Тёплый угол из бруса

Деревянный дом – очень теплое жилье, но утечки тепла все равно происходят, и в основном в местах соединений бруса или бревен. Поэтому при возведении деревянного дома стараются обустроить теплый угол брусового дома – это специальная технология соединения элементов, применение которой обеспечивает теплые стены и углы дома. При таком соединении брус плотно стыкуется с соседними деталями, не давая теплу уходить из помещений.

Что такое теплый угол в строительстве деревянного дома

Метод соединения в теплый угол – это такая технология угловых соединений, при которой в теле бруса делают фигурный пропил по специальным шаблонам: во входящем брусе делают выборкой древесины паз, а в присоединяемом брусе вырезают шип. Это сопряжение «шип-паз» образует герметичный угол, без зазоров и щелей, если соблюдать правильные размеры соединения. К таким сопряжениям предъявляют определенные требования при соблюдении некоторых параметров:

1. Высокая прочность сопряжения, которая обеспечивается в основном массой бруса, весом строительных перекрытий и массой кровельных конструкций. При эксплуатации брус и соединение бруса в углах подвергаются воздействиям атмосферных явлений, перепадам температуры, ветровым нагрузкам, что вызывает изменение линейных размеров бруса. Наибольшим колебаниям размеров (так называемой усадке) подвергается дом, возведенный из бруса с естественной влажностью древесины, так как влажная древесина очень легко воспринимает любые деформации и подвержена воздействию максимальных внутренних напряжений в материале. Поэтому в строительстве рекомендуется работать с брусом 16-20% влажности, не более;
2. Герметичное угловое соединение бруса – одно из требований, а при правильном соединении – одно из преимуществ сопряжения шипами и пазами. К таким соединениям требования очень просты – они не должны пропускать сквозняки. На практике это выглядит как зависимость герметичности от сложных фигур при сопряжении бруса.

Соединение углов с остатком

Сопряжение бруса с остатком – это два основных преимущества:

1. Высокая степень герметичности;
2. Высокая прочность и надежность соединения без элементов дополнительной фиксации. Прочность сопряжения достигается за счет давления веса верхних венцов, поэтому смещение или изменение размеров поверхности стен невозможно даже при сейсмическом воздействии средней силы.

Замковый (замочный) односторонний паз не использует шип в сопряжении – по одной стороне бруса выбирается паз, перпендикулярный продольной оси, глубиной на ½ толщины бруса. Паз делается квадратным, чтобы в него так же равномерно вошел другой брус. При реализации этого сопряжения каждый из брусовых элементов прочно фиксируется по отношению к нижнему брусу, уложенному в одном направлении. Обычно такое соединение из бруса усиливается нагелями, поэтому допускается соединять и квадратный брус, и профилированный прямоугольный.

Двусторонний замочный паз реализовать немного сложнее за счет того, что выборка пиломатериала делается и снизу, и сверху. При таком сопряжении выборка делается на ¼ толщины бруса. Двухсторонняя выборка делает пару соединяющихся элементов жестко фиксированной в двух направлениях, и их смещение практически невозможно даже при сильных колебаниях температуры и влажности. Перед тем, как сделать паз в брусе, необходимо проверить место выборки на отсутствие сучков сколов и трещин.

Четырехсторонний замочный паз – решение не для каждого случая. Такое сопряжение, действительно, самое герметичное, но больше у него преимуществ нет – прочность соединения остается такой же, а сложность работ увеличивается. Более сложные соединения «шип-паз», «шип-гребень», «в лапу», «в обло», «ласточкин хвост» и другие делаются на фрезеровочном оборудовании.

Соединения углов без остатка – наиболее экономичное решение, так как торцы бруса не выходят за стену. Такая экономия приводит к уменьшению надежности и герметичности сопряжения.

Существующие способы соединения бруса в углах без остатка – встык, на шпонках, вполдерева, в лапу. Рассмотрим каждое более подробно:

Сопряжение встык – самое простое и не требует дополнительной обработки бруса. При таком соединении пиломатериал укладывают в шахматном порядке, а смещений и сдвигов избегают дополнительными креплениями бруса нагелями или другими метизами, в том числе и металлическими – скобами, хомутами. Такое соединение делается по длине, и его простота позволяет выполнить работу без каких-либо практических навыков. Единственное условие для такого сопряжения – сухой брус. Недостатком является необходимость утепления (уплотнения) зазоров, которое не спасет от деформации бруса при изменении влажности воздуха. Поэтому брус рекомендуется пропитывать влагостойкими составами.

