Металлический каркас дома в разных климатических районах
Стены из кирпича и дерева привычные. Они надежные, долговечные и требуют больших материальных и физических затрат. О каркасном способе строительства вспоминаем, когда надо быстро построить склад-холодильник из сэндвич панелей или бытовку для бригады строителей. Металлический каркас дома собирается и обшивается за считанные дни. По способности сохранять тепло и другим характеристикам строение из профиля и гипсокартона превосходит кирпичные.
Преимущества металлических каркасных конструкций домов
Строительство кирпичного дома с его усадкой фундамента, застыванием раствора и высыханием материалов, занимает 2-3 года. Необходимо делать ленточный фундамент и ждать после заливки несколько месяцев, чтобы прекратилась деформация, снялись внутренние напряжения. Ускорение ведет к возникновению перекосов, трещин, сокращению срока службы стен.
Положительный момент кирпичного и деревянного дома в его привычности и предсказуемости. Все желающие знают, из чего состоит дом, как выкладывать стены и крепить крышу. Каркасный дом кажется легким, ненадежным. Его, словно домик Элли, может унести ветром. Ведь в Америке часто сообщают о разрушении домов во время циклона.
На самом деле металлический каркасный дом способен противостоять напору стихии и имеет преимущества перед классическими зданиями.
- Тепло сохраняет лучше кирпичного или каменного.
- Металлический каркас и обшивка прочнее деревянного сруба.
- Изготовление здания в 2 этажа занимает пару недель, и проводится в любую погоду, даже мороз. Исключение составляет сильный дождь. От него сыреет утеплитель и рабочим неприятно работать. Нельзя пользоваться электроинструментом.
- Стоимость материалов и монтажных работ значительно дешевле.
- В доме из профиля легко сделать перепланировку и пристройку.
- Работы на высоте проводятся без подъемных кранов.
- Малый вес стен позволяет ставить здание на легкий свайный или опорно-столбчатый фундамент, расположить дом на склоне и любом грунте.
- Демонтаж и монтаж каркаса можно сделать за несколько дней. При желании легко перевезти строение в другое место.
- Если ураган разрушит строение, то дом из профиля значительно легче восстанавливать. Каркас выдерживает нагрузки. Достаточно сделать новую обшивку. Демонтировать не надо.
Первые каркасные дома начали строить в Америке. Некоторые сохранились на холодной Аляске со времен Золотой лихорадки до наших дней. В скупой на дожди Австралии оценили легкость строительства, быстрый монтаж каркаса из металлического проката и возможность использования для обшивки простых материалов, имеющихся рядом. В засушливый период дом из профиля сохраняет внутри прохладу.
Сложные расчеты и быстрое строительство
Для любителя сделать бюджетный дом самостоятельно, металлический каркас может преподнести сюрпризы. Сложные расчеты по силам только специалистам. Сам расчет нагрузок балок соответствует уровню первого семестра сопромата. Но в строительстве существует понятие безопасности. На все узлы имеется определенный запас прочности. Необходимо учитывать:
- удельный вес самого металлического профиля каркаса;
- на него укладывается обшивка, давит вес перекрытий;
- мебель и различное оборудование;
- наружные нагрузки от снега на крыше, ветра;
- надо знать коэффициент сопротивления статистическим и динамическим нагрузкам;
- допустимое усилие на скручивание и растяжение металлического профиля данного сечения;
- старение и текучесть металла;
- сейсмические колебания в данной местности.
Перечень данных для расчета не полный. Мой друг, ученый математик, задался целью рассчитать металлический каркас с квадратного профиля. Сделать это оказалось непросто. Он отказался от существующих программ и написал свою. Я постоянно помогаю ему со строительством и ремонтом его дома и квартиры. Он в благодарность подарил мне эту программу.
Монтаж начинается с прочной подошвы
Главными несущими и опорными элементами каркаса является нижняя обвязка – платформа и стойки. В зависимости от их расположения, различают виды каркасов:
- с неразрезными стойками;
- рамный с перекрытием;
- стоечно-балочный;
- каркасно-стоечный;
- смешанный.
Общим элементом является обвязка из металлического профиля большего сечения нижней части каркаса. В основном именно она и ложится на фундамент. Исключение составляет каркасно-стоечная конструкция, когда несущие вертикальные стойки внизу переходят в сваи или упираются на них. Такой каркас стараются сделать на заболоченных и заливных грунтах. Между почвой и полом остается промежуток для проветривания. Вода свободно стекает между металлическими опорами, не заливая дом.
Простая в исполнении металлическая конструкция, когда каркас делается со сплошными по высоте, не разрезанными стойками. На уровне перекрытия в него врезаются вертикальные балки обвязки. Сделать самостоятельно такой каркас под дом проще остальных. Но он имеет ряд ограничений:
- строение имеет только прямоугольную форму;
- высота дома может быть в «полтора этажа», точнее полноценный по высоте первый уровень и жилой чердак.
Канадская технология сборки домов из готовых поддонов получила широкое распространение. Удобно сделать и зашить металлические рамы отдельно, затем поднять и соединить их. Несущими являются не только каркас, но и наружная обшивка стен. Она часто выполняется из прочных плит ЛСП, МДФ, ГКЛ и фанеры. Сразу после сборки дома можно приступать к отделке стен. Время монтажа металлического из профиля каркаса и его обшивка сокращается до 4 – 6 дней. Внутри для обшивки чаще всего используется вагонка.
Недостаток всех конструкций в отсутствии цокольного этажа. Подвал под домом можно сделать, если металлический профиль каркаса крепится на ленточный фундамент. Стенки помещений выкладываются отдельно, а не используется кладка цоколя.
Каркас из металлического профиля соединяется:
- сваркой;
- болтами и крабами под них;
- заклепками.
Сварку может сделать только опытный сварщик, прошедший аттестацию на этот вид работ. В противном случае рядом со швом соединение в скором времени может разрушиться. Таким способом чаще скрепляют несущие металлические балки. Остальной каркас можно присоединить к ним с помощью крабов и скрутить болтами.
Заклепки прочно удерживают конструкцию в сейсмических зонах. Они позволяют каркасу слегка деформироваться под изменяющимися нагрузками и благодаря этому оставаться целым во время землетрясений и вибраций.
Внутренние перегородки и шумоизоляция
Каркас металлический из профиля и труб удобный для создания внутренней планировки любого вида и быстрого изменения ее. Перегородки ставятся в нужном месте, заполняются пенополистиролом, реже минеральной ватой. Обшивать можно гипсокартонном в один слой, на несущих стенах лучше делать ГКЛ вдвое. Для откосов выбирают влагостойкие материалы.
Толщина металлического профиля и утеплителя небольшая, 40 – 60 мм. Этого достаточно, для звукоизоляции и установки коробки межкомнатных дверей.
Теплоизоляция
Каркас из металла имеет высокий коэффициент теплопроводности и в конструкции дома профиль представляет мостики холода. При строительстве каркасного дома, металлические детали утепляют пеноизолом. Его режут на полосы или заливают пеной пустоты и поверхность металла при монтаже. Дополнительным утеплением является отделка стен штукатуркой или сайдингом.
Гидроизоляция укладывается между утеплителем и внутренней обшивкой. Используют пароизоляционные пленки, пропускающие воздух и позволяющие стенам дышать.