасные панели. Обвязочная доска изготавливается из твердых пород древесины. Доски обрабатываются специальным антисептиком. Если почва отличается повышенной влажностью, то между доской и фундаментом создается слой гидроизоляции.

Дальнейшие элементы конструкции собираются согласно проектно-конструкторской документации. После сооружения дома, производится отделка помещений. Если вы закажите строительство каркасного дома в компании под ключ, то получите целый ряд преимуществ. Прежде всего существенно сэкономите на времени возведения. Также цена материалов будет неизменной до конца строительства.

Основные десять причин в пользу выбора каркасного дома

1. Возможность строительства дома в любое время года

Каркасное строительство можно осуществлять вне зависимости от времени года. На все про все уходит не более двух месяцев. Коробка собирается очень быстро, остальное время уходит на подключение коммуникаций и отделочные работы. Зимнее строительство каркасных домов имеет свои плюсы и минусы. В том случае, если дом будет построен зимой, то летом можно будет заселяться. Древесина, заготовленная зимой имеет минимальное содержание влаги. Она будет быстро высыхать. Также зимой стоимость материалов ниже. чем в летний период. Среди недостатков строительства объектов зимой следует отнести небольшой световой день, хотя строительство можно вести и при освещении.

2. Высокие теплоизоляционные свойства

У каркасных домов высокие теплоизоляционные характеристики. Благодаря современным технологиям, материал даже при минимальной толщине не пропустит тепло из помещения. утеплитель помещения в прямом смысле слова экономит энергию. отпадает необходимость в усиленном отоплении. Утепление стен должно происходить как изнутри, так и снаружи. Строить дом необходимо по перекрестной технологии, другими словами обустраивать как вертикальные, так и горизонтальные стойки. Это позволяет предотвратить попадание в здание холодного воздуха. Теплоизоляцию экстерьера необходимо производить при благоприятных погодных условиях. При внутреннем утеплении используется перекрестный метод монтажа утеплителя. Минусом такого утепления является уменьшение площади жилого пространства.

Как правильно выбрать утеплитель

Прежде всего следует выбрать такой материал, который был бы безопасен в процессе использования. При выборе материала обратите внимание на следующие особенности:

• материал должен не входить в диссонанс с каркасом;
• особое значение необходимо уделить технологии;
• по срокам эксплуатации материал каркаса должен соответствовать срокам эксплуатации утеплителя;
• материал должен не впитывать влагу;
• теплоизоляционный материал должен, что называется «дышать».
• материал должен не поддерживать горение;
• усадка материала должна быть минимальной.

3. Малый удельный вес конструкции

Благодаря незначительному удельному весу всей конструкции и отдельных ее элементов небольшой. Это позволяет использовать облегченный фундамент. Существенно снижаются затраты на обустройство фундамента. Фундамент в немалой степени зависит от перепадов температур, он может быть подвижен. в тоже время благодаря малому весу конструкции, такие подвижки не будут оказывать существенное влияние на состояние дома в целом. Это важный момент, так как наша страна практически полностью находится в сложных климатических зонах.

4. Минимальные затраты на проведение отделочных работ

Качественно собранный дом и качественные панели могут полностью исключить проведение отделочных работ. Во всяком случае их можно сократить до минимума. Подготовительные работы по проведению отделки также могут быть существенно сокращены.

5.

Каркасные дома могут возводиться в минимальные сроки. Обычно он не превышает трех месяцев. В эти сроки входит не только непосредственно строительство дома, необходимо в полном объеме провести геологические изыскания, сделать проект и пройти его согласование. Далее потребуется полная разработка строительной документации. Сборка непосредственно здания и изготовление элементов состоит из таких этапов:

• конструкции каркасного дома производятся на протяжении двух недель. Возможно продление срока изготовления из-за конструкторских доработок;
• установка свай фундамента занимает не более пяти дней;
• на монтаж конструкции уйдет не более двух недель. Здесь многое зависит от сложности проекта и размера объекта;
• на обустройство кровельной системы уйдет не более 15-ти дней;
• на обшивку стен уйдет тоже порядка двух недель;
• отделка дома занимает порядка 30-ти дней.

