Особенности строительство дома из оцилиндрованного бревна

Сегодня для многих застройщиков построить бревенчатый дом — это не просто продолжение вековых традиций предков, а стремление получение в собственность экологически безопасное и энергоэффективное домовладение.
Для того чтобы дерево максимально полно работало на создание благоприятных условий для жизнепроживания в доме, нужно правильно подобрать размеры бревен для конструкционных элементов дома: внешних и внутренних несущих стен, пола, перекрытий и кровли.

Размеры бревен влияют на множество показателей готового домостроения, но больше всего на его теплозащитные характеристики, итоговую цену строительства и наружный облик постройки. Выбрав диаметр кругляка, нужно быть готовым к тому, что по факту поставщик может поставить сечение изделий меньше на 2-3 см.

Материал

Оцилиндрованное или калиброванное бревно представляет собой древесный ствол, полностью очищенный от наиболее рыхлого верхнего слоя и прошедший фрезерную обработку, обеспечивающую одинаковую геометрию и размер по всей длине, а также ровную, гладкую поверхность.

Плюсы и минусы

В результате специальной обработки достигаются такие преимущества:

1. Бревно проходит сушку при температуре 130-180 градусов, что позволяет получить материал с определенной влажностью.
2. Обработка обеспечивает структурные изменения древесины, повышающие прочность и снижающие теплопроводность на 15-25%, а также гигроскопичность верхнего слоя.
3. Улучшенный внешний вид за счет гладкой поверхности, стабильности цветового оттенка (облагораживание), исключения синевы, проявления фактуры.
4. Стабильность геометрии по всей длине, равенство размера бревен по всей партии, что упрощает подготовку материала к строительству и снижает количество отходов.

Главный минус таких бревен – повышенная стоимость. Кроме того, при обработке снимается слой с максимальной смолистостью, что снижает природную защищенность древесины от гниения. Для повышения долговечности их необходимо пропитывать антисептиком.

Изготовление

Технология производства оцилиндрованного бревна включает следующие процессы:

• отбор наиболее качественных бревен в качестве исходного сырья;
• обработка в специальном станке, на котором путем фрезерования снимается верхний слой до заданного диаметра (отклонение диаметра по длине не должно превышать 4 мм);
• естественная или принудительная сушка;
• компенсационный пропил (по усмотрению производителя или по заказу покупателя);
• раскрой бревен по длине (бревна в одной партии имеют одинаковую длину).

Для удобства строительства из оцилиндрованных бревен собирается готовый комплект для дома. В этом случае осуществляются дополнительные операции:

1. Формирование посадочных мест (чаш) для сборки сруба. Обычно изготавливаются продольные и поперечные (диагональные) чаши.
2. Формирование продольных пазов для укладки утеплителя.
3. Обработка торцов бревен.
4. Антисептическая пропитка. Наиболее часто используется антисептический состав на водной основе.

Готовые комплекты обходятся дороже, но они позволяют собирать срубы, как конструктор, не прибегая к дополнительной обработке.

Из какого дерева лучше произвести сборку деревянного сруба, чтобы было тепло?

Оцилиндрованные бревна в основном изготавливаются из хвойных пород дерева. Их повышенная смолистость обеспечивает долговечность и тепло в доме. Оптимальным вариантом считается сосна. В ней хорошо сочетается качество и цена.
Сосновые бревна имеют повышенные теплоизоляционные свойства, достаточную устойчивость к атмосферным воздействиям.

Материал доступен во многих регионах РФ. Особой стойкостью к растрескиванию отличается архангельская сосна.

Немного уступает по свои свойствам ель, при этом еловые бревна более просты в обработке. Кедр и пихта по своим характеристикам не превосходят сосну или ель, но стоят заметно дороже, что ограничивает их использование. Выбор этих пород объясняется привлекательным внешним видом.

Наибольшей прочностью и водостойкостью отличается лиственница. Она наиболее стойка к температурным перепадам. Однако бревна из этой породы обходятся в 2 раза дороже сосны.

