Facebook Twitter Favorites More

Теплый дом из металла

Идея дома на основе каркаса не нова и ее появлению строительная отрасль обязана вовсе не канадской технологии.

Многие, наверное, видели фотографии фактурных фахверковых построек. Их основа – это каменный цоколь с каркасной надстройкой. Промежутки между балками каркаса заполняли ветками, соломой, глиной, известью и прочим утепляющим материалом.


Самое примечательное то, что эти, далеко не каменные постройки, способны служить надежным и теплым жилищем для человека не один век. 

Доказательством тому является тот факт, что фахверковые дома, построенные в прошлых веках (самый старый датируется XVв.) служат жилищем и поныне, убедительно свидетельствуя о своей добротности.

Сегодня технологии ушли намного вперед, породив такое понятие, как дом из металла. 

Метод строительства из легких стальных тонкостенных конструкций (сокращенно ЛСТК) взял  лучшее от предшествующих и усилил каркас за счет замены деревянных балок на более прочные, легкие и надежные стальные профили.

На первый взгляд, может показаться, что сталь – не такой уж теплый строительный материал, но новаторство метода заключается в новшестве – способе сделать металлические балки теплыми. Такой строительный материал получил название термопрофиль. И, если в двух словах, то «теплые» свойства придает стальному профилю продольная перфорация, расположенная в шахматном порядке.

Всем известна высокая теплопроводность металла. Изобретатели смогли ее существенно уменьшить, увеличив в разы путь от наружной стороны к внутренней. 

Теперь холод, аккумулированный на одной стороне профиля должен преодолеть внушительную дистанцию, пока не достигнет противоположной стороны. Еще один нюанс: перфорация делается не плоской, а с выпуклыми краями. 

Таким образом, большая часть холода, преодолевая свой путь, уходит в утеплитель, который плотно прилегает к плоскости стального профиля.

ПРЕИМУЩЕСТВА ДОМА из ЛСТК

Долговечность. Стальной профиль покрыт защитным слоем цинка, предотвращающим его коррозию. Оцинковки, массой 275 г/м2 вполне достаточно, чтобы каркас дома служил прочной основой на протяжении века.

Минимум земляных работ. Легкость конструкции дома (около 40 кг на 1 м2 стены) позволяет существенно снизить расходы на фундамент. Для малоэтажной постройки вполне будет достаточно мелкозаглубленного ленточного фундамента, буронабивных свай или винтового фундамента.

Легкость и компактность. Для сооружения дома площадью в 70 м2 вам потребуется одна грузовая доставка весом в 1,5 тонны. Такой груз с легкостью разместится на небольшом грузовике. Правда, это в том случае, когда вы заказываете профиль, а не готовые конструктивные элементы из него, имеющие более внушительные габариты при той же массе.

Вариативность элементов каркаса. У вас всегда будет выбор:
  • закупить набор профилей, самостоятельно нарезать (или заказать порезку поставщику) и соорудить каркас,
  • заказать расчеты и первичную сборку у производителя, а на месте лишь соединить готовые элементы (как в конструкторе),
  • заказать дом под «ключ» или чистовую отделку.
От выбранного варианта будет зависеть стоимость и скорость постройки. 

Простота сборки. При наличии предварительного программного расчета вы будете иметь под рукой набор профилей с точными размерами. Для соединения элементов каркаса потребуется шуруповерт и набор саморезов для стального профиля.  Собрать каркас из заготовленных профилей бригада из трех-четырех сможет за 3-4 недели. 

Прочность конструкции. Этот показатель обеспечивает способ крепления элементов между собой.  Использование качественных материалов и точный расчет позволяет создать надежную сейсмоустойчивую конструкцию каркаса в частности и дома в целом. 

Отсутствие тяжелой строительной техники. Для подъема наверх готовых элементов конструкции крыши и перекрытий вам не понадобится строительный кран. 

Отсутствие «мокрых» строительных процессов. Данное преимущество позволяет вести строительные работы не взирая на погодные и температурные условия. 

Экологичность. В процессе строительства применяются оцинкованная сталь, минераловатный утеплитель, стекломагнезитовый лист, паро- и гидроизоляционная пленка. Эти материалы не содержат вредных химических соединений, не подвержены гниению и горению. Внутреннюю и внешнюю обшивку стен, так же как и материал кровельного покрытия вы выбираете на свое усмотрение.

