Усадка деревянного дома: от чего она зависит и как компенсируется

Проектирование дома из бруса с учётом усадки

Любое строительство всегда должно начинаться с тщательно разработанного плана. Проект составляется не только для возведения деревянных домов с одним или несколькими этажами, но и для бани, беседки или сарая. Именно предварительное проектирование позволит избежать ошибок.

Особенности проектирования деревянных домов

Возводить здание из бруса – не легкая работа, ведь древесина довольно прихотливый строительный материал. Брус является органическим продуктом, поэтому ему присущи две особенности.

1. Атака насекомых и грибков.
2. Усадка и усушка.

В настоящее время в продаже существует большое количество специализированных средств, которые предотвращают появление гнили и грибков, а также отпугивают насекомых питающихся древесиной. Обработку такими препаратами производят перед строительством, и это позволяет более точно произвести расчетный процесс.

Что касается усадки и усушки, то тут стоит потрудиться, так как это сложный процесс изменения древесного материала. Он происходит из-за перепадов температурных показателей, давления и выпадения осадков.

Существуют различные пропитки, которые позволяют в какой-то степени сохранять древесине первоначальный размер. Специалисты советуют обрабатывать брус в производственных условиях. Лучше всего сразу приобретать обработанный древесный материал, так как это упростит проектирование, а именно расчеты, ведь с таким брусом становиться меньше переменных величин.

Усадка и усушка  деревянного дома

Усадка и усушка – это природная деформация дерева, которую без специальной обработки избежать не удастся. Данные изменения напрямую зависят от сорта древесного материала. При проектировании специалисты рекомендуют учитывать три деформационных направления.

1. Выпаривание микрокапиллярных соков. Эта первая стадия, которая является самой медленной из всех. Выпаривание соков практически не сказывается на объемах древесины, но после их выведения процесс усадки ускоряется.

2. Вдоль волокнистая усушка. Данный процесс изменяет объем бревна вдоль. Большинство сортов древесины не полностью подвергаются такой обработке, поэтому такую усушку не учитывают в расчетах. Есть сорта древесины, которые заметно изменяются при такой обработке, поэтому учитывать или не учитывать эти показатели зависит от применяемого материала.

3. Радиально-направленная усадка. Этот процесс зависит от сорта и весовой категории древесины.

В данной таблице приведены коэффициенты, которые необходимы при расчетном проектировании дома из бруса.

Все коэффициенты просчитаны профессионалами и применимы к расчетам по потере бревном внутренней жидкости. Все значения измеряются в процентах при изменении уровня жидкости на 1%.

Пример расчета: если усушить древесину (сосну)в радиальном направлении с 30% до 10%, то (30-10)х0,17=3,4%. Из расчета видно, что материал изменит свою толщину на 3,4%.

Древесина имеет несколько групп в зависимости коэффициентов усушки.

• со слабовыраженным усыханием – до 0,4%;

• с умеренным темпом усыхания – 0,4-0,55%;

• со значительным усыханием – 0,55-0,65%;

• с максимальным усыханием – свыше 0,66%.

Коэффициенты усушки аналогичны значениям разбухания. Больше всего изменения заметны в радиальном процессе.

Анизотропия усушки

Практически во всей древесине внутри движение соков происходит под высоким напряжением. В процессе усушки они могут менять свой темп, уменьшая или наоборот увеличивая свою скорость. Движение жидкости может спровоцировать растрескивание и сильную деформацию. В настоящее время не создано специальных методик по устранению или уменьшению напряжения. Поэтому часто происходит анизотропия усушки – это неравномерное изменение поверхности древесины во время усыхания.

Учитывать анизотропию важно в то время, когда производится камерная усушка. Именно в этом случае происходит значительное колебание температур, которое не предусмотрено в дикой природе. Если оборудование даст сбой, то на выходе получиться не пригодное для строительства сырье.

Технология контроля усадки деревянного дома

По статистическим данным, которые собирались долгое время – усадка дерева составляет 11% от высоты сруба. Профессиональные строители используют современное оборудование, которое позволяет извлечь из усадки только положительные стороны.

В первый год поле возведения дома, в его помещении нужно поддерживать температуру около 16 градусов. Будет лучше, если в нем первое время не будут проживать. Такой подход поможет срубу равномерно усесть без скручиваний и растрескиваний.

Скользящие опоры

Такие опорные конструкции применяются при фиксировании лестниц, отделочных стен или стропил. Коньковые стены имеют вес больше всех конструкционных элементов дома, поэтому они примут усадку быстрее. Если фиксация крыши производится на монолитные уголки, то при усадке может на части разорвать конструкционные элементы.

