Усадка сруба

Усадка сруба – естественный процесс, вследствие высыхания древесины происходит уменьшение линейных размеров элементов конструкции. Именно поэтому дому из бревна или бруса перед началом его полноценной эксплуатации дают устояться.

Сруб под усадку

Причина усадки

Влажность деревянных изделий во многом определяет их конструктивные свойства. Вода в древесине подразделяется на три вида:

  • капиллярная;
  • гигроскопическая;
  • химически связанная.

В полостях клеток и межклеточном пространстве находится капиллярная вода. Стенки клеток заполняет вода гигроскопическая. Вещества, которые образуют древесину, содержат химически связанную воду.

Древесина, используемая для устройства срубов, как правило, имеет влажность от 50% (свежесрубленное дерево) до 22% (состояние древесины, когда в ней отсутствует капиллярная влага, называемое точкой насыщения волокон). По степени влажности оно относится к воздушно-сухому (15 – 25%).

Усушка, как физическое свойство древесины, подразумевает изменение её геометрических размеров и объёма при высыхании. Удаление капиллярной воды не вызывает усушку. При испарении гигроскопической влаги толщина водных оболочек уменьшается, что и вызывает уменьшение размеров древесины.

Что влияет на сроки и величину усадки

 Срок и величина усадки может меняться в зависимости от:

  • исходного материала (порода древесины);
  • вида сушки (естественная, искусственная);
  • процента влажности древесины;
  • вида изделия;
  • технология возведения дома;
  • способа сопряжения деревянных элементов;
  • вида межвенцового уплотнителя;
  • климатических условий строительства.

Физико-механические свойства отдельных пород дерева впрямую влияют на величину осадки готового дома. Более плотная древесина труднее отдаёт влагу, при этом срок и величина усадки увеличиваются. Многие лиственные породы дерева (дуб, клён, бук, берёза и т. д.) и одна хвойная (лиственница) имеют плотность более 1,55 г/см3. Остальные хвойные породы, применяемые в строительстве, менее плотные (менее 1,55 г/см3)

Для улучшения качества древесины, как строительного материала, в том числе и для уменьшения усадки при возведении деревянных строений её подвергают сушке. Камерный (искусственный) вид сушки значительно сокращает сроки и величину усадки. Процент влажности готового материала в данном случае можно получить значительно ниже (менее 16%), чем при естественном процессе высыхания (до 20%). Так как камерная сушка цельных бревен и бруса проблематична, для получения сухого стенового материала прибегают к оригинальным технологическим решениям, примером которых является клееный брус.

Технология и качество соединения брёвен как традиционно русской (в лапу, ласточкин хвост, в чашу и др.), так и народов севера других стран (норвежская чашка, канадская рубка и т. д.) влияют на величину усадки сруба. Плотная подгонка, конструктивно оправданное соединение элементов (деревянные нагели) и материала межвенцового уплотнителя позволяют значительно снизить негативное влияние усадочного процесса.

Температурно-влажностный режим в момент строительства сруба может, как способствовать равномерной усадке, так и создать неблагоприятные условия, вызывающие деформации древесины. При значительном повышении температуры в летний период наружные слои бревна или бруса высыхают быстрее внутренних, что вызывает напряжение в дереве. Это может привести к образованию трещин, короблению древесины или к зависанию торцов из-за более быстрой их потери влаги (почти в 4 раза) по сравнению со средними участками стен.

Сроки усадки определяет также расположение сруба. При строительстве необходимо учитывать, что затенённая деревьями или другими строениями сторона высыхает медленнее, чем открытая солнечным лучам. Это же касается и северной части дома по сравнению с южной.

Усадка, которая влияет на изменение размеров здания или сооружения, составляет примерно 3 года. На первый год приходится 90% всей её величины, в остальные 2 года  - по 5% на каждый. Максимум скорости усадки фиксируется в первые три месяца. Фактически усадочный процесс протекает весь период существования строения, но величина его уже практически не влияет на конструкцию здания.

Опираясь на опыт наших предков, наиболее благоприятным временем для возведения сруба считается зимний период времени. Низкая температура способствует замедлению всех процессов в древесине, что даёт возможность равномерной, сохраняющей качество бруса или бревна, усадке. В этом случае летом можно уже заполнять оконные и дверные проёмы и приступать к отделочным работам.

Зимнее строительство дома или бани из бревна (бруса) оправдано также и экономически, так как в этот период времени цены на материал и сборку ниже летних. Отделку и установку дверей (окон) в доме, поставленном летом, можно начинать не раньше следующего тёплого периода.

Зимний сруб

 Конструктивные мероприятия для дома под усадку

К негативно сказывающимся на строительные конструкции свойствам древесины можно отнести неравномерность изменения геометрических размеров в изделиях из неё при высыхании. Чем медленнее длится этот процесс, тем более равномерно происходит усушка и меньше возможности возникновения трещин и коробления.

Перечислим тезисно основные технологические приемы и операции для учета усадки и предотвращения ее негативных последствий, а затем более подробно остановимся на некоторых из них.

