Текст книги "Все о строительстве дома. Современные материалы и технологии"

Технология сборки зданий и сооружений с применением легких тонкостенных конструкций позволяет в короткие сроки возводить прочные, надежные и долговечные дома. Развитие технологии светопрозрачных конструкций на основе алюминиевого профиля началось благодаря появившейся возможности снизить теплопроводность металлических профилей за счет образования внутри экструдированного алюминиевого профиля воздушных полостей, прослоек и термовставок из пластика. Подобные конструкции используют при производстве стеновых панелей для металлокаркасных домов. Роль каркаса выполняет оцинкованный тонкостенный профиль, перфорированный особым образом. По-другому его называют термопрофилем. Для заполнения промежутков между стойками каркаса применяют плиты из минеральной ваты или стекловолокна.

Металлокаркасные конструкции для частного домостроения разработаны под 3 типа сборки. Рассмотрим их по отдельности.

Сборка на стройплощадке. Части конструкции привозят к месту сборки в виде нарезанных и маркированных профилей. С помощью шуруповерта и саморезов вручную (вес отдельных конструкций – до 100 кг) собирают всю конструкцию, утепляют и обшивают: изнутри – листами гипсокартона, снаружи – любым отделочным материалом. Окна и двери доставляются отдельно и вставляются в проемы.

Укрупненная сборка на строительной площадке. Как и в предыдущем случае, части конструкции привозят к месту сборки в виде нарезанных и маркированных профилей. Затем их собирают, совмещая монтаж с прокладкой утеплителя и отделкой. Подготовленные панели (вес их значительно больше, поэтому необходимо использовать грузоподъемную технику) монтируют в окончательную конструкцию. Благодаря такой последовательности выполнения работ сроки монтажа значительно сокращаются.

Заводская сборка. Панели нарезают и монтируют в условиях производства. Здесь же вставляют окна и двери, прокладывают электрические кабели и т. п. На выбранном участке с помощью крана устанавливают всю конструкцию дома. Этот способ является наиболее эффективным и качественным.

При возведении металлокаркасных домов возникает проблема, связанная с электропроводностью металла. Для ее разрешения создают особую систему заземления. Вспомогательным методом является использование для отделки дома материалов, обладающих хорошими изолирующими характеристиками (дерева, гипсокартона и др.). И последнее: кабели должны иметь двойную изоляцию.

Шаг 5. Крыша

Венчает все сооружение крыша, она, как последний штрих, украшает (или нет) и подчеркивает индивидуальность дома, а также играет главную роль в архитектурном обрамлении любого здания, в том числе и дома. Чисто утилитарное назначение крыши заключается в защите внутреннего пространства от атмосферных осадков в виде дождя, снега, а также вообще от внешних воздействий – ветра и солнца.

Крыша представляет собой единство несущей конструкции, к которой относятся стропильные фермы, обрешетка и кровля. Самые распространенные формы крыш представлены на рис. 97.

Рис. 97. Типы крыш: а – односкатная; б – двускатная с равнозначными скатами; в – вальмовая; г – полувальмовая; д, е – шатровые; з, ж – многоскатные сложные; и – двускатная неравнозначная; к – двускатная луковично-купольная; л – полувальмовая усложненная; м – четырехскатная (палатка); н – восьмискатная; о – крещатая; п – трехскатная со светелкой; р – четырехскатная «колпак»; с – крещатая бочка; 1 – щипец; 2 – конек; 3 – скат; 4 – полувальма; 5 – ребро; 6 – ендова; 7 – светелка

Но это далеко не все. Крышу составляют многие элементы, которые, однако, могут присутствовать в каждом конкретном варианте или нет. Независимо от этого надо иметь о них представление (рис. 98).

Скат – плоскость, которая служит для отведения атмосферных осадков.

Рис. 98. Элементы крыши: 1 – скат; 2 – конек; 3 – наклонное ребро; 4 – разжелобок; 5 – карнизный свес; 6 – фронтальный свес; 7 – желоб; 8 – водосточная труба; 9 – дымоход

Конек – это угол, который образуется в том месте, где в самой верхней точке соединяются 2 ската.

Наклонные ребра – это наклонные внешние углы, которые образуются в результате пересечения вальмовых или многощипцовых крыш.