ВИДЫ ТЕРМОПРОФИЛЯ 

ЛСТК профиль представляет собой холоднокатные изделия из стали с оцинковкой. Толщина профиля варьируется от 0,7 до 3 мм, достаточная норма цинка 275 г/м2. Более низкое содержание уменьшает долговечность, более высокое является неоправданным перерасходом финансов.  

Стандартная длина профилей составляет 6 м (в отдельных случаях 15 м). 

Каждый тип профиля может иметь как плоскую стенку, так и усиленную с изгибом «ласточкин хвост». Данный изгиб увеличивает момент инерции на кручение и изгиб, иными словами, обеспечивает жесткость конструкции больших размеров.

Термопрофилем называют перфорированный вариант стального. Его отличают повышенные теплосберегающие свойства, обусловленные расположением и формой отверстий. «Ажурная» сетка ничуть не уменьшает прочностные характеристики материала, но создает массу препятствий для проникновения холодного потока внутрь конструкции.

Термопрофиль применяют для тех конструктивных элементов здания, где требуются усиленные теплоизоляционные свойства: наружные стены жилых домов, перекрытия цокольного и верхнего этажей, кровельная конструкция мансарды. В остальных случаях используют более дешевый обычный профиль.

Вариации сечений стального профиля зависят от его функционального назначения и для строительных организаций некоторые виды изготовляют по индивидуальному заказу. Но существуют и стандартные типы профилей ЛСТК, используемые в частном строительстве. Их четыре плюс модификации. Этого набора (с учетом грамотного расчета нагрузок) вполне достаточно для создания прочного каркаса постройки. На них мы и становимся подробнее.

С-образный профиль (Омего-образный)

Данный металлопрофиль имеет характерное С-образное сечение, загибы придают конструкции дополнительную жесткость. В прайсах обозначают аббревиатурой ПС, ТПС.

Назначение. С-образный профиль применяют в качестве вертикальных стоек каркаса, рам, колонн, ферм и балок.

ПС – стоечный металлический профиль для вертикальных элементов конструкции не нуждающихся в теплоизоляции (нежилые сооружения, внутренние несущие стены, перегородки). Ширина и толщина профиля выбирается исходя из расчета нагрузок.

ТПС – термопрофиль для вертикальных элементов наружных стен жилых зданий и стропил, где теплоизоляция необходима. Ширина термопрофиля выбирается в соответствии с необходимой толщиной утеплителя для вашего региона. Прочность конструкции достигается за счет толщины профиля, жесткость увеличивают элементом «ласточкин хвост».

П-образный профиль

Имеет П-образное сечение, часто обозначают аббревиатурой ПП, ТПП.

Назначение. Сооружение горизонтальных прогонов каркаса дома – перекрытий между этажами.

ПП – металлический профиль для прогонов, используют в качестве горизонтальных элементов каркаса, не  требующих теплоизоляции. Так же является основным элементом каркаса небольших сараев, теплиц, душевых и туалетов – он используется в качестве и вертикальных и горизонтальных направляющих, что значительно упрощает монтаж и удешевляет конструкцию.

ТПП – термопрофиль для горизонтальных прогонов наружных несущих стен каркаса, применяют там, где важны теплоизоляционные качества, преимущественно, для жилых зданий. Ширина соответствует ширине вертикальных стоек.

Шляпный профиль

Профиль с омего-образным сечением. Обозначают аббревиатурой ПШ. Цифры после названия указывают высоту данного профиля.

Назначение. В зданиях применяют в качестве обрешетки крыши и стен (под сайдинг и обшивку). Но на этом полезные свойства ПШ не ограничиваются. Сечение профиля обеспечивает усиленную жесткость конструкции и удобство крепления на плоскость. Поэтому ПШ популярен при изготовлении калиток и распашных ворот, а так же раздвижных конструкций.

Термо-модификаций у шляпного профиля нет.

Z-образный профиль

Этот металлопрофиль свое название получил благодаря характерному изгибу стального листа. Может обозначаться аббревиатурой  ПZ  и ТПZ.

Назначение. Для обшивки стен снаружи, применяется в качестве крепления под навесные панели ветилируемого фасада, отделку фасада плитами керамогранита и тд.

Внутри дома может использоваться как обрешетка под гипсокартон в том случае, когда высоты шляпного профиля недостаточно, чтобы разместить коммуникации.