Это обстоятельство приводит к тому, что лиственница, чаще всего, используется для кладки нижних (цокольных) венцов, на которые действует максимальная нагрузка и повышенная влажность.

Что необходимо для проектирования одно- (двух-) этажного строения из калиброванного материала?

При проектировании бревенчатого сруба необходимо учитывать такие параметры бревен:

1. Диаметр. От него зависит толщина стен и, соответственно, прочностные характеристики, тепловое сопротивление и другие параметры всего строения. Диаметр готовых оцилиндрованных бревен колеблется в пределах 16-32 см. Наиболее востребовано бревно диаметром 24 см.
2. Реальная (рабочая) высота бревна. Она определяется, как разность диаметра и высоты паза. В зависимости от диаметра и типа паза высота составляет от 14 до 27,2 см.
3. Длина бревна. Стандартная длина бревна составляет 2-6,5 м с кратностью 0,5 м. По заказу изготавливаются изделия до 12 м.
4. Размер паза. Для плотной укладки бревен в срубе на них с одной стороны прорезается продольный паз. Размеры стандартного паза показаны на рис.1. Этот элемент может быть нескольких видов – финский, лунный, расширенный. Они различаются по ширине. Так при диаметре бревна 22 мм эти пазы имеют ширину 14, 11 и 16 см, соответственно.
5. Наличие компенсационного пропила. Он формируется для снятия внутренних напряжений в материале для снижения растрескивания. Глубина пропила может составлять 1-2 см в зависимости от диаметра бревна.

При проектировании дома важно учитывать физико-технические характеристики стройматериала:

1. Теплопроводность. Для сосны и ели коэффициент теплопроводности составляет 0,14-0,19 Вт/мхград.
2. Остаточная влажность. Она заметно сказывается на усадке сруба и зависит от способа сушки бревен. Параметр может колебаться в диапазоне 15-25%.
3. Прочность. Наиболее важна стойкость на изгиб и сжатие.

Для качественного строительства необходимы стабильные размеры пиломатериала по длине. Готовые оцилиндрованные бревна отличаются высокой стабильностью, но желательно приобретать материал 1 сорта и одной партии.

Расчет сруба из бревен

Можно пойти другим путем и сделать расчет сруба из бревен,сосчитав сначала количество бревен,затем объем каждого бревна,в результате найдем общий объем сруба, умножив количество бревен на объем одного бревна.

Это более долгий путь,потому что при разной ширине сторон сруба в ассортименте для рубки сруба должны быть бревна разной длины.

Такая раскладка бревенчатого материала называется подбревенкой.

Этот метод подсчета объема сруба хорош для самостоятельной рубки сруба,когда вы покупаете только бревна,а сборку их в сруб производите своими руками.

Как мы ранее определили, для сруба размерами 3 х4 м понадобится два типоразмера бревен при рубке в чашу:

• бревна длиной 4.5м
• бревна длиной 3,5м

По высоте нужно 12 штук бревен,следовательно на данный сруб понадобится бревен длиной 4,5м и 3,5м -по 24шт каждой длины.

Объем отдельно взятого бревна конкретного типоразмера (у нас в примере формулы для бревен соответственно длиной 3,5м и 4,5м) НУЖНО посчитать вручную по формуле вычисления объема цилиндра через произведение площади окружности и длины:

3,14*0,12*0,12*3,5=0,158256 м3

3,14*0,12*0,12*4,5=0,203472 м3

В чем подвох на этом уровне расчетов? Дело в том,что фирмы пользуются готовыми таблицами подсчета объемов по ГОСТ 2708-75 «Лесоматериалы круглые.Таблицы объемов».

Потому и пользуются данными таблицами,что объемы в них значительно завышены. Так,например,объем бревна Д=24см длиной 3,5м равен 0,184 м3, а длиной 4,5м-0,24 м3. Это больше тех цифр,которые мы выше вычислили: 0,158256м3 и 0,203472м3

Вроде бы,завышение объема отдельно взятого бревна небольшое. Но,для нашего примера сруба в денежном выражении «запасы» выливаются в цифру 1.495 м3, что соответствует почти 13 тысячам.