Обычно для сооружения каркасного дома уходит порядка трех месяцев. Если происходят изменения в конструкции здания и принимаются новые дизайнерские решения, то время на возведение объекта увеличивается. В любом случае вы получите новый дом намного быстрее, чем дома, который будет построен из традиционных материалов. Также важно, что после строительства дом не дает усадку, в него можно вселяться практически сразу.

6. Конструктивные особенности: наличие мест для коммуникации

При проектировании каркасных домов закладывается возможность размещения коммуникаций. Они размещаются внутри конструкций каркасных домов. Это позволяет сохранить привлекательный вид дома в целом.

7. Высокая шумоизоляция каркасного дома

Те, кто живет в городе мечтают о своем каркасном доме, который располагается за городской чертой. Здесь нет шума и городской суеты. Если же строительство дома намечается непосредственно в черте города, то встает вопрос о шумоизоляции. Шум традиционно делят условно на три категории: воздушные волны, ударные, передающиеся по каркасу, структурные. Воздушный шум это разговорная речь. Ударный шум это шум капель дождя или стук молока во время мелкого ремонта. Структурный шум распространяется по всей конструкции. Панели каркасных домов практически полностью защищают дом от проникновения шума извне.

8. Возможность изменений на любых этапах строительства

Конструкция каркасного дома является мобильной, это позволяет внести необходимые корректировки даже в ходе строительства. Даже дом, который был уже введен в эксплуатацию может претерпеть определенные доработки. Заказчик может существенно изменить внешний вид дома.

9. Возможность строительства домов любой сложности

Каркасные дома могут иметь любую степень сложности. Это позволяет использовать их как промышленные объекты, офисные здания, жилые дома и т.д. Преимущественно строят жилые дома, они отвечают всем требованиям. особенно в плане стоимости.

10. Высокие эксплуатационные качества каркасных домов

Каркасные дома изготавливаются по самым современным технологиям. Их возводят в разных уголках земного шара, особой популярностью они пользуются в Канаде и Швеции. Эти страны по климату напоминают наш регион. В доме можно устанавливать все необходимые бытовые приборы, в том числе обогреватели, камины и любую климатическую технику.

Преимущества строительства каркасного дома под ключ

Набирает популярность комплексное выполнение работ, называемых «строительство объекта под ключ». Это значит, что заказчику передается полностью готовое сооружение в рабочем состоянии для его дальнейшей эксплуатации. Простейшая схема избавит вас от многих проблем, связанных со строительством

Строительство каркасного дома под ключ выгодно заказчику. После того, как будет подписан договор, необходимо приступить к выбору проекта. Существуют как типовые проекты, так и проекты, которые могут быть выполнены с учетом пожеланий заказчика. Далее происходит обсуждение проекта. Специалисты компании помогут решить проблему с комплектацией будущего строительного объекта. Заказчик получит предварительный расчет стоимости строительства. Бытует ошибочное мнение, заключающееся в том, что цена строительства домов под ключ может быть столь низкой, и уверены в том, что в цене дома под ключ кроется подвох. Никакого подвоха нет и быть не может. Ни один из ранее известных методов строительства не может похвастать столь малыми сроками – на коттедж в среднем уходит от одного до трех месяцев в зависимости от размера, и это при работе одной бригады в несколько человек.

Заказчик может сам регулировать скорость строительства в зависимости от финансовых возможностей. После заключения договора вносится предоплата только за материалы и первый этап строительства. После завершения строительства заказчик получает гарантийный сертификат и ключи от нового дома.

Если вы занятой человек, то вам не понадобится много тратить времени на контроль за проведением работ. За вас все сделают специалисты компании. Причем после строительства и подсчетов вы убедитесь в том, что сумели сэкономить немалую сумму. А главное, что вы сэкономили время. Начинать строительство можно в удобное время. Важно определиться с назначением будущего объекта и принять решение о начале строительства.