Профиль ПZ применяют как снаружи, так и изнутри зданий.

ТПZ разумно применять, вместе с утеплителем с внутренней стороны стены, чтобы усилить теплоизоляционные свойства и, одновременно, спрятать коммуникации.

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ЛСТК

Фундамент под дом из ЛСТК закладывают мелкозаглубленный ленточный, из винтовых или буронабивных свай.

Монтаж каркаса. Самый удобный вариант – делать поэтапную сборку стен на земле, а после крепить их на фундамент и между собой.

Все начинают с разметки на фундаменте точного местоположения стен и углов, в том числе и межкомнатных перегородок. Делают ее краской.

Заготовьте заранее нарезанные полосы гидроизоляции, по ширине равные ширине профиля наружных и внутренних стен.

Для сборки каркаса обязательно понадобятся оцинкованные саморезы, предназначенные для монтажа профиля ЛСТК, электрошуруповерт, строительный уголок для проверки перпендикулярности креплений, строительный уровень для контроля каркасной конструкции.

Кроме того, потребуется ножовка и ножницы по металлу, поскольку профиль, купленный без предварительной нарезки согласно проекта, потребуется резать вручную.

Виды крепежа. Перпендикулярные стыки П-образного профиля фиксируют 4 саморезами: по диагонали по два с каждой стороны.

Те же соединения из разных профилей П- и С- образного выполняются иначе. На П-профиле ножовкой вырезают «ушки», которые прикручивают к боковым стенкам С-профиля опять же двумя саморезами с каждой стороны по диагонали.

Стальной уголок к профилю фиксируют, как минимум, в трех точках.

Накладные пластины прикручивают к каждому профилю не менее, чем в двух точках, а для монтажа ферм часто применяют болтовое соединение.

Готовые стены к фундаменту крепят анкерами (длина 100-150 мм).

Каркас стен. Стену небольшого размера собирают целиком, длинную – отдельными секциями, которые после скрепляют между собой.

Чем больше предполагаемая нагрузка на фундамент, тем больше требований предъявляют к жесткости каркаса.

Одним из условий, позволяющих увеличить жесткость конструкции является выстраивание вертикальных стоек, балок перекрытий и ферм по одной линии.

Дополнительную жесткость по углам дома создают при помощи косоуров или параллельных связок.

Параллельные связки применяют так же для оформления верха оконных проемов большой ширины. Особенно это актуально для проектов домов в стиле модернизм, где окна делают практически на всю высоту и ширину стены.

Основа каркаса стены – вертикальные стойки, их крепят на цельную горизонтальную перекладину, перевернутую гладкой стороной к фундаменту. Метод крепления – посредством стального уголка.

Шаг стоек (если нет проекта) составляет 58,5 см, именно такое расстояние необходимо для того, чтобы минераловатная плита стандартного размера комфортно легла и зафиксировалась между стойками. Естественно, что какая-то секция может оказаться более узкой.

Горизонтальные перекладины идут короткими отрезками, и образуют одну горизонтальную линию. Максимальное расстояние между линиями поперечин 98 см.

При строительстве дома с толстыми стенами профиль сдваивают либо выбирают широкий. Тогда будет разумно боковые части наружных стен (углы), выполнить так, как показано на фото: при упоре одной стены в торец другой ее можно будет закрепить не только к крайнему профилю, но и рядом расположенному. Предварительно этот промежуток заполняют утеплителем.

Каркас ферм. Чем больше пролет между стенами, тем серьезнее подход к жесткости конструкции крыши.

Наиболее распространенный вариант каркаса кровли – это монтаж готовых ферм на коробку из стен. При этом нижние балки автоматически образуют основу перекрытия (потолка).



Перед вами основные типы ферм из профилей ЛСТК. Крепление к каркасу стен осуществляют посредством стального уголка и металлических пластин (по фронтону). Сами же узлы ферм фиксируют накладными пластинами, более простые соединения – путем соединения профиля саморезами.

Небольшие скаты можно выполнить в виде рам и уложить на конек из стального уголка. Более протяженные, но неширокие конструкции монтируют на конек из параллельной связки. Оба этих метода выбирают для монтажа легких кровельных покрытий.


