Часть 1. История каркасного домостроения
Что такое каркасный дом?
Внимание, у меня есть важная информация, дорогие читатели!
Каркасный дом - это дом в котором есть каркас :-)
Что же такое каркас?
Поскольку строительных институтов я не заканчивал, а являюсь лютым любителем-самоучкой, то и писать буду языком простым и понятным.
Каркас - это выделенный элемент конструкции дома, связанный в единую структуру, служащий для для того чтобы нести и равномерно распределять нагрузку.
Идея здесь в первом приближении такая: мы выстраиваем некий скелет будущей конструкции, способный существовать сам по себе и служащий основанием для остальных элементов дома, таких как крыша, утепление, фасад и.т.д
Каркас является самонесущим - то есть он должен быть прочно связан с основанием дома, фундаментом и через него с грунтом.
Возьмем к примеру традиционные жилища кочевников, для примера вигвам североамериканских индейцев и казахскую(или не казахскую?) юрту. Что мы имеем?
Деревянный самонесущий силовой каркас для несения нагрузок, как основа всего строения: ЕСТЬ
Дополнительный утеплитель связанный с каркасом (шкуры, мех, ткани): ЕСТЬ
Связь несущего каркаса с грунтом: ЕСТЬ
Получается это пример древнего и широко распрастраненного каркасного дома, который люди тысячелетия строили и использовали в разных климатических условиях, от среднего климата американских прерий до холодного и невыносимого климата монгольских степей.
Или пойдем еще дальше и посмотрим на типичный шалаш, который многие из нас строили в детстве и с удовольствием крыли листьями, сеном, соломой ну или вообще чем угодно, найденным под ногами.
В общем идея понятна - силовой каркас как решение в домостроении широко используется и по сути является общепринятым в строительстве вариантом. Альтернативой служит панельное строительство, в котором большие элементы являются самонесущими и дополнительного каркаса не требуется. О проблемах и достоинстовах этих подходов можно долго говорить и обсуждать, но это не является темой для моих постов.
Причем тут вигвам, ты поехавший? Мы же про дома!
Этот пост больше носит исторический характер, это попытка показать мое понимание технологии и показать, что идея ее витала в воздухе и регулярно использовалась разными народами в разном виде и практически всегда давала неплохие результаты и становилась стандартном проживания больших масс людей.
Впрочем, да, когда мы говорим о каркасных домах сегодня, в голове у нас явно не возникает картина строящейся монолитной многоэтажки или казаской юрты - как правило это вполне понятный каркасный дом популяризированный американскими застройщиками: деревянный каркас, заполнение утеплителем, обшивка ОСП плитой.
Европейские каркасники: фахверк
Одним из первых примеров каркасных домов, широко распространенных на территории Европы (в основном в Германии) являются дома, построенный по технологии "фахверк". Первые образцы были построены еще в X-XI веках, до наших дней сохранилось довольно много фахверк домов, построенных в XV веке, что интересно - большая часть из них в отличном состоянии и некоторые даже по прежнему жилые (это к слову о долговечности каркасного дома).
По запросу "фахверк дома" в сети можно найти огромное количество картинок на эту тему и посмотреть насколько разнообразными получались эти строения.
Общая идея, однако, оставалась той же:
несущий силовой каркас из древесины
пустоты каркаса заполнялись чем угодно что было под руками: глиной, камнем, древесиной, кирпичом
Как результате получался теплый дом, который, что немаловажно, можно были при необходимости быстро и недорого отреставрировать.
В XV веке современных строительных компаний в Германии, конечно же не было, потому застройкой в тех местах, где были нормальные деньги, занимались ремесленные гильдии. Строительство качественного деревянного каркаса зачастую сопровождалось хитрыми схемами соединения деревянных элементов между собой, секретными замками и прочим - все для того чтобы на ремонт снова наняли твою же гильдию, а не эту шарагу дяди Ганса с соседней улицы.
Каркас фахверк домов выполнялся из дуба, что давало сразу несколько значимых преимуществ:
можно было использовать дерево меньшего сечения, чем в случае с сосной
каркас можно не закрывать от внешнего воздействия - дуб сам по себе практически вечен
Заполнение пустот производилось чем угодно - глина с соломой, кирпичи, дерево и.т.д
Как уже упоминалось - очень многие из этих домов стоят уже больше 400 лет и прекрасно себя при этом чувствуют.