Компания ценит доверие своих клиентов, к расчету стоимости строительства «под ключ» осуществляется творческий подход.Предварительно, обязательно обговариваем цену материалов и работ, исходя из мнения независимых экспертов, в том числе предлагаем уже готовые комплексные и получившие одобрение проекты, которые не будут содержать даже помарок, влекущих дополнительные затраты. И только после того, как заказчик окончательно определится с выбором материала, архитектурой, утеплением конструкций, внутренним и наружным покрытием поверхностей стен, пола и потолка, планировкой, дизайном и интерьером, начинается возведение здания или сооружения любой сложности, полностью в соответствии с его целевым назначением.

Обрамление воздушных шаров лучше, чем хуже

Добро пожаловать в Construction Physics, информационный бюллетень о силах, формирующих строительную отрасль .

Сегодня в США большинство домов и квартир строятся с использованием легких каркасных деревянных конструкций. Эта система состоит из несущих стен, сделанных из 2×4 или 2×6, которые поддерживают пол или крышу с деревянным каркасом — обычно фермы, балки или двутавровые балки. Эта система представляет собой вариант каркасного стиля, известного как каркасная конструкция из воздушных шаров, и, хотя она может выглядеть не особенно впечатляюще, это одно из самых важных достижений в истории строительных технологий.

До появления шарового каркаса дома в США обычно строились с использованием стоечно-балочной конструкции. Эта система является именно тем, на что она похожа — структурный каркас из тяжелых деревянных балок и колонн, соединенных врезными и шиповыми соединениями. Элементы перекрытия затем будут проходить между балками, а стены будут заполнены щебнем, глиной, кирпичом или камнем. Важно отметить, что стены были ненесущими — вес конструкции полностью поддерживался деревянным каркасом.

Шарнирный каркас, по сути, устраняет необходимость в тяжелом деревянном каркасе. Вместо этого элементы пола сидят непосредственно на стенах, которые становятся несущими элементами. Обшивка здания, которая раньше служила только барьером для защиты от элементов, теперь также скрепляет стены с деревянными стойками, увеличивая их несущую способность. А вместо врезных и шиповых элементов легкие деревянные элементы крепятся с помощью простых железных (позже стальных) гвоздей. После удаления сложных элементов и других элементов, выполняющих несколько функций, вся структура становится более эффективной и простой в сборке.

Каркас из воздушных шаров восходит к Чикаго 1830-х годов. Сведения разнятся, но наиболее распространенная версия состоит в том, что он был впервые построен Джорджем Сноу, лесным магнатом, в качестве каркаса для склада в 1832 году. от 300 жителей в начале 1830-х до почти 30 000 в 1850-х и почти до миллиона в 1890-х. Тяжелую древесину и рабочую силу, необходимую для ее обработки и сборки, становилось все труднее найти.

Деревянные каркасы — это трудоемкая строительная система, особенно при отсутствии какой-либо строительной техники. Сами бревна тяжелые и требуют больших усилий для их перемещения в нужное положение. А для создания врезных и шиповых соединений, которые их соединяли, требовалось много времени и мастерства.

Каркас из воздушных шаров, с другой стороны, построен с использованием легких элементов, которыми легко манипулировать вручную. Вместо сложных столярных изделий они скреплены между собой сравнительно простыми гвоздевыми соединениями. Чтобы научиться вырезать врезки и шипы, потребовались годы обучения на плотника, но любого можно было научить взмахивать молотком. А за счет исключения тяжелого деревянного каркаса каркас из воздушных шаров использовал 1/3 дерева в качестве стоечного и балочного дома, и его можно было возвести намного быстрее.

Несмотря на свои преимущества, баллонной раме потребовались десятилетия, чтобы полностью вытеснить стоечно-балочную конструкцию. Хотя он распространился достаточно быстро и был известен по названию к 1835 году, в справочниках плотников он не упоминается до 1857 года, а до 1880-х годов он почти не упоминается. Дома, построенные в Чикаго в конце 1800-х годов, часто представляли собой гибридную конструкцию, состоящую частично из тяжелой древесины, частично из воздушных шаров. А к 1940-м годам только от 60 до 80 процентов домов в США были построены из воздушных шаров. Технологии строительства очень прилипчивы — после того, как они используются, они приобретают большую инерцию, для преодоления которой требуется много времени [0].