Мансардный полуэтаж. Способов соорудить мансарду из ЛСТК два:
  • первый вы делаете замкнутый каркас стен и на него монтируете ферму для мансарды,
  • второй – каркас стен по верху делается не замкнутым, а стойки фронтона подгоняют под линию крыши.
Межэтажные перекрытия. Достаточную прочность межэтажным перекрытиям придаст профиль с С-образным сечением либо (под большие нагрузки) параллельная связка. Оба элемента монтируются «на ребро».




Само перекрытие представляет собой замкнутую раму с прямоугольными сотами. В постройках до двух этажей эту раму крепят с внутренней стороны каркаса к его вертикальным стойкам. Возможно деление перекрытия на секции, повторяющие очертания комнат.

Обшивка стен, перекрытий, крыши. Наиболее оптимальным методом утепления стен считается норвежский. В чем его суть: в качестве утеплителя выступает материал на минеральной основе – минеральная вата или базальтовая плита.

Как известно, данный тип утеплителя имеет отменные показатели – слой в 20 см по теплозащитным свойствам аналогичен кирпичной кладке толщиной в 1,5 м. Впечатляет… но для достижения указанного параметра утеплитель должен находиться в сухом состоянии.

Путей проникновения влаги в стену жилого дома два: изнутри и снаружи.

Обшивка внутренних перегородок

Защита изнутри. 

Чтобы обезопасить утепление изнутри достаточно установить паропроницаемый барьер, пропускающий воздух и препятствующий прохождению влаги.


С этой задачей легко справляется пароизоляционная пленка. Она необходима в тех случаях, когда изнутри дом будет обшит гипсокартоном или негорючей магнезитовой плитой. 

Обратите внимание, что пароизоляцию крепят непосредственно на каркас дома, а после на нее укладывают обрешетку из шляпного профиля. К нему и крепят листы обшивки. Профиль создает необходимый вентиляционный зазор.





Обшивка наружных стен

Это традиционная схема защиты утеплителя изнутри. Согласно норвежской технологии, стены дома изнутри можно обшить плитой OSB. Она сама по себе является пароизоляционным материалом, поэтому дублировать ее пленкой нет необходимости. Но OSB является горючим материалом, учтите это при принятии решения.



Защита снаружи. Для того, чтобы предотвратить попадание влаги в утеплитель извне вовсе не обязательно прятать его под защиту кирпичной стены или обшивки. Самым действенным (и весьма экономичным) способом является создание вентилируемого фасада.



 Стена ЛСТК с облицовкой штукатуркой:

  • внутренняя обшивка
  • пароизоляция
  • утеплитель
  • наружная обшивка, 
  • клей-цемент + пенополистирол
  • штукатурка

 Стена ЛСТК с облицовкой деревом:

  • внутренняя обшивка
  • пароизоляция
  • утеплитель
  • ветроизоляция
  • сайдинг (вагонка)

Стена ЛСТК с облицовкой кирпичом:
  • внутренняя обшивка
  • пароизоляция
  • утеплитель
  • ветроизоляция
  • кирпичная кладка с вентиляционными зазорами в нижнем и верхнем рядах





Перекрытия шумоизолируют так, как показано на схеме внизу.



Кровлю утепляют так: поверх  стропил укладывают гидроизоляцию, закрепляют шляпным профилем и на него нашивают жесткое кровельное покрытие.

Изнутри между стропилами враспор фиксируют утеплитель, закрывают пароизоляционной пленкой и либо закрепляют Z-профилем с дополнительным слоем утеплителя, либо шляпным профилем с последующей обшивкой гипсокартоном или OSB.

Как спрятать коммуникации? Проложить коммуникации в каркасе можно двумя способами: 

  • просверлить отверстия под проводку и трубы в профиле, проложить их между пароизоляцией и внутренней обшивкой стен, 
  • если высоты шляпного профиля не хватает, то применяют Z-профиль. 

Параллельно образовавшееся пространство можно заполнить дополнительным теплоизоляционным слоем.

На схеме внизу показано, как прокладывают коммуникации в межэтажных перекрытиях.



Что еще почитать на сайте:

Элементы солнечной электростанции: что и сколько нужно
Как спланировать двор
Красивые окна дома - яркое украшение фасада
Пропорции бетонного раствора: делаем грамотно
Секреты планировки: строительные нормативы
Красивые дома и фасады
Веранда, терраса к дому, обустройство, остекление
Плоская кровля: технология от А до Я