  1. Технологический перерыв в строительстве между этапом установки сруба под крышу и отделкой - не менее 6 месяцев.
  2. Установка сруба под временную кровлю на период усадки (для крыш сложной формы).
  3. При устройстве бревенчатых фронтонов крепление конструктивных элементов крыши к фронтонам только скользящим образом.
  4. Применение только деревянных нагелей при соединении венцов по вертикали.
  5. Установка компенсаторов усадки на вертикальных элементах конструкций крылец, террас, веранд, балконов.
  6. Обработка свежего сруба антисептиками на водной основе, не создающими пленку и не препятствующими высыханию бревен. 
  7. Обработка торцов бревен зашитными составами, уменьшающими испарение влаги через торцы и растрескивание.
  8. Вторичная конопатка сруба после усадки.
  9. Установка окон и дверей в обсаду (окосячку) с оставлением сверху зазора на усадку не менее 1/20 высоты проема.
  10. Устройство каркасных перегородок на скользящих креплениях и с оставлением зазора на усадку между перегородкой и балкой перекрытия.
  11. Обшивка стен на скользящих креплениях.
  12. При устройстве дымоходов использование креплений и проходов через кровлю, защищающих от деформации и протечек при усадке.

Уменьшить величину осадки деревянных стен можно ещё в процессе монтажа бревен или бруса. Каждый венец осаживается с помощью резиновой или деревянной киянки, уплотняя соединение брёвен. Важно правильно подобрать качественный уплотнитель и уложить его.

Над только что поставленным срубом устанавливается временная кровля для защиты от осадков. Необходимым условием при этом является возможность вентиляции всего сооружения, чтобы обеспечить равномерность высыхания древесины. Когда усадка, влияющая на изменение размеров здания заканчивается, временный вариант покрытия заменяется на постоянный.

Существуют способы компенсации усадки для стропильных систем. Для этого в местах опор устраиваются скользящие соединения. В данном случае используют специальные крепления заводского изготовления, которые дают возможность перемещаться соединяемым элементам относительно друг друга, не вызывая напряжения в стропильной конструкции. Так, например, такое крепление устанавливается в местах сопряжения стропильных ног со стеной сруба.

Во время усадки возможно искажение геометрических размеров конькового соединения. Для этого его делают шарнирного типа, используя металлические пластины и болты. Пластины крепятся к стропильным ногам с двух сторон при помощи саморезов. Все металлические элементы должны быть оцинкованы. Между собой пластины соединяются болтами, диаметр которых рассчитывается.

Деформация линейных размеров сооружения не только создаёт дополнительные напряжения в конструкциях здания, но и затрудняет последующую установку дверей и окон. Чтобы избежать искривления или уменьшения размеров проёмов, в них устанавливают балки-перетяжки, которые впоследствии спиливают.

Конструкция обсадной коробки (окосячки, обсады) для окон и дверей исключает возможность деформационного искажения. В вертикальных поверхностях проёмов вырезается шип или, как его ещё называют, гребень, который должен войти в соответствующий паз коробки. Сверху между стеной и окосячкой оставляется зазор (1/20 высоты проёма), который заполняется межвенцовым уплотнителем. С наружной стороны устанавливается наличник. В данном случае сначала монтируется подоконная доска (брус) на утеплитель, затем какая-либо боковая сторона коробки, далее верхняя доска (брус). Завершает установку окосячки вторая боковая сторона коробки.

Окно в окосячке

Другой вариант обсады предполагает устройство паза в вертикальных поверхностях стены проёма, а в качестве шипа используется закладной брусок, который имеет сверху зазор для возможной усадки. К нему крепится обсадная коробка с помощью саморезов, исключая возможность соединения со стеной. Сверху и снизу между стеной и обсадной коробкой укладывается межвенцовый уплотнитель. Преимуществом этого способа установки является возможность её сборки вне проёма и более низкая стоимость.

Для обеспечения равномерного процесса усадки сруба торцы брёвен или бруса обрабатывают специальными составами для защиты от слишком быстрого высыхания. Чтобы уменьшить внутреннее напряжение в древесине при усадке дома производители оцилиндрованных брёвен выпускают их с разгрузочными пазами (компенсационный пропил). Ширина их чаще всего составляет 7-10 мм. Количество пазов может быть от одного до трёх на одном бревне, один в верхней части, остальные по бокам бревна.

Защитным мероприятием от коробления деревянных изделий во время усушки является также то, что венцы в определённой последовательности соединяют с помощью сухих деревянных нагелей, чаще всего берёзовых. Это предотвращает возможное изменение первоначального положения бруса или бревна в венце.

 Установка нагелей

Радиальная, линейная и тангенциальная усушка

 Различают несколько направлений усушки в древесине:

  •  радиальное (перпендикулярно годичным кольцам);
  • тангенциальное (параллельно годичным кольцам);
  • линейное (вдоль волокон).

