Естественная красота дерева, созданная самой природой, является одним из решающих факторов при выборе материала для будущего дома. Древесина – идеальный материал для строительства, экологичный и лёгкий, прекрасно проявляющий себя во всех тепловых режимах.

Деревянный дом — эстетически привлекательный, экологически безопасный, сочетающий в себе оптимальные тепловой и влажностный режимы. Такой дом  наиболее комфортен для проживания человека.

В последнее время всё большей популярностью среди застройщиков пользуются срубные конструкции деревянных домов, а именно, дома из профилированного бруса. Благодаря современному высокотехнологичному способу обработки древесины, они необычайно красивы, прочны, теплоустойчивы и сравнительно недороги.

 

Технология производства профилированного бруса

Производство профилированного бруса

Производство профилированного бруса

Профилированный брус – сравнительно новый строительный материал, технология изготовления которого была изобретена в Финляндии во второй половине прошлого века. Свое название «профилированный» брус получил благодаря стыковочным поверхностям, снабженным выступами и пазами (профилю), за счет которых и обеспечивается плотное и надежное соединение венцов – замок «шип в паз».

Одной из самых важных характеристик любого деревянного изделия является его влажность. По степени влажности строительный профилированный брус делится на 2 вида:

  • профилированный брус естественной влажности (степень влажности может доходить до 50%);
  • сухой профилированный брус (степень влажности не более 20%).

Различаются эти два бруса не только степенью влажности, но и технологией производства: при изготовлении сухого профилированного бруса добавляется один очень важный процесс — камерная сушка древесины. Брус естественной влажности сохнет естественным способом. 

Изготовление сухого профилированного бруса относится к высокотехнологичному промышленному производству и включает следующие процессы:

Вначале первосортный круглый лес очищают от коры и подвергают первичной механической обработке: придают нужную прямоугольную или квадратную форму. Затем обрезной брус проходит инспекцию: брус с дефектами – выбраковывают, а качественное сырье калибруют по размерам. Для уменьшения растрескивания бруса в процессе камерной сушки, на его нижней и верхней плоскостях вырезают компенсационные пропилы.

После этого подготовленный обрезной брус отправляют на две-три недели в сушильную камеру. Высушенную заготовку (влажностью не более 12 – 18%) обрабатывают с помощью строгательного четырехстороннего станка, в результате чего с лицевых сторон бруса получается гладкая поверхность, с двух других сторон брусу придают определенный профиль (выполняют вырез пазово-шиповой системы сцепления). 

Главная цель камерной сушки бруса – пройти на производстве, а не в уже построенном доме неприятный этап, когда брус при изменении влажности будет «трещать, крутить и выворачиваться». Образцы, сильно растрескавшиеся и изменившие форму — отбраковываются, остальные — идут на профилирование. 

Сухой профилированный брус значительно отличается от бруса естественной влажности: он обладает большей прочностью, меньшим весом,  лучшей теплоизоляцией, меньше подвержен усадке, растрескиванию, а также загниванию и действию плесени и грибка.  

 

Достоинства домов из профилированного бруса

Натуральность

Профилированный брус  — это 100% массив древесины, а значит,  обладает всеми преимуществами натурального (без вредных добавок) цельного дерева: экологичностью, способностью абсорбировать различные запахи и фильтровать воздух внутри дома. Сырьем для производства бруса обычно служат хвойные породы дерева: сосна и ель.

Прочность

Брус из сердцевины дерева

Брус из сердцевины дерева

Основу профилированного бруса составляет ядровая древесина.   Посмотрим, чем она так ценна для деревянных изделий.

В процессе роста дерева постепенно меняется состав древесины, примыкающей к сердцевине: у хвойных пород она пропитывается смолой, а у лиственных – дубильными веществами. Древесина становится более твердой и менее подвержена гниению, так как движение соков в этой части дерева полностью прекращается. Эта часть ствола у хвойных пород называется ядром, у остальных – спелой древесиной.

Ядро является самой ценной частью дерева, так как обладает высокой плотностью, прочностью и огнестойкостью, а так же способностью противостоять повреждающим действиям внешней среды, грибков и насекомых.

В то же время, у части более молодой древесины, расположенной ближе к коре, еще остаются живые клетки. И поэтому она имеет большую влажность, а, следовательно, подвержена гниению, обладает малой прочностью и склонна к короблению. Эта наружная рыхлая часть дерева называется заболонью

При изготовлении профилированного бруса заболонь у бревна срезается, а  оставляется только твердое ядро, пропитанное смолой, что существенно улучшает прочностные свойства готового изделия. 