Ладно но причем тут США?
А тут все просто, мой дорогой читатель!
Дело в том, что США во-многом населялось выходцами из Германии, практически весь средний запад Америки - это этнические немцы, которые, конечно же уже давно себя немцами не называют, но факт есть факт. В истории США существовал даже период времени, когда обсуждался вопрос чтобы сделать немецкий язык вторым государственным - насколько много их там было.
К примеру типичная девочка из какого-нибудь штата Миссури - широкоскулая блондинка, которую если засунуть на Октоберфест никто и не отличит от локальной немки.
Полюбовались на симпатичную блондинку и вернемся к каркасникам :-)
Немецкие переселенцы, которые массово наводнили США привозили и свои технологии строительства домов. Однако, тут вышла небольшая накладочка - в США практически нет лесов с твердыми породами древесины, Америка богата на хвойные леса, никак не дубовые.
Поэтому сразу же возникла серьезная проблема: как же строить любимые каркасики-симпампусики, но без дуба?
Как бы так извернуться?
А извернуться можно довольно просто - используем древесину просто большего сечения чем в случае с дубом и закрываем эту древесину от атмосферных воздействий, чтобы не гнила при интенсивных дождях/воздействии ультрафиолета.
Так господа американцы пришли к использованию технологии Baloon frame, о которой дальше.
Baloon frame
Итак мы пришли к мысли - надо использовать дерево большего сечения, чем при использовании дуба, но тут есть целый ряд других проблем.
Основная: толстый деревянный брус из сосны сложно просушить, да и никто его не станет сушить для строительства. Да и вообще брус проблемный - если его сушить ускоренными темпами, его выкрутит и древесина просто пропадет, а это неприемлимо ни для продавцов древесины ни для строителей.
Выход простой - использовать не толстый брус, а доску, но при этом уменьшить расстояния между стойками каркаса. Тут все сразу выигрывают: продавцы дерева сразу распиливают бревна на доски, которые значительно проще реализовать на рынке (и не только на строительство) а покупатель получает более-менее сухую древесину для строительства каркаса.
Так появилась и стала широко использоваться технология Baloon frame.
Что мы тут видим? Самое большое отличие от современной платформы - единые неразрезные стойки от самого фундамента аж до самой крыши.
Недостатки тоже очевидны:
Нужны длинные доски если хочется построить более-менеевысокий дом, к примеру выше 7 метров найти сложновато
Требуетсям много огневых рассечек между стойками, чтобы при пожаре каркас не сложился в первые несколько минут
Дома, построенные по этой технологии до сих пор живут и вполне себе здравствуют в разных регионах США, если вы видели какой-нибудь древний викторианский особняк в американском фильме ужасов - то с вероятностью 99% это был baloon каркас. Как-то натыкался на тему на reddit на пост чувака, который восстанавливал такой дом, построенный в середине XIX века, когда он разобрал стену каркас был во вполне приличном состоянии, только на кухне в районе мойки пришлось менять стойки.
Стройка baloon выглядела как-то так
Технология "Платформа"
Ну ладно, ты уже надоел со своими историческими экскурсами, братюнь, давай уже про наши каркасы, посконные! Чтобы с березовой доской и духом русским!
60-70 годы XX века правительство США озаботилось проблемой массового строительства домов для своего любимого населения. Массовое решение выбиралось максимально прагматично, с анализом рынка, имеющимися
технологиями, традициями и используемыми материалами. И самое главное - чтобы эту застройку легко было контроллировать на соблюдение норм, дабы Хуан Педро Альварес Мария не запилил каркас из говна и палок, который рухнет на голову несчастным американцам.
Основные требования были, как мне видится (не претендую что прав на 100%):
Быстровозводимые дома, которые могут строить малые бригады по 2-3 человека. Это обеспечит максимальнуюж занятость частных предпринимателей, которым смогут спускать контракты крупные застройщики
Распространенность технологии: это должно быть что-то, что уже умеют строить по всей Америке
Максимальная доступность по цене(Использование типовых элементов в строительстве, без спецтехники)
Легкий ввод в эксплуатацию: легкая и быстрая оценка правильности каркаса строительными инспекторами и ввод дома в эксплуатацию
Простой демонтаж и ремонт: дешевый демонтаж здания при необходимости
Теплоизоляционная эффективность: для экономии ресурсов и снижение стоимости проживания
Всем этим параметрам соответстовали каркасные дома и была разработана единая технология строительства домов на основе деревянного каркаса, которую я дальше и буду называть "Платформа". Ну и дальше по поводу соответствия требованиям:
Быстрая застройка: ЕСТЬ. Cтроительства каркасного дома бригадой из 3х человек без спец техники вполне реально за 2-3 недели, иногда даже быстрее.