Тангенциальная  усушка имеет наибольшее значение и составляет до 8-10%, радиальная достигает 5-7%. Самая малая усушка происходит в линейном направлении, которая не превышает 0,3%. Это свойство древесины необходимо учитывать в деревянных домах при установке вертикальных опор, так как оседание стен дома происходит значительно быстрее, чем столбов, колонн и т. д. В таких случаях применяются регулировочные механизмы, которые могут изменять в соответствии с величиной осадки высоту опор. В качестве компенсатора усадки используется винтовой домкрат.

Компенсационный механизм устанавливается в зазор между стойкой и опирающимся на него элементом. Крепление домкрата производится только к одному из соединяемых конструкций. Компенсатор может располагаться как внизу, так и вверху опоры. Нижнее положение его более удобно для регулировки высоты.

Компенсаторы усадки

При стыковке стен из бруса или бревна со стенами из другого строительного материала (кирпич, сборный вариант стен и др.) могут возникнуть нежелательные напряжения в конструкциях из-за разной величины усадки. Здесь имеет место применение скользящих соединений (шип – паз). Роль шипа в данном случае выполняет брус, прикреплённый к стене, выполненной из другого материала, а паз делается в стене из бревна или бруса. Между ними прокладывается межвенцовый уплотнитель, который тоже в свою очередь является компенсатором усадки.

Учитывать величину осадки необходимо при устройстве стен из кирпича или другого строительного материала при подведении их под деревянную конструкцию сруба. В этом случае оставляется зазор, величина которого определяется исходя из расчётного значения усадки. От капиллярной влаги в кирпичных стенах деревянные конструкции защищаются слоем гидроизоляции.

Компенсацию продольных деформаций в конструкциях деревянного дома при его оседании может обеспечить крепление с помощью уголков-ползунов. Такое соединение используется, например, в верхних опорах лестниц. Свободное передвижение болта в компенсационном разрезе уголка исключает возможность возникновения внутренних напряжений в соединяемых конструкциях. В данном случае уголок жёстко крепится к лестницы, а скользящее болтовое соединение осуществляется на опоре.

Выполнять отделку во время усадки здания возможно, используя скользящее соединение каркаса обшивки и стены сруба. Также возможен вариант устройства самонесущих перегородок из кирпича или другого материала, не соединяющихся со стенами дома. Этот вариант ещё называют «стаканом». Зазор между стеной дома и перегородкой под отделку должен быть не менее 25 мм. Сверху в любом случае оставляется компенсационный зазор.

Работы по обслуживанию дома во время усадки 

  1. Поскольку усадка сопровождается изменением геометрических размеров всего здания или сооружения в первую очередь необходим осмотр всех конструкций  не реже одного раза в месяц. Лучше, если его будет осуществлять профессионал.  При этом производятся контрольные замеры влажности древесины стен и их осадки по фиксированным точкам. Особое внимание необходимо уделить надёжности креплений в местах скользящих опор стропильной системы крыши и других конструкций здания.
  2. Не реже одного раза в 2 месяца производится компенсаторная регулировка вертикальных опор (столбов, колонн и т. д.).
  3. Осмотр балок перекрытия и их креплений к конструкциям здания осуществляется для выявления повреждений, понижающих их несущую способность. Он проводится также не реже одного раза в 2 месяца.
  4. Натуральный межвенцовый уплотнитель птицы могут вытаскивать для устройства своих гнёзд, что приводит к неравномерной усадке стен. Повреждённые места следует законопатить.
  5. Не реже одного раза в месяц производится проверка горизонтальности брёвен или бруса и вертикальности стен.
  6. Один раз в два месяца осматриваются все деревянные элементы сруба для профилактики биокоррозии. При обнаружении повреждений проводится дополнительное антисептирование древесины в этих местах.
  7. Временное покрытие крыши каким-либо рулонным материалом тоже может повредиться ветром, поэтому проводится осмотр его целостности.
  8. По окончании усадочного процесса специалистом делается полный анализ готовности всех конструкций для завершающей стадии строительства (отделочные работы, установка дверей и окон, устройство постоянной конструкции крыши).

Дом из натурального дерева является, пожалуй, самым комфортным из всех строительных материалов. Тёплый, прочный, экологичный и экономичный, наполненный целебными веществами от природы, он не только согревает, защищает, дарит покой и умиротворение, но ещё исцеляет многие недуги тела. При строительстве дома из дерева необходимо соблюдать технологические особенности, обусловленные свойствами древесины, в том числе представленные в данной статье. При ответственном подходе к строительству деревянный дом будет много лет радовать своих хозяев и дарить им свой неповторимый уют.

Готовые проекты

Получите консультацию прямо сейчас!

Просто напишите свое имя, номер телефона или E-mail и жмите "Получить консультацию".
Мы вам перезвоним, ответим на все вопросы, и поможем разобраться во всех тонкостях и деталях.

*Оформление заявки на расчет Не обязывает Вас что либо покупать. Мы просто сделаем для Вас полную калькуляцию, пришлем ее на почту, а потом перезвоним, чтобы ответить на все Ваши вопросы.

Или позвоните нам сами: +7(495)665-80-09