Каркас воздушного шара имеет несколько недостатков. Одним из основных является то, что наружная стена упирается в крышу, что обеспечивает непрерывный путь для распространения огня. После пожара в Чикаго в 1871 году и землетрясения в Сан-Франциско (и последующего пожара) в 1906 году предотвращение распространения огня стало более важным для страховых агентств и зарождающихся строительных норм и правил.

Каркас воздушного шара решает эту проблему с помощью варианта, известного как «западный стиль» или «каркас платформы». Вместо стенных стоек, которые непрерывно доходят до крыши, в каркасе платформы стены поднимаются только на один уровень. Этаж выше, вместо того, чтобы прикрепляться к сторонам стоек, вместо этого сидит прямо на них. Это создает платформу, на которой можно построить следующий этаж.

Сегодня баллонный каркас (в основном в виде каркаса платформы) остается методом строительства по умолчанию для домов на одну семью во всем мире, а также для многоэтажных квартир в США (способствуя нашей низкой стоимости строительства для этих типов зданий). ). Он остается одной из наименее дорогих систем каркаса для возведения здания.

Почему рамка воздушного шара появилась так долго? В конце концов, деревянные и металлические гвозди использовались для строительства зданий на протяжении тысячелетий. Но каркас воздушного шара требовал нескольких вещей, которые были обеспечены быстро развивающейся средой начала 1800-х годов.

Во-первых, пиломатериалы. При отсутствии мощного оборудования распиловка бревен на объемные пиломатериалы была бы огромным объемом работы, и это не стоило бы усилий. Но в начале 1800-х годов начали появляться паровые лесопилки. К 1840-м годам на полуострове Мичиган их было около 500, а в 1890-х — почти 1000 [1].

Эти мельницы могли производить гораздо больше пиломатериалов, чем водяные мельницы, которые они заменили. В начале 1800-х годов мельница с водяным приводом могла производить примерно 1500 футов пиломатериалов в день. К 1850-м годам паровые мельницы обычно производили около 30 000 футов в день, а к 189 году эта цифра увеличилась почти до 100 000 футов.0 с. Производство пиломатериалов в таком масштабе также позволяло производить пиломатериалы унифицированных размеров, кульминацией чего стал первый национальный стандарт размеров пиломатериалов в 1924 году. В 1700-х годах гвозди ковали вручную и были настолько ценны, что заброшенные здания сжигали, чтобы восстановить их — в какой-то момент гвозди составляли 0,4% ВВП, примерно столько же, сколько мы сейчас тратим на компьютеры или авиабилеты. Промышленная революция привела к появлению паровых машин для изготовления гвоздей, которые могли делать десятки тысяч гвоздей в день. Стоимость гвоздя упала в четыре раза в течение 1800-х годов.

Всему этому способствовало распространение железных дорог, которые впервые начали появляться в США в 1820-х годах. К 1850 году в США было 9000 миль железнодорожных путей, которые к 1916 году увеличились до более чем 250 000 миль. Железные дороги позволяли дешево доставлять пиломатериалы по всей стране, позволяя использовать их для строительства независимо от наличия местных пиломатериалов. Это позволило таким городам, как Чикаго, продолжать расти и строиться, поскольку местных пиломатериалов стало не хватать. То, что когда-то было местным, используемым в регионе материалом, постепенно превратилось в национальный товар.

Таким образом, каркас из воздушных шаров является ранним примером промышленного строительства. Он полагался на серийное машинное производство, однородные продукты (мерные пиломатериалы, гвозди), которые можно было производить в больших объемах на производственных объектах вдали от того места, где они будут использоваться. Это позволило заменить изготовленные на заказ одноразовые компоненты почти взаимозаменяемыми деталями и перейти от специализированного, квалифицированного мастерства к полуквалифицированному, повторяющемуся труду. И это позволило строить намного быстрее, с меньшими затратами и с использованием меньшего количества материалов.