Чтобы подобных ситуаций не возникало лучше использовать скользящие опоры. Именно они позволят усесть крыше отдельно от стен.

Компенсаторы высоты

На сегодняшний день производители компенсаторов представляют множество их форм, но бывают они только двух видов.

1. Домкратные. Такие компенсаторы имеют упрощенную конструкцию, поэтому удобны в использовании. При помощи них можно компенсировать погрешность между горизонтальной и радиальной усадкой. Конструкция фиксируется и на опорах и на брусе, выполняющем несущую функцию. Для того чтобы балки не исказились и не провисли необходимо каждые 30 дней подкручивать гайку на всех шпильках. Установке такой конструкции подлежат все вертикальные точки несущего назначения. Шпильку следует выбирать на 11% больше высоты самого дома.

2. Пружинные. Такие компенсаторы являются постоянными и остаются в конструкции дома навсегда пружина, которая располагается между чашами, обеспечивает плавное проседание дома. Размещать конструкцию необходимо на стеновых стыках, несущего и внутреннего назначения.

Окосячка дома

Окосячка, по-другому называется обсадка, является важным и в то же время обязательным элементом при строительстве дома из бруса. Она выполняет две функции, которые обязательно должны быть учтены в проектных расчетах.

1. Основание проемов. За счет нее проемы окон и дверей всегда получаются ровными.

2. Стеновое укрепление. Конструкция используются для контроля нестабильности проемных зон, ведь именно они при усадке более уязвимы.

Крепится окосячка на шип-паз, использовать гвозди или другую жесткую сцепку запрещено.
Применять данную конструкцию необходимо при любом строительстве, ведь именно окосячка прикрывает концы бруса, которые остались незафиксированными.

Для более надежного возведения загородного дома лучше всего использовать хвойные деревья. Они более просты в расчетах и имеют низкий процент усадки.

Нагель

Это устройство по-другому называют шкант. Он деревянный и предотвращает скручивание бревна по его длине. Чаще всего его изготавливают из березы, за счет ее технических свойств.

Главное, правильно его установить. Именно он защитит конструкцию от провисаний и выпадения стеновых бревен. По правилам его крепят в шахматном порядке через 1,5 или 2 метра.

Отверстия для установки нагеля необходимо делать немного шире и глубже (примерно на 4 см) чем его длина. Это поможет избежать бревенчатого зависания и проявления трещин или щелей во время усушки.

Факторы влияния усушки

Не всегда строительные работы, даже с применением новейшего оборудования, производятся с послушным сырьем. Бывает, когда бревно не поддается обработке и его период усадки длится по-разному. Выделяют два этапа усадки:
• быстрый (интенсивный) – от 3 до 6 мес.;
• постепенный – от 12 до 24 мес.

Существуют ГОСТы, которые регламентируют параметры строительных материалов, но выполнять все работы, отпираясь на научные показатели невозможно. Поэтому выделяют несколько корректирующих особенностей, влияющих на усадку загородного дома из бруса.

1. Вид дерева и подготовленного бруса.
2. Бревенчатое сечение сырья.
3. Влажность климата и скорость течения соков.
4. Размеры самого дома.
5. Сезонность возведения загородного дома.
6. Коэффициент скручивания.

Все эти особенности нужно обязательно учитывать при проектировании дома, чтобы не допустить серьезных ошибок.

Задел на прочность

Рассчитывать прочность конструкции обязан каждый строитель. На сегодняшний день этот процесс происходит при помощи компьютерной техники, там же и моделируется проект согласно всем особенностям. Чем сложнее и габаритнее дом, тем больше особенностей необходимо учитывать. В расчетной документации должны быть учтены все нагрузки, которые будут возложены на конструкцию, чтобы продлить ей срок службы.

Пункты, на которые следует обратить предельное внимание:
• стыки стен внутреннего и наружного назначения;
• узловая герметичность;
• грузовая способность кровли (удержание снега);
• нормальные и допустимые нагрузки всего каркаса дома:
• максимальный и минимальный срок службы каркаса.

Усадка и отделка

Заниматься отделкой до того как усядется дом – не рекомендуется. Но если необходимо, то можно начать. Если пришлось осуществлять отделочные работы, то обязательно нужно использовать скользящие крепления при возведении каркаса.

Именно на них следует производить его установку. Такая плавающая конструкции поможет сохранить первозданный вид отделки.