Дачный домик и коттедж для постоянного проживания зимой

В зависимости от назначения постройки различаются 2 основных типа домов:

1. Холодные строения. К ним можно отнести дома с периодическим, сезонным проживанием и различные хозяйственные постройки. В них не имеет особого значения утепление, а потому толщина стен рассчитывается, исходя только из прочностных характеристик.
2. Круглогодичные дома. Они рассчитаны на постоянное проживание, в т.ч. в зимнее время года. Важнейшее требование для них – сохранение тепла внутри помещения.

Исходя из предъявляемых требований, при проектировании выбираются такие размеры бревен:

1. Дома сезонного проживания, дачи, хозпостройки для южных районов страны – диаметр оцилиндрованного бревна составляет 16-18 мм.
2. Летние домики, хозпостройки в Европейской части РФ – 20 см.
3. Дома сезонного проживания и дачи для Районов с умеренным климатом – 22 см.
4. Круглогодичные, одноэтажные и двухэтажные дома площадью не более 250 кв.м для регионов с холодным климатом – 24-26 см.
5. То же площадью более 250 кв.м – 28-32 см.

Более точный выбор бревен производится по результатам расчетов с учетом механических нагрузок, прочности фундамента и теплового сопротивления.

Какие подойдут для строительства дома и других построек?

Для строительства зданий размер бревен выбирается от:

• назначения объекта,
• вида использования — сезонный или постоянный,
• климатических условий эксплуатации,
• проектных размеров в плане и по высоте.

Назначение объекта предопределяет его размеры и габариты, так дом для постоянного проживания будет иметь большую площадь до 250 м2, может быть двух или трехэтажным, поэтому потребует установку массивных несущих стен с хорошей теплозащитой, напротив, вспомогательные подсобные помещения: гаражи, сараи и летние дачные домики возводятся из лесоматериала гораздо меньших размеров.
Требования ГОСТ к применению бревен для возведения зданий по назначению:

1. Летняя кухня не менее 180 мм.
2. Нежилые пристройки от 150 до 180 мм.
3. Жилые одноэтажные дома сезонного проживания, от 150 до 200 мм.
4. Жилые одноэтажные дома с постоянным проживанием от 220 до 250 мм.
5. Двухэтажные дома с постоянным проживанием от 250 до 300 мм.
6. Дома в северных районах страны от 300 мм.
7. Бани круглогодичного использования от 250 мм.

Для застройщиков которые строят дом «на века» лучший вариант бревен от 300 до 400 мм. Он прослужит многие годы, будет неизменно теплым и крепким. Такие бревна меняют внешний вид домостроения, дом выглядит наиболее солидным и привлекательным. Из них красиво выглядит сруб в диком стиле с канадской рубкой, придающей индивидуальность и обеспечивающее высокое тепловое сопротивление стеновых конструкций.

Применение бревен больше 400 мм влияет разве только на внешний вид, положительные характеристики его не увеличиваются по надежности и теплостойкости, но вот цена растет в разы.

Для таких бревен сосна практически не используется, в основном лиственница или ель, закупочная цена на которые намного выше.

Как правило, лесоматериал с диаметром выше 400 мм относится к «переспелой» древесине, возраст которых от 100 до 150 лет, а к этому сроку дерево утрачивает собственные биологические силы.

Чем больше сечение бревна, тем больше стоимость материалов и сборочных работ. Из практики известно, что коэффициент повышения стоимости строительства бревенчатых срубов при переходе с разных диаметров составляет:

• 
  200 к 220 мм — 1.18;

• 220 к 240 мм — 1.15;
• 260 к 280 мм — 1.14;
• 280 к 300 мм — 1.14;
• 300 к 320 мм — 1.12;
• 320 к 340 мм — 1.11;
• 340 к 360 мм — 1.11;
• 360 к 380 мм — 1.105;
• 380 к 400 мм — 1.105;
• 400 к 420 мм — 1.10.