Экологичность

Благодаря клеточному строению древесины и ее анизотропии (свойства древесины вдоль и поперек волокон существенно различаются), дерево способно «дышать». В этой очень важной особенности дерева и проявляется экологичность деревянного дома из профилированного бруса.

При этом следует обратить внимание, что продукты жизнедеятельности людей, населяющих дом (воздух и пар), проходят вдоль древесных волокон бруса и, не накапливаясь, удаляются через его торцевые стенки. Влажность внутри помещений в таких домах — саморегулируется и не превышает допустимых норм.

Таким домам не нужно постоянное проветривание, так как не менее 30% воздуха в доме в течение дня меняется через стены. Дом из профилированного бруса самостоятельно поддерживает оптимальную влажность и кислородный баланс.

Простота сборки

Соединение профилированного бруса

Соединение профилированного бруса

Простота укладки деталей из профилированного бруса, благодаря различным профилям, где шипы верхних поверхностей соответствуют пазам нижних, позволяет монтировать их с высокой точностью, скоростью и легкостью, как конструктор Lego.

Использование такого материала, как профилированный брус, позволяет значительно снизить трудозатраты, а также влияние человеческого фактора на результат строительства.

Отсутствие плесени и гниения

Благодаря применению различных видов профилей,  в межвенцовый шов стен из профилированного бруса практически не попадает растаявший снег и дождевая вода, что исключает появление плесени и гниение древесины.

Высокие теплоизоляционные свойства

В строительстве за высокие теплоизоляционные свойства строительного материала отвечает его коэффициент теплопроводности. Чем он меньше, тем хуже материал проводит тепло, тем лучше его теплоизоляционные свойства.  Коэффициент теплопроводности сухого дерева поперек волокон составляет 0,09-0,15 Вт/(м∙°С); влажного —  0,23 Вт/(м∙°С), что обуславливает прекрасные теплоизоляционные свойства этих материалов. Летом дерево  хорошо защищает от жары, а в зимнее время – от холода.

Для сравнения: коэффициент теплопроводности кладки из глиняного кирпича – 0,56 Вт/(м∙°С). То есть, стена из сухого профилированного бруса шириной 100 мм имеет такие же теплоизоляционные свойства, как и кирпичная кладка, толщиной 640 мм.

В расчетах строительных конструкций это выглядит следующим образом:

                где:

R – термическое сопротивление отдельного слоя (нормативное значение сопротивления теплопередаче);

δ – толщина слоя;

λ – коэффициент теплопроводности слоя.

Для кирпичной кладки толщиной 640 мм:

R = 0,64 / 0,56 = 1,14 м2°С/Вт;

Для деревянной стены из бруса толщиной 100мм:

R = 0,1 / 0,09 = 1,11 м2°С/Вт;

Причина довольно низкой теплопроводности дерева кроется в его строении, а именно в волокнистой структуре. Между волокнами древесины имеются заполненные воздухом пустоты. Воздух, как известно, отличается весьма небольшой плотностью, а значит и хорошей теплоизоляцией.

При увеличении влажности древесины пространство между волокнами заполняются влагой. Плотность воды примерно в 25 раз больше плотности воздуха, а потому у сырой древесины повышается коэффициент теплопроводности (ухудшается теплоизоляция).  

Теплопроводность, также, зависит от породы дерева. Ель и сосна – менее плотные, чем дуб, а значит, и теплоизоляция у них лучше.

 

Недостатки домов из профилированного бруса

Усадка  

                                                                                        

Внешний вид стены из профилированного бруса после усадки

Внешний вид стены из профилированного бруса после усадки

Любой сруб из бруса дает усадку. Это естественный процесс и его нельзя избежать. Попробуем разобраться, почему так происходит.

Влажность древесины – это показатель, который характеризует количество (долю) воды в составе строительного материала. Вода в дереве делится на две категории:  свободную и связную. Свободная влага удаляется из дерева быстро и легко естественным способом (путем испарения). Связная вода покидает древесину очень медленно, с довольно неприятными последствиями: происходит деформация (усушка) материала в направлении поперек волокон дерева.

Говоря о брусе естественной влажности, подразумевается, что это тот строительный материал, который подвергся удалению только свободной воды. Для быстрого снижения связной воды у деревянного изделия, необходимо проводить специальные мероприятия – сушку древесины в специальных камерах.   

Естественная влажность древесины — величина непостоянная и зависит от времени года (зимой может доходить до 70%, летом – меньше 20%), климата (температуры и влажности воздуха), породы и толщины материала.

Эксплуатационная же влажность древесины должна быть в пределах 14-16%, но не более 22%, так как именно при такой влажности начинается разложение древесины грибами и бактериями (это граничное значение называют «пределом биостойкости»).