Шпоночное соединение из бруса – это выборка древесины в торце одного бруса и сбоку другого брусового изделия. Эти выборки скрепляются шпонкой, которая помогает избежать больших сквозняков в зазорах, и смещения бруса по одному направлению. Минимизировать смещение по другому направлению может применение шпонки в форме ласточкиного хвоста. Этот паз имеет расширение к краям выборки, и такую форму самостоятельно сделать сложнее – обычно при заказе исполнения проекта на заводе такие соединения делаются станочным методом.

Сопряжение из бруса вполдерева – это технология, при которой торцы бруса спиливаются на ½ их толщины, и длина шипа равняется его ширине. Такое соединение обязательно следует усиливать нагелями, так как само по себе оно слабое. Герметичность тоже невысока, поэтому потребуется конопатка.

Разновидность этой простейшей технологии – сопряжение «в лапу». Этот способ заключается в изготовлении более сложных форм торцов бруса, что обеспечивает более высокую прочность соединению.

Соединение в теплый угол (в коренной шип) делает обоюдостороннее смещение брусовых стен невозможным, а также обеспечивает полную ветрозащиту.

Как подготовить пиломатериал к соединению в теплый угол:

1. Конец одного бруса обрезают с таким расчетом, чтобы остался шип, по длине и ширине равный 1/3 поперечного сечения изделия. По форме шип может быть расширенным к законцовке или прямоугольным;
2. Второй брус имеет паз, который не обязательно делать точно такого же размера, что и шип, так как это соединение будет уплотняться;
3. Шип вставляется сверху в паз, брус дополнительно усиливают нагелями.

Прямые соединения

Если брус короче длины стены по большой стороне, то его наращивают, что само по себе является ослабляющим звеном в соединении. Поэтому рекомендуется приобретать брус такой же длины, как и длинная сторона стены дома. Но, если это по каким-то причинам невозможно, то наращивание неизбежно, и делать его следует применением одного из нижеприведенных методов, чтобы не потерять в прочности и герметичности:

1. Соединение продольного бруса встык на шпонках. Такое сращивание позволяет минимизировать поперечное смещение бруса по всем направлениям и увеличить герметичность сопряжения. Кроме того, зазоры уплотняются известными способами;
2. Соединение в коренной шип – альтернатива шпоночному сопряжению бруса. Об этом сопряжении мы уже писали, но мри прямом наращивании бруса шип смещается с торца бруса к центру;
3. Соединение в косой замок считается наиболее трудозатратным и материалоемким методом. При таком сращивании оба бруса должны перекрываться в ширину на две толщины, можно больше. Размеры выборки при этом должны соблюдаться очень жестко.

Также следует рассмотреть особенности продольного скрепления бруса нагелями:

1. Нагели (шпунты) изготавливаются длиной приблизительно 4/5 от высоты двух соединяемых брусьев. Для более прочного соединения по длине можно использовать не два, а три нагеля на два бруса, а также разрешается соединять одним длинным нагелем три бруса;
2. Расчетный и проверенный диаметр нагелей – 25-30 мм;
3. Расстояние на брусе между соседними нагелями ≤ 150 см;
4. Углы дома из бруса должны скрепляться нагелями в обязательном порядке;
5. По горизонтали нагели должны располагаться со смещением – в шахматном порядке, причем смещение должно применяться ко всем рядам относительно друг друга;
6. Лучшие нагели – из березы. Волокна древесины в метизе должны проходить параллельно оси. Недопустимы сучки и расслоение в теле нагеля;
7. Материал желательно выбирать из ядра и без явных дефектов.

Более сложные формы прямых сращиваний бруса увеличивают трудовые затраты, но позволяют добиться требуемой прочности и герметичности соединений без лишних материальных расходов. Кроме того, соединения, показанные на рисунке выше, исключают возникновение зазоров в швах при усадке и эксплуатации дома.