Разжелобок – внутренний угол, который образуется 2 скатами кровли.

Карнизный свес – горизонтальный край кровли над стеной дома.

Фронтонный свес – наклонный край кровли над стеной дома.

Желоб – приспособление с углублением, предназначенное для отвода воды.

Форму крыши определяют назначение постройки и ее размеры. Гараж, хозблок и навес постройки чаще всего кроются односкатной крышей. Обычными для жилых домов являются двухскатные крыши и крыши мансардного типа. Их изготовление не вызывает затруднений, кроме того, для них подходят любые кровельные материалы. На юге чаще строят вальмовые (шатровые) крыши, которые хорошо выдерживают порывы ветра.

Из кровельных материалов уже традиционным является шифер. Малоэтажные дома неплохо смотрятся под черепичной крышей, но для нее необходимо усиливать стропила, чтобы они были в состоянии выдержать вес черепицы. Кровельная сталь востребована при сооружении крыши сложной конфигурации. Хозяйственные постройки обычно кроют рулонными материалами.

В одноэтажных домах, в которых несущей является средняя стена, применяют наклонные стропила, которые одним концом лежат на наружной стене, а другим – на стойке, установленной на средней стене. Стропила соединяются стропильными гвоздями, а к стенам сруба они крепятся скобами. Крепление стропил к каменным стенам осуществляется следующим образом: в стену вбивается металлический костыль (ерш), к которому проволочными скрутками в виде 2 петель крепятся стропила. Ерш должен находиться на 250–300 мм ниже обреза стены. Концы стропил каменного дома лежат на брусе, который укладывается вдоль всей стены и служит для распределения нагрузки, идущей от стропил, на стену.

Между стропилами и в обрешетке (там, где пройдет дымовая труба) предусматривают противопожарный разрыв, оставляя между стропилами, обрешеткой и трубой зазор (примерно 13 см).

Стропила испытывают как постоянную, так и временную нагрузку. К первой относится собственный вес стропил, а к последней – снег, ветер и полезная нагрузка. В качестве расчетной снеговой нагрузки принимают 180 кг/м², однако за счет значительного количества выпавшего снега этот показатель может увеличиться до 400–500 кг/м².

В зависимости от конструктивных особенностей крыши стропильные фермы имеют свои особенности. Но в основе каждой из них лежит треугольник, который признается жесткой и экономичной конструкцией. Его составляют из 2 стропильных ног (что составляет верхний пояс фермы) и затяжки (нижнего пояса). Верхние концы стропильных ног соединяются с коньковым прогоном (горизонтальной балкой), а нижние концы стропильных ног и концы нижнего пояса лежат на наружных стенах.

Поскольку конструкция, которую образуют только верхний и нижний пояса, выдерживает только очень легкую кровлю, фермы дополнительно опираются на внутренние подпорки (стойки). Стропильные фермы предназначены для того, чтобы придать крыше необходимый уклон. Градус уклона зависит от ряда факторов, главными из которых являются следующие:

1) количество осадков. При большом количестве атмосферных осадков угол уклона равен 45° и более;

2) ветровая нагрузка. При ее значительных показателях угол уклона снижается;

3) вид кровли:

– для штучных материалов предусмотрен уклон не менее 22°;

– для рулонных – от 5 до 25°;

4) для асбоцементных листов и черепицы – 25–35° и более.

Рис. 99. Висячие стропила: 1 – раскос; 2 – одинарная затяжка; 3 – доска-накладка; 4 – подкладка; 5 – наружная стена; 6 – накладка

С возрастанием уклона крыши увеличиваются количество используемых кровельных материалов и расходы на них. Стропильные фермы могут по-разному крепиться к стенам, поэтому различают конструкции с висячими и наклонными стропилами. Висячие стропила (рис. 99) лежат в одной плоскости, жестко связаны и имеют 2 точки опоры – на наружные стены. Нижние концы стропил опираются на мауэрлаты (опорные брусья), обтесанные на 2 канта. В срубах и каркасных конструкциях в их качестве выступают верхний венец сруба либо верхняя балка каркаса. В домах из кирпича мауэрлат представляет собой деревянный брус, установленный заподлицо с внутренней стороны кладки. Мауэрлаты обычно выполняют из бревен, но в целях экономии для них используют обрезки досок длиной 60–70 см.