По мере того, как деревянный брус медленно теряет связную влагу и уменьшается его влажность с естественной в 40-50% до эксплуатационной (конечной) в 14-16%, происходит усушка (усадка) материала.

В соответствии с ГОСТ 6782.1-75 «Пилопродукция из древесины хвойных пород. Величина усушки» усушка пиломатериала толщиной и шириной 100 мм с естественной влажности в 40-50% до конечной влажности в 14-16% для ели и сосны составляет 4,8мм.

Следовательно, усадка бруса из ели и сосны естественной влажности составляет 4,8%.

То есть, на каждый метр стены деревянного дома по высоте, усадка для бруса из хвойных пород дерева будет составлять 4,8 см. А это значит, что даже одноэтажный дом из профилированного бруса естественной влажности за год может осесть на 10-12 см.

Причем, усадка деревянного дома идет двумя этапами:

  • Интенсивный период в течение первых 3-х месяцев;
  • Постепенный период – до одного года.

Поэтому, после сборки деревянного сруба из профилированного бруса естественной влажности, до начала отделочных работ, устройства кровли и установки окон и дверей, стройку необходимо законсервировать на 12-15 месяцев. Если этого не сделать, то оконные и дверные проемы со временем перекосит (они могут даже лопнуть), а внутреннюю и внешнюю отделку из вагонки, блок-хауса и сайдинга – переломает и даже частями повырывает. 

Усадка дома из сухого профилированного бруса — минимальная (1-2%), в несколько раз меньше, чем у дома из профилированного бруса естественной влажности. Поскольку причиной усадки деревянного дома может быть не только влажность древесины, но и давление, оказываемое верхними бревнами на нижние (механическая усадка), то она будет происходить в любом случае. Однако усадка дома из сухого бруса будет равномерной, незначительной. Поэтому, производить чистовую отделку, устанавливать окна и двери, проводить коммуникации в таком доме можно сразу после установки сруба под крышу, не дожидаясь окончания усадки.

Трещины, деформации

Трещины в стене из профилированного бруса

Трещины в стене из профилированного бруса

В процессе естественного неконтролируемого высыхания (следовательно, и усадки) профилированного бруса естественной влажности, меняются его линейные размеры: высота (толщина) и ширина. Эти непредсказуемые уменьшения размеров могут привести к таким неприятным последствиям, как возникновение трещин на лицевых поверхностях бруса, коробление, а также увеличение зазоров в соединениях.

Для того чтобы свести эти явления к минимуму, важно выполнять некоторые условия:

  • При сборке дома обязательно использовать нагеля (деревянные — для срубов из профилированного бруса и металлические нагель-гвозди — для срубов из сухого профилированного бруса). С их помощью стеновую конструкцию можно «подтянуть» в процессе усадки.
  • Применять качественную плотную просмоленную древесину.
Пропилы в профилированном брусе

Пропилы в профилированном брусе

  • Строго придерживаться технологии изготовления профилированного бруса, в соответствии с которой вдоль всего изделия предусмотрено нарезание продольных канавок (компенсационных пропилов). Это снижает излишнее напряжение с каждой стороны и значительно уменьшает вероятность появления трещин при неравномерном высыхании деревянного массива.
  • При выборе профилированного бруса отдавать предпочтение прямоугольной форме поперечного сечения, так как в основном трескается только самая широкая сторона. На квадратном профилированном брусе естественной влажности трещина может пойти по любой стороне.

Следует отметить, что сухой профилированный брус в процессе эксплуатации если и трескается (что происходит довольно редко), то в гораздо меньшей степени, чем профилированный брус естественной влажности. Размеры трещин очень незначительны и не ухудшают теплотехнические характеристики дома.

Причем, сухой профилированный брус имеет совершенно гладкие поверхности. Его наружная, «уличная» сторона может быть как в форме полуовала, так и абсолютно плоской, а внутренняя – ровная строганная. Поэтому, несмотря на мелкие трещины, в таком доме не требуется дополнительно ни внутренней, ни наружной отделки.

В заключение следует сказать, что, несмотря на все вышеперечисленные недостатки, профилированный брус естественной влажности  – это довольно качественный материал, а благодаря своей доступности — еще и очень востребованный в бюджетном строительстве. К тому же, в домах из профилированного бруса невысокая стоимость очень органично сочетается с прекрасными эксплуатационными характеристиками: привлекательным внешним видом, быстротой и легкостью возведения, экологичностью и низкой теплопроводностью, что делает их весьма популярными в среде потенциальных застройщиков.