В разработке программного обеспечения существует явление, известное как «чем хуже, тем лучше». Грубо говоря, в нем говорится, что для успеха технологии важнее всего то, насколько легко ее можно внедрить. Неэлегантные, уродливые, неэффективные или неполные системы — системы, которые используют хаки или кладжи — которые легко установить, превзойдут элегантные системы, которые сложнее или дороже установить. Каркас с воздушным шаром — классический пример системы «чем хуже, тем лучше».

Во-первых, проектирование каркаса шара чрезвычайно утомительно. Он не особенно подходит для математических инструментов, которые инженеры используют для анализа конструкций [2], которые лучше подходят либо для дискретных элементов, либо для сплошных материалов. Крепление вместе множества мелких элементов в разных местах приводит к сложным соединениям, окольным путям нагрузки и крайне неопределенным элементам. Большая часть деревянного дизайна является предписывающей, основанной на эмпирических тестах или на том, что хорошо зарекомендовало себя в прошлом, а не на каком-либо рациональном анализе.

Дизайн усложняется еще и тем, что древесина — очень изменчивый материал. Он имеет сотни соответствующих свойств материала в зависимости от вида, сорта, размера, направления нагрузки, продолжительности нагрузки, температуры, влажности и так далее.

Кроме того, как конструктивная система ей не хватает какой-либо эстетической элегантности или простоты. Он состоит из множества хлипких членов [3]. Здания с каркасом из воздушных шаров изобилуют неточностями — много зазоров между элементами, множество элементов, слегка наклоненных или не идеально прямых, многие подрядчики не следуют планам. И, несмотря на использование меньшего количества пиломатериалов, чем в конструкции из стоек и балок, в нем по-прежнему используется много «лишних» элементов, до такой степени, что существует целая область дизайна, чтобы удалить их.

Это не та система, которую инженер стал бы разрабатывать с нуля.

Нежелателен и с архитектурной точки зрения. Каркас из воздушных шаров в основном использовался для простых жилых построек (или, что еще хуже, мобильных домов), которые исторически мало участвовали в архитектуре. Размер и прочность габаритных пиломатериалов затрудняют их использование для создания больших или архитектурно впечатляющих пространств — они лучше подходят для простого каркаса размером с комнату. Влиятельные с архитектурной точки зрения жилые дома чаще строятся из более гибких материалов, таких как бетон или сталь.

Но если говорить о том, что хуже значит лучше, все это не имеет значения. Важно то, насколько легко реализовать систему. И это — насколько просто построить типичное здание — вот где каркас из воздушных шаров действительно сияет:

• Он не требует специализированной, дорогой рабочей силы — никаких сварщиков, каменщиков или крановщиков.

• Для возведения не требуется тяжелое или специальное оборудование — здания (даже большие!) можно построить с помощью простых ручных инструментов и большого вилочного погрузчика.

• Простота размещения инженерных коммуникаций — пустоты между стойками означают, что есть место для таких вещей, как выключатели, трубопроводы и изоляция. А использование дерева позволяет легко просверливать отверстия для прокладки тросов в любом месте или прикреплять все, что вам нужно. Такая простая вещь, как установка выключателя света, внезапно становится важным элементом координации, если ваше здание сделано из бетона.

• Его можно легко отрегулировать или исправить в полевых условиях — это позволяет учитывать несовершенное или неполное предварительное планирование или изменения проекта на поздних стадиях. И это означает, что ошибки с меньшей вероятностью приведут к массовому перерасходу средств. Это то, с чем действительно борются многие сборные системы.

• Для этого не требуется идеальной логистики — если поставка задерживается, вы можете найти необходимые материалы на месте или даже забрать что-нибудь в Home Depot.