Обычные висячие фермы состоят из стропильных ног, то есть имеют только 2 точки опоры. Но при этом они работают на сжатие и изгиб. В результате под тяжестью конструкции создается горизонтальная распирающая нагрузка, которая передается на стены. Для компенсации этого усилия стропильные ноги стягивают затяжками, которые представляют собой горизонтальные балки, расположенные как у основания стропил, так и выше. Правильный расчет затяжек очень важен, так как мощность балки и надежность соединения определяются высотой их расположения. Если сечения стропил недостаточно, между ними вставляют решетку из стойки, подкосов и ригеля, что существенно увеличивает жесткость всей конструкции. Стропильные ноги укрепляют скобами и привязывают проволокой толщиной 4–6 мм к ершам.

Предварительно подготовленные стропила поднимают на чердачное перекрытие и собирают, используя вспомогательные раскосы и распиловки из досок, которые должны временно поддерживать фермы. Узлы стропильной фермы из висячих стропил с ригелем или без него устанавливают на пролеты 6–8 м.

Затяжка может быть одинарной (в этом случае на нее идет тот же материал, что и на стропила) или двойной (можно взять доски и тоньше). Для ригеля берут доски толщиной 25–30 мм. Для противодействия ветровой нагрузке поперек устанавливают раскосы (связки) из досок толщиной 30–40 мм. Для усиления жесткости конструкции скатов и перераспределения нагрузки со стропильных ног на стены используют систему стоек и раскосов, которые поддерживают верхние концы стропильных ног. Раскосы выполняют из досок толщиной 30–40 мм, один конец которых прибивают к основанию стропильной ноги, а другой – к середине соседней. Сечение стропил определяется шириной пролета, шага стропил и уклоном крыши. Обычно шаг стропил не превышает 120 см (табл. 23).

Таблица 23. Выбор сечения стропильных ног

Наклонные стропила (рис. 100) устанавливают, как понятно из их названия, наклонно, что достигается использованием опор разной высоты.

Рис. 100. Наклонные стропила: 1 – раскос; 2 – мауэрлат; 3 – скрутка; 4 – наружная стена; 5 – внутренняя стена; 6 – врубка; 7 – лежень; 8 – рубероид

В качестве опор могут служить обе наружные стены или наружная и внутренняя стены. Наклонные стропила устанавливают в домах со средней несущей стеной или промежуточными опорами в виде столбов.

Стропильные ноги противоположных скатов лежат на наружных стенах, а средняя часть – на внутренней стене или опорах (при ширине дома 10 м достаточно 1 дополнительной опоры; если ширина дома составляет более 15 м, необходимы 2 опоры). Таким образом, все элементы данной конструкции работают только на изгиб. Верхние концы стропильных ног угловыми накладками скрепляют внахлест, а нижние прикрепляют к мауэрлатам сечением 100 × 100 мм. В вершине стропильной конструкции укладывают прогон (для его изготовления используют бревно с широким сечением либо сколачивают его из досок толщиной 50 мм), который затем станет основой конька крыши.

Мансарда – это этаж в чердачном пространстве, фасад которого полностью или частично образован поверхностью наклонной или ломаной крыши.

Расстояние между стропильными ногами обычно равно 1 м, при уклоне крыши более 45° – 1,2–1,4 м, а в тех районах, где выпадает много снега, оно уменьшается до 0,8–0,6 м. Оптимальное расстояние между стропилами представлено в табл. 24.

Таблица 24. Расстояния между стропилами несущей конструкции

Таблица 24. Продолжение

Мансардные крыши (рис. 101) дают возможность обустроить чердачное пространство под жилье.

Рис. 101. Мансардные крыши: а, б – одноуровневая при двухскатной крыше; в – одноуровневая при ломаной крыше; г – одноуровневая с выносными консолями; д – двухуровневая со смещенным шипом опирания

Идея использования мансарды в качестве жилого помещения впервые пришла в голову французскому архитектору Ф. Мансару (XVII в.). Они имеют фермы особой конструкции. Их особенность заключается в наличии межэтажного перекрытия вместо затяжки, это связано с тем, что нижний пояс является основой для пола мансарды. В двухпролетных домах их устанавливают с креплением на внутреннюю стену, в однопролетных домах – без него. Верхние и нижние пояса, вертикальные стойки и горизонтальные схватки изготавливают из двойных брусьев. Поскольку двухпролетная мансардная конструкция имеет добавочную опору в центре, удваивать элементы необязательно. Самые распространенные конструкции мансардных крыш представлены на рис. 102.