Выбирая диаметр бревна, нужно учитывать процент усушки, лучше покупать древесину зимней заготовки, в этом случае ее влажность не будет превышать 12%. Такой сруб будет иметь наименьшую усадку, поэтому можно выбрать его меньших размеров

Несущих наружных и внутренних стен

Наружные несущие стены — самый ответственный конструкционный элемент дома, они должны обеспечить передачу суммарной нагрузки от собственного веса и вышерасположенных конструкций на фундамент и иметь высокое тепловое сопротивления.

Для домов с постоянным проживанием до 2-х этажей по условиям надежность достаточно будет бревно с сечением 280-300 мм, а вот по условиям энергоэффективности этот размер должен быть порядка 400 мм для центральных и северных районов.

Поэтому правильным будет если выбор толщины будет выполняться путем технико-экономического сравнения двух вариантов с толстой однослойной стеной или более тонкой многослойной конструкцией. Например, из бревна диаметром 300 мм и дополнительной теплозащитной системой 100 мм.

Для внутренних несущих конструкций стен, теплозащита уже не имеет такого влияния, как для наружных, поскольку они работают в условиях сравнительно постоянной температуры внутреннего воздуха от 16 до 25 С. На выбор их толщины будет влиять два параметра:

1. Прочностные характеристики стенки и выносливость ее конструкции. По существующему расчету для двухэтажного бревенчатого загородного дома достаточно толщины для внутренних несущих стен — 160 мм.
2. Шумозащита. Бревно обладает неплохими показателями по шумозащите, по сравнению с каменными стенами, при условии, что тщательно будет проведена конопатка межвенцовых швов, диаметром 160 мм будет достаточно, чтобы внутренние помещения в доме были тихими.

Идеальным вариантом для застройщика считается постройка дом с однослойной бревенчатой стеной без обустройства дополнительной термоизоляции. Для этого потребуется грамотно рассчитать ее параметры, и самым тщательным образом выполнить процесс конопатки.

Одновременно необходимо учитывать, что эффективная ширина бревенчатых стеновых конструкций будет определяться размером межвенцового соединения. Данный показатель практически в 2 раза меньше сечения бревен, используемых для сборки сруба. К примеру, для бревен толщиной 24 см и 28 см — межвенцовый стык будет соответственно, 12 см и 14 см.

Этот показатель нормируется для определенного климатического района:

• от 14 до 16 см при -40С;
• от 12 до 13 см при -30С;
• от 10 до 12 см при -40С.

Ненесущих перегородок

Прежде чем выбирать конструкцию и толщину перегородок в доме, нужно понимать, чем они отличаются от внутренних несущих стен.

Перегородки на самом деле не являются важными для домовой конструкции. Все они устанавливаются на перекрытиях и выполняют только зонирующую роль.

Поэтому они могут быть даже не сплошными, а сделанными, например, в форме полочек, что актуально для кухонь и кабинетов. Они обладают очень важным отличием от капитальных стен — способность легко монтироваться и демонтироваться.

Говоря о перегородках в бревенчатом доме, они способны выполняться из любого стройматериала, кроме кирпича. Также запрещено делать перегородки под усадку. То есть вначале поднимается коробка, затем идет процесс усадки в течении 12-18 месяцев, только после этого приступают к установке перегородок. Если будет сделано наоборот, при усадке дома они будут очень серьезно деформированы.

Выбирая толщину бревенчатых перегородок, нужно учитывать характеристики, которые должны иметь перегородки в деревянном доме:

1. 
   Низкий вес.

2. Прочность, достаточная для закрепления на ней бытового оборудования и мебели.
3. Шумоизоляционные качества не ниже 43 дБ.
4. Экологическая безопасность.
5. Влагостойкость и пожаростойкость, при применении экологически чистых пропиток.

Таким образом, для того чтобы обеспечить все вышеуказанные характеристики достаточно установить перестенки из бревен с толщиной от 100 до 120 мм.