• Он не может масштабироваться до огромных сооружений, но может масштабироваться до типов зданий, которые, скорее всего, будут построены (малоэтажные жилые дома).

• Он не может легко вместить большие, архитектурно впечатляющие пространства, но он может вместить те помещения, которые, вероятно, действительно нужны людям (размером с комнату).

Часто траектория систем «чем хуже, тем лучше» заключается в том, что они постепенно догоняют более элегантные системы — ошибки исправляются, а функции добавляются. Мы можем видеть это и с обрамлением из воздушных шаров. Такие вещи, как каркас платформы, FRT и спринклерные системы, снизили риск возникновения пожара. Стропильные плиты и инженерные пиломатериалы упростили обрамление больших пространств. А стальные вешалки и галстуки сделали соединения более прочными и легкими для анализа.

Воздушный каркас — это система промышленного здания, но очень низкого уровня. Мы видим массовое производство или предварительное изготовление компонентов низкого уровня (размерные пиломатериалы, гвозди, фермы, настил крыши и т. д.), которые относительно просто соединить вместе. Но окончательная сборка по-прежнему выполняется на месте и занимает много времени. В аналогичной ситуации находится остальная строительная отрасль. Предварительное изготовление более крупных компонентов, за исключением нескольких типов зданий, оптимизированных для этого, остается труднодостижимым.

В зданиях есть подвох 22. Часто предпринимаются попытки уменьшить работу на площадке за счет увеличения сборных конструкций. Но более крупные сборные элементы часто необходимо проектировать по индивидуальному заказу, чтобы они соответствовали месту и конкретным требованиям здания. Сложно получить как большие сборные модули, так и большие объемы производства.

[0] В Японии большой процент домов по-прежнему строится с использованием стоечно-балочной конструкции.

[1] Распространение лесопильных заводов быстро истощило запасы пиломатериалов на полуострове Мичиган, и к 1910 они закрылись.

[2] Или программные инструменты — деревянные каркасы печально известны тем, что у них мало программного обеспечения, помогающего процессу.

[3] Предположительно, так появилось название «каркас воздушного шара», поскольку здания выглядели такими хлипкими, что их могло сдуть ветром.

Деревянные каркасные конструкции | Преимущества деревянного каркасного строительства

Деревянное каркасное строительство: Хотя сталь была наиболее широко используемым строительным материалом с середины двадцатого века, древесина использовалась для сборки конструкций в течение довольно долгого времени. В любом случае, в последнее время мы стали свидетелями возрождения деревянного каркасного строительства, особенно в обществе, где большое значение имеют эффективность затрат и времени. Кроме того, деревянные рамы экономичны, поглощают углерод и выделяют парниковые газы. В то же время в секторе сборных домов этот метод строительства является одним из наиболее распространенных вариантов. Объяснением этого являются различные преимущества деревянного каркасного строительства, в том числе:

Несмотря на то, что на сегодняшний день это единственный доступный возобновляемый строительный материал, древесина по-прежнему имеет многочисленные преимущества перед другими материалами. Это требует меньше энергии, потому что деревянные рамы имеют малый вес и, следовательно, не нуждаются в кранах и других огромных машинах для процедуры монтажа таким образом, что приводит к снижению затрат на строительство и упрощению транспортировки. Однако для бизнес-приложений сталь и бетон вытеснили дерево.

Жизненный цикл стали и бетона приводит к увеличению выбросов парниковых газов на 26-31% по сравнению с древесиной. По данным исследования CORRIE (Консорциум по исследованиям возобновляемых материалов).

По сути, каркасное здание — это мера, которая может помочь в борьбе с изменением климата, при условии, что будет посажено эквивалентное количество новых деревьев. Поглощая окружающий их углерод и выделяя конечный продукт — кислород (процесс фотосинтеза), деревья помогают уменьшить выбросы парниковых газов.

Более того, деревья могут поглощать и накапливать большое количество углерода из атмосферы, так как им необходим углерод для роста и функционирования. Следовательно, содержание углерода составляет половину массы древесины, которая остается в древесине еще долгое время после ее вырубки. Таким образом, было обнаружено, что при использовании одного квадратного метра древесины при строительстве деревянного каркасного дома уходит 0,9тонн СО2 из воздуха.