Рис. 102. Конструкции мансард: а – в ломаной крыше пролетом не более 6 м; б – рамная конструкция с пролетом 6–12 м; 1 – треугольная ферма; 2 – стойка; 3 – подкосы стоек; 4 – подкосы рамы; 5 – прогон; 6 – балки перекрытия; 7 – наружные стены; 8 – внутренние стены; 9 – стропила; 10 – ригель; 11 – обрешетка

Оригинально устроены и окна мансардного этажа (рис. 103). Иногда их устраивают в виде отдушин, то есть они совмещают функции освещения и вентиляции чердачного помещения основанием для кровли и обеспечивает ее жесткость (рис. 104).

Рис. 103. Окна для освещения мансардных этажей

На стропила набивают обрешетку, представляющую собой настил, который является

Рис. 104. Обрешетка из брусков: 1 – стропильная ферма; 2 – обрешетка; 3 – подкос

В передаче нагрузки прослеживается следующая последовательность: обрешетка воспринимает нагрузку от кровли, передает ее стропилам, а те, в свою очередь, направляют тяжесть крыши на несущие стены, опирающиеся на фундамент. Обрешетка бывает сплошной (расстояние между брусками не превышает 1 см) и разреженной. Сплошная обрешетка состоит из 2 слоев, набиваемых один на другой. 1-й слой представляет собой разреженную обрешетку, а 2-й состоит из досок, плотно уложенных под углом 45° относительно 1-го слоя. Сплошная обрешетка необходима для таких кровельных материалов, как мягкая кровля, металлочерепица, мягкая черепица и др. Разреженная обрешетка предназначена для стальной кровли, цементно-песчаной черепицы и др.

Рис. 105. Конструкции ферм: а – двускатная; б – ферма со сложной формой верхнего пояса; в – ферма-ножницы; г – сводчатая; д – мансардная

На коньке, ребрах, ендовах, разжелобках и по карнизным свесам всегда выполняют сплошную обрешетку. Обрешеточные бруски прибивают к стропилам гвоздями, длина которых равна толщине 2 брусьев. Чаще всего для обрешетки используют древесину хвойных пород. Расстояние между брусками обрешетки составляет 50 × 50 или 60 × 60 мм. В последние годы строительная индустрия несколько приблизилась к индивидуальным застройщикам и предлагает готовые стропильные конструкции из дерева, металла и железобетона. Их нужно только собрать и наложить обрешетку. Фермы стропильных конструкций предусмотрены для всех видов крыш (рис. 105).

Чтобы правильно выбрать кровельный материал, необходимо учесть уклон крыши, конструкцию дома и его архитектурные особенности. Не последнее место в этом ряду занимает материальное состояние застройщика. Выбор же материалов достаточно широк. Кровельные материалы делятся на:

1) силикатные (асбоцементные листы, глиняная и глиняно-песчаная черепица;

2) органические (битуминозные, полимерные материалы, дегтевые, из древесины);

3) металлические (листовая оцинкованная и неоцинкованная сталь).

Размеры некоторых видов листовых кровельных материалов приведены в табл. 25.

Таблица 25. Размеры некоторых листовых кровельных материалов

Помимо листов, выпускаются желобчатые элементы для конька и ребер крыши. В настоящее время довольно широко распространенными являются глиняная и цементно-песчаная черепица.

Черепица классифицируется как по форме, так и по характеру соединения. По форме различаются:

1) ленточная черепица с загнутым краем;

2) ленточная черепица с двойным загнутым краем («противень» и «бобровый хвост»).

По характеру соединения выделяют следующие ее виды:

1) простая, у которой 1 ребро цепляется за желоб;

2) сложная, зацепляющаяся 2 и более ребрами.

Основу многих покровных битумных гидроизоляционных материалов составляют кровельный картон, стеклоткани и алюминиевая фольга.

К покровным материалам на картонной основе относятся рубероид с мелкой, чешуйчатой, крупнозернистой посыпкой, стеклорубероид, изол, толь с крупнозернистой песчаной посыпкой и дегтебитумные полотна.