Этапы работ своими руками

Строительство дома из оцилиндрованного бревна подчиняется общим правилам возведения бревенчатых срубов. Данный материал облегчает подготовку и снижает трудоемкость, особенно при покупке готовых комплектов.

Ему не нужна дополнительная сушка, и к строительству можно приступать сразу.

Подготовка

На этапе подготовки к строительству сруба необходимо осуществить такие операции:

1. Проектирование. Проект разрабатывается самостоятельно, поручается специалистам или выбирается из готовых вариантов. В Интернете можно найти проекты на любой вкус.
2. Приобретение материалов. Прежде всего, надо с запасом рассчитать потребность в бревнах. Следует помнить, что в одной партии гарантируется стабильность размеров. Докупка недостающего материала может вызвать различия в диаметре и форме пазов и чаш.
3. Подготовка площадки. Участок для строительства необходимо тщательно выравнять. Убирается и утилизируется мусор. Всю растительность следует удалить, выкорчевывая корни деревьев и кустарников. Желательно срезать плодородный слой почвы.
4. Разметка дома. Колышками отмечаются углы, а габариты – шнуром. Следует отметить и расположение внутренних перегородок.
5. Изготовление фундамента. Для бревенчатого дома наиболее подходит ленточный фундамент. Его глубина зависит от состава грунта, глубины промерзания и залегания грунтовых вод. Поднимается фундамент выше поверхности земли на 40-50 см для исключения контакта нижних венцов сруба с осадочной и паводковой влагой. Верх бетонной ленты тщательно выравнивается, а горизонтальность контролируется строительным уровнем.

Важная роль в подготовке отводится гидроизоляции. Нижние венцы сруба необходимо максимально защитить от влаги. Для этого поверх бетона наносится битумный слой и укладывается 2-3 слоя рубероида.

На гидроизоляцию по всему периметру дома укладывается установочная доска толщиной не менее 5 см и шириной не менее 20 см.

Поверх доски накладывается еще один слой рубероида. Его края должны выходить за края фундамента на длину не менее 25 см.

Сборка венцов

Бревенчатый сруб состоит из рядов (венцов) бревен, которые можно разделить на такие категории с учетом специфики эксплуатации и распределения нагрузок:

1. Нижний или окладной венец. Он укладывается на фундамент.
2. Второй или лаговый венец (нижняя обвязка). В него врезаются лаги напольного перекрытия.
3. Рядовые или стеновые венцы.
4. Оконные венцы. Изготавливаются из укороченных бревен для формирования проемов.
5. Подоконные венцы. Ряды находящиеся под оконным проемом.
6. Надоконные венцы. Они располагаются над оконным проемом.
7. Верхняя обвязка. Это верхний венец, на котором закрепляются балки потолочного перекрытия и стропильная система.

Для нижнего венца желательно использовать бревна из плотной древесины (лиственницы). Бревно разрезается пополам в продольном направлении. Плоской частью оно устанавливается на фундамент. Чаще всего, окладной венец не крепится к фундаменту.

Если проектом предусмотрено крепление, то в фундамент предварительно заделываются вертикальные металлические штыри. В этом случае, в нижнем бревне сверлятся отверстия, в которые эти штыри пропускаются.

Одним из самых ответственных шагов является укладка второго венца с формированием нижней обвязки. Этот ряд также желательно делать из высокопрочной древесины (лиственница или дуб).

В нем необходимо закрепить лаги напольного перекрытия. Бревна укладываются на нижний венец и скрепляются нагелем. Продольный паз должен четко совпасть с первым бревном. Для врезки лаг в бревне с помощью бензопилы вырезается поперечный паз по размеру лага. Шаг установки – 60-80 см.

Рядовые венцы укладываются из бревен одинакового диаметра. В каждом венце продольный паз располагается внизу и направляется точно по нижнему элементу сруба. Соединение венцов между собой обеспечивается нагелями.

При укладке каждого ряда в паз укладывается уплотнитель (как правило, джут). По ходу строительства важно контролировать горизонтальность венцов уровнем и вертикальность стены с помощью отвеса (вертикальность следует проверять с внутренней стороны стены).