Это означает, что обычное деревянное здание площадью примерно 2400 кв. футов. Поглощает и содержит около 29 тонн углерода, что аналогично количеству CO2, вырабатываемому общественным транспортом за пять лет (около 12 500 литров газа). Кроме того, один квадратный метр древесины, используемой в строительстве деревянного каркасного дома, устраняет выброс 1,1 тонны углерода при использовании вместо различных других строительных материалов.

Кроме того, древесина имеет длительный срок службы при условии, что она хорошо хранится и защищена от сырости, которая может повредить древесину, и от вредителей, таких как муравьи-древоточцы. Дерево значительно легче бетона, что делает его подходящим материалом для легких каркасных конструкций.

Благодаря этим очевидным преимуществам дерево имеет перед другими строительными материалами. Архитекторы в настоящее время сосредотачиваются на опыте строительства деревянного каркаса, а несколько ассоциаций явно продвигают использование древесины для каркаса домов, реконструкции и некоторых других бизнес-приложений.

 Факты об огнестойкости и конструкциях:

Способность материала каркаса здания гореть не имеет большого отношения к пожарной безопасности. Данные исследований инженеров-строителей показывают, что опасность пожара в деревянном каркасном доме не выше, чем в конструкциях, построенных из других вспомогательных материалов.

Способность основного компонента противодействовать огню зависит от характеристик его частей при воздействии высоких температур. Тем не менее, обугливаясь со скоростью 0,7 мм/мин (4,2 см каждый час), деревянные конструкции остаются стабильными независимо от того, горит ли огонь в течение длительного времени.

Инженеры-строители обычно предписывают использование протекторов изоляции. Гипсокартон (гипсокартон) также можно использовать для защиты деревянных конструкций от тепла. Компоненты деревянного каркаса могут быть спроектированы так, чтобы гарантировать минимальную степень подверженности возгоранию от 45 минут до 2 часов, в зависимости от типа конструкции и выбора материалов.

Многоэтажное деревянное каркасное строительство:

До этого момента деревянно-каркасное здание Stathaus в Лондоне, иначе называемое Timber Tower, было самым высоким деревянным каркасным домом на планете, состоящим из 8 деревянных этажей и одного бетонного этажа. на железобетонной платформе. Он был построен с использованием конструктивного решения, идеализированного КХЛ (Австрия).

Перекрестно-клееный брус был предварительно собран с использованием специально разработанных деревянных шпунтов, увеличенная толщина которых придает конструкции феноменальную звукоизоляцию. По подсчетам архитекторов, использование дерева в проекте строительства деревянного каркасного дома предотвратило выброс более 310 тонн углерода по сравнению с другими материалами.

 Древесина: недоиспользуемая и чрезмерно используемая:

Существует огромный потенциал в увеличении количества древесины, используемой как в частном, так и в частном строительстве деревянного каркасного дома. Новые изделия из дерева и творческие конструкции расширяют возможности использования древесины. Как бы то ни было, признание конструкционных материалов строительными стандартами также может способствовать более широкому использованию деревянного каркасного домостроения.

Дополнительным преимуществом отдельных видов конструктивных изделий из дерева является способность использовать более мелкие единицы древесины, которые могут быть в виде опилок или древесных отходов, которые так или иначе могут рассматриваться как отходы. Это может помочь уменьшить вес свалок и наших лесов.

Расширение использования древесины дополнительно требует защиты лесов и методов устойчивого управления для предотвращения обезлесения и истощения дикой природы. Лесной попечительский совет недавно разработал новые руководящие принципы по древесине, установленные ЕС, которые хотят запретить и остановить нелегально заготовленную древесину. Как импортированные, так и местного производства с рынка, заявив: «С 3 марта 2013 года любой оператор, который впервые размещает древесину или изделия из древесины на рынке ЕС, должен обеспечить ее легальное производство.