В качестве кровельного и гидроизоляционного покрытия применяют армобитэп, выполненный на стекловолокнистой основе (стеклохолст, стеклоткань, стеклосетка). Из беспокровных рулонных материалов можно назвать пергамин, изготовленный из кровельного картона с пропиткой из битума, толь-кожу (пароизоляционный подкладочный материал) и гидроизол.

Мы перечислили традиционные кровельные материалы, но, поскольку промышленность развивается, появляются новые материалы, разрабатываются новые технологии, часто основанные на давно известных материалах. Давно известные и неплохо зарекомендовавшие себя кровельные материалы вытесняются другими разработками. Остановимся на некоторых из них.

Ондулин – волнистые кровельные листы длиной 2000 мм, шириной 950 мм и массой 5,7 кг. Имеются разные цвета – красный, черный, зеленый и коричневый. В комплекте прилагаются гвозди и коньковые элементы. Срок службы – 15 лет.

Бардолин представляет собой эластичную полосную битумную черепицу, которая армирована стекловолокном и покрыта минеральным гранулятом. Срок службы – 20 лет.

Ондустил – металлочерепица, покрытая минеральным гранулятом, благодаря которому возникает эффект объемной черепичной кровли. Обладает высокими эксплуатационными характеристиками, прекрасными шумоизоляционными и пожаростойкими качествами.

Ондура – листовой материал, разработанный из целлюлозного картона и битума, покрытый снаружи особыми красками. При монтаже применяется гидроизоляция. Срок эксплуатации – 25–30 лет.

Монофлекс – битумно-полимерный материал (морозостойкость – до –50 °C, теплостойкость – до 100 °C при сохранении пластичности и гибкости). Материал обладает многослойной структурой и изготавливается на основе эластомера СБС. Поверхность покрыта керамической крошкой, придающей материалу декоративный вид.

Разновидности монофлекса – покрытия с внешним слоем из инертной меди или алюминия – характеризуются повышенной теплостойкостью (до 115 °C) и долговечностью (до 30 лет).

Поликров – полимерно-наливная композиция, состоящая из рулонной основы, армированной стеклотканью, и верхнего наливного слоя, который позволяет выполнять бесшовное наливное покрытие. Обладает различными цветовыми оттенками. При эксплуатации обновляется только верхний слой, который не теряет своих свойств в течение 25 лет.

Изготовленная на современном оборудовании керамическая черепица обрела новые качества. Срок ее эксплуатации составляет 100 лет. Это экологически чистый материал, отличающийся декоративностью.

Помимо гончарной, налажен выпуск и бетонной черепицы, выполненной с применением пресс-прокатной технологии. Имеется несколько ее разновидностей – римская, венская, альпийская. Она более легкая, чем традиционная черепица, но менее долговечная. Бывает коричневого и красного цветов. Цементно-песчаная черепица отличается морозоустойчивостью и водонепроницаемостью, а также она защищена акриловым покрытием. Металлочерепица импортного производства представляет собой листы из оцинкованной стали, покрытые полимером (пластизолом, полиэстером, поливинилхлоридом) и имитирующие черепицу.

Мягкая черепица – плитки разного цвета прямоугольной или шестиугольной формы. Производится она следующим способом: на стекловолокнистую основу наносится битум, а сверху – минеральная присыпка. Это современный рулонный материал длиной 1 м, шириной 300–350 мм и толщиной 3–4 мм. Под нее укладывается сплошной настил, к которому материал крепится гвоздями и самоклеющимся слоем. Требует прокладки водоизоляционного слоя. Традиционно в отечественной строительной индустрии и частном домостроении в качестве кровельного материала использовали шифер, оцинкованную или черную сталь, реже – черепицу. При этом такая кровля требовала определенного ухода. Например, стальную крышу (оцинкованную примерно через 8–10 лет) приходилось красить, чтобы продлить срок ее службы. Шиферная крыша трескалась, что снижало качество покрытия. Черепица под воздействием отрицательных внешних факторов теряла свои качества. Поскольку читателям известно достаточно об этих материалах, мы позволили себе основное внимание уделить тем разработкам, которые появились в 1990-х гг., то есть современным и более функциональным, хотя и здесь мы отнюдь не претендуем на полноту охвата.