Газобетон YTONG в фахверковых домах и коттеджах.

Анонс: Фахверковые дома, коттеджи в мире и России, особенности архитектуры и экстерьера. Специфика передачи нагрузок и защиты помещений в фахверковых домах. Газобетон YTONG в фахверковых домах и коттеджах.

Фахверковые постройки веками определяли облик деревень и городов во многих странах мира, а самый старый из известных фахверковых домов в Германии датируется еще 1276 годом. В нашей стране фахверковые дома приобрели популярность в начале текущего столетия, отдельные строения, группы и даже поселки коттеджей в московском регионе, в пригородах Санкт-Петербурга, других областях России возводятся, как Застройщиками, так и крупными строительными компаниями-девелоперами, проводятся форумы «Дни фахверковой архитектуры в Москве», создано даже общество «ценителей фахверка».

Однако следует признать, что превалирующее большинство проектов de facto не имеют ничего общего с «истинным» фахверком – возведены по простой стоечно-балочной схеме без наклонных «укосов», распорок, ребер жесткости, а часто даже по бескаркасной технологии с имитацией фахверковой архитектуры с помощью наружной отделки несущих стен. Для «объяснения» такого несоответствия концепции фахверка (от нем. Fachwerk – каркас) буквально выдуманы «новые стили» архитектуры – криптофахверк, псевдофахверк, неофахверк и пр. (см. более подробно здесь), но особенности «скелетного» домостроения (Skelettbau) в целом сохраняются и в отечественных проектах, а значит здесь должны быть учтены все взаимосвязи структурной инженерии и строительной физики.

Специфика передачи нагрузок и защиты помещений в фахверковых домах.

В фахверковых домах каркас (или рамный скелет) несет на себе все нагрузки, формируется деревянным или металлическим, скрытым или видимым, а заполнение ячеек рамы изолирует помещения от улицы и может быть практически любым, хотя в европейских странах сегодня отдают предпочтение автоклавному газобетону, имеющему не только лучшие теплоизоляционные свойства, чем большинство конструкционных материалов, но и высокую технологичность (простая подгонка газоблоков на объекте под форму и размеры ячеек с помощью ручного инструмента). Поскольку балки, стойки, раскосы каркаса, а не заполнение, обеспечивают устойчивость здания, деревянную несущую конструкцию необходимо профессионально проверить на устойчивость перед кладкой газобетона, причем в точках соединения не должно быть люфта, и они должны быть устойчивыми к давлению (нагрузки на растяжение встречаются редко), чтобы максимально снизить последующие деформации из-за перемещений и не нагружать наполнения ячеек (газобетон, остекление).

Процессы усадки и набухания, которым подвергается деревянный каркас даже спустя годы и столетия эксплуатации, можно свести к минимуму, если позаботиться о том, чтобы влажность древесины перед кладкой газобетонных блоков приблизительно соответствовала равновесному содержанию влаги, и это особенно актуально для каркасов из свежеспиленной древесины. Наряду с этим безусловными являются факты того, что:

• профилированный и клееный брус по ГОСТ 20850-2014 для каркасов скелетов фахверка даже при обработке водоотталкивающими составами в период эксплуатации имеет сорбционную влажность 20%, но эта величина не является статичной – увеличивается и уменьшается в зависимости от влажности на улице, в помещении, а также неравномерная по сечению материала, что в целом обуславливает периодическое «разбухание», «усушку» скелета при сравнительно стабильных линейных размерах наполнения – стеклопакетов или газобетона YTONG, имеющего эксплуатационную влажность 5% (для условий эксплуатации Б);
• теплопроводность деревянного каркаса из соснового бруса в условиях эксплуатации Б не менее 0.18 Вт/(м•°С) (см. таблицу здесь), а у газоблоков YTONG A++ не более 0.088 Вт/(м•°С), т.е. в 2 раза меньше, а значит «узким звеном» глухой части ограждающей оболочки фахверкового дома будет деревянный (и тем более металлический) скелет конструкции;
• масштабное заполнение ячеек каркаса фахверка витражами, окнами, а тем более – стеклопакетами без рам по меньшей мере плохая идея, ведь лучший на текущий момент двухкамерный стеклопакет с аргоном и низкоэмиссионными Low-E покрытиями стекол имеет термическое сопротивление 1.1-1.2 м2•°С/Вт, клееный (или профилированный) брус в толщине 280 мм (в условиях Б) 1.56 м2•°С/Вт, заполнение газоблоками YTONG A++ (на торец с толщиной кладки 250 мм) – 2.84 м2•°С/Вт, что недостаточно для норм московского региона.

Однако «глухую» часть стены фахверка можно дополнительно утеплить изнутри 50 мм матами экструдированного пенополистирола, что «добавит» 1.42 м2•°С/Вт к термическому сопротивлению каркаса/заполнения и позволит компенсировать недостаток теплозащиты превышением нормы частей оболочки с газобетоном YTONG (4.28 м2•°С/Вт при норме приведенного сопротивления теплопередаче для московского региона 3.4 м2•°С/Вт) (см. способы компенсации тепловых потерь в коттеджах с панорамным остеклением кладкой из газобетонных блоков YTONG). Кроме того, использование безрамного остекления в стоечно-балочных конструкциях деревянных домов в целом граничит с техническим абсурдом, поскольку деформации деревянного скелета из-за температурно-влажностного расширения могут быть значительными, не компенсируемыми предлагаемыми вставками из термопластов и стать критическими по нагрузкам для стеклопакетов.

Таким образом оптимальной оболочкой фахверкового дома (для московского региона и схожих с ним по климату областей) следует признать:

• каркас из клееного (или профилированного) соснового бруса сечением (по толщине) не менее 280 мм;
• заполнение каркаса витражами, окнами, но не стеклопакетами без рам и в площади не более 20% всей оболочки или с расчетом компенсации тепловых потерь за счет увеличения термического сопротивления глухой части наружных стен;
• заполнение ячеек каркаса газоблоками YTONG A++ «на торец» с обеспечением не жесткой связи между кладкой и элементами скелета с помощью треугольных деревянных «шипов» и сформированных «пазов» в газоблоках;
  
  
  

  Рис. Схема структурных связей в оболочке фахверкового дома, где: 1 – газобетонные блоки YTONG, 2 – деревянный «шип», наращиваемый на балках, стойках, раскосах, 3 – теплоизоляционный раствор с хорошей пластичностью; 4 и 5 – штукатурка, 6 и 7 деревянный брус, 8 – фундамент, 9 – гидроизоляция.

  
  
• дополнительное утепление «глухой» части фахверковых стен экструдированным пенополистиролом толщиной от 50 мм для выхода на нормы теплозащиты ограждающей оболочки жилых домов.