Распространенность технологии и ее простота: ЕСТЬ. Технология baloon была известна и широко использовалась в США и раньше
Доступность по цене: ЕСТЬ. Дома собираются из базовых строительных материалов (доски, гвозди, ОСП плиты). На рынке США много таких базовых стройматериалов - отсюда дешевые цены на материалы и доступность. Строительной сосны в США тоже много - недостатка в древесине они не испытывают. Из инструмента по сути нужна только циркулярная пила, молоток и рулетка. Мокрых работ практически нет - появляются только при отделке изнутри гипсокартоном. Каркас выставляется в размер используемых плит утеплителя + в расчете на ОСП плиты, чтобы максимально эффективно использовать материал.
Легкий ввод в эксплуатацию: ЕСТЬ. Насколько я знаю - сейчас после возведения каркаса вызывается строительный инспектор, который оценивает правильность его сборки и правила тут довольно простые: все знают сколько гвоздей должно быть забито в каких местах. Оценивать открытый каркас для человека знающего - довольно просто. Зашивать же каркас, пока инспектор не подписал акт - в США запрещено. Потом не выйдет ввести дом в эксплуатацию, а это очень серьезные финансовые потери вплоть до разбора дома обратно.
Простой демонтаж и ремонт: ЕСТЬ. Для ремонта не нужно особых навыков - забить гвозь и поменять доску сможет даже тот у кого лапки, при острой необходимости, аналогично - поменять утеплитель лет через 50 при кап ремонте коммуникаций.
Теплоизоляция: ЕСТЬ. При наименьшей толщине стены современные каркасники обладают максимальной теплоизоляционной эффективностью. Это важно как для холодных регионов, где важен вопрос отопления, так и для жарких - где важнее параметр обеспечения охлаждения кондиционерами. Этот показатель максимально важен для снижения стоимости проживания в доме.
Так что же надо было поменять в технологии Baloon frame чтобы стало удобнее и быстрее строить?
Стойки теперь делались высотой только на один этаж, между этажами делалось перекрытие платформа на которой поднимался при необходимости еще один этаж, аналогично при желании можно повторить для 3го и 4го этажа. Теперь можно использовать более короткие доски, нет необходимости тянуть стойки до самой крыши или сращивать из кусков. Отсюда следует удешевление доски и стоимости доставки.
Поперечное разделение стоек между этажами давало больше времени покинуть дом при пожаре - а значит повышается пожаробезопасность.
Введены нормативы утепления для разных регионов США
После фундамента возводится платформа первого этажа - единая поверхность пола на которой очень удобно дальше работать и собирать каркас, нет необходимости городить какие-то дополнительные конструкции.
Timberframe
А что кроме "Платформы" ничего нету у американцев штоль? Воскликнет нетерпеливый читатель и будет абсолютно прав - конечно есть!
На рынке есть предложения по домам из разных материалов, однако каждый из этих нестандартных домов сложно ввести в эксплуатацию и очень дорого ремонтировать/перестраивать, так что это в большей степени развлечение для очень богатых людей. Массовые дома в США - это именно "Платформа", но думаю стоит сказать и о других более редких вариантах.
Одним из вариантов домов, которые тоже являются наследниками фахверка являются по моему мнению timberframe - дома из крупного бруса, который тоже собирается в виде масштабного каркаса. Как правило эти дома предварительно собираются на заводе, крепления часто сделаны со столярной точностью в виде деревянных замков, клиньев и.т.д и к заказчику они приезжают уже в готовом виде и быстро собираются на месте.
Как уже упоминалось, дома эти не массовые и больше покупаются людьми для демонстрации своего достатка, любопытно, что для утепления часто используются СИП плиты, нашиваемые прямо поверх тимберфрейм каркаса.
Наряду с TF домами используется и другая экзотика, но опять же - это экзотика. База массовой застройки США - это "Платформа".