Особо выделяются следующие элементы сборки венцов:

1. Соединение венцов нагелями. Схема крепления показана на рис.1. В качестве нагелей используются деревянные стержни диаметром 2-3 см. Для их установки сверлится отверстие, начинающееся в центре самого нижнего бревна, проходящее насквозь через следующий венец и заканчивающееся в центре 3-го бревна, т.е. скрепляются сразу 3 ряда. Крепления по стене располагаются в шахматном порядке.
2. Угловое соединение. В углу бревна в каждом венце могут соединяться без остатка, образуя прямой угол, или с остатком, когда концы выходят за поверхность стены. В первом случае связка обеспечивается 2-мя основными методами: «в лапу» или «ласточкин хвост» (рис.2). Второй вариант может реализовываться такими способами: «в полдерева», «заваленный гребень» и «в курдюк» (рис.3). Наиболее популярен способ «в полдерева».
3. Продольное соединение бревен. Соединение торцов бревен, как правило, производится по способу «ласточкин хвост».

Следует выделить также соединение внутренних перегородок со срубом. Для этого формируется Т-образное соединение. Оно может быть осуществлено без остатка по методике «ласточкина хвоста» или с остатком, способом «в полдерева» (рис.4).

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 3

Рисунок 4

Перекрытия

Балки перекрытия врезаются в соответствующий венец сруба. Лаги напольного перекрытия укладываются во второй венец. Их, как правило, изготавливают из бруса 50х(150-200) мм. Само соединение осуществляется способом «ласточкин хвост».

В бревне бензопилой вырезается паз, а на конце бруса формируется соответствующий шип. Лаг туго вбивается в бревно, а для усиления стыка иногда используются металлические штыри.

Аналогично происходит врезка потолочного перекрытия. Балки плотно вставляются в предпоследний по высоте венец сруба и закрепляются в нем.

Установка оконных и дверных блоков

При установке оконных и дверных блоков важно исключить перекосы и деформации, укрепить проемы и обеспечить утепление стыков.
На уровне оконных проемов устанавливаются, так называемые, оконные венцы.

В межоконном пространстве укладываются укороченные бревна. Для их надежного закрепления возле проема венцы следует закреплять сдвоенным нагелем.

Окончательное формирование проемов осуществляется после завершения усадки всего сруба. Для этого потребуется не менее 6 месяцев. После выравнивания стенок сбоку вырезаются вертикальные шипы. Затем, в проем вставляется обсадная коробка.

На ее боковых стойках предварительно вырезается паз. Снизу и сверху оставляются зазоры, путем установки вкладок. После завершения усадки эти зазоры заполняются монтажной пеной и утеплителем.

Важно помнить, что коробку нельзя прибивать или закреплять шурупами. Дверные и оконные блоки затем закрепляются в ней.

Шлифовка

Важным преимуществом оцилиндрованных бревен является исключение такой трудоемкой операции, как шлифовка сруба. Их поверхность достаточно гладкая и не требует дополнительной обработки.

Шлифованию подвергаются только участки стыков, где формировались соответствующие профили, а также случайно поврежденные места.

Конопатка

Для утепления деревянного сруба осуществляется конопатка всех стыков и межвенцовых швов.
Основные конопаточные материалы: лен, пакля, войлок, мох и пенька. В последнее время все чаще применяются готовые герметики на основе каучуков и пластических масс.

Конопаточные материалы плотно и, как можно глубже, загоняются во все щели и зазоры. Для этого используется специальный инструмент – конопатка и деревянный молоток.

Работа начинается снаружи стены, а затем, проводится с внутренней стороны, причем с нижних венцов.

Первая конопатка сруба проводится через 10-12 месяцев после его возведения, когда завершается наиболее интенсивная усадка. Повторные процедуры осуществляются в процессе эксплуатации, по мере необходимости.

Надо помнить, что не следует «забивать» чрезмерное количество материала, т.к. это способно приподнять венцы. Особо тщательно следует конопатить соединительные чаши.